Selfbestuurde robotvoertuig vir beginners met vermyding van botsing: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hallo! Welkom by my beginnersvriendelike instruksies oor hoe om u eie selfbesturende robotvoertuig te maak met vermyding van botsings en GPS-navigasie. Hierbo is 'n YouTube -video wat die robot demonstreer. Dit is 'n model om aan te toon hoe 'n werklike outonome voertuig werk. Let daarop dat my robot heel waarskynlik anders sal lyk as u finale produk.

Vir hierdie konstruksie benodig u:

- OSEPP Robotic Functional Kit (sluit boute, skroewedraaiers, kabels, ens.) In ($ 98,98)

- Arduino Mega 2560 Rev3 ($ 40,30)

- HMC5883L digitale kompas ($ 6,99)

- Ultrasoniese sensor HC-SR04 ($ 3,95)

- NEO-6M GPS en antenne ($ 12,99)

- HC-05 Bluetooth-module ($ 7,99)

- USB Mini B -kabel (u het dit moontlik hier) ($ 5,02)

- 'n Android -slimfoon

- Ses AA -batterye, elk 1,5 volt

-Enige staafagtige nie-magnetiese materiaal (soos aluminium) wat u wil herwin

- Dubbelzijdige band

- 'n Handboor

Stap 1: Monteer die onderstel en mobiliteit van die robot

Verduideliking: dit is nie 'n voertuig as dit nie ruk nie! Die mees basiese robotvoertuig benodig wiele, motors en 'n onderstel (of die "bak" van die robot). In plaas daarvan om elk van hierdie onderdele afsonderlik aan te skaf, stel ek sterk voor dat u 'n stel vir 'n voorste robotvoertuig koop. Vir my projek het ek die OSEPP Robotic Functional Kit gebruik omdat dit 'n magdom onderdele en beskikbare gereedskap bevat, en ek het gevoel dat 'n tenk die beste was vir die stabiliteit van die robot, sowel as om ons programmering te vereenvoudig deur slegs twee motors te benodig.

Prosedure: Dit sal u nie help as ek net die monteerhandleiding wat u hier kan vind, herhaal nie (u kan ook 'n driehoekige tenkopstelling hê). Ek raai u aan om alle kabels so na as moontlik aan die robot te hou en weg van die grond of die wiele, veral vir die kabels van die motors.

As u 'n begrotingsopsie wil hê as u 'n duur stel wil koop, kan u ook 'n ou werkende RC -motor herwin en die motors, wiele en onderstel daaruit gebruik, maar ek weet nie hoe verenigbaar die Arduino en die kode daarvan is nie. spesifieke dele. Dit is beter om die kit deur OSEPP te kies.

Stap 2: Opneem van Arduino

Verklaring: Omdat dit 'n beginnersgids is, wil ek vinnig verduidelik wat Arduino is vir lesers wat onbekend is met die gebruik daarvan in elektronika. 'N Arduino is 'n tipe mikrobeheerder, wat beteken dat hy presies dit doen - die beheer van die robot. U kan instruksies in kode op u rekenaar skryf wat vertaal sal word in 'n taal wat die Arduino kan verstaan, dan kan u die instruksies in Arduino oplaai, en die Arduino sal onmiddellik begin om die instruksies uit te voer wanneer dit aangeskakel word. Die mees algemene Arduino is die Arduino Uno, wat by die OSEPP -kit ingesluit is, maar u benodig die Arduino Mega vir hierdie projek, want dit is 'n groter projek as wat die Arduino Uno in staat is. U kan die kit se Arduino Uno gebruik vir ander prettige projekte.

Prosedure: Die Arduino kan aan die robot geheg word deur middel van ritssluitings of die afstandhouers aan die onderkant van die robot vasskroef.

Ons wil graag hê dat die Arduino die motors van ons robot moet beheer, maar die motors kan nie direk met die Arduino verbind word nie. Daarom moet ons ons motorskerm (wat uit ons kit kom) bo -op die Arduino heg om 'n verbinding met die motorkabels en die Arduino te kan vorm. Die penne wat onderaan die motorskerm kom, moet in die "gate" van die Arduino Mega pas. Die kabels wat vanaf die motors strek, pas in die gleuwe op die motorskerm, soos op die foto hierbo. Hierdie gleuwe word oop en toe gemaak deur 'n skroewedraaier in 'n + -vormige inspringing bo in die gleuf te draai.

