TfCD - Samoriadiaci Breadboard: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

V tomto návode si ukážeme jednu z technológií, ktoré sa často používajú v autonómnych vozidlách: ultrazvukovú detekciu prekážok.

V autách s automatickým riadením sa táto technológia používa na rozpoznávanie prekážok na krátku vzdialenosť (<4 m), napríklad pri parkovaní a prepínaní jazdných pruhov.

Cieľom tohto prieskumu je vytvoriť nepájivú plošinu, ktorá (1) riadi, (2) rozpoznáva prekážky a (3) podľa toho sa rozhoduje o svojej trase.

Konkrétne postavíme dvojkolesovú dosku s ultrazvukovým senzorom vpredu, ktorá jazdí vpred, keď nie je zistená žiadna prekážka, otáča sa takmer pri náraze na predmet a cúva, keď sa zdá, že zrážke sa nedá vyhnúť

Krok 1: Získanie komponentov

Na tento pokyn boli použité nasledujúce komponenty:

• (A) 830 pinová doska (1 kus) Menšia môže stačiť, ale uistite sa, že dostanete kvalitnú, pretože kolíky na ultrazvukovom senzore sú trochu krehké.
• (B) Arduino UNO (1ks) Funguje skvele s motorovým štítom, nemusí byť pôvodnou verziou.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1ks)

Štít motora zjednodušuje proces pripojenia motorov k Arduinu. V porovnaní s drobením s odpormi a tranzistormi je to pre dosku Arduino oveľa bezpečnejšie, najmä ak ste začiatočník. Motorový štít Adafruit je dodávaný so samostatnými kolíkmi, ktoré je potrebné spájkovať s čipom.

(D) Ultrazvukový senzor HC-SR04 (1 kus)

Jedná sa o štvorpólový snímač. Funguje to tak, že vysiela krátky ultrazvukový impulz cez ľavú „reproduktorovú“jednotku a počúva (pri meraní času), keď sa vracia cez pravú „prijímaciu“jednotku.

• (E) Mini DC motor DAGU DG01D s prevodovkou 48: 1 (2 ks) Pri použití štítu motora bude fungovať akýkoľvek 5 V jednosmerný motor, ale prevodovka v tejto verzii je výhodná, pretože umožňuje pekné a pomalé otáčanie kolies.
• (F) Plastové kolesá (2 ks) V ideálnom prípade skúste kúpiť kolesá, ktoré sú priamo kompatibilné s motorom podľa vášho výberu.

Tiež je potrebný: počítač s najnovším softvérom Arduino, spájkovačka, spájkovačka, malá powerbanka, niekoľko vodičov.

Krok 2: Nastavenie obvodu

Pripojenie ultrazvukového senzora

Ultrazvukový senzor sa skladá zo štyroch kolíkov nazývaných: Vcc, Trig, Echo a Gnd (Ground).

Trig a Echo sú k štítu motora pripojené digitálnym pinom číslo 10 a 9. (Vhodné sú aj ďalšie digitálne piny, pokiaľ je použité príslušné kódovanie.)

Vcc a Gnd sú na štíte napojené na 5V a Gnd.

Pripojenie jednosmerných motorov

Jednosmerné motory majú každý čierny a červený vodič. Tieto vodiče by mali byť pripojené k portom motora, v tomto prípade M1 a M2.

Krok 3: Napíšte kód

Načítava sa knižnica

Najprv je potrebné stiahnuť si správnu knižnicu, aby ste mohli používať Adafruit Motor Shield v2.3.

V tomto súbore ZIP je priečinok, ktorý je možné vložiť do inštalačného priečinka Arduino, v našom prípade:

C: / Programové súbory (x86) Arduino / Knižnice

Nezabudnite ho pomenovať Adafruit_MotorShield (reštartujte softvér Arduino).

Sťahovanie príkladu kódu

Náš príklad kódu „Selfdriving_Breadboard.ino“je k dispozícii na stiahnutie.

