Vehicul robot cu conducere automată pentru începători cu evitare a coliziunilor: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Buna! Bine ați venit la instructorul meu pentru începători, cu informații despre cum să vă creați propriul vehicul robot cu conducere automată cu evitarea coliziunilor și navigare GPS. Mai sus este un videoclip YouTube care demonstrează robotul. Este un model care demonstrează modul în care funcționează un autovehicul real. Vă rugăm să rețineți că robotul meu va arăta foarte probabil diferit de produsul dvs. final.

Pentru această construcție veți avea nevoie de:

- Kit funcțional robotic OSEPP (include șuruburi, șurubelnițe, cabluri etc.) (98,98 USD)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 dolari)

- Busolă digitală HMC5883L (6,99 USD)

- Senzor cu ultrasunete HC-SR04 (3,95 dolari)

- GPS și antenă NEO-6M (12,99 USD)

- Modul Bluetooth HC-05 (7,99 USD)

- Cablu USB Mini B (este posibil să aveți acest lucru în jur) (5,02 USD)

- Un smartphone Android

- Șase baterii AA, 1,5 Volți fiecare

- Orice material nemagnetic de tip tijă (cum ar fi aluminiu) pe care doriți să îl reciclați

- Bandă cu două fețe

- Un burghiu manual

Pasul 1: Asamblarea șasiului și mobilității robotului

Explicație: Nu este un vehicul dacă nu se clatină! Cel mai de bază vehicul robotizat necesită roți, motoare și un șasiu (sau „corpul” robotului). În loc să achiziționați fiecare dintre aceste piese separat, vă recomand să cumpărați un kit pentru un vehicul robot de pornire. Pentru proiectul meu, am folosit kitul funcțional robotic OSEPP, deoarece a venit cu o mulțime de piese și instrumente disponibile și am simțit că o configurație a rezervorului este cea mai bună pentru stabilitatea robotului, precum și simplificarea programării noastre, necesitând doar două motoare.

Procedură: Nu v-ar fi de ajutor dacă ați repeta pur și simplu manualul de asamblare, pe care îl puteți găsi aici (aveți și opțiunea unei configurații de rezervor triunghiular). V-aș sfătui doar să păstrați toate cablurile cât mai aproape de robot și departe de sol sau de roți, în special pentru cablurile de la motoare.

Dacă doriți o opțiune bugetară în comparație cu achiziționarea unui kit scump, puteți recicla o mașină RC veche și funcțională și puteți folosi motoarele, roțile și șasiul din aceasta, dar nu sunt sigur cât de compatibile sunt Arduino și codul său cu cele anumite părți. Este un pariu mai bun să alegeți setul de către OSEPP.

Pasul 2: încorporarea Arduino

Explicație: Deoarece acesta este un ghid pentru începători, aș dori să explic rapid ce este Arduino pentru orice cititor care ar putea să nu fie familiarizat cu utilizarea sa în electronică. Un Arduino este un tip de microcontroler, ceea ce înseamnă că face exact asta - controlând robotul. Puteți scrie instrucțiuni în cod pe computer, care vor fi traduse într-o limbă pe care Arduino o poate înțelege, apoi puteți încărca aceste instrucțiuni în Arduino, iar Arduino va începe imediat să încerce să execute aceste instrucțiuni atunci când este pornit. Cel mai comun Arduino este Arduino Uno, care este inclus în kitul OSEPP, dar veți avea nevoie de Arduino Mega pentru acest proiect, deoarece acesta este un proiect la scară mai mare decât ceea ce este capabil Arduino Uno. Puteți utiliza kitul Arduino Uno pentru alte proiecte distractive.

Procedură: Arduino poate fi atașat la robot folosind fermoare sau înșurubând distanțieri pe baza robotului.

Am dori ca Arduino să controleze motoarele robotului nostru, dar motoarele nu se pot conecta direct la Arduino. Prin urmare, trebuie să atașăm ecranul motorului (care a venit din kitul nostru) deasupra Arduino pentru a putea forma o conexiune cu cablurile motorului și Arduino. Știfturile care vin din partea de jos a scutului motorului ar trebui să se potrivească chiar în "găurile" Arduino Mega. Cablurile care se extind de la motoare se încadrează în fantele de pe ecranul motorului, ca imaginea de mai sus. Aceste sloturi sunt deschise și închise prin rotirea unei șurubelnițe într-o liniuță în formă de + chiar în partea superioară a slotului.

