Innehållsförteckning:
2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58
I denna instruktionsbok kommer vi att demonstrera en av de tekniker som ofta används i autonoma fordon: ultraljudsdetektering av hinder.
Inom självkörande bilar används denna teknik för att känna igen hinder över en kort sträcka (<4 m), till exempel vid parkering och körväxling.
För detta utforskning siktar vi på att bygga en brödbräda som (1) kör, (2) känner igen hinder och (3) fattar beslut för sin rutt i enlighet därmed.
Specifikt kommer vi att bygga ett tvåhjuligt brödbräda, med en ultraljudssensor på framsidan, som kör framåt när inget hinder upptäcks, svänger när det nästan träffar ett föremål och vänder när en kollision verkar oundviklig
Steg 1: Skaffa komponenterna
Följande komponenter användes för denna instruktion:
- (A) 830 -stifts brödbräda (1st) En mindre kan räcka, men se till att få en bra kvalitet eftersom stiften på ultraljudssensorn är lite ömtåliga.
- (B) Arduino UNO (1st) Fungerar utmärkt med motorskyddet, behöver inte vara en originalversion.
- (E) DAGU DG01D Mini DC -motor med 48: 1 -växellåda (2 st) När du använder en motorsköld kommer alla 5V DC -motor att fungera, men växellådan i denna version är fördelaktig, eftersom det får hjulen att gå snyggt och långsamt.
- (F) Plasthjul (2 st) Försök helst att köpa hjul som är direkt kompatibla med den motor du väljer.
(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1st)
Motorskyddet förenklar processen med att ansluta motorer till en Arduino. Jämfört med att pyssla med motstånd och transistorer är det mycket säkrare för Arduino -kortet, särskilt om du är nybörjare. Adafruit Motor Shield levereras med separata stift som måste lödas på chipet.
(D) HC-SR04 ultraljudssensor (1st)
Detta är en fyrstifts sensor. Det fungerar genom att skicka ut en kort ultraljudspuls genom den vänstra högtalarenheten och lyssna (medan tiden mäts) när den kommer tillbaka genom den högra "mottagarenheten".
Behövs också: en dator med den senaste Arduino -programvaran, ett lödkolv, lödtenn, en liten kraftbank, några ledningar.
Steg 2: Konfigurera kretsen
Anslutning av ultraljudssensorn
Ultraljudssensorn består av fyra stift, kallade: Vcc, Trig, Echo och Gnd (Ground).
Trig och Echo är anslutna till motorskyddet i respektive digital stift nummer 10 och 9. (Andra digitala stift är också lämpliga, så länge som lämplig kodning tillämpas.)
Vcc och Gnd är anslutna till 5V och Gnd på skärmen.
Anslutning av likströmsmotorer
DC -motorerna har en svart och en röd tråd var. Dessa ledningar bör anslutas till motorportarna, i detta exempel M1 och M2.
Steg 3: Skriva koden
Läser in biblioteket
Först är det nödvändigt att ladda ner rätt bibliotek för att kunna använda Adafruit Motor Shield v2.3.
I denna ZIP-fil finns det en mapp som kan placeras i Arduino installationsmapp, i vårt fall:
C: / Programfiler (x86) Arduino / Libraries
Och se till att namnge det Adafruit_MotorShield (starta om din Arduino -programvara efteråt).
Ladda ner koden exempel
Vårt exempel "Selfdriving_Breadboard.ino" är tillgängligt för nedladdning.
Det finns flera variabler att justera, viktigast av allt är det avstånden (i centimeter) när något händer. I den nuvarande koden var brödbrädan programmerad att backa när ett objekt är närmare än 10 centimeter, att rotera när avståndet är mellan 10 och 20 centimeter och att köra rakt när inget objekt detekteras i 20 centimeter.
Steg 4: Lödning av stiften
Lödningsprocessen består av fyra steg.
- (A) Stiftens inriktning Se till att sätta alla stiften som medföljer motorskyddet på plats. Detta kan enkelt göras genom att placera skölden ovanpå Arduino -kortet.
- (B) Lödning av stiften Skynda inte på detta steg, det är mycket viktigt att stiften inte ansluter till varandra efter lödning. Löd först de yttre stiften så att stiften inte är sneda.
- (C) Placering av trådarna Vid användning av motorskyddet måste trådarna också lödas till lämpliga stift. Det fungerar bäst att fästa trådarna i motorskyddet uppifrån och lödda dem längst ner på motorskyddet. Som en sammanfattning: för denna handledning lödar vi trådar till digitala stift 9 och 10 och till 5V och Gnd -stift.
- (D) Lödning av trådarna Nu är det dags att löda trådarna, en efter en. Se till att de är väl placerade, kanske be en vän att hålla dem medan du lödder det.
Steg 5: Montering av det självkörande brödbrädet
Efter att ha lödt komponenterna och testat kretsen är det dags för slutmontering.
I denna handledning används brödbrädan inte bara för dess huvudsakliga funktionalitet, utan också som ryggraden i hela enheten. Den slutliga monteringsanvisningen består av fyra steg.
- (A) Anslutning av kablarna Se till att kablarna är på rätt plats (kontrollera steg 3 för rätt sätt att ansluta allt), glöm inte de två likströmsmotorerna. Tänk på var du vill fästa komponenterna.
- (B) Anslutning av sensorn Anslut sensorn till brödbrädet och se till att den är korrekt ansluten.
- (C) Placering av skärmen Placera motorskyddet på Arduino UNO -kortet. Nu skulle det vara en bra tid att testa systemet före slutmontering.
- (D) Fixering av komponenterna I det här steget tar du lite dubbelsidig tejp och fixar likströmsmotorerna, Arduino och en powerbank på plats. I detta fall placeras Arduino upp och ner under brödbrädet.
Steg 6: Du gjorde det
Vid det här laget kommer du förmodligen att bli lika upphetsad som vi skulle ta din skapelse för en testkörning.
Ha kul, försök att justera några parametrar så att det fungerar bäst för dig.
Tack för att du följer vår instruktion, och meddela oss om du har några frågor
-
Validering av tekniken
Ultraljudssensorn som används i detta fall skulle ha en räckvidd på 4 meter. Sensorn tappar dock noggrannhet med ett större avstånd än 1,5 meter.
Sensorn verkar också uppleva en del brus. Genom att använda den seriella monitorn för att validera avståndsnoggrannheten var toppar på cirka 3000 (mm) synliga medan objektet framför var bara centimeter bort. Detta beror troligen på att sensorns ingång har en fördröjning i sin information, så utsignalen blir snedvridet då och då.