TfCD - samohybný Breadboard: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

V tomto Instructable předvedeme jednu z technologií, které se často používají v autonomních vozidlech: ultrazvukovou detekci překážek.

V automobilech s vlastním pohonem se tato technologie používá k rozpoznávání překážek na krátkou vzdálenost (<4 m), například při parkování a přepínání jízdních pruhů.

Pro tento průzkum se snažíme vybudovat prkénko, které (1) řídí, (2) rozpoznává překážky a (3) podle toho rozhoduje o své trase.

Konkrétně budeme stavět dvoukolové prkénko s ultrazvukovým senzorem vpředu, které jede vpřed, když není detekována žádná překážka, otáčí se téměř při nárazu na předmět a couvá, když se zdá, že kolizi se nelze vyhnout

Krok 1: Získání komponent

Pro tuto instrukci byly použity následující komponenty:

• (A) 830 pinový prkénko (1 ks) Menší může stačit, ale ujistěte se, že dostanete kvalitní, protože kolíky na ultrazvukovém senzoru jsou trochu křehké.
• (B) Arduino UNO (1ks) Funguje skvěle s motorovým štítem, nemusí být původní verzí.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1ks)

Štít motoru zjednodušuje proces připojení motorů k Arduinu. Ve srovnání s pohráváním s odpory a tranzistory je to pro desku Arduino mnohem bezpečnější, zvláště pokud jste začátečník. Adafruit Motor Shield je dodáván se samostatnými kolíky, které je třeba připájet na čip.

(D) Ultrazvukový senzor HC-SR04 (1ks)

Jedná se o čtyřpinový senzor. Funguje to tak, že vysílá krátký ultrazvukový puls přes levou 'reproduktorovou' jednotku a poslouchá (při měření času), když se vrací přes pravou 'přijímací' jednotku.

• (E) Mini DC motor DAGU DG01D s převodovkou 48: 1 (2ks) Při použití štítu motoru bude fungovat jakýkoli 5V stejnosměrný motor, ale převodovka v této verzi je výhodná, protože umožňuje hezké a pomalé otáčení kol.
• (F) Plastová kola (2ks) V ideálním případě zkuste koupit kola, která jsou přímo kompatibilní s motorem podle vašeho výběru.

Také je potřeba: počítač s nejnovějším softwarem Arduino, páječka, pájecí cín, malá powerbanka, nějaké dráty.

Krok 2: Nastavení obvodu

Připojení ultrazvukového senzoru

Ultrazvukový senzor se skládá ze čtyř kolíků, nazývaných: Vcc, Trig, Echo a Gnd (Ground).

Trig a Echo jsou připojeny k štítu motoru pomocí digitálního pinu číslo 10 a 9. (Jiné digitální piny jsou také vhodné, pokud je použito příslušné kódování.)

Vcc a Gnd jsou připojeny k 5V a Gnd na štítu.

Připojení stejnosměrných motorů

Stejnosměrné motory mají každý černý a červený vodič. Tyto vodiče by měly být připojeny k portům motoru, v tomto případě M1 a M2.

Krok 3: Psaní kódu

Načítání knihovny

Nejprve je nutné stáhnout správnou knihovnu, abyste mohli používat Adafruit Motor Shield v2.3.

V tomto souboru ZIP je složka, kterou lze umístit do instalační složky Arduino, v našem případě:

C: / Programové soubory (x86) Arduino / Knihovny

A nezapomeňte jej pojmenovat Adafruit_MotorShield (poté restartujte software Arduino).

Stahování příkladu kódu

Náš příklad kódu 'Selfdriving_Breadboard.ino' je k dispozici ke stažení.

Existuje několik proměnných, které je třeba vyladit, a nejdůležitější jsou vzdálenosti (v centimetrech), kdy se něco stane. V aktuálním kódu bylo prkénko naprogramováno tak, aby couvalo, když je objekt blíže než 10 centimetrů, aby se otáčelo, když je vzdálenost mezi 10 a 20 centimetry, a aby jelo rovně, když nebyl detekován žádný předmět na 20 centimetrů.

Krok 4: Pájení kolíků

Proces pájení se skládá ze čtyř kroků.

• (A) Zarovnání kolíků Ujistěte se, že jste nasadili všechny kolíky, které jsou součástí štítu motoru. To lze snadno provést umístěním štítu na desku Arduino.
• (B) Pájení pinů V tomto kroku nespěchejte, je velmi důležité, aby se piny po pájení navzájem nepřipojily. Vnější kolíky nejprve pájejte, abyste se ujistili, že kolíky nejsou šikmé.
• (C) Umístění vodičů Při použití stínění motoru musí být dráty také připájeny k příslušným kolíkům. Nejlepší je přilepit vodiče do štítu motoru shora a připájet je ve spodní části štítu motoru. Jako rekapitulace: v tomto kurzu pájíme vodiče na digitální piny 9 a 10 a na piny 5 V a Gnd.
• (D) Pájení vodičů Nyní je čas pájet vodiče, jeden po druhém. Ujistěte se, že jsou dobře umístěny, možná požádejte přítele, aby je držel, zatímco jej pájíte.

Krok 5: Montáž samohybného prkénka

Po pájení součástek a otestování obvodu přichází na řadu finální montáž.

V tomto tutoriálu není prkénko používáno pouze pro svou hlavní funkčnost, ale také jako páteř celého zařízení. Konečný montážní návod se skládá ze čtyř kroků.

• (A) Připojení vodičů Ujistěte se, že jsou kabely na správném místě (v kroku 3 zkontrolujte správný způsob připojení všeho), nezapomeňte na dva stejnosměrné motory. Mějte na paměti, kam chcete součásti připevnit.
• (B) Připojení senzoru Zapojte senzor do propojovací desky a ujistěte se, že je správně připojen.
• (C) Umístění štítu Umístěte štít motoru na desku Arduino UNO. Nyní by bylo skvělé vyzkoušet systém před konečnou montáží.
• (D) Upevnění součástí V tomto kroku vezměte oboustrannou pásku a na místo zafixujte stejnosměrné motory, Arduino a powerbanku. V tomto případě je Arduino umístěno vzhůru nohama pod prkénko.

Krok 6: Dokázali jste to

Nyní už budete pravděpodobně stejně nadšení, jako jsme měli vzít váš výtvor na testovací běh.

Bavte se, zkuste vyladit některé parametry tak, aby to pro vás fungovalo nejlépe.

Děkujeme, že jste se řídili našimi pokyny, a v případě jakýchkoli dotazů nás dejte vědět

-

Ověření technologie

Ultrazvukový senzor, který se v tomto případě používá, měl mít dosah 4 metry. Senzor ale ztrácí přesnost na větší vzdálenost než 1,5 metru.

Zdá se také, že senzor zaznamenává určitý hluk. Použitím sériového monitoru k ověření přesnosti vzdálenosti byly viditelné vrcholy kolem 3000 (mm), zatímco předmět vpředu byl vzdálen jen centimetry. To je pravděpodobně způsobeno skutečností, že vstup senzoru má zpoždění v jeho informacích, takže výstup je jednou za čas zkreslený.