Vaše vlastné inteligentné auto a ešte ďalej HyperDuino+R V3.5R s Funduino/Arduino: 4 kroky

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

Toto je priama kópia tohto súboru pokynov TU. Viac informácií nájdete na HyperDuino.com.

S HyperDuino+R v4.0R môžete začať cestu skúmania v mnohých rôznych smeroch, od riadenia motorov po skúmanie elektroniky, od programovania (kódovania) po pochopenie interakcie fyzického a digitálneho sveta. So všetkým novým, čo sa naučíte, sa vaše vlastné možnosti invencie, inovácií a ďalších objavov znásobia desaťnásobne a viac.

Tento konkrétny návod sa zameriava na premenu kartónovej škatule a kolies a motorov na „inteligentné auto“. Toto sa často nazýva robotika, ale je to hodná témy na zváženie, pokiaľ ide o to, čo odlišuje automat (automaty), inteligentné autá a „robot“(pozri tiež pôvod slova „robot“). Je napríklad tento „padajúci robot“skutočne „robot“alebo len automat?

Mohlo by sa zdať, že slová sú nedôležité, ale pre naše účely považujeme rozdiely za to, že automat je niečo, čo nemení svoje správanie na základe vonkajších vstupov. Opakuje rovnaký priebeh naprogramovaných akcií znova a znova. Robot je niečo, čo vykonáva rôzne akcie v reakcii na rôzne vstupy. V pokročilej forme môžu úrovne viacerých vstupov viesť k rôznym akciám. To znamená, že nielen jeden výstup na vstup, ale rôzne akcie založené na programovanej analýze viacerých vstupov.

„Inteligentné auto“skúma tento sortiment. V najjednoduchšej forme je inteligentné auto naprogramované tak, aby sa pohybovalo vo vopred definovanej ceste. V tomto prípade môže byť výzvou presunúť auto cez vopred pripravené „bludisko“. V tom okamihu je však úspech misie úplne určený vopred naprogramovaným súborom akcií, napríklad dopredu 10, vpravo, dopredu 5, vľavo atď.

V ďalšej úrovni môže vstup, akým je napríklad snímač vzdialenosti, vyzvať auto, aby zastavilo predtým, ako sa dotkne tejto prekážky, a urobilo zákrutu, aby nabralo nový smer. Toto by bol príklad jedného vstupu, jednej akcie. To znamená, že rovnaký vstup (prekážka) vždy vedie k rovnakému výstupu (odklon od prekážky).

Na pokročilejšej úrovni môže program monitorovať viacero vstupov, ako je úroveň nabitia batérie, sledovanie trasy a/alebo vyhýbanie sa prekážkam, a skombinovať všetky tieto položky do optimálnej ďalšej akcie.

V prvom prípade je program len postupnosťou ťahov. V 2. a 3. príklade program obsahuje štruktúru „ak-potom“, ktorá mu umožňuje vykonávať rôzne časti programu v reakcii na vstupy zo senzorov.

Krok 1: Materiály

HyperDuino box alebo podobný

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Priehľadná samolepiaca fólia (OL175WJ) s vytlačeným vzorom. (alebo použite túto príručku iba pre motory a kolieska, ktoré je možné vytlačiť na papier)

Box na 4 AA batérie plus 4 AA batérie

2 motory s redukovaným prevodom

2 kolieska

1 kolieskové koliesko

4 #4 x 40 1 ½”strojné skrutky s podložkou a maticou #4s

2 automatické skrutky #4 x 40 ⅜”s podložkou a maticou #4s

1 krížový skrutkovač/plochý skrutkovač

1 HC SR-04 Ultrazvukový snímač dosahu

1 9g servo

1 box na batérie 4xAA

4 batérie AA

1 9v batéria

1 IR diaľkové ovládanie a IR prijímač

1 modul prijímača SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

Ultrazvukový snímač 1HC-SR04

2 trojvodičové prepojovacie káble.

2 4-vodičové prepojovacie káble kompatibilné s Grove.

1 Kábel konektora Grove k zásuvkám

1 prázdny biely lepiaci štítok

1 skrutkovač HyperDuino (alebo podobný)

Krok 2: Konštrukcia inteligentného auta

(Všetky obrázky sú uvedené vyššie)

Pripravte si škatuľu

Aj keď súprava HyperDuino Robotics mohla obsahovať plastovú základňu nazývanú „podvozok“(vyslovuje sa „chass-ee“), myslíme si, že je oveľa uspokojivejšie byť čo najbližšie k konštrukcii „od nuly“vášho inteligentného auta. Z tohto dôvodu začneme opätovným použitím kartónovej škatule samotnej súpravy HyperDuino Robotics.

