Rover-One: มอบสมองให้กับรถบรรทุก/รถ RC: 11 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

คำแนะนำนี้อยู่บน PCB ที่ฉันออกแบบชื่อ Rover-One Rover-One คือโซลูชันที่ฉันออกแบบมาเพื่อให้ใช้กับรถ RC ของเล่น/รถบรรทุก และมอบสมองซึ่งรวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เพื่อรับรู้สภาพแวดล้อม Rover-One คือ PCB ขนาด 100 มม. x 100 มม. ที่ออกแบบใน EasyEDA และถูกส่งออกไปสำหรับการพิมพ์ PCB ระดับมืออาชีพที่ JLCPCB

โรเวอร์-วัน:

คู่มือนี้จะแสดงส่วนที่เลือกและไฟล์ต้นฉบับเพื่อให้คุณสร้างเอง

ต้นทาง:

ฉันหลงใหลใน NASA และยานสำรวจดาวอังคารมาโดยตลอด ตอนเป็นเด็ก ฉันใฝ่ฝันที่จะสร้างรถแลนด์โรเวอร์ของตัวเอง แต่ทักษะของฉันถูกจำกัดแค่การนำมอเตอร์ออกจากรถ RC ที่พัง ตอนนี้ในฐานะผู้ใหญ่ที่มีลูกๆ ของตัวเอง ฉันสนุกกับการทำงานกับพวกเขาเพื่อสอนพวกเขาเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฉันได้สร้าง battlebots สองสามตัวกับลูก ๆ ของฉันที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนตัวรถ RC ด้วยอันที่เราสร้างขึ้นจากแผ่นโฟม DollarTree และแท่งไอติมที่แหลมคมเป็นอาวุธ เพื่อก้าวไปสู่อีกระดับของการเขียนโปรแกรม เป้าหมายคือการใช้รถ RC และด้วยการดัดแปลงเพียงเล็กน้อย ให้มันเป็นสมอง หลังจากใช้เวลาหลายชั่วโมงในการซ่อมแผ่นเขียงหั่นขนม และบ่อบัดกรีบนบอร์ดโปรโต บอร์ด Rover-One ก็ถือกำเนิดขึ้น การผสมโฟมบอร์ดกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของ DollarTree กลายเป็นวิธีการของฉันสำหรับการสร้างสรรค์ทุกประเภท ดังนั้นฉันจึงตั้งชื่อว่า FoamTronix

เป้าหมายของบอร์ด Rover-One:

เป้าหมายหลักของบอร์ดนี้คือการเรียนรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบการตรวจจับ และการเขียนโปรแกรมที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบต่างๆ กับ Arduino nano เพื่อขับเคลื่อนรถ RC บอร์ดนี้ใช้กระบวนการต่างๆ ที่ฉันเรียนรู้มาตลอดหลายปีเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ต่างๆ ทะเบียนกะ และไอซีอื่นๆ เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์

แผนผัง:

easyeda.com/weshays/rover-one

เสบียง

• ตัวเก็บประจุ 2x 1uF
• ตัวเก็บประจุ 1x 470uF
• ตัวต้านทาน 16x220 โอห์ม
• ตัวต้านทาน 1x 100K โอห์ม
• ตัวต้านทาน 2x 4.7K โอห์ม
• 2x DS182B20 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ)
• 1x LDR (ตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแสง)
• 2x 74HC595 (IC Shift register)
• 1x L9110H (IC ไดรเวอร์มอเตอร์)
• 4x HC-SR04 (เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก)
• ขั้วต่อสกรู 19x 2.54 2P
• ขั้วต่อสกรู 4x 2.54 3P
• 1x Arduino นาโน
• 1xเซอร์โว9กรัม(ใช้หมุนรถ/รถบรรทุก)
• 1x DC มอเตอร์ (บนรถ RC/รถบรรทุก)
• 1x บอร์ด Adafruit GPS Breakout V3

อุปกรณ์เสริม:

• หมุดส่วนหัวชาย
• หมุดหัวหญิง

ขั้นตอนที่ 1: Arduino Nano

Arduino Nano คือสมองของบอร์ด มันจะใช้เพื่อจัดการอินพุตจากเซ็นเซอร์ต่างๆ (Ping, อุณหภูมิ, แสง) และเอาต์พุตไปยังมอเตอร์, เซอร์โว, รีจิสเตอร์เปลี่ยนเกียร์ และการสื่อสารแบบอนุกรม Arduino จะใช้พลังงานจากขั้วต่อแหล่งจ่ายไฟภายนอก 5v

ส่วนชิ้นส่วน:

1x Arduino นาโน

ขั้นตอนที่ 2: Shift Registers

การลงทะเบียนกะใช้เพื่อให้ผลลัพธ์มากขึ้น มีรีจิสเตอร์ Serial-In Parallel-Out shift สองตัวที่เชื่อมต่อกันแบบเดซี่ มีเพียง 3 พินจาก Arduino Nano เท่านั้นที่ใช้ควบคุมเอาต์พุตทั้งหมด 16 ตัว

ตัวเก็บประจุใช้สำหรับการแหลมของพลังงานที่ชิปอาจต้องการ

ขั้วต่อสกรูใช้เพื่อให้ง่ายต่อการต่อสายไฟประเภทต่างๆ

ตัวอย่างของ LED จะเป็น:

• ไฟ LED สีขาว 2 ดวง (สำหรับไฟหน้า)
• ไฟ LED สีแดง 2 ดวง (สำหรับไฟเบรก)
• ไฟ LED สีเหลือง 4 ดวง (สำหรับไฟเลี้ยว - ด้านหน้า 2 ดวงและด้านหลัง 2 ดวง)
• ไฟ LED อนุมาน 8 ดวงหรือไฟ LED สีแดง 4 ดวงและสีน้ำเงิน 4 ดวงสำหรับไฟตำรวจ

ส่วนชิ้นส่วน:

• ตัวเก็บประจุ 2x 1uF
• ตัวต้านทาน 16x220 โอห์ม
• 2x 74HC595 (IC Shift register)
• ขั้วต่อสกรู 16x 2.54 2P

ขั้นตอนที่ 3: LDR (ตัวต้านทานตรวจจับแสง)

LDR หรือ Light Detecting Resistor ใช้ร่วมกับตัวต้านทานเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเพื่อวัดแสง

ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้บอร์ด LDR สามารถต่อเข้ากับบอร์ดได้โดยตรง หรือสามารถติดตั้งพินส่วนหัวอื่นๆ ได้

ส่วนชิ้นส่วน:

• 1x LDR (ตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแสง)
• ตัวต้านทาน 1x 100K โอห์ม

ขั้นตอนที่ 4: เซ็นเซอร์อุณหภูมิ

มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิสองตัว ตัวหนึ่งถูกออกแบบมาให้ติดตั้งบนกระดานโดยตรง และอีกตัวหนึ่งมีไว้สำหรับเชื่อมต่อผ่านขั้วสกรูเพื่อวัดอุณหภูมิที่ตำแหน่งอื่น

พื้นที่อื่น ๆ ในการวัดอุณหภูมิจะเป็น:

• ที่มอเตอร์
• ที่แบตเตอรี่
• บนตัว RC
• ภายนอกตัว RC

ส่วนชิ้นส่วน:

• 2x DS182B20 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ)
• ตัวต้านทาน 2x 4.7K Ohm
• 1x 2.54 3P ขั้วต่อสกรู

ขั้นตอนที่ 5: เซ็นเซอร์ Ping

มีเซ็นเซอร์ปิง HC-SR04 4 ตัว บอร์ดได้รับการตั้งค่าสำหรับหมุดสะท้อนและทริกเกอร์ที่จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้ไลบรารี NewPing หมุดสามารถบัดกรีหรือต่อสายเข้าด้วยกันบน HC-SR04 หรือต่อสายไฟจากหมุดสะท้อนและทริกเกอร์ไปยังพินเทอร์มินัลเดียวกัน

แนวคิดในการวัดระยะทางคือการวางเซ็นเซอร์ ping 3 ตัวที่ด้านหน้ารถ RC ในมุมต่างๆ และอีกหนึ่งตัวที่ด้านหลังสำหรับสำรองข้อมูลห้องสมุด NewPing:

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

ส่วนชิ้นส่วน:

• 4x HC-SR04 (เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก)
• ขั้วต่อสกรู 4x 2.54 3P

ขั้นตอนที่ 6: การเชื่อมต่อมอเตอร์

ชิป IC ของไดรเวอร์มอเตอร์ DC L911H ใช้เพื่อควบคุมรถ RC ไปข้างหน้าและข้างหลัง ชิปนี้โดยทั่วไปจะเปลี่ยนสายบวก/ลบบนมอเตอร์ DC ให้คุณ ชิปนี้มีแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายกว้างตั้งแต่ 2.5v ถึง 12v หากใช้งานในอุณหภูมิตั้งแต่ 0°C ถึง 80°C ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เซ็นเซอร์อุณหภูมิอยู่ข้างๆ ชิป (เซ็นเซอร์อุณหภูมิวัดได้ -55°C ถึง 125°C) ชิปยังมีแคลมป์ไดโอดในตัว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เมื่อเชื่อมต่อมอเตอร์กระแสตรง

ขั้วต่อหนึ่งสำหรับมอเตอร์ และอีกขั้วหนึ่งสำหรับแหล่งจ่ายไฟภายนอกสำหรับแบตเตอรี่ มอเตอร์และกระแสไฟจะมากเกินไปใน Arduino ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานอื่น

ส่วนชิ้นส่วน:

• 1x L9110H (IC ไดรเวอร์มอเตอร์)
• ขั้วต่อสกรู 2x 2.54 2P

ขั้นตอนที่ 7: การเชื่อมต่อเซอร์โว

เซอร์โวใช้เพื่อควบคุมการหมุนของรถ RC รถ RC ของเล่นส่วนใหญ่จะมาพร้อมกับมอเตอร์อีกตัวที่ใช้สำหรับการเลี้ยว การเปลี่ยนมอเตอร์หมุนสำหรับเซอร์โวเป็นการดัดแปลงเพียงอย่างเดียวที่ฉันทำกับเฟรมของรถ RC

ตัวเก็บประจุใช้สำหรับเพิ่มกำลังที่เซอร์โวอาจต้องการ

ส่วนชิ้นส่วน:

• 1x9 กรัมเซอร์โว (ใช้หมุนรถ/รถบรรทุก)
• ตัวเก็บประจุ 1x 470uF
• หมุดส่วนหัวชายสำหรับเชื่อมต่อเซอร์โว

ขั้นตอนที่ 8: โมดูล GPS

โมดูล GPS ของ Adafruit เหมาะสำหรับการดูตำแหน่งและติดตามว่ารถไปไหน โมดูลนี้ไม่เพียงแต่ให้ตำแหน่ง GPS แก่คุณเท่านั้น แต่คุณยังได้รับ:

• ความแม่นยำของตำแหน่งภายใน 3m
• ความแม่นยำของความเร็วภายใน 0.1 m/s (ความเร็วสูงสุด: 515m/s)
• หมุด "เปิดใช้งาน" เพื่อเปิด/ปิด
• แฟลชเพื่อเก็บข้อมูล 16 ชั่วโมงของข้อมูล
• RTC (นาฬิกาเรียลไทม์) เพื่อรับเวลา

ห้องสมุด Adafruit GPS:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

ส่วนชิ้นส่วน:

1x บอร์ด Adafruit GPS Breakout V3

ขั้นตอนที่ 9: การสื่อสารแบบอนุกรม

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมมีไว้สำหรับ Arduino เพื่อสื่อสารกับแหล่งภายนอกอื่น ๆ

ส่วนชิ้นส่วน:

1x 2.54 2P ขั้วต่อสกรู

ขั้นตอนที่ 10: ตัวอย่างการตั้งค่าบอร์ด

ฉันสั่งบอร์ดมาหลายตัว และหนึ่งในนั้นฉันตั้งค่าให้ใช้สำหรับการทดสอบเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 11: ตัวอย่าง

สิ่งที่แนบมาคือรูปภาพจากการตั้งค่าของฉัน ฉันเอารถ RC ใหม่เอี่ยม ผ่ามัน สร้างร่างจากแผ่นโฟม DollarTree และมอบสมองให้กับมัน