Kollision Avoider -fordon med Arduino Nano: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Ett kollisionsundvikande fordon kan vara en mycket enkel robot för att börja dyka in i mikroelektroniken. Vi kommer att använda den för att lära oss de grundläggande elementen i mikroelektronik och förbättra den för att lägga till mer sofistikerade sensorer och ställdon.

Grundkomponenter

· 1 Mini USB Arduino Nano eller klon

· 1 Arduino Nano Shield -förlängningskort

· 1 ultraljudssensor HC-SR04

· 2 servon 360 grader kontinuerlig rotation (FS90R eller liknande)

· 1 batterifodral för 4xAA

· Hopptrådar för brödbräda (F-F, M-F, M-M)

· 2 hjul för servon

· 1 konstruktion för fordonet (leksaksbil, mjölksten, plywood …)

Ytterligare komponenter

För ljusindikering:

· 1 RGB LED

· 1 mini brödbräda

· 3 motstånd 330W

För fjärrstyrning:

· 1 IR -mottagarsensor (TSOP4838 eller liknande)

· 1 IR -fjärrkontroll

För radföljning/kantdetektering:

· 2 TCRT5000 spärrsensor IR -reflekterande

Alternativa element

Du kan ersätta servon med:

· 2 likströmsmotor med växel och plastdäck

· 1 L298 Dual H Bridge motor driver controller board module

Steg 1: Installera programvaran och drivrutinerna

Vi kommer att arbeta med Arduino -baserade mikrokontroller, du kan välja Arduino UNO eller någon annan men på grund av kraven och storleken tog jag en Arduino Nano Clone (från Kina) så med alla dessa alternativ måste du använda Arduino IDE för att koda dem.

Du kan ladda ner programvaran från Arduinos officiella webbsida och följ instruktionerna för att installera den. När du är klar öppnar du Arduino IDE och väljer kortet (i mitt fall använder jag alternativet "Arduino Nano").

Arduino Nano Clone: Ett billigt alternativ för ett Arduino -kort är att köpa en klonbräda från Kina. De fungerar med CH340 -chipet, och det kräver installation av en specifik drivrutin. Det finns många webbplatser för att ladda ner drivrutinen för Windows, Mac eller Linux och även med instruktionerna. För Mac kan du ibland stöta på problem med att känna igen serieporten. Om det händer dig, försök att följa instruktionerna i den här länken. Om du efter det upptäcker serieporten men fortfarande har problem, försök att välja “ATMega 328P (Old Bootloader)” på Arduino IDE/tools/processor.

Gå till kodningsavsnittet för att titta på koden jag använde för mitt fordon. Du kan surfa på nätet efter många andra alternativ eller koda själv om du vill.

Steg 2: Välj en snygg struktur för ditt fordon

Den här gången använde jag en leksaksbil som var tillräckligt stor för att innehålla elektroniken inuti den, men du kan använda andra material som tegel eller plywood för att designa ditt eget fordon. Ta en titt på ett annat alternativ som mjölksten.

Är bättre att lägga några minuter på att planera var man ska placera alla element före start och bekräfta att allt kommer att rymmas. Förbered strukturen.

Steg 3: Installera De Drive

Fordonets rörelse kommer att ske genom en enda axel, i detta fall bakaxeln. Du kan behålla fronten bara för rullning eller, baserat på din design, använda ett tredje hjul eller glidpunkt bara för att balansera ditt fordon (som mjölksten använde jag kranen som "tredje hjul"). Din bil svänger genom att ändra hastigheten och/eller rotera riktningen på servon.

TIPS: innan du anpassar din struktur, planera hjulens slutliga position och kontrollera att de inte träffar något. I detta exempel kommer servoaxelns mitt att placeras lite lägre än den ursprungliga leksaksbilaxeln eftersom servohjulet är något större och kan träffa stänkskydden)

Steg 4: Installera De Ultrasonic Sensor

Ultraljudssensorn skannar framsidan av fordonet för att identifiera eventuella hinder och tillåta kodreaktionen. Du måste placera den på framsidan utan att någon del av fordonet avbryter signalerna.

Steg 5: Placera mikrokontrollen och batterifodralet

Du kan nu lämna de återstående elementen i strukturen, fixa dem om det är möjligt eller åtminstone vara säker på att de inte skadar anslutningarna.

Är mycket användbart att installera en strömbrytare på/av för batteriet om det inte har någon som standard. Du kan också lägga till en IR -sensor för att starta/stoppa fordonet.

Om du ska lägga till någon ytterligare komponent, är det nu.

TIPS: För att öka greppet på fordonet, placera batterilådan eller de tyngre komponenterna över drivaxeln eller nära den.

Steg 6: Kodningssektion

För detta program måste du också installera några bibliotek som "Servo.h" (för servokontroll), "NewPing.h" (för bättre prestanda för ultraljudssensorn) eller "IRremote.h" om du ska använda en IR -sensor. Du kan följa installationsinstruktionerna i den här länken.

Som tillval kan du byta ut servon för likströmsmotorer, och du behöver en dubbel H -motordrivrutin för att styra dem. Förmodligen kommer jag att skriva om det i framtida uppdateringar, men nu fungerar koden bara med servon.

Kontinuerliga rotationsservon skiljer sig något från de vanliga servon; ibland kan du ändra de vanliga för att få dem att rotera kontinuerligt men för detta projekt kommer vi att använda FS90R, som är byggda för våra krav. För att använda de vanliga servon måste du ange den grad du vill placera den, men för kontinuerliga rotationsservos måste du tänka på att:

· 90 blir stopp för servon

· Mindre än 90 (till 0) kommer att vara rotation i en riktning där 89 är den långsammaste hastigheten och 0 den snabbaste.

· Mer än 90 (till 180) kommer att rotera i motsatt riktning, där 91 är den långsammaste och 180 den snabbaste.

För att kalibrera dina servon måste du ställa in dem på 90 och justera den lilla skruven mittemot hjulet för att stoppa rotationen om den rör sig (snälla, gör detta innan du monterar dem på strukturen)

Du kan använda ultraljudssensorn med många andra bibliotek men var försiktig när du kodar den eftersom ett problem du kan möta med dessa sensorer är den inaktiva tiden du måste vänta från utsändningen av ultraljudssignalen till mottagningen. Några exempel du kan hitta på internet är kodning med "fördröjning" men det kommer att påverka din robot eftersom det kommer att sluta "fördröja" någon annan åtgärd under den tid du angav. Du kan veta hur ultraljudssensorerna fungerar på den här länken.

Samma som likströmsmotorerna, jag tänker inte använda IR -sensorn i det här exemplet, det kommer att beskrivas i framtida inlägg.