Ձեր սեփական խելացի մեքենան և HyperDuino+R V3.5R- ն ՝ Funduino/Arduino- ով. 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Սա հրահանգների այս փաթեթից ուղղակի պատճենն է ԱՅՍՏԵ: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար այցելեք HyperDuino.com:

HyperDuino+R v4.0R- ով դուք կարող եք սկսել բազմաթիվ տարբեր ուղղություններով հետախուզման ուղի ՝ շարժիչների կառավարումից մինչև էլեկտրոնիկայի ուսումնասիրություն, ծրագրավորումից (կոդավորում) մինչև ֆիզիկական և թվային աշխարհների փոխազդեցության հասկացողությունը: Այն ամենի հետ, ինչ դուք սովորում եք, գյուտի, նորարարության և հետագա հայտնագործությունների ձեր սեփական հնարավորությունները տասնապատկվում և ավելանում են:

Այս հատուկ ձեռնարկը վերցնում է ստվարաթղթե տուփը և մի շարք անիվներ և շարժիչներ «խելացի մեքենայի» վերածելու ուղին: Սա հաճախ կոչվում է ռոբոտաշինություն, բայց արժե հաշվի առնել այն, թե ինչով են տարբերվում ավտոմատը (ավտոմատ), խելացի մեքենաները և «ռոբոտը» (տես նաև ՝ «ռոբոտ» բառի ծագումը): Օրինակ ՝ այս «գայթակղող ռոբոտը» իրո՞ք «ռոբոտ» է, թե՞ պարզապես ավտոմատ:

Կարող է թվալ, որ բառերն անկարևոր են, սակայն մեր նպատակների համար մենք համարում ենք, որ տարբերություններն այն են, որ ավտոմատը մի բան է, որը չի փոխում իր վարքագիծը ՝ ելնելով արտաքին մուտքից: Այն անընդհատ կրկնում է ծրագրված գործողությունների նույն ընթացքը: Ռոբոտը մի բան է, որը կատարում է տարբեր գործողություններ `ի պատասխան տարբեր մուտքերի: Ընդլայնված ձևով, բազմաթիվ մուտքերի մակարդակները կարող են հանգեցնել տարբեր գործողությունների: Այսինքն, ոչ միայն մեկ ելք յուրաքանչյուր մուտքի համար, այլ տարբեր գործողություններ ՝ հիմնված բազմաթիվ մուտքերի ծրագրավորված վերլուծության վրա:

«Խելացի մեքենան» ուսումնասիրում է այս տեսականին: Ամենապարզ ձևով խելացի մեքենան նախապես ծրագրված է `շարժվելու նախապես սահմանված ճանապարհով: Այս դեպքում մարտահրավերը կարող է լինել մեքենան նախապես պատրաստված «լաբիրինթոսով» տեղափոխելը: Այնուամենայնիվ, այդ պահին առաքելության հաջողությունը լիովին որոշվում է նախապես ծրագրված գործողությունների շարքով, օրինակ ՝ առաջ 10, աջ, առաջ 5, ձախ և այլն:

Հաջորդ մակարդակում, հեռահարության սենսորից ստացված մուտքը կարող է ստիպել մեքենային կանգ առնել նախքան այդ խոչընդոտի հետ շփվելը և շրջադարձ կատարել նոր ուղղություն վերցնելու համար: Սա կլինի մեկ մուտքի, մեկ գործողության օրինակ: Այսինքն, նույն մուտքը (խոչընդոտ) միշտ հանգեցնում է նույն ելքի (շրջադարձ խոչընդոտից):

Ավելի առաջադեմ մակարդակում ծրագիրը կարող է վերահսկել բազմաթիվ մուտքեր, ինչպիսիք են մարտկոցի մակարդակը, ինչպես նաև ճանապարհին հետևելը և/կամ խոչընդոտներից խուսափելը, և դրանք բոլորը համատեղել հաջորդ օպտիմալ գործողության մեջ:

Առաջին դեպքում ծրագիրը պարզապես շարժումների հաջորդականություն է: 2-րդ և 3-րդ օրինակներում ծրագիրը ներառում է «եթե-ապա» կառուցվածքը, որը թույլ է տալիս այն կատարել ծրագրի տարբեր մասեր ՝ ի պատասխան սենսորների մուտքերի:

Քայլ 1: Նյութեր

HyperDuino տուփ կամ նմանատիպ

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Թափանցիկ կպչուն թաղանթով ֆիլմ (OL175WJ) տպագիր նախշով: (կամ օգտագործեք այս ուղեցույցը միայն շարժիչների և պտուտակների համար, որոնք կարող են տպվել թղթի վրա)

4-AA մարտկոցի տուփ գումարած 4 AA մարտկոց

2 նվազեցման շարժիչով շարժիչներ

2 անիվ

1 գլանափաթեթ

4 #4 x 40 1 ½ »հաստոցային պտուտակներ #4s լվացքի մեքենայով և ընկույզով

2 #4 x 40 ⅜ »հաստոցային պտուտակներ #4s լվացքի մեքենայով և ընկույզով

1 հատ philipps/հարթ պտուտակահան

1 HC SR-04 Ուլտրաձայնային տիրույթի ցուցիչ

1 գ սերվո

1 4xAA մարտկոցի տուփ

4 AA մարտկոց

1 9 վ մարտկոց

1 IR հեռակառավարման վահանակ և IR ընդունիչ

1 SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE ստացողի մոդուլ

1HC-SR04 ուլտրաձայնային տվիչ

2 3-լարային միացնող մալուխ:

2 Grove- ի հետ համատեղ 4 լարային միացնող մալուխներ:

1 Grove միակցիչ վարդակների մալուխին

1 դատարկ սպիտակ սոսինձ պիտակ

1 HyperDuino պտուտակահան (կամ նմանատիպ)

Քայլ 2: Խելացի մեքենայի կառուցում

(Բոլոր նկարները տրամադրված են վերևում)

Պատրաստեք տուփը

Թեև HyperDuino Robotics- ի հավաքածուն կարող էր ներառել պլաստիկ հիմք, որը կոչվում էր «շասսի» (արտասանվում է «chass-ee»), բայց մենք կարծում ենք, որ շատ ավելի գոհացուցիչ կլինի հնարավորինս մոտ լինել ձեր խելացի մեքենայի «զրոյից» կառուցմանը: Այդ պատճառով մենք կսկսենք նորից օգտագործել HyperDuino Robotics հավաքածուի ստվարաթղթե տուփը:

HyperDuino+R տուփում կգտնեք սպիտակ թղթի սոսինձով ամրացված կտոր և թափանցիկ նյութի սոսինձով ամրացված կտոր ՝ ուրվագծերով, որոնք ցույց են տալիս HyperDuino- ի, մարտկոցի տուփի և շարժիչների դիրքերը:

Կան նաև շրջանակներ, որտեղ նշվում է, թե որտեղ պետք է տեղադրվեն սոսինձով ամրացված թավշյա շրջանակները:

1. Հեռացրեք սոսինձի պատյանը սպիտակ թղթի պիտակի վրա և տեղադրեք այն տուփի վերևում գտնվող HyperDuino պիտակի վրա: Նշում. Այս սոսինձ օրինակը տրամադրված է հատուկ տուփի ՝ MakerBit ստվարաթղթե տուփի դասավորության ուղեցույց տալու համար: Այդ տուփը օգտագործելուց կամ այլ տուփ օգտագործելուց հետո կարող եք օգտագործել այս pdf ձևանմուշը ՝ նախատեսված թղթի վրա տպելու համար, այնուհետև կտրել շարժիչի ուղեցույցները (վերև և ներքև = ձախ և աջ) և մեկը պտտվող անիվի ուղեցույցներից: Դուք կարող եք թուղթը կպցնել տեղում, երբ բացում եք անցքերը, այնուհետև դրանք պատրաստվելուց հետո հեռացրեք թղթի օրինակը:

2. Բացեք HyperDuino+R տուփը, որպեսզի այն կարողանա հարթ մնալ: Սա, հավանաբար, ծրագրի ամենաբարդ մասն է: Դուք պետք է տեսակավորեք և բարձրացրեք տուփի յուրաքանչյուր կողմի ներդիրները տուփի ներքևի անցքերից: Կարող եք նկատել, որ HyperDuino պտուտակահան օգտագործելը ՝ ծալքի ներսից արտաքին ուղղությամբ հրելու համար, կօգնի ազատել ծալքերը:

