TfCD - เขียงหั่นขนมแบบขับเคลื่อนด้วยตนเอง: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

ในคำแนะนำนี้ เราจะสาธิตหนึ่งในเทคโนโลยีที่มักใช้ในยานยนต์อัตโนมัติ: การตรวจจับสิ่งกีดขวางด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

ภายในรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับระบุสิ่งกีดขวางในระยะทางสั้น ๆ (<4 เมตร) เช่น ในระหว่างการจอดรถและการสลับเลน

สำหรับการสำรวจนี้ เราตั้งเป้าหมายที่จะสร้างเขียงหั่นขนมที่ (1) ขับเคลื่อน (2) ตระหนักถึงอุปสรรคและ (3) ตัดสินใจสำหรับเส้นทางตามนั้น

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราจะสร้างเขียงหั่นขนมสองล้อ โดยมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอยู่ด้านหน้า ซึ่งจะขับไปข้างหน้าเมื่อตรวจไม่พบสิ่งกีดขวาง เลี้ยวเมื่อเกือบชนกับวัตถุ และถอยหลังเมื่อดูเหมือนว่าการชนกันจะหลีกเลี่ยงไม่ได้

ขั้นตอนที่ 1: รับส่วนประกอบ

ส่วนประกอบต่อไปนี้ถูกใช้สำหรับคำแนะนำนี้:

• (A) เขียงหั่นขนม 830 พิน (1 ชิ้น) อันที่เล็กกว่าอาจเพียงพอ แต่ให้แน่ใจว่าได้คุณภาพดีเพราะหมุดบนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกค่อนข้างบอบบาง
• (B) Arduino UNO (1 ชิ้น) ใช้งานได้ดีกับ Motor Shield ไม่จำเป็นต้องเป็นเวอร์ชันดั้งเดิม

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1 ชิ้น)

ชิลด์มอเตอร์ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการเชื่อมต่อมอเตอร์กับ Arduino เมื่อเทียบกับการซ่อมแซมด้วยความต้านทานและทรานซิสเตอร์ บอร์ด Arduino จะปลอดภัยกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณเป็นมือใหม่ Adafruit Motor Shield มาพร้อมกับหมุดแยกต่างหาก ซึ่งจำเป็นต้องบัดกรีบนชิป

(D) HC-SR04 อัลตราโซนิกเซนเซอร์ (1 ชิ้น)

นี่คือเซ็นเซอร์สี่พิน มันทำงานโดยส่งพัลส์อัลตราโซนิกสั้น ๆ ผ่านหน่วย 'ลำโพง' ด้านซ้ายและฟัง (ขณะวัดเวลา) เมื่อมันกลับมาทางหน่วย 'ตัวรับ' ทางขวา

• (E) DAGU DG01D มอเตอร์ DC ขนาดเล็กพร้อมกระปุกเกียร์ 48:1 (2 ชิ้น)เมื่อใช้ Motor Shield มอเตอร์ DC 5V ใดๆ จะทำงาน อย่างไรก็ตาม กล่องเกียร์ในเวอร์ชันนี้มีประโยชน์เพราะทำให้ล้อหมุนได้สวยและช้า
• (F) ล้อพลาสติก (2 ชิ้น) ให้ลองซื้อล้อที่เข้ากันได้โดยตรงกับมอเตอร์ที่คุณเลือก

จำเป็นด้วย: คอมพิวเตอร์ที่มีซอฟต์แวร์ Arduino ล่าสุด หัวแร้ง หัวแร้ง หัวแร้ง พาวเวอร์แบงค์ขนาดเล็ก สายไฟบางเส้น

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่าวงจร

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกประกอบด้วยสี่พินเรียกว่า: Vcc, Trig, Echo และ Gnd (Ground)

Trig และ Echo เชื่อมต่อกับ Motor Shield ใน Digital Pin หมายเลข 10 และ 9 ตามลำดับ (พินดิจิตอลอื่นๆ ก็เหมาะสมเช่นกัน ตราบใดที่ใช้การเข้ารหัสที่เหมาะสม)

Vcc และ Gnd เชื่อมต่อกับ 5V และ Gnd บนแผงป้องกัน

การเชื่อมต่อมอเตอร์กระแสตรง

มอเตอร์กระแสตรงมีสายสีดำและสีแดง สายไฟเหล่านี้ควรเชื่อมต่อกับพอร์ตมอเตอร์ ในตัวอย่างนี้ M1 และ M2

ขั้นตอนที่ 3: การเขียนโค้ด

กำลังโหลดห้องสมุด

ขั้นแรก จำเป็นต้องดาวน์โหลดไลบรารี่ที่ถูกต้องเพื่อใช้ Adafruit Motor Shield v2.3

ในไฟล์ ZIP นี้มีโฟลเดอร์ซึ่งสามารถวางไว้ในโฟลเดอร์การติดตั้ง Arduino ในกรณีของเรา:

C:\Program files (x86)\Arduino\Libraries

และอย่าลืมตั้งชื่อว่า Adafruit_MotorShield (รีสตาร์ทซอฟต์แวร์ Arduino ของคุณในภายหลัง)

กำลังดาวน์โหลดตัวอย่างโค้ด

ตัวอย่างโค้ด 'Selfdriving_Breadboard.ino' ของเราพร้อมให้ดาวน์โหลดแล้ว

มีหลายตัวแปรให้ปรับแต่ง ที่สำคัญที่สุดคือระยะห่าง (เป็นเซนติเมตร) เมื่อมีอะไรเกิดขึ้น ในรหัสปัจจุบัน เขียงหั่นขนมถูกตั้งโปรแกรมให้ย้อนกลับเมื่อวัตถุอยู่ใกล้กว่า 10 เซนติเมตร หมุนเมื่อระยะห่างระหว่าง 10 ถึง 20 เซนติเมตร และขับตรงเมื่อตรวจไม่พบวัตถุใน 20 เซนติเมตร

ขั้นตอนที่ 4: บัดกรีพิน

กระบวนการบัดกรีประกอบด้วยสี่ขั้นตอน

• (A) การจัดตำแหน่งหมุดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ใส่หมุดทั้งหมดที่มาพร้อมกับ Motor Shield เข้าที่ สามารถทำได้ง่าย ๆ โดยวางชิลด์ไว้บนบอร์ด Arduino
• (B) การบัดกรีหมุดอย่ารีบเร่งขั้นตอนนี้เป็นสิ่งสำคัญมากที่หมุดจะไม่เชื่อมต่อกันหลังจากการบัดกรี บัดกรีหมุดด้านนอกก่อน เพื่อให้แน่ใจว่าหมุดไม่บิดเบี้ยว
• (C) การวางตำแหน่งสายไฟ เมื่อใช้ Motor Shield จะต้องบัดกรีสายไฟเข้ากับหมุดที่เหมาะสมเช่นกัน วิธีที่ดีที่สุดคือติดสายไฟใน Motor Shield จากด้านบน และบัดกรีที่ด้านล่างของ Motor Shield สรุป: สำหรับบทช่วยสอนนี้ เราบัดกรีสายไฟเข้ากับพินดิจิทัล 9 และ 10 และพิน 5V และ Gnd
• (D) การบัดกรีสายไฟ ตอนนี้ได้เวลาบัดกรีสายไฟทีละเส้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาอยู่ในตำแหน่งที่ดี อาจขอให้เพื่อนถือไว้ในขณะที่คุณบัดกรี

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบเขียงหั่นขนมแบบขับเคลื่อนด้วยตนเอง

หลังจากบัดกรีส่วนประกอบและทดสอบวงจรแล้ว ก็ถึงเวลาประกอบขั้นสุดท้าย

ในบทช่วยสอนนี้ เขียงหั่นขนมไม่ได้ใช้สำหรับฟังก์ชันหลักเท่านั้น แต่ยังใช้เป็นแกนหลักของอุปกรณ์ทั้งหมดด้วย คำแนะนำการประกอบขั้นสุดท้ายประกอบด้วยสี่ขั้นตอน

• (A) การต่อสายไฟตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายเคเบิลอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง (ตรวจสอบขั้นตอนที่ 3 สำหรับวิธีการเชื่อมต่อทุกอย่างที่ถูกต้อง) อย่าลืมมอเตอร์ DC สองตัว โปรดทราบว่าคุณต้องการแนบส่วนประกอบไว้ที่ใด
• (B) การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เสียบเซ็นเซอร์เข้ากับเขียงหั่นขนมและตรวจดูให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง
• (C) การวางโล่วาง Motor Shield ลงบนบอร์ด Arduino UNO ตอนนี้เป็นเวลาที่ดีในการทดสอบระบบก่อนการประกอบขั้นสุดท้าย
• (D) การแก้ไขส่วนประกอบในขั้นตอนนี้ ให้ใช้เทปกาวสองหน้าแล้วซ่อมมอเตอร์ DC, Arduino และพาวเวอร์แบงค์เข้าที่ ในกรณีนี้ Arduino จะถูกวางคว่ำใต้เขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 6: คุณทำได้

ถึงตอนนี้ คุณอาจจะตื่นเต้นพอๆ กับที่เราได้ทำผลงานของคุณสำหรับการทดสอบ

ขอให้สนุก พยายามปรับแต่งพารามิเตอร์บางอย่างเพื่อให้ทำงานได้ดีที่สุดสำหรับคุณ

ขอขอบคุณที่ปฏิบัติตามคำแนะนำของเรา และแจ้งให้เราทราบในกรณีที่มีคำถาม

-

การตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยี

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่ใช้ในกรณีนี้ควรมีระยะ 4 เมตร อย่างไรก็ตาม เซนเซอร์สูญเสียความแม่นยำในระยะทางที่มากกว่า 1.5 เมตร

นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ยังมีสัญญาณรบกวนอยู่บ้าง ด้วยการใช้มอนิเตอร์แบบอนุกรมเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของระยะทาง สามารถมองเห็นจุดสูงสุดได้ประมาณ 3000(มม.) ในขณะที่วัตถุที่อยู่ด้านหน้าอยู่ห่างออกไปเพียงเซนติเมตร อาจเป็นเพราะข้อเท็จจริงที่ว่าอินพุตของเซ็นเซอร์มีความล่าช้าในข้อมูล ดังนั้นเอาต์พุตจึงผิดเพี้ยนไปบ้างในบางครั้ง