Vaše vlastní chytré auto a dále HyperDuino+R V3.5R s Funduino/Arduino: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Toto je přímá kopie z této sady pokynů ZDE. Pro více informací přejděte na HyperDuino.com.

S HyperDuino+R v4.0R můžete zahájit cestu průzkumu v mnoha různých směrech, od ovládání motorů po zkoumání elektroniky, od programování (kódování) až po pochopení interakce fyzického a digitálního světa. Se vším novým, co se naučíte, se vaše vlastní možnosti pro invenci, inovace a další objevy desetkrát zesílí.

Tento konkrétní tutoriál se vydává cestou přeměny kartonové krabice plus některých kol a motorů na „chytré auto“. Tomu se často říká robotika, ale je to hodné zamyšlení nad tím, čím se liší automat (automaty), chytrá auta a „robot“(viz také původ slova „robot“). Je například tento „padající robot“skutečně „robot“nebo jednoduše automat?

Mohlo by se zdát, že slova nejsou důležitá, ale pro naše účely považujeme za rozdíly to, že automat je něco, co nemění své chování na základě vnějších vstupů. Opakuje stejný průběh naprogramovaných akcí znovu a znovu. Robot je něco, co provádí různé akce v reakci na různé vstupy. V pokročilé formě mohou úrovně více vstupů vést k různým akcím. To znamená nejen jeden výstup na vstup, ale různé akce založené na naprogramované analýze více vstupů.

„Chytré auto“prozkoumává tuto řadu. V nejjednodušší podobě je chytré auto naprogramováno tak, aby se pohybovalo v předem definované dráze. Úkolem v tomto případě může být pohyb auta předem připraveným „bludištěm“. V tom okamžiku je však úspěch mise zcela určen předem naprogramovanou sadou akcí, například vpřed 10, vpravo, vpřed 5, vlevo atd.

V další úrovni může vstup, jako je ten ze senzoru dosahu, přimět auto, aby zastavilo, než se dotkne této překážky, a provedlo zatáčku, aby nabralo nový směr. To by byl příklad jednoho vstupu, jedné akce. To znamená, že stejný vstup (překážka) vždy vede ke stejnému výstupu (odbočení od překážky).

Na pokročilejší úrovni může program monitorovat více vstupů, jako je úroveň nabití baterie spolu s sledováním cesty a/nebo vyhýbáním se překážkám, a kombinovat je do optimální další akce.

V prvním případě je program jen sledem tahů. Ve 2. a 3. příkladu program obsahuje strukturu „kdyby-pak“, která mu umožňuje provádět různé části programu v reakci na vstupy ze senzorů.

Krok 1: Materiály

Box HyperDuino nebo podobný

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Průhledná lepicí fólie (OL175WJ) s tištěným vzorem. (nebo použijte tuto příručku pouze pro motory a kolečka, která lze vytisknout na papír)

Box na 4 AA baterie plus 4 AA baterie

2 redukční převodové motory

2 kola

1 kolečkové kolečko

4 šrouby #4 x 40 1 ½”s podložkou a maticí #4s

2 šrouby do stroje #4 x 40 ⅜”s podložkou a maticí #4s

1 křížový šroubovák/plochý šroubovák

1 HC SR-04 Ultrazvukový senzor dosahu

1 9g servo

1 box na baterie 4xAA

4 baterie AA

1 9v baterie

1 IR dálkové ovládání a IR přijímač

1 modul přijímače SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

Ultrazvukový senzor 1HC-SR04

2 3vodičové propojovací kabely.

2 4vodičové propojovací kabely kompatibilní s Grove.

1 Kabel Grove konektor k zásuvkám

1 prázdný bílý lepicí štítek

1 šroubovák HyperDuino (nebo podobný)

Krok 2: Konstrukce chytrého auta

(Všechny obrázky jsou uvedeny výše)

Připravte si krabici

Přestože souprava HyperDuino Robotics mohla obsahovat plastovou základnu nazývanou „podvozek“(vyslovuje se „chass-ee“), myslíme si, že je mnohem uspokojivější být co nejblíže konstrukci „od nuly“svého chytrého auta. Z tohoto důvodu začneme opětovným použitím lepenkové krabice samotné sady HyperDuino Robotics.

