Kollision Avoider -køretøj med Arduino Nano: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Et kollisionsforebyggende køretøj kan være en meget enkel robot til at begynde at dykke ned i mikroelektronikken. Vi vil bruge det til at lære de grundlæggende elementer i mikroelektronik og forbedre det til at tilføje mere sofistikerede sensorer og aktuatorer.

Grundlæggende komponenter

· 1 Mini USB Arduino Nano eller klon

· 1 Arduino Nano Shield Extension Board

· 1 Ultralydssensor HC-SR04

· 2 servoer 360 grader kontinuerlig rotation (FS90R eller lignende)

· 1 batterikasse til 4xAA

· Breadboard-hoppetråde (F-F, M-F, M-M)

· 2 hjul til servoer

· 1 struktur til køretøjet (Legetøjsbil, mælkesten, krydsfiner …)

Yderligere komponenter

Til lysindikation:

· 1 RGB LED

· 1 mini brødbræt

· 3 modstande 330W

Til fjernbetjening:

· 1 IR -modtagersensor (TSOP4838 eller lignende)

· 1 IR fjernbetjening

Til linjefølge/kantdetektering:

· 2 TCRT5000 spærresporingssensor IR reflekterende

Alternative elementer

Du kan erstatte servoer med:

· 2 DC -motor med gear og plastdæk

· 1 L298 Dual H Bridge motor driver controller board modul

Trin 1: Installer softwaren og drivere

Vi vil arbejde med Arduino -baserede mikrokontroller, du kan vælge Arduino UNO eller andre, men på grund af kravene og størrelsen tog jeg en Arduino Nano Clone (fra Kina), så med alle disse muligheder skal du bruge Arduino IDE til at kode dem.

Du kan downloade softwaren fra Arduinos officielle webside og følge instruktionerne for at installere den. Når du er færdig, skal du åbne Arduino IDE og vælge tavlen (i mit tilfælde vil jeg bruge indstillingen "Arduino Nano").

Arduino Nano Clone: En billig mulighed for et Arduino -bord er at købe et klonbræt fra Kina. De arbejder med CH340 -chippen, og det kræver installation af en bestemt driver. Der er mange websteder til at downloade driveren til Windows, Mac eller Linux og også med instruktionerne. For Mac kan du nogle gange stå over for et problem med at genkende den serielle port. Hvis det sker for dig, kan du prøve at følge instruktionerne i dette link. Hvis du derefter opdager den serielle port, men stadig har problemer, skal du prøve at vælge "ATMega 328P (Old Bootloader)" på Arduino IDE/tools/processor.

Gå til kodningsafsnittet for at se på koden, jeg brugte til mit køretøj. Du kan surfe på nettet efter mange andre muligheder eller kode selv, hvis du vil.

Trin 2: Vælg en flot struktur til dit køretøj

Denne gang brugte jeg en legetøjsbil, der var stor nok til at indeholde elektronikken inde i den, men du kan bruge andre materialer som mursten eller krydsfiner til at designe dit eget køretøj. Se på en anden mulighed som mælkesten.

Det er bedre at bruge nogle minutter på at planlægge, hvor alle elementerne skal placeres inden start og bekræfte, at alt vil blive indkvarteret. Forbered strukturen.

Trin 3: Installer De Drive

Køretøjets bevægelse sker gennem en enkelt aksel, i dette tilfælde bagakslen. Du kan beholde fronten bare til at rulle eller, baseret på dit design, bruge et tredje hjul eller et glidepunkt bare for at balancere dit køretøj (som mælkesten brugte jeg hanen som "tredje hjul"). Drejningen af dit køretøj sker ved at ændre hastighederne og/eller rotationsretningen på servoerne.

TIP: Inden du tilpasser din struktur, skal du planlægge hjulets endelige position og kontrollere, at de ikke rammer noget. I dette eksempel vil midten af servoakslen være placeret lidt lavere end den originale legetøjsaksel, fordi servohjulet er lidt større og kan ramme stænkskærmene)

Trin 4: Installer De Ultrasonic Sensor

Ultralydssensoren scanner bilens forside for at identificere enhver hindring og tillader kodereaktionen. Du skal placere den foran, uden at en del af køretøjet afbryder signalerne.

Trin 5: Placer mikrokontrolleren og batterikassen

Du kan nu forlade placere de resterende elementer i strukturen, reparere dem, hvis det er muligt, eller i det mindste være sikker på, at de ikke beskadiger forbindelserne.

Er meget nyttigt at installere en tænd/sluk for batteriet, hvis det ikke har nogen som standard. Du kan også tilføje en IR -sensor til at starte/stoppe køretøjet.

Hvis du vil tilføje en ekstra komponent, er det nu.

TIP: For at øge grebet på køretøjet skal du placere batterikassen eller de tungere komponenter over drivakslen eller tæt på den.

Trin 6: Kodesektion

Til dette program skal du også installere nogle biblioteker som "Servo.h" (til servokontrol), "NewPing.h" (for bedre ydeevne for ultralydssensoren) eller "IRremote.h", hvis du skal bruge en IR -sensor. Du kan følge installationsvejledningen i dette link.

Som en mulighed kan du udskifte servoerne til DC -motorer, og du skal bruge en dobbelt H -bromotor driver til at styre dem. Sandsynligvis vil jeg skrive om det i fremtidige opdateringer, men nu fungerer koden kun med servoer.

Kontinuerlige rotationsservoer er lidt anderledes end de almindelige servoer; nogle gange kan du ændre de almindelige for at få dem til at rotere kontinuerligt, men til dette projekt vil vi bruge FS90R, der er bygget til vores krav. For at betjene de almindelige servoer skal du give den grad, du vil placere den, men for kontinuerlige rotationsservoer skal du overveje, at:

· 90 vil være stop for servoen

· Mindre end 90 (indtil 0) vil dreje i en retning, hvor 89 er den langsomste hastighed og 0 den hurtigste.

· Mere end 90 (indtil 180) vil være rotation i den modsatte retning, hvor 91 er den langsomste og 180 den hurtigste.

For at kalibrere dine servoer skal du indstille dem til 90 og justere den lille skrue modsat hjulet for at stoppe rotationen, hvis den bevæger sig (gør venligst dette, før du monterer dem på strukturen)

Du kan bruge ultralydssensoren med mange andre biblioteker, men vær forsigtig, mens du koder den, fordi et problem, du kan møde med disse sensorer, er den inaktive tid, du skal vente fra udsendelsen af ultralydssignalet til modtagelsen. Nogle eksempler, du kan finde på internettet, er kodning ved hjælp af "forsinkelse", men det vil påvirke din robot, fordi det vil stoppe "forsinke" enhver anden handling i den tid, du har angivet. Du kan vide, hvordan ultralydssensorerne fungerer på dette link.

Samme som DC -motorerne, jeg kommer ikke til at bruge IR -sensoren i dette eksempel, det vil blive beskrevet i fremtidige indlæg.