V škatuli HyperDuino+R nájdete kúsok bieleho papiera s lepiacou podložkou a kus priehľadného materiálu s lepiacou podložkou s obrysmi, ktoré ukazujú polohy pre HyperDuino, box na batérie a motory.

Existujú aj kruhy, ktoré označujú, kam umiestniť kruhy so suchým zipsom s lepiacou podložkou.

1. Odstráňte lepiacu podložku na štítok z bieleho papiera a umiestnite ho na štítok HyperDuino v hornej časti škatule. Poznámka: Tento lepiaci vzor poskytuje sprievodcu rozložením pre konkrétnu škatuľu, kartónovú škatuľu MakerBit. Akonáhle použijete tento box hore, alebo ak chcete použiť iný box, môžete použiť tento súbor so vzorom pdf, ktorý je určený na tlač na papier, a potom vystrihnúť vodidlá motora (hore a dole = vľavo a vpravo) a jedno vodidiel kolieska. Papier môžete prilepiť na miesto, kým vytvoríte otvory, a potom, ako budú vyrobené, odstráňte vzor papiera.

2. Rozložte box HyperDuino+R tak, aby mohol ležať naplocho. Toto je pravdepodobne najťažšia časť projektu. Budete musieť trochu stlačiť a zdvihnúť úchytky na každej strane škatule z otvorov v spodnej časti škatule. Môžete prísť nato, že použitie skrutkovača HyperDuino na stlačenie zvnútra klapky smerom von pomôže uvoľniť klapky.

3. Odstráňte polovicu lepiacej podložky na priehľadný materiál na ľavej strane (ak je logo HyperDuino „hore“) a vložte ho do škatule HyperDuino s polovičnými obrysmi štrbín, ktoré zodpovedajú výrezom na box. Urobte maximum, aby ste zarovnali dve horizontálne čiary so záhybmi spodnej časti boxu HyperDuino+R.

4. Po umiestnení ľavej strany priehľadnej fólie odstráňte papierový podklad z pravej polovice a dokončite pripevnenie vzoru.

5. Pomocou hrotu Phillips skrutkovača HyperDuino, ktorý je súčasťou vašej súpravy, vytvorte malé otvory pre skrutky, ktoré budú držať motory na mieste. Pre každý motor sú dva otvory plus otvor pre os motora.

6. Pokračujte a urobte ďalšie dva otvory pre valček.

7. Na nápravy motorov použite modrý plastový nástroj na vytváranie otvorov v súprave HyperDuino a vytvorte prvý malý otvor, ktorý je zarovnaný s nápravami motorov. Potom plastovým guľôčkovým perom alebo podobným spôsobom zväčšite otvor na priemer približne ¼ palca.

8. Na každú z dlhých (1 ½”) skrutiek nasaďte podložku a z vonkajšej strany skrinky zatlačte cez otvory pre motory. (Vyžaduje si to trochu silného tlaku, ale skrutky by mali dobre zapadnúť do otvorov.)

9. Namontujte motor, ktorý má 2 malé otvory, ktoré zodpovedajú skrutkám stroja, na skrutky a zaistite ich na mieste maticami. Skrutkovač HyperDuino bude nápomocný pri uťahovaní skrutiek, ale neutiahnite ho tak, aby bola lepenka rozdrvená.

10. Opakujte pre druhý motor.

11. Nájdite kruhy na suchý zips. Spárujte kruhy s háčikmi a slučkami (fuzzy) spolu s stále pripevnenou podložkou. Potom odstráňte podložku z kruhu (fuzzy) a pripojte každý kruh, kde uvidíte 3 obrysy pre dosku HyperDuino a box na batérie. Po umiestnení odstráňte podložku z háčika.

12. Teraz opatrne položte HyperDuino s penovou podložkou a box na batérie (uzavretý a s prepínacou stranou „hore“) na kruhy na suchý zips. Zatlačte ich nadol takou silou, aby sa prilepili na lepivé zadné strany kruhov.

13. Teraz môžete pripojiť vodiče batérie a motora. Ak sa pozriete veľmi pozorne, môžete vidieť štítky vedľa každého z 8 svoriek motora, označené A01, A02, B01 a B02. Pripojte čierny vodič horného motora („B“) k B02 a červený vodič k B01. V prípade dolného motora („A“) pripojte červený vodič spodného motora („A“) k A02 a čierny vodič k A01. Na nadviazanie spojenia jemne zasuňte drôt do otvoru, kým nepocítite, že sa zastaví, a potom zdvihnite oranžovú páčku a podržte ju otvorenú, zatiaľ čo drôt zatlačíte ešte asi 2 mm ďalej do otvoru. Potom uvoľnite páčku. Ak je drôt správne zaistený, nevyjde von, keď ho jemne potiahnete.

