מכונית לנהיגה עצמית מבוססת ארדואינו: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

ברוכים הבאים להדרכה הראשונה שלי

אז לאחרונה הוקצה לי פרויקט של מכונית נהיגה עצמית כפרויקט של הסמסטר שלי. בפרויקט זה המשימה שלי הייתה לעצב מכונית שיכולה לבצע את הפעולות הבאות:

• ניתן לשלוט באמצעות פקודות קוליות באמצעות טלפון אנדרואיד.
• הימנע ממכשולים ומכשולים.
• יכול לנהוג בעצמו.
• אל תזוז אם תתבקש לזוז אבל יש מכשול

בכנות לא היה לי מושג איך הדברים האלה עובדים מכיוון שמעולם לא עסקתי בזה קודם. הדבר היחיד שידעתי היה שעלי להשתמש בארדואינו או פאי פטל.

אז התחלתי עם גוגל. נוכחתי לדעת שיש פרויקטים מהסוג הזה כבר זמינים באינטרנט עם קודים מלאים אבל הבעיה שעומדת בפניי הייתה: הפרויקטים נפרדים לכל אחד מהדברים שהייתי צריך להגשים בפרויקט שלי. הדבר הטוב היה ששפת התכנות של Arduino מבוססת על C והפרויקטים הזמינים באינטרנט היו בעיקר מבוססים על Arduino, מכיוון שאני טוב ב- C/C ++ אז בחרתי בארדואינו והחלטתי להבין את העבודה.

לאחר שהבנתי הכל הדבר הראשון שהייתי צריך לעשות הוא לעשות רשימה של רכיבים שאני צריך. אז הנה הרשימה:

אספקה

• Arduino UNO R3
• Adafruit Motorshield V2
• צ'אזיס לרכב רובוטי 4 גלגלים
• חיישן אולטרסאונד (HCSR-04)
• מיקרו סרוו 9G
• מחזיק חיישן אולטרא סאונד
• מודול בלוטות 'HC-05
• חוטי מגשר

שלב 1: רכיבים ועבודתם

עכשיו יש לנו רשימה של אילו רכיבים נדרשים לבניית הפרויקט הזה, בואו נסתכל על העבודה ועל האלטרנטיבות שלהם.

אז קודם כל נשתמש בלוח UNO של Arduino, כיוון שאנו יודעים שארדואינו הוא בקר של הרובוט שלנו ולכן הוא לא צריך שום הקדמה כדי להמשיך, אנו יכולים להשתמש בכל לוח תואם UNO אך מומלץ Arduino/GENUINO UNO.

המרכיב השני של המכונית החכמה שלנו הוא מגן המנוע Adafruit, יתכן ששמעת על Adafruit Motor Shield לפני שהיתרון העיקרי בשימוש במגן המנוע הזה הוא שיש לו ספרייה עם פונקציות מוגדרות מראש מה שאומר שבעוד עבודה איתו לא נצטרך להיכנס הרבה לתהליך העבודה שלה זה יהיה עבורנו plug-n-play במהלך הפרויקט, נהג מנוע L298N יכול לשמש גם כחלופה ל- AF Motorshield אבל זה עשוי לדרוש שינוי קוד.

במעבר לדבר הבא נשתמש במארז רובוט לרכב 4 גלגלים, כאן ניתן להשתמש גם במארז דו גלגלי מבלי לשנות את הקוד כך שיהיה בסדר. אך לעבודה טובה יותר המומלץ הוא 4 גלגלים. 4 מנועים וגלגלים של BO מגיעים עם שלדה, אך הדבר היחיד שצריך לשנות הוא לחבר את שני המנועים של כל צד ביחד כך שהם עובדים באותו אות ובדומה לעשות את אותו הדבר עם הצד השני.

חיישן אולטרסאונד (HCSR-04) ישמש לאיתור מכשולים או קירות בנתיב המכונית, כך שנוכל לקבל החלטה חכמה ומכאן להימנע מהתנגשות. מחזיק חיישן אולטרה סוניק ישמש גם לחיבור החיישן על מנוע סרוו שלנו. הנה מגיע חלק הסרוו, מנוע הסרוו הוא חלק חשוב מכיוון שהוא יעזור לנו לקבל החלטה תוך כדי סיבוב המכונית, כשהמכונית תהיה במצב נהיגה עצמית או בפקודת "פנה שמאלה/ימינה" היא לא תפעל המנועים במקום זה יניע תחילה את החיישן האולטרה קולי כדי לבדוק אם יש כבר מכשול או לא, אם כן הוא פשוט יעצור ויכחיש לרוץ. הדבר הזה יכול לחסוך הרבה סוללה מכיוון שיש לנו 4 מנועי DC והפעלת סרוו לפניהם תהיה מהלך חכם.

