Rover-One: Obstaranie mozgu RC auta/auta: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Tento návod je na doske s plošnými spojmi, ktorú som navrhol, s názvom Rover-One. Rover-One je riešenie, ktoré som skonštruoval tak, aby som zobral hračkárske RC auto/kamión a dal mu mozog, ktorý obsahuje komponenty na vnímanie jeho prostredia. Rover-One je PCB s rozmermi 100 mm x 100 mm navrhnutou v programe EasyEDA a bola odoslaná na profesionálnu tlač PCB na JLCPCB.

Rover-One:

Táto príručka ilustruje vybrané časti a zdrojové súbory, ktoré si môžete vytvoriť.

Pôvod:

NASA a rovery na Marse ma vždy fascinovali. Ako dieťa som sníval o stavbe vlastného rovera, ale moje schopnosti boli obmedzené iba na vyberanie motorov z pokazených RC áut. Teraz, ako dospelý s vlastnými deťmi, ma baví pracovať s nimi a naučiť ich niečo o programovaní a elektronike. Postavil som so svojimi deťmi niekoľko bojových robotov, ktoré zahŕňali výmenu karosérie RC auta za taký, ktorý sme vyrobili z penovej dosky DollarTree, a naostrené nanuky ako zbrane. Aby sme to posunuli na ďalšiu úroveň programovania, cieľom bolo vziať RC auto a s minimálnymi úpravami mu dať mozog. Po mnohých hodinách drotania na doskách a kaluže spájky na proto-doske sa zrodila doska Rover-One. Miešanie penovej dosky DollarTree a elektroniky sa stalo mojou metódou pre všetky druhy tvorby, a tak som vymyslel názov FoamTronix.

Cieľ dosky Rover-One:

Hlavným cieľom tejto dosky je dozvedieť sa o snímaní komponentov a programovaní, ktoré je nevyhnutné pre komunikáciu medzi komponentmi a Arduino nano na pohon RC auta. Táto doska vychádza z procesov, ktoré som sa za tie roky naučil na rôznych snímačoch, posuvných registroch a iných integrovaných obvodoch na pohon motora.

Schéma:

easyeda.com/weshays/rover-one

Zásoby

• 2x 1uF kondenzátor
• 1x kondenzátor 470uF
• Odpor 16 x 220 ohmov
• 1x rezistor 100K Ohm
• 2x odpor 4,7K Ohm
• 2x DS182B20 (snímač teploty)
• 1x LDR (odpor závislý na svetle)
• 2x 74HC595 (IC posuvného registra)
• 1x L9110H (IC ovládača motora)
• 4x HC-SR04 (ultrazvukový snímač vzdialenosti)
• 19x 2,54 2P skrutkové svorky
• 4x 2,54 3P skrutkové svorky
• 1x Arduino Nano
• 1x 9 gramové servo (slúži na otáčanie auta/nákladného auta)
• 1x jednosmerný motor (na RC aute/kamióne)
• 1x doska Adafruit GPS Breakout V3

Voliteľné príslušenstvo:

• Samčie kolíkové hlavičky
• Ženské kolíkové hlavičky

Krok 1: Arduino Nano

Mozog dosky je Arduino Nano. Bude sa používať na správu vstupu z rôznych senzorov (Ping, Teplota, Svetlo) a výstupu do motora, serva, posuvných registrov a sériovej komunikácie. Arduino bude napájané z 5 -voltového externého napájacieho konektora.

Časti sekcií:

1x Arduino Nano

Krok 2: Posunutie registrov

Posuvné registre slúžia na poskytnutie viacerých výstupov. Existujú dva posuvné registre sériového paralelného výstupu, ktoré sú navzájom prepojené. Na ovládanie všetkých 16 výstupov slúžia iba 3 piny z Arduino Nano.

Kondenzátory sa používajú na akékoľvek špičky výkonu, ktoré čipy môžu potrebovať.

Skrutkové svorky slúžia na jednoduché pripojenie rôznych druhov drôtov.

Príklad LED diód bude:

• 2 biele LED diódy (pre predné svetlá)
• 2 červené LED diódy (pre prerušované svetlá)
• 4 žlté LED diódy (pre blinkre - dve vpredu a dve vzadu)
• 8 odvodených diód LED alebo 4 červené a 4 modré diódy LED pre policajné svetlá.

