Autonom RC -bil: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Med fremkomsten af selvkørende, autonome biler i dag besluttede jeg mig for at tage udfordringen med at lave en af mine egne. Dette projekt fungerede også som mit hovedprojekt i mine Engineering Design and Development og Robotics -klasser og modtog en pris for bedste autonome køretøj ved en STEM -konkurrence på gymnasiet.

I stedet for at starte forfra valgte jeg at bruge en RC -bil, som vi allerede havde, og parrede den med et RedBoard Arduino Uno -kort. Jeg valgte Arduino på grund af dens relative brugervenlighed og programmering.

For dem, der undrer sig, har denne bil en Redcat Racing 03061 stænkbestandig ESC med en børstet motor. ESC var allerede programmeret ved hjælp af controlleren, der fulgte med bilen. Jeg har ikke testet dette med en børsteløs motor, da vi ikke har en ved hånden, men alle er velkomne til at prøve dette projekt med en børsteløs motor.

Kortfattet opsamler denne bil data fra (5) HC-SR04 ultralydssensorer. Disse data går tilbage til Arduino, hvor det træffer beslutninger om, hvordan man bevæger sig. Arduino styrer derefter styreservoen og motoren i overensstemmelse hermed. Programmet bruger standard Arduino servobibliotek til at gøre det, og der er ikke behov for yderligere biblioteker.

Bilen er i stand til at regulere variabel hastighed via et potentiometer og bakke op fra en væg, når den rammer en. Derudover kan bilen rette sig selv, hvis den driver for tæt på en væg ved at lette sig væk.

Trin 1: Deleliste

Ansvarsfraskrivelse: Jeg inkluderer ikke de nødvendige dele til selve bilen, kun de ekstra dele ud over bilen. En ESC, motor, chassis, batteri osv. Er alle nødvendige for dette.

Du får brug for:

(1) Arduino Uno - knockoffs fungerer fint

(1) Brødbræt - til dette projekt tog jeg +/- skinnen fra et brødbræt og brugte et andet, mindre brødbræt. Enhver størrelse vil gøre.

(5) HC-SR04 ultralydssensorer

(1) Potentiometer - bruges til at styre bilens hastighed

(20) Kvinde -mandlige Dupont -ledninger - Jeg anbefaler stærkt at have mere at bruge som forlængere til andre ledninger, hvis det er nødvendigt

Loddejern med lodning

Arduino -strømforsyning - i dette tilfælde brugte jeg (6) 1,2v AA -batterier forbundet i serie. Eksterne telefon- og tablet -powerbanker som denne fungerer også godt, når de tilsluttes USB -porten.

Tape, varm lim og/eller andre genstande, der bruges til at fastgøre genstande sammen

(1) vippekontakt (valgfri - jeg bruger den til at tænde og slukke for Arduino)

Trin 2: Placer sensorerne

Først vil du placere og fastgøre sensorerne korrekt. Jeg har (1) sensor vendt fremad, (2) sensorer vinklet omkring 45 grader og (2) sensorer på bilens sider. Jeg 3D-printede monteringsbeslag til siderne og fronten og brugte varm lim til at fastgøre de vinklede frontsensorer, da varm lim ikke er ledende. Monteringsbeslagene til siderne og fronten kan downloades og 3D -printes.

Trin 3: Tilføj brødbrættet og potentiometeret

Dernæst vil du tilføje brødbrættet og det hastighedsstyrende potentiometer, før du begynder at koble til. Det er her, jeg brugte et lille brødbræt og +/- fra et andet brødbræt på grund af plads på bilens karosseri, men et standard brødbræt vil også klare sig fint.

Trin 4: Tilslut alt

Dette er nok det største trin, og en forkert ledning kan få bilen til ikke at fungere korrekt. Se Fritzing -diagrammet ovenfor for ekstra vejledning.

Start med at tilslutte din Arduinos 5v pin til den positive skinne på brødbrættet og din Arduino GND pin til den negative skinne på brødbrættet.

Derefter forbindes ekkolodssensorerne. HC-SR04-sensorerne har hver deres fire ben mærket. De er:

VCC - 5v effekt

Trig - trigger til at sende en ultralydspuls ud

Ekko - modtagelsesnål, der måler varigheden af pulsen

GND - stift

Brug Dupont-ledninger til hun til dette. Hver af VCC -benene skal tilsluttes den positive brødbrætskinne, og hver af GND -benene skal forbindes med den negative brødbrætskinne. Jeg brugte ekstra hun-han-Dupont-ledninger som forlængere til denne del, da jeg havde et problem med, at nogle af ledningerne ikke var lange nok.

