TfCD - Selvkørende brødbræt: 6 trin (med billeder)

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

I denne instruks vil vi demonstrere en af de teknologier, der ofte bruges i autonome køretøjer: ultralydsdetektering af forhindringer.

Inden for selvkørende biler bruges denne teknologi til at genkende forhindringer over en kort afstand (<4m), for eksempel under parkering og vognbaneskift.

Til denne udforskning har vi til formål at bygge et brødbræt, der (1) kører, (2) genkender forhindringer og (3) træffer beslutninger om sin rute i overensstemmelse hermed.

Specifikt vil vi bygge et tohjulet brødbræt med en ultralydssensor foran, der kører fremad, når der ikke opdages nogen forhindring, vender, når det næsten rammer et objekt, og vender, når et sammenstød virker uundgåeligt

Trin 1: Hent komponenterne

Følgende komponenter blev brugt til denne instruktion:

• (A) 830 pin brødbræt (1 stk) Et mindre kan være tilstrækkeligt, men sørg for at få et af god kvalitet, fordi stifterne på ultralydssensoren er lidt skrøbelige.
• (B) Arduino UNO (1 stk) Fungerer fantastisk med motorskærmen, behøver ikke at være en original version.

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

Motorskærmen forenkler processen med at forbinde motorer til en Arduino. Sammenlignet med at pille ved modstande og transistorer er det meget sikrere for Arduino -kortet, især hvis du er nybegynder. Adafruit Motor Shield leveres med separate stifter, der skal loddes på chippen.

(D) HC-SR04 ultralydssensor (1stk.)

Dette er en fire -pins sensor. Det virker ved at sende en kort ultralydspuls gennem den venstre 'højttaler'enhed og lytte (mens tiden måles), når den kommer tilbage gennem den højre' modtager 'enhed.

• (E) DAGU DG01D Mini DC -motor med 48: 1 gearkasse (2 stk.) Når du bruger et motorskærm, fungerer enhver 5V DC -motor, men gearkassen i denne version er fordelagtig, da det får hjulene til at dreje pænt og langsomt.
• (F) Plasthjul (2 stk.) Ideelt set skal du prøve at købe hjul, der er direkte kompatible med den motor, du ønsker.

Også nødvendig: en computer med den nyeste Arduino -software, et loddejern, loddeform, en lille powerbank, nogle ledninger.

Trin 2: Opsætning af kredsløbet

Tilslutning af ultralydssensor

Ultralydssensoren består af fire ben, kaldet: Vcc, Trig, Echo og Gnd (Ground).

Trig og Echo er forbundet til motorskærmen i henholdsvis Digital Pin nummer 10 og 9. (Andre digitale pins er også velegnede, så længe den korrekte kodning anvendes.)

Vcc og Gnd er forbundet til 5V og Gnd på skjoldet.

Tilslutning af DC -motorer

DC -motorerne har hver en sort og en rød ledning. Disse ledninger skal tilsluttes motorportene, i dette eksempel M1 og M2.

Trin 3: Skrivning af koden

Indlæser biblioteket

Først er det nødvendigt at downloade det rigtige bibliotek for at kunne bruge Adafruit Motor Shield v2.3.

I denne ZIP-fil er der en mappe, som kan placeres i Arduino installationsmappe, i vores tilfælde:

C: / Programfiler (x86) Arduino / Libraries

Og sørg for at navngive det Adafruit_MotorShield (genstart din Arduino -software bagefter).

Download af kodeeksemplet

Vores kodeeksempel 'Selfdriving_Breadboard.ino' kan downloades.

Der er flere variabler at justere, vigtigst af alt er der afstandene (i centimeter), når der sker noget. I den nuværende kode blev brødbrættet programmeret til at vende, når et objekt er tættere end 10 centimeter, til at rotere, når afstanden er mellem 10 og 20 centimeter, og til at køre lige, når der ikke registreres noget objekt i 20 centimeter.

Trin 4: Lodning af stifterne

Lodningsprocessen består af fire trin.

• (A) Justering af benene Sørg for at sætte alle de ben, der følger med motorskærmen, på plads. Dette kan let gøres ved at placere skjoldet oven på Arduino -kortet.
• (B) Lodning af stifterne Skynd dig ikke på dette trin, det er meget vigtigt, at stifter ikke forbinder hinanden efter lodning. Lod de udvendige stifter først for at sikre, at tappene ikke er skæve.
• (C) Placering af ledningerne Ved brug af motorskærmen skal ledningerne også loddes til deres passende stifter. Det fungerer bedst at stikke ledningerne i motorskærmen ovenfra og lodde dem i bunden af motorskærmen. Som en opsummering: til denne vejledning lodder vi ledninger til digitale stifter 9 og 10 og til 5V og Gnd stifter.
• (D) Lodning af ledningerne Nu er det tid til at lodde trådene en efter en. Sørg for, at de er godt placeret, måske bed en ven om at holde dem, mens du lodder det.

Trin 5: Montering af det selvkørende brødbræt

Efter lodning af komponenterne og test af kredsløbet er det tid til endelig samling.

I denne vejledning bruges brødbrættet ikke kun til dets vigtigste funktionalitet, men også som rygraden i hele enheden. Den endelige samlevejledning består af fire trin.

• (A) Tilslutning af ledningerne Sørg for, at kablerne er på det rigtige sted (tjek trin 3 for den rigtige måde at tilslutte alt), glem ikke de to DC -motorer. Husk, hvor du vil fastgøre komponenterne.
• (B) Tilslutning af sensoren Sæt sensoren i brødbrættet, og kontroller, at den er korrekt tilsluttet.
• (C) Placering af skærmen Anbring motorskærmen på Arduino UNO -kortet. Nu ville det være et godt tidspunkt at teste systemet inden den sidste samling.
• (D) Fastgørelse af komponenterne I dette trin skal du tage noget dobbeltsidet tape og fastgøre DC-motorerne, Arduino og en powerbank på plads. I dette tilfælde er Arduino placeret på hovedet under brødbrættet.

Trin 6: Du gjorde det

På nuværende tidspunkt vil du sandsynligvis være lige så begejstret som vi ville tage din kreation til en testkørsel.

God fornøjelse, prøv at justere nogle parametre, så det fungerer bedst for dig.

Tak fordi du fulgte vores instruktion, og lad os vide det i tilfælde af spørgsmål

-

Validering af teknologien

Den ultralydssensor, der bruges i dette tilfælde, skulle have en rækkevidde på 4 meter. Sensoren mister dog nøjagtighed med en større afstand end 1,5 meter.

Sensoren ser også ud til at opleve noget støj. Ved at bruge den serielle skærm til at validere afstandsnøjagtigheden var toppe på omkring 3000 (mm) synlige, mens objektet foran kun var centimeter væk. Dette skyldes sandsynligvis det faktum, at sensorens input har en forsinkelse i sin information, så udgangen forvrænges en gang imellem.