מודול בלוטות '(HC-05) כפי שאנו מכירים ישמש ליצירת חיבור בין הרובוט שלנו לסמארטפון שלנו באמצעות האפליקציה הייעודית, הוא ישמש לשליחת פקודות לרובוט שלנו באמצעות חיבור אלחוטי.

בחירת סוללה טובה היא הכרחית לעבודה טובה יותר של מכונה, וללא סוללה טובה בסופו של דבר תבזבז את הכסף, בזמן העבודה על כל פרויקט זכור תמיד את דרישת הכוח של הפרויקט שלך, אותה טעות שעשיתי בעבודה עם בסופו של דבר הפרויקט הזה ואני בזבזנו 6 סוללות נטענות שעלו כ -16 $ לחינם. כל שעליך לעשות הוא להשתמש בסוללת Li-po או Li-ion כדי להפעיל את הפרויקט שלך. השתמש בשתי סוללות נפרדות אחת עבור Arduino ואחת עבור מגן המנוע שלך.

שלב 2: הרכבת הרובוט שלנו

בחלק זה נתחיל לחבר את הרכיבים יחדיו ונתחיל לעצב את הרובוט שלנו.

הרכבת השדה:

וודא שהמנועים נמצאים מתחת לשלדה ולא מצויים ביניהם. כך נוכל לפנות מקום רב לרכיבים שלנו להישאר בין השלדה מבלי להפריע למנועים או לגלגלים.

לאחר חיבור המנועים נעבור לחיבורים. קודם כל ניצור את כל החיבורים עם הארדואינו שלנו ואז נעבוד עם מגן המנוע שלנו.

מודול בלוטות 'HC-05:

// הגדרות סיכה עבור HC-05 #הגדר HC05_PIN_RXD 12 // RX של Arduino #הגדר HC05_PIN_TXD 13 // TX של Arduino

• TX PIN 12
• סיכה RX 13
• GND GND
• VCC 5V על Arduino

השאר את כל הסיכות האחרות כפי שהן.

חיישן אולטרסאונד HC-SR04:

// הגדרות סיכה לחיישן קולי

#הגדר HCSR04_PIN_TRIG 7 // פין טריג #הגדר HCSR04_PIN_ECHO 8 // סיכת הד

• פין טריג 7
• הד פין 8
• GND GND
• VCC 5V על Arduino

זהו זה עבור החלק של ארדואינו.

שלב 3: הגדרת המגן המוטורי של Adafruit

כאן מגיע החלק העיקרי שבו הפרויקט שלנו מתחיל להתפרסם. וודא שהחוטים המחוברים בארדואינו אינם מכילים סיכות, פשוט נתק את הפינים והכניס רק נחושת לסיכות הארדואינו כדי שנוכל לחבר אליה את מוטורשילד.

מקם את מגן המנוע Adafruit מעל הארדואינו באופן שכל סיכות המגן המוטורי שלנו נמצאות בתוך הכותרות הנשיות של הארדואינו שלנו, עיין בתמונה למעלה. ועכשיו מכיוון שחיברת את מגן המנוע שלך הגיע הזמן לחבר אליו את שאר הרכיבים.

שלב 4: חיבור המנועים

האפליקציה "loading =" עצלה "שאנו הולכים להשתמש בפרויקט זה היא Arduino BlueControl. הקפד להשתמש רק באפליקציה זו מכיוון שאיננו משתמשים בפקודות מקודדות קשות וניתן להגדיר את האפליקציה כרצוננו.

כעת הפעל את הרובוט שלך ופתח את האפליקציה. הפעל את ה- Bluetooth והמתן עד שיופיע HC-05. ברגע שתוכניות HC-05 מתחברות אליו ומזינים את הסיסמה ברירת המחדל היא '1234' ברוב המקרים או '0000' אחרת.

לאחר שהוא מתחבר עלינו להגדיר את האפליקציה שלנו.

כדי להגדיר את האפליקציה פשוט הקש על סמל גלגל השיניים בפינה השמאלית העליונה והגדר אותה כפי שמוצג בסרטון: