רובר-וואן: מתן משאית/מכונית RC למוח: 11 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

הוראה זו נמצאת במחשב PCB שעיצבתי בשם Rover-One. רובר-וואן הוא פתרון שתיכננתי לקחת רכב/משאית RC צעצוע, ולתת לו מוח הכולל רכיבים לחוש את סביבתו. Rover-One הוא לוח PCB בגודל 100 מ"מ על 100 מ"מ שתוכנן ב- EasyEDA, ונשלח להדפסת PCB מקצועית ב- JLCPCB.

רובר-וואן:

מדריך זה ימחיש את החלקים שנבחרו ואת קבצי המקור שתוכל ליצור בעצמך.

מָקוֹר:

תמיד הוקסמתי מנאס א ומרחבי המאדים. כילד, חלמתי לבנות רובר משלי, אבל הכישורים שלי היו מוגבלים רק בהוצאת מנועים ממכוניות RC שבורות. עכשיו, כמבוגר עם ילדים משלי, אני נהנה לעבוד איתם כדי ללמד אותם על תכנות ואלקטרוניקה. בניתי כמה קרבי קרב עם הילדים שלי שכללו החלפת גוף המכונית RC במרכב שבנינו מקצף DollarTree, ומקלות ארטיק מחודדים כנשק. כדי לקחת את זה לשלב הבא לתכנות, המטרה הייתה לקחת מכונית RC, ובשינויים מינימליים לתת לה מוח. לאחר שעות רבות של התעסקות בלוחות לחם, ושלוליות הלחמה על לוח פרוטו, הלוח של רובר-וואן נולד. הערבוב של קרש קצף ואלקטרוניקה של DollarTree הפך לשיטה שלי לכל מיני יצירות, אז המצאתי את השם FoamTronix.

מטרת הלוח של רובר-וואן:

המטרה העיקרית של לוח זה היא ללמוד על רכיבי חישה, ועל התכנות הכרוכות בתקשורת בין הרכיבים לננו הארדואינו להנעת מכונית ה- RC. לוח זה לוקח מתהליכים שלמדתי במהלך השנים על חיישנים שונים, רשמי משמרות ומחשבי IC אחרים כדי להניע מנוע.

סכמטי:

easyeda.com/weshays/rover-one

אספקה

• 2 קבלים 1uF
• קבל 1x470uF
• נגד 16x220 אוהם
• נגד 100K אוהם
• נגד 4.7K אוהם
• 2x DS182B20 (חיישן טמפרטורה)
• 1x LDR (נגד תלוי אור)
• 2 x 74HC595 (משמרת מרשם IC)
• 1x L9110H (נהג IC)
• 4x HC-SR04 (חיישן מרחק קולי)
• 19x 2.54 מסופי בורג 2P
• 4x 2.54 מסופי בורג 3P
• 1x ארדואינו ננו
• סרוו 9 גרם (משמש לסובב את המכונית/משאית)
• 1x מנוע DC (ברכב/משאית RC)
• 1x לוח Adafruit GPS Breakout V3

ציוד אופציונלי:

• סיכות כותרת לזכר
• סיכות כותרת נקבה

שלב 1: ארדואינו ננו

הארדואינו ננו הוא מוח הלוח. הוא ישמש לניהול הקלט מהחיישנים השונים (פינג, טמפרטורה, אור), והיציאה אל המנוע, סרוו, רגידי משמרות ותקשורת סדרתית. ה- Arduino יופעל ממחבר אספקה חיצוני של 5V.

חלקי מדור:

1x ארדואינו ננו

שלב 2: העברת רישומים

רישומי המשמרות משמשים לתת יותר תפוקות. ישנם שני רישמי משמרות Serial-In Parallel-Out המחוברים ביחד. רק 3 סיכות מהארדואינו ננו משמשות לשליטה בכל 16 היציאות.

הקבלים משמשים לכל קפיצי כוח שהשבבים עשויים להזדקק להם.

מסופי הבורג משמשים כדי להקל על חיבור סוגים שונים של חוטים.

דוגמה לנורות הלדים תהיה:

• 2 נוריות LED לבנות (לפנסי ראש)
• 2 נוריות LED אדומות (למנורות הפסקה)
• 4 נוריות LED צהובות (למצמוצים - שניים מלפנים ושניים מאחור)
• 8 נוריות LED מסומנות, או 4 נוריות אדומות וכחולות לנורות משטרה.

חלקי מדור:

• 2 קבלים 1uF
• נגד 16x220 אוהם
• 2x 74HC595 (משמרת מרשם IC)
• 16x 2.54 מסופי בורג 2P

שלב 3: LDR (נגד זיהוי אור)

ה LDR, הנגד לזיהוי אור, משמש יחד עם הנגד כמחלק מתח למדידת האור.