14. Pri kábloch batérie pripojte červený vodič na Vm napájacieho konektora motora a čierny vodič na Gnd. Malé motory je možné napájať z batérie Arduino 9v, ale na napájanie motorov je možné použiť ďalšiu batériu, ako napríklad štyri batérie AA, a je pripojený pomocou dvoch svoriek v ľavom hornom rohu dosky HyperDuino+R. Voľba je na vás pre vašu konkrétnu aplikáciu a je nakonfigurovaná posunutím „prepojky“do jednej alebo druhej polohy. Predvolená poloha je vpravo, na napájanie motorov z 9 V batérie. Pri týchto činnostiach, kde ste pridali puzdro na štyri batérie AA, budete chcieť presunúť prepojku do polohy „doľava“.

15. Nakoniec sklopte škatuľu dohromady, ako je znázornené na jednom z posledných zostávajúcich obrázkov.

16. Teraz je vhodný čas na vloženie dvoch skrutiek machine”s podložkami z vnútornej strany škatule do otvorov a pripevnenie zostavy valčekovej gule podložkami.

17. Teraz pripevnite kolesá jednoduchým zatlačením na nápravy. Dávajte pozor na kolesá na osiach motora, aby boli kolesá pekne kolmé na nápravy a neboli naklonené viac, ako sa môžete vyhnúť. Dobre zarovnané kolesá poskytnú autu pri jazde vpred rovnejšiu stopu.

18. Posledná vec, ktorú musíte urobiť, je urobiť otvor pre kábel USB. Nie je to tak ľahké urobiť pekným spôsobom, ale s trochou odhodlania prácu zvládnete. Pozrite sa na konektor USB na doske HyperDuino a na načrtnutý rámček označený „USB kábel“. Postupujte podľa toho vizuálne na bočnú stranu škatule a špičkou krížového skrutkovača HyperDuino vytvorte otvor, ktorý je asi 1”nad spodnou časťou škatule a čo najlepšie je zarovnaný so stredom dráhy kábla USB, ako je to možné. Ak je to mimo stredu, neskôr bude pripojenie USB kábla cez otvor trochu ťažšie. Po spustení otvoru pomocou skrutkovača ho ďalej zväčšite pomocou nástroja na tvorbu modrých dier, potom plastového valca na pero, a nakoniec prejdite na Sharpie alebo na iný nástroj s najväčším priemerom, ktorý nájdete. Ak máte nôž Xacto, bude to najlepšie, ale v triedach nemusia byť k dispozícii.

19. Otestujte veľkosť otvoru pomocou štvorcového konektora na kábli USB HyperDuino. Diera nebude veľmi pekná, ale budete ju musieť urobiť dostatočne veľkú, aby cez ňu mohol prejsť štvorcový konektor. Poznámka: Po vytvorení otvoru je korekčná tekutina („vyblednutie“) jedným zo spôsobov maľovania na tmavšiu lepenku odhalenú pri vytváraní dier.

20. Aby sa veko škatule zavrelo, budete musieť urobiť 2 rezy nožnicami, kde by klapka inak vbehla do motora, a výslednú klapku buď trochu zložiť, alebo úplne odrezať.

Krok 3: Kódovanie jednoduchého programu „Bludiskom“

Prvou programátorskou výzvou bude vytvoriť program, ktorý dokáže „previesť“auto po vzore.

Aby ste to urobili, budete sa musieť naučiť používať blokový programovací jazyk iForge na vytváranie funkcií, ktoré budú súčasne ovládať motory tak, aby sa pohybovali dopredu a dozadu, a tiež zatáčať vľavo a vpravo. Vzdialenosť, ktorú auto prejde v každej časti svojej cesty, je určená tým, ako dlho motory bežia a akou rýchlosťou, takže sa naučíte, ako ich ovládať.

V záujme efektivity tohto tutoriálu vás teraz presmerujeme na dokument „Kódovanie pomocou HyperDuino & iForge“.

To vám ukáže, ako nainštalovať rozšírenie iForge pre Chrome, vytvoriť si účet a vytvoriť blokové programy, ktoré ovládajú piny na HyperDuino.

Keď to skončíte, vráťte sa sem a pokračujte v tomto návode a naučte sa ovládať motory pomocou HyperDuino.