Časti sekcií:

• 2x 1uF kondenzátor
• Odpor 16 x 220 ohmov
• 2x 74HC595 (IC posuvného registra)
• 16x 2,54 2P skrutkové svorky

Krok 3: LDR (rezistor detekujúci svetlo)

Rezistor na detekciu svetla LDR sa používa spolu s odporom ako rozdeľovač napätia na meranie svetla.

Podľa toho, ako sa doska používa, je možné LDR pripevniť priamo na dosku alebo namontovať ďalšie kolíky záhlavia.

Časti sekcie:

• 1x LDR (odpor závislý na svetle)
• 1x rezistor 100K Ohm

Krok 4: Snímače teploty

Existujú dva snímače teploty. Jeden je určený na montáž priamo na dosku a druhý je určený na pripojenie pomocou skrutkových svoriek na meranie teploty na inom mieste.

Ďalšie oblasti na meranie teploty by boli:

• V motore
• Na batérii
• Na telese RC
• Mimo tela RC

Časti sekcií:

• 2x DS182B20 (snímač teploty)
• 2x odpor 4,7K Ohm
• 1x 2,54 3P skrutkové svorky

Krok 5: Senzory ping

K dispozícii sú 4 snímače ping HC-SR04. Doska je nastavená na prepojenie pinov ozveny a spúšťača pomocou knižnice NewPing. Kolíky je možné spájkovať alebo spájať dohromady na HC-SR04, alebo vodiče z ozveny a spúšťacieho kolíka smerovať na rovnaké koncové kolíky.

Nápady na meranie vzdialenosti by boli 3 senzory ping pred RC auto v rôznych uhloch a jeden vzadu na zálohovanie. Knižnica NewPing:

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

Časti sekcií:

• 4x HC-SR04 (ultrazvukový snímač vzdialenosti)
• 4x 2,54 3P skrutkové svorky

Krok 6: Pripojenie motora

IC čip vodiča motora L911H IC slúži na ovládanie RC auta idúceho dopredu a dozadu. Tento čip za vás v podstate spína plus/mínus vodiče na jednosmernom motore. Tento čip má široké napájacie napätie od 2,5v do 12v, ak pracuje pri teplotách od 0 ° C do 80 ° C - preto je teplotný snímač hneď vedľa (teplotný snímač meria -55 ° C až 125 ° C). Čip má tiež vstavanú svorkovú diódu, takže pri pripájaní jednosmerného motora nie je potrebná.

Jedno svorkové pripojenie je určené pre motor a druhé je určené pre externý zdroj energie pre batériu. Odber motora a prúdu by bol na Arduino príliš veľký, takže je potrebný ďalší zdroj energie.

Časti sekcií:

• 1x L9110H (IC ovládača motora)
• 2x 2,54 2P skrutkové svorky

Krok 7: Pripojenie serva

Servo slúži na ovládanie otáčania RC auta. Väčšina hračkárskych RC automobilov je vybavená iným motorom, ktorý sa používa na otáčanie. Výmena otáčajúceho sa motora za servo je jediná úprava, ktorú som nakoniec urobil na ráme RC auta.

Kondenzátor sa používa na akékoľvek špičky výkonu, ktoré môže servo potrebovať.

Časti sekcií:

• 1x 9 gramové servo (slúži na otáčanie auta/nákladného auta)
• 1x kondenzátor 470uF
• Samčie kolíkové hlavičky na pripojenie serva

Krok 8: Modul GPS

GPS modul Adafruit je vynikajúci na sledovanie polohy a sledovanie polohy auta. Tento modul vám nielen poskytne polohu GPS, ale získate aj:

• Presnosť polohy do 3 m
• Presnosť rýchlosti do 0,1 m/s (maximálna rýchlosť: 515 m/s)
• Pin „Enable“ho zapína/vypína
• Flash na uloženie údajov 16 hodín údajov
• RTC (hodiny v reálnom čase), aby ste získali čas

Knižnica GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Časti sekcií:

1x doska Adafruit GPS Breakout V3

Krok 9: Sériová komunikácia

Sériové pripojenie slúži na komunikáciu Arduina s inými externými zdrojmi.

Časti sekcií:

1x 2,54 2P skrutkové svorky

Krok 10: Príklad nastavenia dosky

Objednal som si veľa dosiek a jednu z nich som nastavil len na testovanie.

Krok 11: Príklad

V prílohe sú obrázky z môjho nastavenia. Vzal som úplne nové RC auto, vykuchal som ho, vytvoril som telo z penovej dosky DollarTree a dal som mu mozog.