Led derefter Trig- og Echo -stifterne i Arduino. Disse vil blive forbundet til Arduino's digitale stifter som sådan:

Front center sensor:

Trig - pin 6

Ekko - pin 7

Sensor i venstre side:

Trig - 4

Ekko - 5

Sensor i højre side:

Trig - 2

Ekko - 3

Sensor foran foran:

Trig - 10

Ekko - 11

Sensor foran til højre:

Trig - 9

Ekko - 8

Derefter forbindes styreservoen, motorens ESC og hastighedskontrolpotentiometeret.

Start først med styreservoen. Servoen på min bil havde røde, orange og brune ledninger. Farverne kan variere en smule, men de vil alle være forbundet på samme måde:

Brun ledning (jord) - tilslut til negativ brødbrætskinne

Rød ledning (5v strøm) - tilslut til 5v brødbrætskinne

Orange ledning (signal) - tilslut til pin 13 på din Arduino

ESC - eller elektronisk hastighedsregulator - der styrer motoren er forbundet meget ens. I dette tilfælde er ledningerne hvide, røde og sorte.

Hvid (signal) - Tilslut pin 12 på din Arduino

Rød (5v) - forbind IKKE til noget. På grund af en bølge af elektricitet, der strømmer baglæns, når motoren standser, bør 5v ikke tilsluttes. Du kan stege en USB -port eller muligvis din Arduino.

Sort (jord) - tilslut til negativ brødbrætskinne

Til sidst forbindes potentiometeret, som du lagde på dit brødbræt tidligere. Små tal er sandsynligvis trykt på det et sted. Det skal forbindes som:

1 (venstre pin) - tilslut til negativ brødbrætskinne

2 (midterste pin) - forbind til pin A0 på din Arduino

3 (højre pin) - tilslut til positiv brødbrætskinne

Ledningerne vil se meget rodet ud, så hvis du vil lave noget ledningsstyring, ville det nu være tid til at gøre det.

Trin 5: Tænd for Arduino

Dernæst vil du oprette en strømløsning til Arduino. To separate strømkilder bruges i dette projekt: batteriet til bilen og batteriet til Arduino. I dette tilfælde brugte jeg (6) 1,2v genopladelige AA -batterier i serie. Bærbare mobiltelefon strømbanker fungerer også, bare sørg for at have et kabel, der tilsluttes din Arduinos USB-port (f.eks. Mini-USB).

Bemærk, at 9v batterier IKKE fungerer med dette projekt. På grund af den måde, 9V batterier er designet på, er spændingen tilstrækkelig til at køre Arduino, men den strøm, der kommer ud af batteriet, får det til at dø på ingen tid. Jeg havde også problemer med tilfældige genstarter på 9v batteriet.

Hvis du vælger at bruge den løsning, jeg brugte, skal du bruge:

(6) AA -batterier (alkaliske batterier fungerer også fint)

AA batteriholdere til alle (6) batterier. Denne ville fungere godt og kræver ikke engang, at du bruger et loddejern. Til den forsyning, jeg lavede, koblede jeg (3) to-batteriholdere sammen som vist på billedet, lodde de positive/negative ledninger sammen, tog jævnstrømstikket fra en 9v batteriadapter og lod det til enden positivt og negativt ledninger. Derefter lodde jeg en afbryder i serie med strømforsyningen for let at tænde og slukke for Arduino. Dette er fuldstændigt valgfrit.

Trin 6: Upload Arduino -programmet

Dernæst skal du uploade programmet til Arduino. Download programmet her, og upload det til din Arduino gennem Arduino IDE.

For dem af jer, der måske vil undersøge ændringen af koden, har jeg inkluderet nogle pseudokoder, der forklarer, hvad hver del gør.

EDIT 9/25/18 - Jeg tilføjede et andet program for at få det til at køre midt på to vægge. Jeg har ikke haft chancen for at prøve koden på grund af ikke at have adgang til bilen, men eksperimenter gerne med den.

Trin 7: Tilslut alt, og tænd det

Endelig skal du tilslutte alt. Først skal du tilslutte bilbatteriet til bilen og tænde din ESC. ØSU skal bippe og angive, at den er klar til at blive "bevæbnet" af Arduino. Tænd derefter for Arduino. ESC skal bippe tre gange, og hjulene skal begynde at dreje. Hvis ESC bipper, men hjulene ikke begynder at dreje, skal du dreje potentiometeret til højre for at øge hastigheden. Hvis bilen kører for hurtigt, drejes potentiometeret til venstre.

Hvis potentiometeret virker modsat af det, det skal, kan du vende de positive og negative ledninger for at løse dette.

Videoen viser bilen, der arbejder, hvordan man ændrer hastigheden og rækkefølgen for at tænde den.