V boxu HyperDuino+R najdete kousek bílého papíru s lepidlem a kousek průhledného materiálu s lepidlem s obrysy ukazujícími pozice pro HyperDuino, box na baterie a motory.

Existují také kruhy označující, kam umístit kruhy na suchý zip s lepidlem.

1. Odstraňte lepicí podložku na bílý papírový štítek a umístěte jej na štítek HyperDuino v horní části krabice. Poznámka: tento lepicí vzor poskytuje průvodce rozložením pro konkrétní krabici, kartonovou krabici MakerBit. Jakmile toto pole použijete, nebo pokud chcete použít jiné pole, můžete použít tento soubor vzorů pdf určený k tisku na papír a poté vystřihnout vodítka motoru (nahoře a dole = vlevo a vpravo) a jedno vodítek koleček koleček. Papír můžete nalepit na místo, zatímco vytvoříte otvory, a poté, co jsou vyrobeny, odstraňte vzor papíru.

2. Rozložte box HyperDuino+R tak, aby mohl ležet naplocho. Toto je pravděpodobně nejtěžší část projektu. Budete muset trochu stisknout a zvednout jazýčky na každé straně krabice ze slotů ve spodní části krabice. Můžete zjistit, že použití šroubováku HyperDuino k tlačení zevnitř klapky směrem ven pomůže uvolnit klapky.

3. Odstraňte polovinu lepicí podložky na průhledný materiál na levé straně (pokud je logo HyperDuino „nahoře“) a vložte jej do krabice HyperDuino tak, aby poloviční obrysy slotů odpovídaly výřezům na krabice. Udělejte maximum, abyste zarovnali dvě vodorovné čáry se záhyby ve spodní části pole HyperDuino+R.

4. Po umístění levé strany průhledné fólie odstraňte papírový podklad z pravé poloviny a dokončete připevňování vzoru.

5. Pomocí hrotu Phillips šroubováku HyperDuino, který je součástí vaší sady, vytvořte malé otvory pro šrouby stroje, které budou držet motory na místě. Pro každý motor jsou dva otvory plus otvor pro osu motoru.

6. Pokračujte a vytvořte další dva otvory pro válečkovou kouli.

7. Pro nápravy motorů použijte modrý plastový nástroj pro vytváření otvorů v soupravě HyperDuino a vytvořte první malý otvor, který je zarovnán s nápravami motorů. Poté plastovým kuličkovým perem nebo podobným způsobem zvětšete otvor na průměr přibližně ¼”palce.

8. Na každý z dlouhých (1 ½”) strojních šroubů nasaďte podložku a z vnější strany krabice protlačte otvory pro motory. (Vyžaduje to trochu silného tlaku, ale šrouby by měly dobře zapadnout do otvorů.)

9. Namontujte motor, který má 2 malé otvory, které odpovídají šroubům stroje, na šrouby a zajistěte je maticemi. Šroubovák HyperDuino pomůže při utahování šroubů, ale neutahujte jej tak, aby byla lepenka rozdrcena.

10. Opakujte pro druhý motor.

11. Najděte kruhy na suchý zip. Spárujte kruhy suchého zipu se stále připevněnou podložkou. Poté odstraňte podložku ze smyčkového (fuzzy) kruhu a připevněte každý kruh, kde uvidíte 3 obrysy pro desku HyperDuino a krabici na baterie. Po umístění odstraňte podložku z háčkového kruhu.

12. Nyní opatrně položte HyperDuino s pěnovou podložkou a bateriovou skříňku (uzavřenou a s přepínací stranou „nahoru“) na kruhy na suchý zip. Zatlačte je dolů takovou silou, aby se přilepily na lepicí zadní strany kruhů.

13. Nyní můžete připojit kabely baterie a motoru. Pokud se podíváte velmi pozorně, můžete vidět štítky vedle každého z 8 svorek motoru, označené A01, A02, B01 a B02. Připojte černý vodič horního motoru („B“) k B02 a červený vodič k B01. U spodního motoru („A“) připojte červený vodič spodního motoru („A“) k A02 a černý vodič k A01. Chcete -li provést připojení, jemně zasuňte drát do otvoru, dokud neucítíte, že se zastaví, a poté zvedněte oranžovou páčku a podržte ji otevřenou, zatímco zatlačíte vodič o další 2 mm dále do otvoru. Poté uvolněte páčku. Pokud je drát řádně zajištěn, nevyjde, když ho jemně zatáhnete.

