Rover-One: Daj RC Truck/samochodowi mózg: 11 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Ten Instructable znajduje się na zaprojektowanej przeze mnie płytce drukowanej o nazwie Rover-One. Rover-One to rozwiązanie, które zaprojektowałem, aby wziąć zabawkowy samochód/ciężarówkę RC i dać mu mózg, który zawiera komponenty do wyczuwania jego otoczenia. Rover-One to płytka drukowana o wymiarach 100 mm x 100 mm zaprojektowana w EasyEDA i została wysłana do profesjonalnego drukowania PCB w JLCPCB.

Rover-One:

Ten przewodnik zilustruje wybrane części i pliki źródłowe do stworzenia własnych.

Początek:

Zawsze fascynowały mnie NASA i łaziki marsjańskie. Jako dziecko marzyłem o zbudowaniu własnego łazika, ale moje umiejętności ograniczały się do wyciągania silników z uszkodzonych samochodów RC. Teraz, jako dorosła osoba z własnymi dziećmi, lubię pracować z nimi, ucząc ich programowania i elektroniki. Zbudowałem kilka robotów bojowych z moimi dziećmi, które wymagały wymiany karoserii samochodu RC na taki, który zbudowaliśmy z płyty piankowej DollarTree i zaostrzonych patyczków do lodów jako broni. Aby przenieść go na wyższy poziom programowania, celem było wzięcie samochodu RC i, przy minimalnych modyfikacjach, nadanie mu mózgu. Po wielu godzinach majsterkowania na płytkach do krojenia chleba i kałużach lutowia na prototypowej desce narodziła się deska Rover-One. Mieszanie płyty piankowej DollarTree i elektroniki stało się moją metodą na wszelkiego rodzaju kreacje, dlatego ukułem nazwę FoamTronix.

Cel deski Rover-One:

Głównym celem tej płyty jest poznanie komponentów wykrywania i programowania związanego z komunikacją między komponentami a Arduino nano do prowadzenia samochodu RC. Ta płyta wykorzystuje procesy, których nauczyłem się przez lata na różnych czujnikach, rejestrach przesuwnych i innych układach scalonych do napędzania silnika.

Schematyczny:

easyeda.com/weshays/rover-one

Kieszonkowe dzieci

• 2x kondensator 1uF
• 1x 470uF kondensator
• Rezystor 16x 220 Ohm
• 1x rezystor 100K Ohm
• Rezystor 2x4.7K Ohm
• 2x DS182B20 (czujnik temperatury)
• 1x LDR (rezystor zależny od światła)
• 2x 74HC595 (rejestr przesuwny IC)
• 1x L9110H (IC sterownika silnika)
• 4x HC-SR04 (ultradźwiękowy czujnik odległości)
• 19x 2,54 2P zaciski śrubowe
• 4x 2,54 3P zaciski śrubowe
• 1x Arduino Nano
• Serwo 1x9 gramów (używane do obracania samochodu/ciężarówki)
• 1x silnik prądu stałego (w samochodzie/ciężarówce RC)
• 1x płytka Adafruit GPS Breakout V3

Opcjonalne materiały eksploatacyjne:

• Męskie szpilki nagłówka
• Żeńskie szpilki nagłówka

Krok 1: Arduino Nano

Arduino Nano jest mózgiem płytki. Będzie używany do zarządzania wejściem z różnych czujników (ping, temperatura, światło) oraz wyjściem do silnika, serwomechanizmu, rejestrów przesuwnych i komunikacji szeregowej. Arduino będzie zasilane z zewnętrznego złącza zasilania 5V.

Części sekcji:

1x Arduino Nano

Krok 2: Przesuń rejestry

Rejestry przesuwne służą do wydawania większej liczby wyjść. Istnieją dwa rejestry przesuwne Serial-In Parallel-Out, które są połączone szeregowo. Tylko 3 piny z Arduino Nano służą do sterowania wszystkimi 16 wyjściami.

Kondensatory są używane do wszelkich skoków mocy, których mogą potrzebować chipy.

Zaciski śrubowe służą do łatwego podłączania różnych rodzajów przewodów.

Przykładowe diody LED to:

• 2 białe diody LED (do reflektorów)
• 2 czerwone diody LED (do świateł stopu)
• 4 żółte diody LED (dla kierunkowskazów - dwie z przodu i dwie z tyłu)
• 8 sugerowanych diod LED lub 4 czerwone i 4 niebieskie diody LED do świateł policyjnych.

Części sekcji:

• 2x kondensator 1uF
• Rezystor 16x 220 Ohm
• 2x 74HC595 (rejestr przesuwny IC)
• 16x 2,54 2P zaciski śrubowe

Krok 3: LDR (Rezystor wykrywający światło)

LDR, Light Detecting Resistor, jest używany razem z rezystorem jako dzielnik napięcia do pomiaru światła.