3. Հեռացրեք սոսնձի երեսպատման կեսը ձախ կողմում թափանցիկ նյութին (եթե HyperDuino- ի պատկերանշանը «վերևում է»), և տեղադրեք այն HyperDuino- ի տուփի ներսում, որի կտրվածքներին համապատասխանող անցքերի կես ուրվագծերով: տուփ: Ամեն ինչ արեք, որպեսզի երկու հորիզոնական գծերը շարեք HyperDuino+R տուփի ներքևի ծալքերով:

4. Թափանցիկ ֆիլմի ձախ կողմը տեղադրելուց հետո աջ կեսից հանեք թղթի երեսպատումը և ավարտեք նախշը ամրացնելը:

5. Օգտագործեք HyperDuino պտուտակահանի Phillips ծայրը, որը ներառված է ձեր հավաքածուի մեջ, մեքենայի պտուտակների համար փոքր անցքեր պատրաստելու համար, որոնք շարժիչները կպահեն տեղում: Յուրաքանչյուր շարժիչի համար կա երկու անցք, գումարած անցք շարժիչի առանցքի համար:

6. Շարունակեք և կատարեք ևս երկու անցք գլանափաթեթի համար:

7. Շարժիչների առանցքների համար HyperDuino հանդերձանքի կապույտ պլաստմասե անցքեր պատրաստելու գործիքի միջոցով կատարեք առաջին փոքր անցքը, որը համընկնում է շարժիչների առանցքների հետ: Այնուհետև օգտագործեք պլաստմասե գնդիկ կամ նմանատիպ ՝ փոսը մեծացնելու համար մոտ ¼ »դյույմ տրամագծով:

8. Մեքենայի երկար (1 ½”) պտուտակներից յուրաքանչյուրի վրա դրեք լվացքի մեքենա և տուփի դրսից մղեք շարժիչների անցքերը: (Դա պահանջում է մի փոքր ամուր ճնշում, բայց պտուտակները պետք է սերտորեն տեղավորվեն անցքերի մեջ):

9. Շարժիչը, որն ունի 2 փոքր անցքեր, որոնք համապատասխանում են մեքենայի պտուտակներին, ամրացրեք պտուտակների վրա և ամրացրեք դրանք ընկույզներով տեղում: HyperDuino պտուտակահանն օգտակար կլինի պտուտակները սեղմելիս, բայց մի՛ չափազանցեք այն աստիճան, որ ստվարաթուղթը մանրացված լինի:

10. Կրկնեք մյուս շարժիչի համար:

11. Տեղադրեք velcro շրջանակները: Կեռիկի և հանգույցի (անորոշ) շրջանակները զուգակցեք թիկնոցի հետ, որը դեռ ամրացված է: Այնուհետև հանեք օղակը օղակի (անորոշ) շրջանակից և ամրացրեք յուրաքանչյուր շրջան, որտեղ տեսնում եք 3 ուրվագիծը ՝ յուրաքանչյուրը HyperDuino տախտակի և մարտկոցի տուփի համար: Տեղադրելուց հետո հեռացրեք հենարանը կեռիկի շրջանակից:

12. Այժմ զգուշորեն տեղադրեք HyperDuino- ն իր փրփուրով և մարտկոցի տուփը (փակ և անջատիչի կողմով `« վերև ») թավշյա շրջանակների վրա: Սեղմեք դրանք այնքան ուժով, որ դրանք կպչեն շրջանակների կպչուն մեջքին:

13. Այժմ կարող եք միացնել մարտկոցը եւ շարժիչի լարերը: Եթե շատ ուշադիր նայեք, ապա 8 շարժիչային տերմինալներից յուրաքանչյուրի կողքին կարող եք տեսնել պիտակներ ՝ պիտակավորված A01, A02, B01 և B02: Կցեք վերին շարժիչի սև մետաղալարը («B») B02- ին, իսկ կարմիրը ՝ B01- ին: Ստորին շարժիչի համար («A») կցեք ներքևի շարժիչի կարմիր մետաղալարը («A») A02- ին, իսկ սևը ՝ A01- ին: Կապը ստեղծելու համար դուք նրբորեն տեղադրեք մետաղալարը փոսի մեջ, մինչև չզգաք, որ այն կանգ է առնում, այնուհետև բարձրացրեք նարնջագույն լծակը և պահեք այն բաց, մինչդեռ մետաղալարը ևս 2 մմ կամ ավելի հեռու եք մղում անցքի մեջ: Այնուհետեւ բաց թողեք լծակը: Եթե մետաղալարերը պատշաճ կերպով ամրացված են, այն դուրս չի գա, երբ նրան նուրբ ձգում եք տալիս:

14. Մարտկոցի լարերի համար կարմիր մետաղալարը ամրացրեք շարժիչի հոսանքի միակցիչի Vm- ին, իսկ սև մետաղալարը `Gnd- ին: Փոքր շարժիչները կարող են սնուցվել Arduino 9v մարտկոցից, սակայն լրացուցիչ AA մարտկոցը, ինչպես չորս AA մարտկոցը, կարող է օգտագործվել շարժիչները սնուցելու համար և միացված է HyperDuino+R տախտակի վերևի ձախ երկու տերմինալների միջոցով: Ընտրությունը կախված է ձեր հատուկ ծրագրի համար և կազմաձևված է ՝ «ցատկողը» այս կամ այն դիրքը տեղափոխելով: Լռելյայն դիրքը գտնվում է աջ կողմում ՝ շարժիչները սնուցելու համար 9 վ մարտկոցից: Այս գործողությունների համար, որտեղ ավելացրել եք AA- մարտկոցի չորս պատյան, կցանկանաք թռիչքը տեղափոխել «ձախ» դիրքի:

15. Վերջապես ծալեք տուփը բոլորը միասին, ինչպես ցույց է տրված վերջին մնացած նկարներից մեկում:

16. Այժմ լավ ժամանակ է տուփի ներսից երկու ⅜”հաստոցային պտուտակները տափօղակներով տեղադրելով անցքերի միջով և ամրացնող գլանափաթեթը լվացքի մեքենաներով:

17. Այժմ ամրացրեք անիվները `դրանք պարզապես սեղմելով առանցքների վրա: Ուշադրություն դարձրեք շարժիչային առանցքների անիվներին, որպեսզի անիվները գեղեցիկ ուղղահայաց լինեն առանցքներին և ավելի անկյան տակ չլինեն, քան կարող եք խուսափել: Հարմարեցված անիվները մեքենային ավելի ուղիղ կտան, երբ այն առաջ շարժվի:

18. Վերջին բանը, որն այժմ պետք է անել, USB մալուխի համար անցք անելն է: Սա այնքան էլ հեշտ չէ անել գեղեցիկ ձևով, բայց մի փոքր վճռականությամբ կկարողանաք ավարտին հասցնել աշխատանքը: Նայեք HyperDuino տախտակի USB միակցիչին և «USB մալուխ» պիտակով ուրվագծված տուփին: Հետևեք դրան տեսողականորեն տուփի կողքին և օգտագործեք HyperDuino պտուտակահան ֆիլիպսի ծայրը ՝ տուփի ներքևից մոտ 1”բարձրությամբ անցք կատարելու համար և հնարավորինս հավասարեցված USB մալուխի կենտրոնի կենտրոնին: Եթե սա կենտրոնից դուրս է, ապա մի փոքր ավելի դժվար կդարձնի USB մալուխը անցքի միջով միացնելը: Պտուտակահանով անցքը սկսելուց հետո այն ավելի մեծացրեք կապույտ փոս պատրաստող գործիքով, այնուհետև պլաստմասե գրիչի տակառով, և վերջապես շարժվեք դեպի Sharpie կամ որևէ այլ ամենամեծ տրամագծով գործիք, որը կարող եք գտնել: Եթե ունեք Xacto դանակ, ապա դա ամենալավը կլինի, բայց դրանք կարող են մատչելի չլինել դասարանի պայմաններում:

19. Փորձարկեք անցքի չափը HyperDuino USB մալուխի քառակուսի միակցիչի ծայրով: Փոսը շատ գեղեցիկ չի լինի, բայց ձեզ հարկավոր է այն այնքան մեծ դարձնել, որ քառակուսի միակցիչը կարողանա անցնել այնտեղով: Նշում. Հորատանցքը կատարելուց հետո ուղղիչ հեղուկը («Սպիտակեցում») ներկելու եղանակն է մուգ ստվարաթղթի վրա, որը մերկացվում է փոս պատրաստելու միջոցով:

20. Տուփի կափարիչը փակելու համար դուք պետք է մկրատով 2 կտրվածք կատարեք, որտեղ հակառակ դեպքում կափույրը կընկնի շարժիչի մեջ, կամ ստացված ծալքը մի փոքր հետ շպրտեք, կամ ամբողջությամբ կտրեք այն:

Քայլ 3. Պարզ «Լաբիրինթոս վազող» ծրագրի կոդավորումը

Programրագրավորման առաջին մարտահրավերը կլինի ստեղծել ծրագիր, որը կարող է «քշել» մեքենան նախշի միջոցով:

Դա անելու համար դուք պետք է սովորեք, թե ինչպես օգտագործել iForge բլոկի ծրագրավորման լեզուն `գործառույթներ ստեղծելու համար, որոնք միահամուռ վերահսկելու են շարժիչները առաջ և հետ շարժվելու, ինչպես նաև ձախ և աջ շրջադարձեր կատարելու համար: Մեքենայի տեղափոխած հեռավորությունը իր ճանապարհորդության յուրաքանչյուր հատվածում որոշվում է այն բանից, թե որքան երկար են աշխատում շարժիչները և ինչ արագությամբ, այնպես որ դուք կսովորեք, թե ինչպես դրանք վերահսկել:

Այս ձեռնարկի արդյունավետության շահերից ելնելով, մենք այժմ ձեզ կուղղենք «Կոդավորում HyperDuino & iForge» փաստաթղթով:

Դա ձեզ ցույց կտա, թե ինչպես տեղադրել iForge ընդլայնումը Chrome- ի համար, ստեղծել հաշիվ և կառուցել բլոկային ծրագրեր, որոնք վերահսկում են կապերը HyperDuino- ում:

Երբ դա ավարտեք, վերադարձեք այստեղ և շարունակեք այս ձեռնարկը և սովորեք, թե ինչպես կառավարել շարժիչները HyperDuino- ի միջոցով:

Քայլ 4: Հիմնական շարժիչի վերահսկում

HyperDuino «R» տախտակի վերևում տեղադրվում են հեշտությամբ միացվող տերմինալներ, որոնք թույլ են տալիս շարժիչից կամ մարտկոցից տեղադրել մերկ լար: Սա այնպես է, որ հատուկ միակցիչներ չեն պահանջվում, և դուք, ամենայն հավանականությամբ, կկարողանաք մարտկոցներն ու շարժիչները միացնել «տուփից»:

Կարևոր նշում. Շարժիչի միակցիչների համար «A01» և «A02» անվանումները ՉԻ նշանակում, որ A01 և A02 անալոգային կապերը վերահսկում են դրանք: «A» - ն և «B» - ն օգտագործվում են միայն «A» և «B» շարժիչներ նշանակելու համար: 3 -ից 9 թվային I/O կապումներն օգտագործվում են HyperDuino+R տերմինալներին ամրացված ցանկացած շարժիչ վերահսկելու համար:

Մարտկոցը պետք է ընտրվի հզորությամբ (միլիարդ ժամ) և լարվածությամբ, որը համապատասխանում է ձեր օգտագործած շարժիչներին: Նման տուփի մեջ 4 կամ 6 AA մարտկոց բնորոշ են.

Օրինակ Amazon- ից ՝ 6 AA մարտկոցի կրիչ ՝ 2.1 մմ x 5.5 մմ միակցիչ 9V ելքով (Նկար 2)

Կարևոր է բևեռականությունը (դրական և բացասական) ճիշտ միացնել Vm- ին (դրական) և Gnd- ին («հիմք» = բացասական): Եթե էներգիայի աղբյուրի դրական կապը միացնում եք արտաքին էներգիայի միացման բացասական (Gnd) մուտքին, կա պաշտպանիչ դիոդ, որն արգելափակում է կարճ միացումը, և միևնույն ժամանակ, շարժիչները չեն լիցքավորվի:

Շարժիչային վերահսկիչը կարող է վերահսկել կամ.

Չորս միակողմանի DC շարժիչներ `միացված A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Նշում. Միայն մեկ «A» և մեկ «B» շարժիչ կարող է միացված լինել միևնույն ժամանակ: Հնարավոր չէ միաժամանակ միացնել բոլոր չորս ուղղորդիչ շարժիչները:

Պին 8 ՝ բարձր, Պին 9 ՝ ցածր = Շարժիչ A01 «միացված»

Պին 8 ՝ ցածր, Պին 9 ՝ բարձր = Շարժիչ A02 «միացված»

(Կապում 8, 9: ցածր = երկու B շարժիչներն անջատված են)

Պին 12 ՝ ցածր, Պին 13 ՝ բարձր = Շարժիչ B01 «միացված»

Պին 12 ՝ բարձր, Պին 13 ՝ ցածր = Շարժիչ B02 «միացված»

(Pins 12, 13: low = երկու B շարժիչներն անջատված են)

Երկու երկկողմանի DC շարժիչներ, որոնք միացված են A01/A02 և B01/B02 միացումներին

Պին 8 = բարձր, քորոց 9 = ցածր = Շարժիչ A «առաջ*»

Պին 8 = ցածր, քորոց 9 = բարձր = Շարժիչ A «հակադարձ*»

(Pin 8 = ցածր, pin 9 = low = Motor A «անջատված»)

Պին 12 = բարձր, կապ 13 = ցածր = Շարժիչ B «առաջ*»

Պին 12 = ցածր, կապ 13 = բարձր = Շարժիչ B «հետադարձ*»

(PIN 12 = ցածր, PIN 13 = ցածր = Motor B «անջատված»)

(*կախված շարժիչի էլեկտրագծերի բևեռականությունից և շարժիչի, անիվի և ռոբոտային մեքենայի կողմնորոշումից):

Մեկ աստիճանի շարժիչ ՝ միացված A01/A02/B01/B02 և Gnd

HyperDuino շարժիչի վերահսկիչի լարման և ընթացիկ սահմանները 15 վ և 1.2 Ա (միջին) /3.2 Ա (գագաթնակետ) են ՝ հիմնված Toshiba TB6612FNG շարժիչի կարգավորիչի IC- ի վրա:

Շարժիչ «A». Միացեք A01 և A02- ին

(Rationույցի համար նայեք վերջին երկու նկարներին)

Շարժիչի արագություն

A և B շարժիչների արագությունը կարգավորվում է համապատասխանաբար 10 և 11 կապումներով.

Շարժիչի արագություն. Pin 10 = PWM 0-255 (կամ սահմանել pin 10 = HIGH)

Շարժիչի B արագությունը. PIN 11 = PWM 0-255 (կամ սահմանել pin 11 = HIGH)

Միակողմանի գործողության դեպքում (չորս շարժիչ), պտուտակ 10-ի արագության կարգավորիչը գործում է ինչպես «A» շարժիչների, այնպես էլ 11-րդ «B» շարժիչների համար: Հնարավոր չէ ինքնուրույն վերահսկել բոլոր չորս շարժիչների արագությունը:

Powerածր էներգիայի շարժիչներ (400 մ-ից պակաս)

Շարժիչային վերահսկիչը կարող է օգտագործել մարտկոցի արտաքին աղբյուր մինչև 15 վ և 1.5 ամպեր (2.5 ամպեր ակնթարթորեն): Այնուամենայնիվ, եթե օգտագործում եք շարժիչ, որը կարող է աշխատել 5-9 վ լարման վրա և օգտագործում է 400 մ-ից պակաս, ապա կարող եք օգտագործել սև ցատկիչը շարժիչի միակցիչների կողքին և այն տեղափոխել «Vin» դիրքի: Այլընտրանքային դիրքը ՝ «+VM», արտաքին էներգիայի համար է:

Խելացի մեքենայի գործունեություն

Ձեր խելացի մեքենան հավաքված, այժմ կարող եք անցնել Smart Car Activity- ին, որտեղ դուք կսովորեք, թե ինչպես ծրագրավորել ձեր մեքենան: