ยานพาหนะหลีกเลี่ยงการชนด้วย Arduino Nano: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ยานพาหนะป้องกันการชนอาจเป็นหุ่นยนต์ที่ง่ายมากในการเริ่มดำน้ำในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เราจะใช้มันเพื่อเรียนรู้องค์ประกอบพื้นฐานในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และปรับปรุงเพื่อเพิ่มเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

ส่วนประกอบพื้นฐาน

· 1 Mini USB Arduino Nano หรือโคลน

· บอร์ดขยาย Arduino Nano Shield จำนวน 1 ตัว

· 1 เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04

· 2 เซอร์โวหมุนต่อเนื่อง 360 องศา (FS90R หรือใกล้เคียง)

· 1 กล่องใส่แบตเตอรี่สำหรับ 4xAA

· สายกระโดดเขียงหั่นขนม (F-F, M-F, M-M)

· 2 ล้อสำหรับเซอร์โว

· 1 โครงสร้างสำหรับรถยนต์ (รถของเล่น อิฐนม ไม้อัด…)

ส่วนประกอบเพิ่มเติม

สำหรับสัญญาณไฟ:

· 1 RGB LED

· ขนมปังมินิ 1 แผ่น

· 3 ความต้านทาน 330W

สำหรับการควบคุมระยะไกล:

· 1 เซ็นเซอร์รับสัญญาณ IR (TSOP4838 หรือใกล้เคียง)

· 1 IR รีโมทคอนโทรล

สำหรับการติดตามบรรทัด/การตรวจจับขอบ:

· เซ็นเซอร์ติดตามเส้นกั้น TCRT5000 2 ตัว ตัวสะท้อนแสงอินฟราเรด

องค์ประกอบทางเลือก

คุณสามารถเปลี่ยนเซอร์โวสำหรับ:

· มอเตอร์กระแสตรง 2 ตัวพร้อมเกียร์และยางพลาสติก

· 1 L298 Dual H Bridge โมดูลบอร์ดควบคุมมอเตอร์ไดรเวอร์

ขั้นตอนที่ 1: ติดตั้งซอฟต์แวร์และไดรเวอร์

เราจะทำงานร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ Arduino คุณสามารถเลือก Arduino UNO หรืออื่น ๆ ได้ แต่เนื่องจากข้อกำหนดและขนาดที่ฉันใช้ Arduino Nano Clone (จากประเทศจีน) ดังนั้นด้วยตัวเลือกทั้งหมดเหล่านี้คุณต้องใช้ Arduino IDE สำหรับการเข้ารหัส

คุณสามารถดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ได้จากหน้าเว็บทางการของ Arduino และทำตามคำแนะนำเพื่อติดตั้ง เมื่อเสร็จแล้ว ให้เปิด Arduino IDE และเลือกบอร์ด (ในกรณีของฉัน ฉันจะใช้ตัวเลือก “Arduino Nano”)

Arduino Nano Clone: ตัวเลือกราคาถูกสำหรับบอร์ด Arduino คือการซื้อบอร์ดโคลนจากประเทศจีน พวกเขาทำงานร่วมกับชิป CH340 และจะต้องติดตั้งไดรเวอร์เฉพาะ มีเว็บไซต์มากมายให้ดาวน์โหลดไดรเวอร์สำหรับ Windows, Mac หรือ Linux และยังมีคำแนะนำ สำหรับ Mac ในบางครั้ง คุณอาจประสบปัญหาในการจดจำพอร์ตอนุกรม หากเกิดขึ้นกับคุณ ให้ลองทำตามคำแนะนำของลิงก์นี้ หากหลังจากนั้นคุณตรวจพบพอร์ตอนุกรมแต่ยังมีปัญหาอยู่ ให้ลองเลือก “ATMega 328P (Old Bootloader)” ที่ Arduino IDE/เครื่องมือ/โปรเซสเซอร์

ไปที่ส่วนการเข้ารหัสเพื่อดูรหัสที่ฉันใช้กับรถของฉัน คุณสามารถท่องเว็บเพื่อดูตัวเลือกอื่น ๆ หรือเขียนโค้ดได้ด้วยตัวเองหากต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: เลือกโครงสร้างที่ดีสำหรับรถของคุณ

ครั้งนี้ ฉันใช้รถของเล่นที่ใหญ่พอที่จะบรรจุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไว้ข้างใน แต่คุณสามารถใช้วัสดุอื่นๆ เช่น อิฐหรือไม้อัดเพื่อออกแบบรถของคุณเองได้ ลองดูตัวเลือกอื่นเช่นอิฐนม

ดีกว่าที่จะใช้เวลาสักครู่ในการวางแผนว่าจะวางองค์ประกอบทั้งหมดไว้ที่ใดก่อนเริ่มและยืนยันว่าทุกอย่างจะรองรับ เตรียมโครงสร้าง.

ขั้นตอนที่ 3: ติดตั้ง De Drive

การเคลื่อนที่ของรถจะต้องผ่านเพลาเดียว ในกรณีนี้คือเพลาหลัง คุณสามารถเก็บส่วนหน้าไว้เพื่อกลิ้งหรือใช้ล้อที่สามหรือจุดเลื่อนตามการออกแบบของคุณเพียงเพื่อความสมดุลของรถ (เนื่องจากเป็นอิฐนม ฉันใช้ก๊อกเป็น "ล้อที่สาม") การเลี้ยวรถของคุณทำได้โดยการเปลี่ยนความเร็วและ/หรือทิศทางการหมุนของเซอร์โว

เคล็ดลับ: ก่อนปรับแต่งโครงสร้างของคุณ ให้วางแผนตำแหน่งสุดท้ายของล้อและตรวจสอบว่าไม่ได้กระทบอะไร ในตัวอย่างนี้ ศูนย์กลางของเพลาเซอร์โวจะอยู่ต่ำกว่าเพลารถของเล่นเดิมเล็กน้อย เนื่องจากล้อเซอร์โวใหญ่กว่าเล็กน้อย และอาจกระทบบังโคลน)

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้ง De Ultrasonic Sensor

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะสแกนด้านหน้าของรถเพื่อระบุสิ่งกีดขวางและอนุญาตให้รหัสเกิดปฏิกิริยา คุณต้องวางไว้ด้านหน้าโดยไม่ให้ส่วนใดของรถมาขัดจังหวะสัญญาณ

ขั้นตอนที่ 5: วางไมโครคอนโทรลเลอร์และเคสแบตเตอรี่

ขณะนี้คุณสามารถวางองค์ประกอบที่เหลือไว้ในโครงสร้างได้แล้ว แก้ไขหากเป็นไปได้ หรืออย่างน้อยต้องแน่ใจว่าองค์ประกอบเหล่านั้นจะไม่ทำให้การเชื่อมต่อเสียหาย

มีประโยชน์มากในการติดตั้งสวิตช์เปิด/ปิดสำหรับแบตเตอรี่ถ้าไม่มีใครตามค่าเริ่มต้น คุณยังสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์ IR เพื่อสตาร์ท/หยุดรถได้

หากคุณกำลังจะเพิ่มองค์ประกอบเพิ่มเติม ตอนนี้ก็ถึงเวลาแล้ว

เคล็ดลับ: เพื่อเพิ่มการยึดเกาะของรถ ให้วางกล่องแบตเตอรี่หรือส่วนประกอบที่หนักกว่าไว้บนเพลาขับหรือใกล้กับเพลาขับ

ขั้นตอนที่ 6: ส่วนการเข้ารหัส

สำหรับโปรแกรมนี้ คุณจะต้องติดตั้งไลบรารี่บางส่วนเป็น “Servo.h” (สำหรับการควบคุมเซอร์โว), “NewPing.h” (เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสำหรับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก) หรือ “IRremote.h” หากคุณจะใช้ เซ็นเซอร์อินฟราเรด คุณสามารถทำตามคำแนะนำในการติดตั้งได้ในลิงค์นี้

คุณสามารถเลือกเปลี่ยนเซอร์โวสำหรับมอเตอร์กระแสตรงได้ และคุณจะต้องใช้ไดรเวอร์มอเตอร์บริดจ์คู่ H เพื่อควบคุม บางทีฉันจะโพสต์เกี่ยวกับมันในการอัปเดตในอนาคต แต่ตอนนี้โค้ดใช้งานได้กับเซอร์โวเท่านั้น

เซอร์โวหมุนอย่างต่อเนื่องจะแตกต่างจากเซอร์โวปกติเล็กน้อย บางครั้งคุณสามารถปรับเปลี่ยนรายการปกติเพื่อให้หมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง แต่สำหรับโครงการนี้ เราจะใช้ FS90R ที่สร้างขึ้นสำหรับความต้องการของเรา ในการใช้งานเซอร์โวทั่วไป คุณต้องกำหนดระดับที่คุณต้องการจัดตำแหน่ง แต่สำหรับเซอร์โวแบบหมุนต่อเนื่อง คุณต้องพิจารณาว่า:

· 90 จะหยุดสำหรับเซอร์โว

· น้อยกว่า 90 (จนถึง 0) จะหมุนไปในทิศทางเดียว โดยที่ 89 เป็นความเร็วที่ช้าที่สุดและ 0 เร็วที่สุด

· มากกว่า 90 (จนถึง 180) จะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม โดยที่ 91 นั้นช้าที่สุดและ 180 เร็วที่สุด

ในการปรับเทียบเซอร์โวของคุณ คุณต้องตั้งค่าเซอร์โวเป็น 90 และปรับสกรูขนาดเล็กที่อยู่ตรงข้ามกับล้อเพื่อหยุดการหมุนหากมีการเคลื่อนไหว (โปรดทำสิ่งนี้ก่อนที่จะติดตั้งเข้ากับโครงสร้าง)

คุณสามารถใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกกับห้องสมุดอื่น ๆ ได้ แต่ต้องระวังในขณะที่เข้ารหัสเพราะปัญหาหนึ่งที่คุณสามารถเผชิญกับเซ็นเซอร์เหล่านี้คือเวลาว่างที่คุณต้องรอจากการส่งสัญญาณอัลตราโซนิกจนถึงการรับสัญญาณ ตัวอย่างบางส่วนที่คุณพบบนอินเทอร์เน็ตคือการเข้ารหัสโดยใช้ "การหน่วงเวลา" แต่จะส่งผลต่อหุ่นยนต์ของคุณ เนื่องจากจะหยุด "หน่วงเวลา" การดำเนินการอื่นๆ ตามเวลาที่คุณระบุ คุณสามารถทราบวิธีการทำงานของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกได้ที่ลิงค์นี้

เช่นเดียวกับมอเตอร์ DC ฉันจะไม่ใช้เซ็นเซอร์ IR ในตัวอย่างนี้ แต่จะอธิบายไว้ในโพสต์ในอนาคต