שליטה ברכב ביד: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

פרויקט זה נועד עבור 'יצירתי אלקטרוניקה', מודול הנדסת אלקטרוניקה ב- BEng בשנה הרביעית באוניברסיטת מאלגה, בית הספר לתקשורת (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

במדריך זה נראה כיצד ליצור צמיד לנהיגה במכונית שלט רחוק בידנו באמצעות Arduino. עשינו את התוכנה הדרושה ואת העיצוב התלת -ממדי של הצמיד. כל זה ניתן למצוא במאגר GitHub שלנו:

github.com/ScruMakers/tankino

ניתן להשתמש בבקרה זו בכל מכונית הנשלטת על ידי מנועי Arduino ו- DC. כדי לנסות זאת, השתמשנו בעיצוב טנקים של טים קלארק:

thingiverse.com/thing:652851

מה שאנחנו צריכים?

- Arduino גנרי אחד (השתמשנו בלוח UND של Arduino)

- לוח NANO Arduino אחד

- 1 MPU6050

- התקני Bluetooth HC05 (Master) ו- HC06 (Slave)

- H-Bridge L298N

- סוללה 9V

- סוללה 12V

- מנועי DC x2 עבור Arduino

- חוטים

- מדפסת תלת מימד (השתמשנו ב- Anet A8 עם קושחה של מרלין)

- מלחם

תוֹכנָה:

- קוד BT_Transmitter.ino (מאסטר)

- קוד BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (גרסה 1.8.8)

- Slic3r למחולל G-Code

שלב 1: הדפסה תלת מימדית

קודם כל, עלינו להדפיס את כל החלקים. את חלקי הצמיד (ארבעה בסך הכל) ניתן למצוא בספריית 3Dmodels של המאגר שלנו. את חלקי הטנק ניתן למצוא כאן. חשוב לשים לב כי ייתכן שנצטרך לשייף חלקים מסוימים, במיוחד את חתיכות הצמיד לשלב ההרכבה.

כדי להדפיס את החלקים השתמשנו ב- Anet A8 עם קושחה של מרלין. כמובן שנוכל להשתמש באחר.

שלב 2: מכלול טנקים

ברגע שכל החלקים מודפסים, אנחנו הולכים להצטרף אליהם. במקרה שלנו אנו משתמשים בסיליקון חם, אך ניתן להשתמש בנגזרות אחרות.

לפני תחילת ההרכבה הסופית מומלץ לבצע הרכבה קודמת ללא סיליקון כדי לבדוק את החיבור, החיכוך והתאמת החלקים השונים. אם חלק כלשהו אינו מתאים כפי שהוא צריך או אינו מחליק, יש צורך לשייף אותו כך שיתאים באופן מושלם. כאשר כל החלקים מוכנים, החלקים מורכבים באמצעות סיליקון בחלקים המצטרפים אליהם. כדי להצטרף לחתיכות הזחל, השתמשנו בחוטי נחושת בין כל אחד מהם, כולם קבועים למעט אחד המשמש להרכיב ולפרק את זחל הטנק. החלטנו לצבוע את החלקים כדי לתת ריאליזם לטנק. לשם כך השתמשנו בצבע ריסוס.

השגנו את כל המידע מהקישור הבא.

שלב 3: הרכבת צמיד

לצמיד המלא ארבעה דגמי תלת מימד.

• MPU_holder: זהו החלק שבו חיישן מד התאוצה משולב, הוא חייב להיות מונח ביד, עם כמה קשרים.
• nano_holder: זהו החלק העיקרי של מחזיק הננו, בחלק זה יוגדרו סוללת 9V, מודול ה- Bluetooth והנאנו הארדואינו.
• כפתור nano_holder_: זהו כפתור להחזיק את סוללת 9V המחוברת לשני רציפים להפעלת הארדואינו.
• nano_holder_cover: זהו המכסה של חלק מחזיק הננו.

שני המחזיקים (mpu ו- nano) ניתנים לחיבור לזרוע עם כמה קשרים.

הדבר היחיד לעשות כאן הוא לשים את הכפתור על מקומו במחזיק הננו. לפני כן, עלינו להדביק מחרוזת קטנה (נוכל להשתמש במחרוזת עט ישן, למשל) על הכפתור כפי שמוצג בתמונה. ברגע שאנו בטוחים שהכפתור נמצא במקום הנכון, עלינו לשים מאחוריו חלק כלשהו כדי למנוע ממנו לזוז מהאתר שלו. אנו משתמשים בחתיכת פלסטיק והדבקנו אותה בסיליקון. התוצאה הסופית חייבת להיות דומה לתמונה הסופית.