Apoi, Arduino are nevoie de tensiune pentru a funcționa. Kitul funcțional robotic OSEPP ar fi trebuit să vină cu un suport pentru baterii potrivit pentru șase baterii. După introducerea a șase baterii în suport, introduceți firele care se extind de la suportul bateriei în sloturile de pe ecranul motorului pentru tensiune.

Pasul 3: Adăugarea controlului Bluetooth

Procedură: După ce Arduino este descoperit, adăugarea modulului Bluetooth este la fel de ușor să introduceți cele patru vârfuri ale modulului Bluetooth în slotul cu patru orificii de pe ecranul motorului, așa cum se arată mai sus.

Incredibil de simplu! Dar nu am terminat. Modulul Bluetooth reprezintă doar jumătate din controlul Bluetooth real. Cealaltă jumătate configurează aplicația de la distanță pe dispozitivul nostru Android. Vom folosi aplicația dezvoltată de OSEPP, destinată robotului asamblat din kitul funcțional robotic. Puteți utiliza o altă aplicație de la distanță pe dispozitivul dvs. sau chiar ați putea să o creați, însă în scopul nostru, nu vrem să reinventăm roata. OSEPP are, de asemenea, instrucțiuni despre modul de instalare a aplicației lor, care nu pot fi instalate din magazinul Google Play. Puteți găsi aceste instrucțiuni aici. Aspectul telecomenzii pe care îl instalați poate arăta diferit față de tutorial și este în regulă.

Pasul 4: Adăugarea evitării coliziunii

Explicație: Acum, când robotul este mobil, acum este capabil să se lovească de pereți și obiecte mari, ceea ce poate deteriora hardware-ul nostru. Prin urmare, încorporăm senzorul nostru cu ultrasunete chiar în fața robotului, așa cum vedeți în imaginea de mai sus.

Procedură: Setul funcțional robotizat OSEPP include toate părțile pe care le vedeți acolo, cu excepția senzorului cu ultrasunete. Când ați asamblat șasiul urmând manualul de instrucțiuni pe care îl legasem, ar fi trebuit să construiți deja acest suport pentru senzorul cu ultrasunete. Senzorul poate pur și simplu să intre în cele două găuri ale suportului, dar ar trebui să țineți senzorul în poziție cu o bandă de cauciuc pentru a preveni căderea acestuia de pe suport. Introduceți un cablu care se potrivește tuturor celor patru vârfuri de pe senzor și conectați celălalt capăt al cablului la coloana 2 a pinilor de pe ecranul motorului.

Puteți include mai mulți senzori cu ultrasunete, cu condiția să aveți hardware-ul pentru a le menține în poziție.

Pasul 5: Adăugarea unui GPS și a unei busole

Explicație: Aproape am finalizat robotul nostru! Aceasta este cea mai dificilă parte a asamblării robotului nostru. Aș vrea să explic mai întâi GPS-ul și busola digitală. Arduino se referă la GPS pentru a colecta date prin satelit ale locației actuale a robotului, în termeni de latitudine și longitudine. Această latitudine și longitudine sunt folosite atunci când sunt asociate cu citiri de la busola digitală, iar aceste numere sunt introduse într-o serie de formule matematice în Arduino pentru a calcula ce mișcare ar trebui să facă robotul pentru a ajunge la destinație. Cu toate acestea, busola este aruncată în prezența materialelor feroase sau a materialelor care conțin fier și, prin urmare, sunt magnetice.

Procedură: Pentru a atenua orice potențială interferență de la componentele feroase ale robotului nostru, vom lua aluminiu asemănător cu tija și îl vom îndoi într-o formă lungă de V, ca în imaginea de mai sus. Aceasta este pentru a crea o anumită distanță de materialele feroase de pe robot.

Aluminiu poate fi îndoit manual sau folosind un instrument manual de bază. Lungimea aluminiului dvs. nu contează, dar asigurați-vă că aluminiul în formă de V rezultat nu este prea greu.

Folosiți banda dublă pentru a lipi modulul GPS, antena GPS și busola digitală pe corpul de aluminiu. FOARTE IMPORTANT: Busola digitală și antena GPS trebuie plasate chiar în vârful corpului de iluminat din aluminiu, așa cum se arată în imaginea de mai sus. De asemenea, busola digitală trebuie să aibă două săgeți în formă de L. Asigurați-vă că săgeata X indică partea din față a robotului.

Găuriți ambele capete ale aluminiului, astfel încât o piuliță să poată fi înșurubată de aluminiu și o gaură pe șasiul robotului.

Conectați cablul busolei digitale la Arduino Mega, în „priza” mică chiar sub slotul de tensiune de pe ecranul motorului. Conectați cablul a de la locul de pe GPS etichetat „RX” la pinul TX314 pe Arduino Mega (nu pe ecranul motorului), un alt cablu de la locul marcat „TX” la pinul RX315, un alt cablu de la „VIN” de pe GPS la pinul 3V3 de pe ecranul motorului și un cablu final de la „GND” de pe GPS la pinul GND de pe ecranul motorului.

Pasul 6: Aduceți totul împreună cu codul

Procedură: Este timpul să oferim Arduino Mega codul pe care l-am pregătit deja pentru dvs. Puteți descărca gratuit aplicația Arduino de aici. Apoi, descărcați fiecare dintre fișierele pe care le am mai jos (știu că arată foarte mult, dar cele mai multe dintre acestea sunt fișiere foarte mici). Acum, deschideți MyCode.ino, ar trebui să se deschidă aplicația Arduino, apoi în partea de sus faceți clic pe Instrumente, apoi pe Board și, în final, pe Arduino Mega sau Mega 2560. După aceea, în partea de sus, faceți clic pe Sketch, apoi pe Show Sketch Folder. Aceasta va deschide locația fișierului MyCode.ino pe computerul dvs. Faceți clic și trageți toate celelalte fișiere pe care le-ați descărcat din acest instructabil în fișierul MyCode.ino. Reveniți la aplicația Arduino și faceți clic pe bifa din dreapta sus, astfel încât programul să poată traduce codul în limbajul mașinii pe care Arduino îl poate înțelege.

Acum că aveți tot codul pregătit, conectați computerul la Arduino Mega folosind cablul USB Mini B. Reveniți la aplicația Arduino cu MyCode.ino deschis și faceți clic pe butonul săgeată din dreapta din partea dreaptă sus a ecranului pentru a încărca codul în Arduino. Așteptați până când aplicația vă spune că încărcarea este finalizată. În acest moment, robotul dvs. este gata! Acum trebuie să-l testăm.

Porniți Arduino utilizând comutatorul de pe scutul motorului și deschideți aplicația de la distanță OSEPP de pe dispozitivul dvs. Android. Asigurați-vă că modulul Bluetooth al robotului luminează intermitent și selectați conexiunea Bluetooth la deschiderea aplicației. Așteptați ca aplicația să spună că s-a conectat la robotul dvs. Pe telecomandă, ar trebui să aveți comenzile standard stânga-dreapta-sus-jos în stânga și butoanele A-B-X-Y în dreapta. Cu codul meu, butoanele X și Y nu fac nimic, dar butonul A este pentru a salva latitudinea și longitudinea curentă a robotului, iar butonul B este pentru ca robotul să înceapă să se deplaseze în acea locație salvată. Asigurați-vă că GPS-ul are o lumină roșie intermitentă atunci când utilizați butoanele A și B. Aceasta înseamnă că GPS-ul s-a conectat la sateliți și colectează date, dar dacă lumina nu clipeste, pur și simplu scoateți robotul afară cu vedere directă a cerului și așteptați cu răbdare. Cercurile din partea de jos sunt menite să fie joystick-uri, dar nu sunt utilizate în acest proiect. Mijlocul ecranului va înregistra informații despre mișcările robotului, care au fost utile în timpul testării mele.

Vă mulțumesc foarte mult OSEPP, precum și lombarobot id și EZTech pe YouTube pentru că mi-ați oferit bazele pentru scrierea codului pentru acest proiect. Vă rugăm să susțineți aceste părți:

OSEPP

Canalul EZTech

canal id lombarobot

Pasul 7: Extindere opțională: Detectarea obiectelor

La începutul acestui Instructable, am menționat că imaginea vehiculului meu robot pe care l-ați văzut chiar la început va arăta diferit de produsul dvs. finit. În special, mă refer la Raspberry Pi și la camera foto pe care le vedeți mai sus.

Aceste două componente funcționează împreună pentru a detecta semnele de oprire sau luminile de oprire roșii din calea robotului și se opresc temporar, ceea ce face ca robotul să fie un model mai apropiat de un autovehicul real autonom. Există mai multe aplicații diferite ale Raspberry Pi care se pot aplica vehiculului dvs. Dacă doriți să lucrați mai departe la vehiculul dvs. robot prin includerea Raspberry Pi, vă recomand să achiziționați cursul lui Rajandeep Singh privind construirea unui vehicul cu conducere automată, care detectează obiecte. Puteți găsi cursul său complet despre Udemy aici. Rajandeep nu mi-a cerut să-i strig cursul; Simt pur și simplu că este un instructor minunat care te va angaja în vehicule autonome.