14. U vodičů baterie připojte červený vodič k Vm napájecího konektoru motoru a černý vodič k Gnd. Malé motory lze napájet z baterie Arduino 9v, ale k napájení motorů lze použít další baterii, jako jsou čtyři baterie AA, a připojuje se pomocí 2 svorek v levém horním rohu desky HyperDuino+R. Volba je na vás pro vaši konkrétní aplikaci a je konfigurována přesunutím „propojky“do jedné nebo druhé polohy. Výchozí poloha je vpravo, pro napájení motorů z 9v baterie. U těchto činností, kde jste přidali pouzdro na čtyři baterie AA, budete chtít přemístit propojku do polohy „doleva“.

15. Nakonec složte krabici dohromady, jak ukazuje jeden z posledních zbývajících obrázků.

16. Nyní je načase vložit dva machine”šrouby s podložkami z vnitřku krabice skrz otvory a připevnit sestavu válečkové koule podložkami.

17. Nyní připevněte kola pouhým přitlačením na nápravy. Dávejte pozor na kola na osách motoru, aby byla kola pěkně kolmá na nápravy a nebyla nakloněna o nic víc, než se můžete vyhnout. Dobře zarovnaná kola dodají vozu rovnější stopu, když se pohybuje vpřed.

18. Poslední věcí, kterou musíte prozatím udělat, je vytvořit otvor pro kabel USB. To není tak snadné udělat hezkým způsobem, ale s trochou odhodlání práci zvládnete. Podívejte se na konektor USB na desce HyperDuino a na vyznačeném rámečku označeném „USB kabel“. Následujte to vizuálně na stranu krabice a pomocí hrotů PhilD šroubováku Phillips vytvořte otvor, který je asi 1”nad spodní částí krabice a co nejlépe zarovnán do středu dráhy kabelu USB, jak můžete. Pokud je to mimo střed, bude později trochu obtížnější připojit kabel USB skrz otvor. Po zahájení otvoru pomocí šroubováku jej dále zvětšete pomocí nástroje pro vytváření modrých děr, pak plastového tubusu pera, a nakonec přejděte na Sharpie nebo jakýkoli jiný nástroj s největším průměrem, který najdete. Pokud máte nůž Xacto, bude to nejlepší, ale nemusí být k dispozici v nastavení třídy.

19. Otestujte velikost otvoru pomocí čtvercového konektorového kabelu USB HyperDuino. Díra nebude moc hezká, ale budete ji muset udělat dostatečně velkou, aby přes ni mohl projít hranatý konektor. Poznámka: Po vytvoření otvoru je korekční tekutina („vyblednutí“) jedním ze způsobů, jak namalovat tmavší lepenku odhalenou při vytváření děr.

20. Aby se víko krabice zavřelo, budete muset provést 2 řezy nůžkami, kde by klapka jinak narazila do motoru, a výslednou klapku buď trochu složit, nebo úplně odříznout.

Krok 3: Kódování jednoduchého programu „běžícího bludištěm“

První programovací výzvou bude vytvořit program, který dokáže „projet“auto vzorem.

Chcete-li to provést, budete se muset naučit používat blokový programovací jazyk iForge k vytváření funkcí, které budou současně řídit motory pro pohyb vpřed a vzad a také otáčení vlevo a vpravo. Vzdálenost, kterou auto ujede v každé části své cesty, je dáno tím, jak dlouho motory běží a jakou rychlostí, takže se naučíte, jak je také ovládat.

V zájmu efektivity v tomto tutoriálu vás nyní nasměrujeme na dokument „Kódování pomocí HyperDuino & iForge“.

To vám ukáže, jak nainstalovat rozšíření iForge pro Chrome, vytvořit účet a vytvořit blokové programy, které ovládají piny na HyperDuino.

Až to dokončíte, vraťte se sem a pokračujte v tomto kurzu a naučte se ovládat motory pomocí HyperDuino.