שלב 4: אלקטרוניקה של טנקים

בשלב זה אנו מחברים את ה- Arduino Uno לגשר H כדי לשלוט במנועים ובאספקת החשמל של 12V. לגשר H יש פלט 5V בו אנו משתמשים כדי להניע את לוח ה- Arduino Uno. ראשית כל:

חבר את סיכה 5 של הארדואינו לסיכה IN1 של גשר H. חבר את סיכה 6 של הארדואינו לסיכה IN2 של גשר H. חבר את סיכה 9 של הארדואינו לסיכה IN3 של גשר H. חבר את סיכה 10 של הארדואינו לסיכה IN4 של גשר H. חבר את הפלט השמאלי של גשר H למנוע השמאלי והימני למנוע הימני. חבר את סיכה 2 של הארדואינו לפין TX של ה- HC-06. חבר את הפין 3 של הארדואינו לפין TX של ה- HC-06.

שים לב שכל סיכות הארדואינו המחוברות לגשר H הינן בעלות יכולת PWM.

לבסוף, חבר את ספק הכוח לכניסות 12V ו- GND של גשר H.

שלב 5: צמיד אלקטרוניקה

מלכתחילה עלינו להרכיב את החלק MPU. יש להכניס את ה- MPU למחזיק. לשם כך, רצועות סיכה נקבות מונחות בחורים כפי שמוצג בתמונות. קודם כל עלינו להעביר את החוטים דרך החור ולהלחם אותם לרצועת הסיכה. אנו יכולים להשתמש בצינורות כיווץ חום במפרקים. לאחר מכן, נוכל להציג את הרצועות בחורים שלהן כך שיתקנו. כעת נוכל להכניס ולהוציא את ה- MPU ממקומו. בחלק הראשון הזה נוח להשתמש בחוטים גמישים על מנת להקל על תנועת היד.

עיצוב הצמיד מאפשר גם להכניס את כל הרכיבים (סוללת Arduino Nano, HC-06 ו- 9v). ההליך דומה לזה המתואר לעיל. עלינו גם להעביר את חוטי ה- MPU לחור המקביל שלו. בסופו של דבר, ערכת החשמל חייבת להיות המוצגת בתמונה הראשונה.

במקום השני עלינו לשים שני מחרוזות על חור הסוללה, כך שניתן לחבר אותו לחלקים האחרים. אנו יכולים לעשות זאת באמצעות סיליקון, אך לפני כן עלינו להלחים את החוטים המתאימים בכל מחרוזת, כך שהסוללה תחובר ל- Vin ו- GND.

שלב 6: זיווג בלוטות '

ברגע שמכשירי ה- Bluetooth מחוברים כראוי אנו הולכים ליצור חיבור ביניהם (זיווג). עלינו לשלב מודולים HC-05 ו- HC-06. כדי להשיג זאת, השתמשנו בקישור הבא:

הדרכת זיווג BT

שלב 7: מד תאוצה

מד התאוצה בו אנו משתמשים מכיל מספר דוגמאות וספריות לשימושו הזמין באינטרנט. בחרנו כמה ספריות (זמינות במאגר שלנו) המשפרות את פרוטוקול התקשורת I2C בו משתמש מד התאוצה, בנוסף לפשט את תהליך הנתונים אוסף בכמה פונקציות.

השגנו את כל המידע מהקישור הבא:

I2C: כאן.

מד תאוצה: כאן.

שלב 8: תוכנה

לבסוף אנו הולכים לשלב את התוכנה במשדר ובמקלט. טען את BT_Transmitter.ino וה- BT_Receiver.ino לתוך המשדר והמקלט בהתאמה. לשם כך עלינו להשתמש ב- Arduino IDE.

הפעולה של תוכנה זו פשוטה: המשדר מקבל את הנתונים ממד התאוצה ושולח אותם למקלט, שמקבל את הנתונים ומזיז את הטנק. הנתונים המתקבלים ממד התאוצה הם תמיד מתחת ל -100, מכיוון שאנו משתמשים בערך 125 כדי להתחיל שידור. לאחר שליחת 125 המשדרים שולחים את ערכי x ו- y (במעלות).