Kontroluj pojazd ręką: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ten projekt dotyczył 'Creative Electronics', modułu BEng Electronics Engineering na czwartym roku w Szkole Telekomunikacji Uniwersytetu w Maladze (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

W tej instrukcji zobaczymy, jak stworzyć bransoletkę do prowadzenia samochodu zdalnie sterowanego ręką za pomocą Arduino. Wykonaliśmy niezbędne oprogramowanie oraz projekt 3D bransoletki. Wszystko to znajdziesz w naszym repozytorium GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Sterowanie to może być stosowane w dowolnym samochodzie sterowanym silnikami Arduino i DC. Aby to wypróbować, wykorzystaliśmy projekt czołgu autorstwa Tima Clarka:

thingiverse.com/thing:652851

Czego potrzebujemy?

- 1 ogólne Arduino (użyliśmy płytki Arduino UNO)

- 1 płytka Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Urządzenia Bluetooth HC05 (Master) i HC06 (Slave)

- Mostek H L298N

- bateria 9V

- bateria 12V

- Silniki prądu stałego x2 dla Arduino

- Przewody

- Drukarka 3D (użyliśmy Anet A8 z oprogramowaniem Marlin)

- Lutownica

Oprogramowanie:

- Kod BT_Transmitter.ino (Master)

- Kod BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (wersja 1.8.8)

- Slic3r dla generatora G-Code

Krok 1: Drukowanie 3D

Przede wszystkim musimy wydrukować wszystkie kawałki. Kawałki bransoletki (w sumie cztery) można znaleźć w katalogu 3Dmodels naszego repozytorium. Fragmenty czołgu można znaleźć tutaj. Ważne jest, aby zauważyć, że możemy potrzebować wyszlifować niektóre części, szczególnie elementy bransoletki na etapie montażu.

Do wydrukowania elementów użyliśmy Anet A8 z oprogramowaniem Marlin. Oczywiście przydałby się inny.

Krok 2: Montaż zbiornika

Po wydrukowaniu wszystkich elementów dołączymy do nich. W naszym przypadku używamy gorącego silikonu, ale można zastosować inne pochodne.

Przed przystąpieniem do końcowego montażu zaleca się wykonanie poprzedniego montażu bez silikonu, aby sprawdzić prawidłowe połączenie, tarcie i dopasowanie różnych części. Jeśli jakaś część nie pasuje tak, jak powinna lub nie ślizga się, należy ją przeszlifować, aby idealnie się dopasowywała. Po przygotowaniu wszystkich elementów, elementy są składane za pomocą silikonu w łączących je częściach. Do połączenia kawałków gąsienicy użyliśmy miedzianych włókien pomiędzy każdym z nich, wszystkie są zamocowane, z wyjątkiem jednego służącego do montażu i demontażu gąsienicy czołgu. Postanowiliśmy pomalować elementy, aby nadać czołgowi realizmu. W tym celu użyliśmy farby w sprayu.

Wszystkie informacje uzyskaliśmy z poniższego linku.

Krok 3: Montaż bransoletki

Pełna bransoletka ma cztery modele 3D.

• MPU_holder: Jest to część, w której zintegrowany jest czujnik przyspieszenia, należy go umieścić w dłoni, z pewnymi wiązaniami.
• nano_holder: To jest główna część uchwytu nano, w tej części zostanie ustawiona bateria 9V, moduł bluetooth i arduino nano.
• nano_holder_button: Jest to przycisk do trzymania baterii 9V połączonej z dwoma dokami do zasilania arduino.
• nano_holder_cover: To jest okładka części z uchwytem nano.

Oba uchwyty (mpu i nano) można przymocować do ramienia za pomocą opasek.

Jedyną rzeczą do zrobienia jest umieszczenie przycisku na swoim miejscu w uchwycie nano. Wcześniej musimy przykleić mały sznurek (możemy użyć np. sznurka ze starego długopisu) na przycisku, tak jak pokazano na rysunku. Gdy jesteśmy już pewni, że przycisk jest we właściwym miejscu, musimy umieścić za nim kawałek, aby zapobiec jego przemieszczeniu się ze swojej strony. Używamy plastikowego kawałka i przyklejaliśmy go silikonem. Ostateczny wynik musi być podobny do końcowego zdjęcia.

Krok 4: Elektronika zbiornika

W tym kroku podłączamy Arduino Uno do mostka H w celu sterowania silnikami i zasilaczem 12V. Mostek H posiada wyjście 5V, które wykorzystujemy do zasilania płytki Arduino Uno. Po pierwsze:

Podłącz pin 5 Arduino do pinu IN1 mostka H. Podłącz pin 6 Arduino do pinu IN2 mostka H. Podłącz pin 9 Arduino do pinu IN3 mostka H. Podłącz pin 10 Arduino do pinu IN4 mostka H. Podłącz lewe wyjścia mostka H do lewego silnika, a prawe do prawego silnika. Podłącz pin 2 Arduino do pinu TX HC-06. Podłącz pin 3 Arduino do pinu TX HC-06.

Zauważ, że wszystkie piny Arduino podłączone do mostka H obsługują PWM.

Na koniec podłącz zasilanie do wejść 12V i GND mostka H.

Krok 5: Elektronika bransoletki

W pierwszej kolejności musimy zmontować część MPU. MPU musi dać się umieścić w uchwycie. Aby to osiągnąć, w otworach umieszczane są żeńskie listwy pinów, jak pokazano na zdjęciach. Przede wszystkim musimy przeprowadzić przewody przez otwór i przylutować je do listwy pinowej. W złączach możemy zastosować rurki termokurczliwe. Następnie możemy wprowadzić paski w ich otworach, aby były zamocowane. Teraz możemy włożyć i wyjąć MPU z jego miejsca. W tej pierwszej części wygodnie jest użyć giętkich drutów, aby ułatwić ruch ręki.

Konstrukcja bransoletki umożliwia również włożenie wszystkich komponentów (Arduino Nano, HC-06 i bateria 9v). Procedura jest podobna do opisanej powyżej. Musimy również poprowadzić przewody MPU do odpowiedniego otworu. Na końcu schemat elektryczny musi być taki jak na pierwszym obrazku.

W drugiej kolejności musimy założyć dwa sznurki na otwór baterii, aby można było połączyć go z innymi częściami. Możemy to zrobić za pomocą silikonu, ale wcześniej musimy przylutować odpowiednie przewody w każdym ciągu, tak aby bateria była podłączona do Vin i GND.

Krok 6: Parowanie Bluetooth

Po prawidłowym połączeniu urządzeń bluetooth, nawiążemy między nimi połączenie (parowanie). Musimy sparować moduły HC-05 i HC-06. Aby to osiągnąć, wykorzystaliśmy kolejny link:

Samouczek parowania BT

Krok 7: Akcelerometr

Akcelerometr, z którego korzystamy ma wiele przykładów i bibliotek do jego wykorzystania dostępnych w Internecie. Wybraliśmy kilka bibliotek (dostępnych w naszym repozytorium), które usprawniają protokół komunikacji I2C, z którego korzysta akcelerometr, a także upraszczają proces przetwarzania danych kolekcja w kilku funkcjach.

Wszystkie informacje uzyskaliśmy z poniższego linku:

I2C: tutaj.

Akcelerometr: tutaj.

Krok 8: Oprogramowanie

Na koniec zamierzamy zintegrować oprogramowanie z nadajnikiem i odbiornikiem. Załaduj BT_Transmitter.ino i BT_Receiver.ino odpowiednio do nadajnika i odbiornika. W tym celu musimy skorzystać z Arduino IDE.

Działanie tego oprogramowania jest proste: nadajnik pobiera dane z akcelerometru i przesyła je do odbiornika, który pobiera dane i przemieszcza zbiornik. Dane uzyskane z akcelerometru są zawsze poniżej 100, ponieważ używamy wartości 125 do rozpoczęcia transmisji. Po wysłaniu 125 nadajnik wysyła wartości x i y (w stopniach).