TfCD - Samojezdna tablica do krojenia chleba: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W tym Instructable zademonstrujemy jedną z technologii często stosowanych w pojazdach autonomicznych: ultradźwiękowe wykrywanie przeszkód.

W samochodach autonomicznych technologia ta jest wykorzystywana do rozpoznawania przeszkód na krótkim dystansie (<4m), na przykład podczas parkowania i zmiany pasa.

Na potrzeby tej eksploracji staramy się zbudować tablicę prototypową, która (1) prowadzi, (2) rozpoznaje przeszkody i (3) odpowiednio podejmuje decyzje dotyczące trasy.

W szczególności zbudujemy dwukołową tablicę stykową z czujnikiem ultradźwiękowym z przodu, który porusza się do przodu, gdy nie zostanie wykryta żadna przeszkoda, skręca, gdy prawie uderza w obiekt, i cofa, gdy kolizja wydaje się nieunikniona

Krok 1: Zdobycie komponentów

W tej instrukcji użyto następujących elementów:

• (A) Płytka stykowa 830 pinów (1 szt.) Mniejsza może wystarczyć, ale upewnij się, że masz dobrej jakości, ponieważ piny czujnika ultradźwiękowego są nieco kruche.
• (B) Arduino UNO (1 szt.) Świetnie współpracuje z Motor Shield, nie musi być oryginalną wersją.

(C) Osłona silnika Adafruit v2.3 (1 szt.)

Osłona silnika upraszcza proces łączenia silników z Arduino. W porównaniu z majstrowaniem przy opornikach i tranzystorach jest to o wiele bezpieczniejsze dla płytki Arduino, zwłaszcza jeśli jesteś początkującym. Adafruit Motor Shield jest dostarczany z oddzielnymi pinami, które należy przylutować do układu.

(D) Czujnik ultradźwiękowy HC-SR04 (1 szt.)

To jest czujnik czteropinowy. Działa poprzez wysłanie krótkiego impulsu ultradźwiękowego przez lewy „głośnik” i nasłuchiwanie (podczas pomiaru czasu), gdy wraca przez prawy „odbiornik”.

• (E) Silnik DAGU DG01D Mini DC z przekładnią 48:1 (2 szt.) Przy zastosowaniu osłony silnika każdy silnik 5V DC będzie działał, jednak skrzynia biegów w tej wersji jest korzystna, ponieważ sprawia, że koła obracają się przyjemnie i wolno.
• (F) Plastikowe koła (2 szt.) Najlepiej jest kupić koła, które są bezpośrednio kompatybilne z wybranym silnikiem.

Potrzebne jeszcze: komputer z najnowszym oprogramowaniem Arduino, lutownica, cyna lutownicza, mały power bank, trochę przewodów.

Krok 2: Konfiguracja obwodu

Podłączanie czujnika ultradźwiękowego

Czujnik ultradźwiękowy składa się z czterech pinów, zwanych: Vcc, Trig, Echo i Gnd (Ground).

Trig i Echo są podłączone do osłony silnika odpowiednio w pinach cyfrowych o numerach 10 i 9. (Inne piny cyfrowe są również odpowiednie, o ile zastosowane jest odpowiednie kodowanie).

Vcc i Gnd są podłączone do 5V i Gnd na tarczy.

Podłączanie silników prądu stałego

Silniki prądu stałego mają czarny i czerwony przewód. Przewody te należy podłączyć do portów silnika, w tym przykładzie M1 i M2.

Krok 3: Pisanie kodu

Ładowanie biblioteki

Po pierwsze, aby korzystać z Adafruit Motor Shield v2.3, należy pobrać odpowiednią bibliotekę.

W tym pliku ZIP znajduje się folder, który można umieścić w folderze instalacyjnym Arduino, w naszym przypadku:

C:\Pliki programów (x86)\Arduino\Biblioteki

I upewnij się, że nazwałeś go Adafruit_MotorShield (później uruchom ponownie oprogramowanie Arduino).

Pobieranie przykładowego kodu

Nasz przykładowy kod „Selfdriving_Breadboard.ino” jest dostępny do pobrania.

Istnieje kilka zmiennych, które można dostosować, a przede wszystkim odległości (w centymetrach), w których coś się dzieje. W obecnym kodzie płytka prototypowa została zaprogramowana tak, aby cofać się, gdy obiekt znajduje się bliżej niż 10 centymetrów, obracać się, gdy odległość wynosi od 10 do 20 centymetrów, oraz jechać prosto, gdy w odległości 20 centymetrów nie zostanie wykryty żaden obiekt.

Krok 4: lutowanie szpilek

Proces lutowania składa się z czterech etapów.

• (A) Wyrównanie kołkówUpewnij się, że wszystkie kołki dołączone do osłony silnika zostały umieszczone na swoim miejscu. Można to łatwo zrobić, umieszczając nakładkę na płytce Arduino.
• (B) Lutowanie pinów Nie spiesz się z tym krokiem, bardzo ważne jest, aby piny nie łączyły się ze sobą po lutowaniu. Najpierw przylutuj zewnętrzne kołki, aby upewnić się, że kołki nie są przekrzywione.
• (C) Pozycjonowanie przewodów W przypadku korzystania z osłony silnika przewody muszą być również przylutowane do odpowiednich styków. Najlepiej jest przykleić przewody do osłony silnika od góry i przylutować je na dole osłony silnika. Reasumując: w tym samouczku lutujemy przewody do pinów cyfrowych 9 i 10 oraz do pinów 5V i Gnd.
• (D) Lutowanie przewodów Teraz nadszedł czas na lutowanie przewodów jeden po drugim. Upewnij się, że są dobrze ustawione, może poproś znajomego, aby je trzymał podczas lutowania.

Krok 5: Montaż samojezdnej deski do krojenia chleba

Po zlutowaniu elementów i przetestowaniu układu przychodzi czas na ostateczny montaż.

W tym samouczku płytka prototypowa jest używana nie tylko ze względu na swoją główną funkcjonalność, ale także jako szkielet całego urządzenia. Ostateczna instrukcja montażu składa się z czterech kroków.

• (A) Podłączanie przewodów Upewnij się, że przewody są we właściwym miejscu (sprawdź krok 3, aby wszystko podłączyć), nie zapomnij o dwóch silnikach prądu stałego. Pamiętaj, gdzie chcesz przymocować komponenty.
• (B) Podłączanie czujnika Podłącz czujnik do płytki stykowej i upewnij się, że jest prawidłowo podłączony.
• (C) Zakładanie osłony Umieść osłonę silnika na płycie Arduino UNO. Teraz byłby świetny czas na przetestowanie systemu przed ostatecznym montażem.
• (D) Mocowanie komponentów W tym kroku weź dwustronną taśmę i przymocuj na miejscu silniki prądu stałego, Arduino i powerbank. W tym przypadku Arduino jest umieszczone do góry nogami pod płytką stykową.

Krok 6: Zrobiłeś to

Do tej pory prawdopodobnie będziesz tak samo podekscytowany, jak my, biorąc swoje dzieło na próbę.

Baw się dobrze, spróbuj dostosować niektóre parametry, aby działały najlepiej.

Dziękujemy za zastosowanie się do naszych instrukcji i daj nam znać w razie jakichkolwiek pytań

-

Walidacja technologii

Zastosowany w tym przypadku czujnik ultradźwiękowy miał mieć zasięg 4 metrów. Jednak czujnik traci dokładność przy większej odległości niż 1,5 metra.

Ponadto wydaje się, że czujnik odczuwa pewne szumy. Korzystając z monitora szeregowego w celu sprawdzenia dokładności odległości, szczyty o wielkości około 3000 (mm) były widoczne, podczas gdy obiekt z przodu znajdował się zaledwie centymetry dalej. Wynika to prawdopodobnie z faktu, że wejście czujnika ma opóźnienie w swoich informacjach, więc wyjście jest raz na jakiś czas zniekształcone.