Existuje niekoľko premenných, ktoré je potrebné vyladiť, a najdôležitejšie sú vzdialenosti (v centimetroch), keď sa niečo stane. V súčasnom kóde bola doska na pečenie naprogramovaná tak, aby reverzovala, keď je predmet bližšie ako 10 centimetrov, aby sa otáčala, keď je vzdialenosť medzi 10 a 20 centimetrami, a aby jazdila rovno, keď v 20 centimetroch nie je detegovaný žiadny predmet.

Krok 4: Spájkovanie kolíkov

Proces spájkovania pozostáva zo štyroch krokov.

• (A) Zarovnanie kolíkov Uistite sa, že ste nasadili všetky kolíky, ktoré sú súčasťou krytu motora. To sa dá ľahko dosiahnuť umiestnením štítu na vrch dosky Arduino.
• (B) Spájkovanie pinov V tomto kroku sa neponáhľajte, je veľmi dôležité, aby sa kolíky po spájkovaní navzájom nespájali. Vonkajšie kolíky najskôr spájkujte, aby ste sa presvedčili, že kolíky nie sú zošikmené.
• (C) Umiestnenie vodičov Pri použití štítu motora je potrebné vodiče spájkovať aj s príslušnými kolíkmi. Funguje najlepšie prilepiť vodiče do krytu motora zhora a spájkovať ich v spodnej časti krytu motora. Ako rekapitulácia: v tomto návode spájame vodiče na digitálne piny 9 a 10 a na kolíky 5V a Gnd.
• (D) Spájkovanie drôtov Teraz je čas spájkovať vodiče, jeden po druhom. Uistite sa, že sú dobre umiestnené, možno požiadajte priateľa, aby ich podržal, kým ho spájkujete.

Krok 5: Montáž samoriadiaceho Breadboardu

Po spájkovaní komponentov a testovaní obvodu je čas na konečnú montáž.

V tomto návode nie je doska na chlieb použitá iba pre svoju hlavnú funkčnosť, ale aj ako chrbtica celého zariadenia. Konečný montážny návod pozostáva zo štyroch krokov.

• (A) Pripojenie vodičov Uistite sa, že sú káble na správnom mieste (v kroku 3 skontrolujte správny spôsob pripojenia všetkého), nezabudnite na dva jednosmerné motory. Majte na pamäti, kam chcete komponenty pripevniť.
• (B) Pripojenie snímača Pripojte snímač k doske a uistite sa, že je správne zapojený.
• (C) Umiestnenie štítu Umiestnite štít motora na dosku Arduino UNO. Teraz by bolo načase otestovať systém pred konečnou montážou.
• (D) Upevnenie komponentov V tomto kroku vezmite obojstrannú pásku a zaistite DC motory, Arduino a powerbank. V tomto prípade je Arduino umiestnené hore nohami pod doskou.

Krok 6: Dokázali ste to

Teraz už budete pravdepodobne rovnako nadšení, ako sme mohli vziať váš výtvor na testovaciu jazdu.

Bavte sa, skúste niektoré parametre vyladiť tak, aby vám to čo najlepšie fungovalo.

Ďakujeme, že ste sa riadili našimi pokynmi, a v prípade akýchkoľvek otázok nás dajte vedieť

-

Validácia technológie

Ultrazvukový senzor, ktorý sa v tomto prípade používa, mal mať dosah 4 metre. Senzor však stráca presnosť na väčšiu vzdialenosť ako 1,5 metra.

Zdá sa, že snímač zaznamenáva určitý hluk. Použitím sériového monitora na overenie presnosti vzdialenosti boli viditeľné vrcholy okolo 3000 (mm), zatiaľ čo predmet vpredu bol vzdialený iba centimetre. Je to pravdepodobne spôsobené tým, že vstup senzora má oneskorenie v informáciách, takže výstup je raz za čas skreslený.