W zależności od sposobu użycia płytki, LDR można przymocować bezpośrednio do płytki lub zamontować inne kołki nagłówkowe.

Części sekcji:

• 1x LDR (rezystor zależny od światła)
• 1x rezystor 100K Ohm

Krok 4: Czujniki temperatury

Istnieją dwa czujniki temperatury. Jeden jest przeznaczony do montażu bezpośrednio na płytce, a drugi jest przeznaczony do podłączenia za pomocą zacisków śrubowych do pomiaru temperatury w innym miejscu.

Inne obszary do pomiaru temperatury to:

• Na silniku
• Na baterii
• Na korpusie RC
• Poza ciałem RC

Części sekcji:

• 2x DS182B20 (czujnik temperatury)
• Rezystory 2x4,7K Ohm
• 1x 2,54 3P zaciski śrubowe

Krok 5: Czujniki ping

Dostępne są 4 czujniki ping HC-SR04. Płytka jest skonfigurowana tak, aby piny echa i wyzwalacza były połączone ze sobą za pomocą biblioteki NewPing. Piny mogą być przylutowane lub połączone ze sobą na HC-SR04 lub przewody z pinów echa i wyzwalacza idące do tych samych pinów terminala.

Pomysły na pomiar odległości to umieszczenie 3 czujników ping z przodu samochodu RC pod różnymi kątami i jednego z tyłu w celu cofania. Nowa biblioteka Ping:

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Części sekcji:

• 4x HC-SR04 (ultradźwiękowy czujnik odległości)
• 4x 2,54 3P zaciski śrubowe

Krok 6: Podłączenie silnika

Układ scalony sterownika silnika prądu stałego L911H IC służy do sterowania samochodem RC poruszającym się do przodu i do tyłu. Ten układ zasadniczo przełącza dla ciebie przewody plus/minus na silniku prądu stałego. Chip ma szerokie napięcie zasilania od 2,5V do 12V przy pracy w temperaturach od 0°C do 80°C - dlatego czujnik temperatury znajduje się tuż obok (czujnik temperatury mierzy od -55°C do 125°C). Układ posiada również wbudowaną diodę zaciskową, dzięki czemu nie jest potrzebna przy podłączaniu silnika prądu stałego.

Jedno połączenie zaciskowe jest dla silnika, a drugie dla zewnętrznego źródła zasilania dla akumulatora. Silnik i pobór prądu byłyby zbyt duże na Arduino, więc potrzebne jest inne źródło zasilania.

Części sekcji:

• 1x L9110H (IC sterownika silnika)
• 2x 2,54 2P zaciski śrubowe

Krok 7: Połączenie serwo

Serwo służy do sterowania skrętem samochodu RC. Większość zabawkowych samochodów RC będzie wyposażona w inny silnik używany do skręcania. Zmiana silnika obrotowego na serwo to jedyna modyfikacja, jaką w końcu wprowadziłem do ramy samochodu RC.

Kondensator jest używany do wszelkich skoków mocy, których może potrzebować serwo.

Części sekcji:

• Serwo 1x9 gramów (używane do obracania samochodu/ciężarówki)
• 1x 470uF kondensator
• Męskie kołki nagłówka do podłączenia serwomechanizmu

Krok 8: Moduł GPS

Moduł GPS Adafruit doskonale nadaje się do sprawdzania pozycji i śledzenia, dokąd jedzie samochód. Ten moduł nie tylko podaje pozycję GPS, ale także:

• Dokładność pozycji w promieniu 3m
• Dokładność prędkości w granicach 0,1 m/s (maksymalna prędkość: 515 m/s)
• Pin „Włącz”, aby go włączyć/wyłączyć
• Flash do przechowywania danych 16 godzin danych
• RTC (zegar czasu rzeczywistego), aby uzyskać czas

Biblioteka GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Części sekcji:

1x płytka Adafruit GPS Breakout V3

Krok 9: Komunikacja szeregowa

Połączenie szeregowe służy do komunikacji Arduino z innymi źródłami zewnętrznymi.

Części sekcji:

1x 2,54 2P zaciski śrubowe

Krok 10: Przykładowe przygotowanie planszy

Zamówiłem wiele płyt, a jedną z nich ustawiłem tylko do testów.

Krok 11: Przykład

Załączam zdjęcia z mojej konfiguracji. Wziąłem zupełnie nowy samochód RC, wypatroszyłem go, stworzyłem ciało z płyty piankowej DollarTree i dałem mu mózg.