בהתאם לאופן השימוש בלוח, ניתן לחבר את ה- LDR ישירות ללוח, או להתקין סיכות כותרת אחרות.

חלקי מדור:

• 1x LDR (נגד תלוי אור)
• נגד 100K אוהם

שלב 4: חיישני טמפרטורה

ישנם שני חיישני טמפרטורה. האחד נועד להתקנה ישירות על הלוח, והשני אמור להיות מחובר באמצעות מסופי בורג למדידת הטמפרטורה במיקום אחר.

אזורים אחרים למדידת הטמפרטורה יהיו:

• אצל המנוע
• ליד הסוללה
• על גוף RC
• מחוץ לגוף RC

חלקי מדור:

• 2x DS182B20 (חיישן טמפרטורה)
• נגדי 4.7K אוהם
• 1x 2.54 מסופי בורג 3P

שלב 5: חיישני פינג

ישנם 4 חיישני פינג HC-SR04. הלוח מותקן לחיבור סיכות ההד וההדק ביחד באמצעות ספריית NewPing. את הסיכות ניתן להלחים או לחווט יחד ב- HC-SR04, או לחוטים מהדפי ההדק וסיכות ההפעלה לאותם סיכות מסוף.

רעיונות למדידת המרחק יהיו הצבת 3 מחיישני הפינג מול מכונית ה- RC בזוויות שונות, ואחד מאחור לגיבוי.

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

חלקי מדור:

• 4x HC-SR04 (חיישן מרחק קולי)
• 4x 2.54 מסופי בורג 3P

שלב 6: חיבור מוטורי

שבב נהג מנוע DC L911H IC משמש לשליטה במכונית RC המתקדמת קדימה ואחורה. שבב זה בעצם מחליף עבורך את חוטי הפלוס/מינוס במנוע DC. לשבב זה מתח אספקה רחב מ -2.5 וולט עד 12 וולט אם הוא מופעל בטמפרטורות שבין 0 ° C ל- 80 ° C - זו הסיבה שחיישן הטמפרטורה נמצא ממש לידו (חיישן הטמפרטורה מודד -55 ° C עד 125 ° C). לשבב יש גם דיודת מהדק מובנית, כך שאין צורך בחיבור מנוע DC.

חיבור מסוף אחד הוא עבור המנוע, והשני הוא עבור מקור כוח חיצוני לסוללה. ציור המנוע והזרם יהיה גדול מדי על הארדואינו, כך שמקור כוח נוסף הוא הצורך.

חלקי מדור:

• 1x L9110H (נהג IC)
• 2x 2.54 מסופי בורג 2P

שלב 7: חיבור סרוו

הסרוו משמש לשליטה בפנייה של מכונית ה- RC. רוב מכוניות RC הצעצועים יגיעו עם מנוע נוסף המשמש לסיבוב. החלפת מנוע הסיבוב עבור סרוו היא השינוי היחיד שבסופו של דבר אני מבצע למסגרת של מכונית ה- RC.

הקבל משמש לכל קוצים בעוצמה שהסרוו עשוי להזדקק להם.

חלקי מדור:

• 1x סרוו 9 גרם (משמש לסובב את המכונית/משאית)
• קבל 1x470uF
• סיכות כותרת זכר לחיבור הסרוו

שלב 8: מודול GPS

מודול ה- GPS של Adafruit מצוין לראיית המיקום ומעקב לאן המכונית נוסעת. מודול זה לא רק נותן לך את מיקום ה- GPS, אלא שאתה מקבל גם:

• דיוק מיקום בתוך 3 מ '
• דיוק מהירות בתוך 0.1 מ '/ש' (מהירות מרבית: 515m/s)
• סיכה "אפשר" להפעלה/כיבוי
• פלאש לאחסון נתונים 16 שעות של נתונים
• RTC (שעון בזמן אמת) כדי לקבל את הזמן

ספריית ה- GPS של Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

חלקי מדור:

1x לוח Adafruit GPS Breakout V3

שלב 9: תקשורת סדרתית

החיבור הטורי נועד לתקשר עם Arduino עם מקורות חיצוניים אחרים.

חלקי מדור:

1x 2.54 מסופי בורג 2P

שלב 10: דוגמה להתקנת לוח

הזמנתי לוחות רבים, ואחד מהם הגדרתי להיות רק לבדיקה.

שלב 11: דוגמה

מצורפות תמונות מההגדרות שלי. לקחתי מכונית RC חדשה לגמרי, שיבשתי אותה, יצרתי פחמן מקרטון של DollarTree ונתתי לו מוח.