Vervolgens benodig die Arduino spanning om te kan werk. Die OSEPP Robotic Functional Kit moes 'n batteryhouer vir ses batterye bevat het. Nadat u ses batterye in die houer geplaas het, steek die drade wat van die batteryhouer strek in die gleuwe op die motorskerm wat bedoel is vir spanning.

Stap 3: Voeg Bluetooth -beheer by

Prosedure: Nadat die Arduino uitgevind is, is dit net so maklik om die Bluetooth-module by te voeg, om die vier steke van die Bluetooth-module in die gleuf met vier gate op die motorskerm te plaas, soos hierbo getoon.

Ongelooflik eenvoudig! Maar ons is nie klaar nie. Die Bluetooth -module is slegs die helfte van die werklike Bluetooth -beheer. Die ander helfte is om die afstandprogram op ons Android -toestel op te stel. Ons gebruik die app wat deur OSEPP ontwikkel is en wat bedoel is vir die robot wat uit die Robotic Functional Kit saamgestel is. U kan 'n ander afstands -app op u toestel gebruik, of u kan dit self maak, maar vir ons doel wil ons nie die wiel weer uitvind nie. OSEPP het ook instruksies oor hoe om hul app te installeer, wat nie in die Google Play -winkel geïnstalleer kan word nie. U kan die instruksies hier vind. Die uitleg van die afstandbeheer wat u installeer, kan anders lyk as die tutoriaal, en dit is goed.

Stap 4: Voeg botsingsvermyding by

Verduideliking: Noudat die robot selfoon is, kan dit teen mure en groot voorwerpe vasloop, wat ons hardeware kan beskadig. Daarom bevat ons ons ultrasoniese sensor heel voor in die robot, net soos u in die prent hierbo sien.

Prosedure: Die OSEPP Robotic Functional Kit bevat al die onderdele wat u daar sien, behalwe die ultrasoniese sensor. Toe u die onderstel bymekaarmaak deur die instruksiehandleiding wat ek gekoppel het, te volg, moes u hierdie houer reeds vir die ultrasoniese sensor gebou het. Die sensor kan eenvoudig in die twee gate van die houer steek, maar u moet die sensor met 'n rekkie op sy plek hou om te voorkom dat dit van die houer val. Plaas 'n kabel wat by al vier die punte van die sensor pas en verbind die ander kant van die kabel met die kolom 2 van die penne op die motorskerm.

U kan verskeie ultrasoniese sensors insluit, mits u die hardeware het om dit op hul plek te hou.

Stap 5: Voeg 'n GPS en kompas by

Uitleg: Ons het ons robot amper voltooi! Dit is die moeilikste deel van die samestelling van ons robot. Ek wil eers die GPS en die digitale kompas verduidelik. Die Arduino verwys na die GPS om satellietdata van die huidige ligging van die robot te versamel, in terme van breedtegraad en lengte. Hierdie breedtegraad en lengtegraad word gebruik wanneer dit gekombineer word met lesings van die digitale kompas, en hierdie getalle word in 'n reeks wiskundige formules in die Arduino geplaas om te bereken watter beweging die robot moet maak om sy bestemming te bereik. Die kompas word egter neergegooi in die teenwoordigheid van ysterhoudende materiale, of materiale wat yster bevat, en is dus magneties.

Prosedure: Om moontlike inmenging van ysterhoudende komponente van ons robot te verminder, neem ons ons staafagtige aluminium en buig dit in 'n lang V-vorm, soos in die prent hierbo. Dit is 'n bietjie afstand van ysterhoudende materiale op die robot.

Aluminium kan met die hand gebuig word of met 'n basiese handgereedskap. Die lengte van u aluminium maak nie saak nie, maar maak seker dat die gevolglike aluminium in die V-vorm nie te swaar is nie.

Gebruik die dubbelzijdige band om die GPS-module, die GPS-antenna en die digitale kompas op die aluminiumarmatuur te plak. BAIE BELANGRIK: Die digitale kompas en die GPS -antenna moet bo -op die aluminiumpunt geplaas word, soos in die prent hierbo getoon. Die digitale kompas moet ook twee pyle in 'n L-vorm hê. Maak seker dat die x-pyl na die voorkant van die robot wys.

Boor gate aan beide kante van die aluminium sodat 'n moer deur die aluminium en 'n gat op die robotonderstel vasgeskroef kan word.