Krok 4: Základní ovládání motoru

V horní části desky HyperDuino „R“jsou snadno připojitelné svorky, které vám umožňují vložit holý vodič z motoru nebo baterie. To proto, že nejsou vyžadovány žádné speciální konektory, a je větší pravděpodobnost, že budete moci připojit baterie a motory „ihned po vybalení“.

Důležitá poznámka: Názvy „A01“a „A02“pro konektory motoru NEZNAČÍ, že je ovládají analogové piny A01 a A02. „A“a „B“se používají pouze k označení motorů „A“a „B“. Digitální I/O piny 3 až 9 se používají k ovládání všech motorů připojených ke svorkám desky HyperDuino+R.

Baterie by měla být vybrána s výkonem (miliampérhodiny) a napětím odpovídajícím motorům, které používáte. Typické jsou 4 nebo 6 baterií AA v krabici:

Příklad z Amazonu: 6 AA držák baterie s 2,1 mm x 5,5 mm konektorem 9V výstup (obrázek 2)

Je důležité správně připojit polaritu (kladný a záporný) k Vm (kladný) a Gnd („uzemňovací“= záporný). Pokud připojíte kladný vodič napájecího zdroje k zápornému (Gnd) vstupu externího napájecího připojení, je zde ochranná dioda, která blokuje zkrat, a současně motory nebudou napájeny.

Řídicí jednotka motoru může ovládat buď:

Čtyři jednosměrné stejnosměrné motory připojené k A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Poznámka: současně může být zapnutý pouze jeden motor „A“a jeden motor „B“. Není možné mít zapnuté všechny čtyři jednosměrné motory současně.

Pin 8: vysoký, Pin 9: nízký = Motor A01 „zapnutý“

Pin 8: nízký, Pin 9: vysoký = Motor A02 „zapnutý“

(Piny 8, 9: nízké = oba B motory vypnuty)

Pin 12: low, Pin 13: high = Motor B01 „on“

Pin 12: vysoký, Pin 13: nízký = Motor B02 „zapnutý“

(Piny 12, 13: nízké = oba motory B vypnuté)

Dva obousměrné stejnosměrné motory připojené k A01/A02 a B01/B02

Kolík 8 = vysoký, kolík 9 = nízký = Motor A „vpřed*“

Kolík 8 = nízký, kolík 9 = vysoký = motor A „zpětný chod“

(Pin 8 = low, pin 9 = low = Motor A „vypnutý“)

Kolík 12 = vysoký, kolík 13 = nízký = Motor B „vpřed*“

Kolík 12 = nízký, kolík 13 = vysoký = motor B „zpětný chod“

(Pin 12 = low, pin 13 = low = Motor B „off“)

(*podléhá polaritě zapojení motoru a orientaci motoru, kola a robotického vozu.)

Jeden krokový motor připojený k A01/A02/B01/B02 a Gnd

Limity napětí a proudu v ovladači motoru HyperDuino jsou 15 V a 1,2 A (průměr)/3,2 A (špička) na základě IC řadiče motoru Toshiba TB6612FNG.

Motor „A“: Připojte k A01 a A02

(Pro ukázku se podívejte na poslední dva obrázky)

Rychlost motoru

Rychlost motorů A a B je řízena piny 10 a 11:

Rychlost motoru A: Pin 10 = PWM 0-255 (nebo nastavený pin 10 = HIGH)

Rychlost motoru B: Pin 11 = PWM 0-255 (nebo nastavený pin 11 = HIGH)

V jednosměrném provozu (čtyři motory) funguje regulace otáček na pinu 10 pro oba motory „A“a pro kolík 11 pro oba motory „B“. Není možné nezávisle řídit otáčky všech čtyř motorů.

Motory s nízkým výkonem (méně než 400 mA)

Řídicí jednotka motoru může používat externí zdroj baterie až 15 V a 1,5 A (momentálně 2,5 A). Pokud však používáte motor, který může běžet na 5–9 V a používá méně než 400 mA, můžete použít černý můstek vedle napájecích konektorů motoru a přesunout jej do polohy „Vin“. Alternativní poloha „+VM“je pro externí napájení.

Smart Car Activity

Když je váš chytrý vůz sestaven, můžete nyní přejít k aktivitě Smart Car, kde se naučíte programovat své auto.