Krok 4: Základné ovládanie motora

V hornej časti dosky HyperDuino „R“sú ľahko pripojiteľné svorky, ktoré vám umožňujú vložiť holý vodič z motora alebo batérie. Je to tak, že nie sú potrebné žiadne špeciálne konektory a je pravdepodobnejšie, že batérie a motory zapojíte „ihneď po vybalení“.

Dôležitá poznámka: Názvy „A01“a „A02“pre konektory motora NEZNAMENÁVAJÚ, že analógové piny A01 a A02 ich ovládajú. „A“a „B“sa používajú iba na označenie motorov „A“a „B“. Digitálne I/O piny 3 až 9 sa používajú na ovládanie akýchkoľvek motorov pripojených k svorkám dosky HyperDuino+R.

Batéria by mala byť zvolená s kapacitou (miliampérhodiny) a napätím zodpovedajúcim motorom, ktoré používate. Typické sú 4 alebo 6 batérií AA v škatuľke:

Príklad z Amazonu: 6 držiak batérie AA s konektorom 2,1 mm x 5,5 mm, výstup 9 V (obrázok 2)

Je dôležité správne pripojiť polaritu (kladná a záporná) k Vm (kladná) a Gnd („uzemnená“= záporná). Ak pripojíte kladný vodič zdroja energie k zápornému (Gnd) vstupu externého napájacieho pripojenia, existuje ochranná dióda, ktorá blokuje skrat a súčasne sa motory nenabijú.

Ovládač motora môže ovládať buď:

Štyri jednosmerné jednosmerné motory pripojené k A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Poznámka: súčasne môže byť zapnutý iba jeden motor „A“a jeden motor „B“. Nie je možné mať zapnuté všetky štyri jednosmerné motory súčasne.

Pin 8: vysoký, Pin 9: nízky = Motor A01 „zapnutý“

Pin 8: nízky, Pin 9: vysoký = Motor A02 „zapnutý“

(Kolíky 8, 9: nízke = oba motory B sú vypnuté)

Pin 12: nízky, Pin 13: vysoký = Motor B01 „zapnutý“

Pin 12: vysoký, Pin 13: nízky = Motor B02 „zapnutý“

(Kolíky 12, 13: nízke = oba motory B sú vypnuté)

Dva obojsmerné jednosmerné motory pripojené k A01/A02 a B01/B02

Kolík 8 = vysoký, kolík 9 = nízky = Motor A „vpred*“

Kolík 8 = nízky, kolík 9 = vysoký = Motor A „vzad“

(Kolík 8 = nízky, kolík 9 = nízky = Motor A „vypnutý“)

Kolík 12 = vysoký, kolík 13 = nízky = Motor B „vpred*“

Kolík 12 = nízky, kolík 13 = vysoký = Motor B „vzad“

(Kolík 12 = nízky, kolík 13 = nízky = Motor B „vypnutý“)

(*podlieha polarite zapojenia motora a orientácii motora, kolesa a robotického auta.)

Jeden krokový motor pripojený k A01/A02/B01/B02 a Gnd

Limity napätia a prúdu v regulátore motora HyperDuino sú 15 V a 1,2 A (priemer)/3,2 A (špička) na základe IC radiča motora Toshiba TB6612FNG.

Motor „A“: Pripojte k A01 a A02

(Na ukážku sa pozrite na posledné dva obrázky)

Rýchlosť motora

Otáčky motorov A a B sú riadené kolíkmi 10 a 11:

Rýchlosť motora A: Kolík 10 = PWM 0-255 (alebo nastavený kolík 10 = VYSOKÝ)

Rýchlosť motora B: kolík 11 = PWM 0-255 (alebo nastavený kolík 11 = VYSOKÝ)

V jednosmernej prevádzke (štyri motory) funguje regulácia otáčok na kolíku 10 pre motory „A“a pre kolík 11 pre obidva motory „B“. Nie je možné nezávisle ovládať otáčky všetkých štyroch motorov.

Motory s nízkym výkonom (menej ako 400 mA)

Ovládač motora môže používať externý zdroj batérie až do 15 V a 1,5 A (dočasne 2,5 A). Ak však používate motor, ktorý môže bežať na 5-9 V a používa menej ako 400 mA, môžete použiť čierny prepojok vedľa napájacích konektorov motora a presunúť ho do polohy „Vin“. Alternatívna poloha „+VM“slúži na externé napájanie.

Inteligentná automobilová aktivita

Keď je vaše inteligentné auto zostavené, môžete teraz prejsť na inteligentnú automobilovú aktivitu, kde sa naučíte programovať svoje auto.