Steek die digitale kompaskabel in die Arduino Mega, in die klein "uitlaat" reg onder die spanningsgleuf op die motorskerm. Koppel die a -kabel vanaf die plek op die GPS met die etiket "RX" aan die pen TX314 op die Arduino Mega (nie op die motorskerm nie), 'n ander kabel vanaf die plek met die etiket "TX" na die pen RX315, 'n ander kabel van "VIN" op die GPS na die 3V3 -pen op die motorskerm, en 'n laaste kabel van "GND" op die GPS na die GND -pen op die motorskerm.

Stap 6: Bring dit alles saam met kode

Prosedure: Dit is tyd om ons Arduino Mega die kode te gee wat ek reeds vir u voorberei het. U kan die Arduino -toepassing hier gratis aflaai. Laai vervolgens elk van die lêers wat ek hieronder het, af (ek weet dit lyk baie, maar die meeste hiervan is baie klein lêers). Maak MyCode.ino nou oop, die Arduino -toepassing moet oopmaak, klik dan bo -aan op Tools, dan op Board, en uiteindelik Arduino Mega of Mega 2560. Klik dan bo -op Skets en dan Sketsmap wys. Dit sal die lêer se ligging van MyCode.ino op u rekenaar oopmaak. Klik en sleep al die ander lêers wat u uit hierdie instruksie afgelaai het, na die MyCode.ino -lêer. Gaan terug na die Arduino -toepassing en klik op die regmerkie regs bo, sodat die program die kode kan vertaal in masjientaal wat die Arduino kan verstaan.

Noudat u al die kode gereed het, koppel u u rekenaar aan die Arduino Mega met u USB Mini B -kabel. Gaan terug na die Arduino -toepassing met MyCode.ino oop en klik op die pyltjie regs bo regs op die skerm om die kode in die Arduino op te laai. Wag totdat die aansoek u vertel dat die oplaai voltooi is. Op hierdie punt is u robot klaar! Nou moet ons dit toets.

Skakel die Arduino aan deur die skakelaar op die motorskerm te gebruik en maak die OSEPP -afstandprogram op u Android -toestel oop. Maak seker dat die Bluetooth -module op die robot 'n blou lig flikker, en kies die Bluetooth -verbinding wanneer u die app oopmaak. Wag totdat die app sê dat dit met u robot gekoppel is. Op die afstandbeheer moet u die standaard links-regs-op-af-knoppies aan u linkerkant en die A-B-X-Y knoppies aan die regterkant hê. Met my kode doen die X- en Y -knoppies niks, maar die A -knoppie is om die huidige breedtegraad en lengte van die robot te red, en die B -knoppie is dat die robot na die gestoorde plek kan begin beweeg. 'n flikkerende rooi lig wanneer u die A- en B -knoppies gebruik. Dit beteken dat die GPS aan satelliete gekoppel is en data versamel, maar as die lig nie flikker nie, neem die robot net na buite met 'n direkte uitsig op die lug en wag geduldig. Die sirkels aan die onderkant is bedoel as joysticks, maar word nie in hierdie projek gebruik nie. In die middel van die skerm word inligting oor die bewegings van die robot aangeteken, wat nuttig was tydens my toetsing.

Baie dankie aan OSEPP, sowel as lombarobot id en EZTech op YouTube dat u my die grondslag gegee het vir die skryf van kode vir hierdie projek. Ondersteun asseblief hierdie partye:

OSEPP

EZTech -kanaal

lombarobot id -kanaal

Stap 7: Opsionele uitbreiding: Objekopsporing

In die begin van hierdie instruksies het ek genoem dat die beeld van my robotvoertuig wat u aan die begin gesien het, anders sal lyk as u voltooide produk. In die besonder verwys ek na die Raspberry Pi en die kamera wat u hierbo sien.

Hierdie twee komponente werk saam om stoptekens of rooi stopligte in die robot se pad op te spoor en stop tydelik, wat die robot 'n nader model maak van 'n werklike outonome voertuig. Daar is verskillende toepassings van die Raspberry Pi wat op u voertuig van toepassing kan wees. As u verder aan u robotvoertuig wil werk deur die Raspberry Pi in te sluit, beveel ek u sterk aan om die kursus van Rajandeep Singh te koop oor die bou van 'n selfbesturende, objekopsporende voertuig. U kan sy volledige kursus oor Udemy hier vind. Rajandeep het my nie gevra om sy koers uit te roep nie; Ek voel eenvoudig dat hy 'n wonderlike instrukteur is wat u in outonome voertuie sal beman.