Սկսնակների ինքնակառավարվող ռոբոտային մեքենա `բախումից խուսափելով. 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Բարեւ Ձեզ! Բարի գալուստ իմ սկսնակների համար հարմար հրահանգ, թե ինչպես պատրաստել ձեր սեփական ինքնակառավարվող ռոբոտային մեքենան բախումից խուսափելու և GPS նավիգացիայի միջոցով: Վերևում տեղադրված է YouTube- ի տեսանյութը, որը ցուցադրում է ռոբոտին: Այն մոդել է ՝ ցույց տալու համար, թե ինչպես է աշխատում իրական ինքնավար մեքենան: Խնդրում եմ նկատի ունենալ, որ իմ ռոբոտը, ամենայն հավանականությամբ, տարբեր կլինի ձեր վերջնական արտադրանքից:

Այս կառուցման համար ձեզ հարկավոր է.

- OSEPP ռոբոտային ֆունկցիոնալ հավաքածու (ներառում է պտուտակներ, պտուտակահաններ, մալուխներ և այլն) (98.98 դոլար)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 դոլար)

- HMC5883L թվային կողմնացույց ($ 6.99)

- HC-SR04 ուլտրաձայնային տվիչ ($ 3.95)

- NEO-6M GPS և ալեհավաք ($ 12.99)

- HC-05 Bluetooth մոդուլ ($ 7.99)

- USB Mini B մալուխ (հնարավոր է, որ դա մոտակայքում լինի) ($ 5.02)

- Android սմարթֆոն

- Վեց AA մարտկոց ՝ յուրաքանչյուրը 1,5 Վոլտ

-roանկացած ձողի նման ոչ մագնիսական նյութ (ինչպես ալյումինը), որը կցանկանայիք վերամշակել

- երկկողմանի ժապավեն

- Ձեռքի փորվածք

Քայլ 1. Ռոբոտի շասսիի և շարժունակության հավաքում

Բացատրություն. Դա մեքենա չէ, եթե այն չի շարժվում: Առավել հիմնական ռոբոտային մեքենան պահանջում է անիվներ, շարժիչներ և շասսի (կամ ռոբոտի «մարմինը»): Այս մասերից յուրաքանչյուրը առանձին ձեռք բերելու փոխարեն, ես բարձր եմ առաջարկում ձեռք բերել հանդերձանք սկսնակ ռոբոտ -մեքենայի համար: Իմ նախագծի համար ես օգտագործեցի OSEPP Robotic Functional Kit- ը, քանի որ այն հագեցած էր բազմաթիվ մասերով և մատչելի գործիքներով, և ես կարծում էի, որ տանկի կոնֆիգուրացիան լավագույնն է ռոբոտի կայունության համար, ինչպես նաև պարզեցնելու մեր ծրագրավորումը `պահանջելով ընդամենը երկու շարժիչ:

Ընթացակարգ. Ձեզ համար օգտակար չէր լինի, եթե ես պարզապես կրկնեի հավաքման ձեռնարկը, որը կարող եք գտնել այստեղ (դուք ունեք նաև եռանկյուն տանկի կոնֆիգուրացիայի տարբերակ): Ես պարզապես խորհուրդ կտայի բոլոր մալուխները պահել ռոբոտին հնարավորինս մոտ և գետնից կամ անիվներից հեռու, մասնավորապես `շարժիչներից մալուխների համար:

Եթե կցանկանայիք բյուջետային տարբերակ գնել թանկարժեք հավաքածու գնելու համար, կարող եք նաև վերամշակել հին, աշխատող RC մեքենա և օգտագործել շարժիչները, անիվները և շասսին դրանից, բայց ես վստահ չեմ, թե որքանով է համատեղելի Arduino- ն և դրա ծածկագիրը նրանց հետ: առանձին մասեր: Ավելի լավ է խաղադրույքը ընտրել OSEPP- ով:

Քայլ 2. Arduino- ի ներառումը

Բացատրություն. Քանի որ սա սկսնակների ուղեցույց է, ես կցանկանայի արագ բացատրել, թե որն է Arduino- ն ցանկացած ընթերցողի համար, ովքեր գուցե ծանոթ չեն էլեկտրոնիկայի մեջ դրա կիրառմանը: Arduino- ն միկրոկոնտրոլերի տեսակ է, ինչը նշանակում է, որ դա անում է հենց դա ՝ վերահսկելով ռոբոտին: Ձեր համակարգչում կարող եք ծածկագրով գրել հրահանգներ, որոնք կթարգմանվեն Arduino- ի հասկանալի լեզվով, այնուհետև կարող եք դրանք տեղադրել Arduino- ում, և Arduino- ն անմիջապես կսկսի կատարել այդ հրահանգները, երբ այն միացված լինի: Առավել տարածված Arduino- ն Arduino Uno- ն է, որը ներառված է OSEPP հավաքածուի մեջ, բայց այս նախագծի համար ձեզ հարկավոր կլինի Arduino Mega- ն, քանի որ սա ավելի մեծ մասշտաբի նախագիծ է, քան այն, ինչին Arduino Uno- ն ընդունակ է: Դուք կարող եք օգտագործել հանդերձանքի Arduino Uno- ն այլ զվարճալի նախագծերի համար:

Ընթացակարգ. Arduino- ն կարող է կցվել ռոբոտին `օգտագործելով փակագծեր կամ անջատիչներ ռոբոտի հիմքի վրա պտուտակելով:

Մենք կցանկանայինք, որ Arduino- ն վերահսկեր մեր ռոբոտի շարժիչները, սակայն շարժիչները չեն կարող ուղղակիորեն միանալ Arduino- ին: Հետևաբար, մենք պետք է ամրացնենք մեր շարժիչային վահանը (որը եկել է մեր հավաքածուից) Arduino- ի գագաթին, որպեսզի կարողանանք կապ ստեղծել շարժիչի մալուխների և Arduino- ի հետ: Շարժիչային վահանի ներքևից եկող քորոցները պետք է տեղավորվեն անմիջապես Arduino Mega- ի «անցքերի» մեջ: Շարժիչներից ձգվող մալուխները տեղավորվում են շարժիչի վահանի անցքերի մեջ, ինչպես վերը նշված պատկերը: Այս անցքերը բացվում և փակվում են պտուտակահանը պտտելով անցքի վերևում գտնվող + ձևի խորագրի մեջ:

Հաջորդը, աշխատելու համար Arduino- ին անհրաժեշտ է լարման: OSEPP Robotic Functional Kit- ը պետք է ունենար վեց մարտկոցի համար տեղավորվող մարտկոցի պահոց: Վեց մարտկոցներ ամրակի մեջ դնելուց հետո, մարտկոցի պահոցից տարածվող լարերը տեղադրեք շարժիչի վահանի լարման համար նախատեսված անցքերի մեջ:

Քայլ 3: Bluetooth Control- ի ավելացում

Ընթացակարգ. Arduino- ի պարզվելուց հետո Bluetooth մոդուլ ավելացնելը նույնքան հեշտ է Bluetooth մոդուլի չորս ծայրերը մտցնել շարժիչի վահանի չորս բացված անցքի մեջ, ինչպես ցույց է տրված վերևում:

Անհավատալիորեն պարզ! Բայց մենք չենք ավարտել: Bluetooth մոդուլը Bluetooth- ի իրական վերահսկողության միայն կեսն է: Մյուս կեսը կարգավորում է հեռակա ծրագիրը մեր Android սարքում: Մենք կօգտագործենք OSEPP- ի կողմից մշակված ծրագիրը, որը նախատեսված է Robotic Functional Kit- ից հավաքված ռոբոտի համար: Դուք կարող եք օգտագործել մեկ այլ հեռակառավարվող ծրագիր ձեր սարքում, կամ կարող եք նույնիսկ ինքներդ պատրաստել, բայց մեր նպատակների համար մենք չենք ցանկանում անիվը նորից հորինել: OSEPP- ն ունի նաև հրահանգներ, թե ինչպես տեղադրել իրենց ծրագիրը, որը հնարավոր չէ տեղադրել Google Play խանութից: Դուք կարող եք գտնել այդ հրահանգները այստեղ: Ձեր տեղադրած հեռակառավարման վահանակի դասավորությունը կարող է տարբերվել ձեռնարկից, և դա լավ է:

Քայլ 4. Բախումից խուսափելու ավելացում

Բացատրություն. Այժմ, երբ ռոբոտը շարժական է, այն այժմ ի վիճակի է բախվել պատերի և մեծ առարկաների հետ, ինչը կարող է վնասել մեր սարքավորումները: Հետևաբար, մենք մեր ուլտրաձայնային տվիչն ընդգրկում ենք ռոբոտի հենց առջևում, ինչպես տեսնում եք վերևի պատկերում:

Ընթացակարգ. OSEPP Robotic Functional Kit- ը ներառում է այն բոլոր մասերը, որոնք տեսնում եք այնտեղ, բացառությամբ ուլտրաձայնային տվիչի: Երբ դուք հավաքում եք շասսին ՝ հետևելով իմ կողմից միացված հրահանգներին, դուք արդեն պետք է կառուցած լինեիք այս ամրակը ուլտրաձայնային տվիչի համար: Սենսորը կարող է պարզապես մխրճվել բռնակի երկու անցքերի մեջ, բայց դուք պետք է սենսորը տեղում պահեք ռետինե ժապավենով, որպեսզի այն չընկնի բռնակից: Տեղադրեք մալուխը, որը տեղավորվում է սենսորի բոլոր չորս ճյուղերի վրա և միացրեք մալուխի մյուս ծայրը շարժիչի վահանի 2 -րդ սյուների սյունակին:

Կարող եք ներառել մի քանի ուլտրաձայնային տվիչներ ՝ պայմանով, որ դուք ունենաք սարքավորում ՝ դրանք տեղում պահելու համար:

Քայլ 5: GPS և կողմնացույց ավելացնելը

Բացատրություն. Մենք գրեթե ավարտեցինք մեր ռոբոտը: Սա մեր ռոբոտի հավաքման ամենադժվար մասն է: Նախ կցանկանայի բացատրել GPS- ն ու թվային կողմնացույցը: Arduino- ն վերաբերում է GPS- ին ՝ ռոբոտի ներկայիս գտնվելու վայրի արբանյակային տվյալներ հավաքելու համար ՝ լայնության և երկայնության առումով: Այս լայնությունը և երկայնությունը օգտագործվում են թվային կողմնացույցի ընթերցումների հետ զուգակցվելիս, և այդ թվերը տեղադրվում են Arduino- ի մի շարք մաթեմատիկական բանաձևերի մեջ `հաշվարկելու, թե ինչ շարժում պետք է կատարի ռոբոտը` նպատակակետին հասնելու համար: Այնուամենայնիվ, կողմնացույցը գցվում է գունավոր նյութերի կամ երկաթ պարունակող նյութերի առկայության դեպքում և, հետևաբար, մագնիսական են:

Ընթացակարգ. Մեր ռոբոտի գունավոր բաղադրիչներից ցանկացած պոտենցիալ միջամտություն մեղմելու համար մենք վերցնելու ենք մեր ձողը նմանվող ալյումինը և այն թեքելու ենք երկար V- ձևի, ինչպես վերևում պատկերված է: Սա ռոբոտի վրա գունավոր նյութերից որոշակի հեռավորություն ստեղծելու համար է:

Ալյումինը կարող է թեքվել ձեռքով կամ օգտագործելով հիմնական ձեռքի գործիք: Ձեր ալյումինի երկարությունը կարևոր չէ, բայց համոզվեք, որ արդյունքում ստացված V ձևի ալյումինը չափազանց ծանր չէ:

Երկկողմանի ժապավենով ամրացրեք GPS մոդուլը, GPS ալեհավաքը և թվային կողմնացույցը ալյումինե ամրացման վրա: ՇԱՏ ԿԱՐԵՎՈՐ. Թվային կողմնացույցը և GPS ալեհավաքը պետք է տեղադրվեն ալյումինե ամրացման հենց գագաթին, ինչպես ցույց է տրված վերևի նկարում: Բացի այդ, թվային կողմնացույցը պետք է ունենա երկու սլաք L- ձևով: Համոզվեք, որ x- սլաքը ցույց է տալիս ռոբոտի առջևը:

Ալյումինի երկու ծայրերին անցքեր պատրաստեք, որպեսզի ընկույզը պտուտակվի ալյումինից և ռոբոտի շասսիի անցքից:

Միացրեք թվային կողմնացույցի մալուխը Arduino Mega- ի մեջ, փոքր «վարդակից» ՝ շարժիչի վահանի լարման անցքից անմիջապես ներքև: Միացրեք մալուխը GPS- ի «RX» պիտակով տեղում Arduino Mega- ի TX314- ին (ոչ շարժիչի վահանի վրա), մեկ այլ մալուխ «TX» պիտակով տեղում RX315 կապին, մեկ այլ մալուխ «VIN» - ից GPS դեպի շարժիչի վահանի 3V3 կապը, իսկ GPS- ի վրա «GND» - ից վերջնական մալուխը դեպի շարժիչի վահանի GND կապը:

Քայլ 6: Ամեն ինչ բերեք կոդի հետ միասին

Ընթացակարգ. Isամանակն է մեր Arduino Mega- ին տալ այն կոդը, որը ես արդեն պատրաստել եմ ձեզ համար: Arduino հավելվածը կարող եք անվճար ներբեռնել այստեղ: Հաջորդը, ներբեռնեք ստորև բերվածս ֆայլերից յուրաքանչյուրը (գիտեմ, որ այն շատ է թվում, բայց դրանցից շատերը շատ փոքր ֆայլեր են): Այժմ, բացեք MyCode.ino- ն, պետք է բացվի Arduino հավելվածը, այնուհետև վերևում կտտացրեք Գործիքներ, այնուհետև Տախտակ, և վերջապես Arduino Mega կամ Mega 2560: Դրանից հետո, վերևում, կտտացրեք Էսքիզ, այնուհետև ցուցադրեք Էսքիզների թղթապանակը: Սա կբացի MyCode.ino ֆայլի գտնվելու վայրը ձեր համակարգչում: Սեղմեք և քաշեք այս Instructable- ից ձեր ներբեռնած մյուս բոլոր ֆայլերը MyCode.ino ֆայլում: Վերադարձեք Arduino հավելված և կտտացրեք վերևի աջ մասում գտնվող նշանի վրա, որպեսզի ծրագիրը կարողանա կոդը թարգմանել Arduino- ի հասկանալի մեքենայական լեզվով:

Այժմ, երբ պատրաստ եք ամբողջ ծածկագիրը, միացրեք ձեր համակարգիչը Arduino Mega- ին ՝ օգտագործելով ձեր USB Mini B մալուխը: Վերադարձեք Arduino հավելված ՝ MyCode.ino- ն բացելով և կտտացրեք աջ սլաքի կոճակին էկրանի վերևի աջ մասում ՝ կոդը Arduino- ում ներբեռնելու համար: Սպասեք, մինչև ծրագիրը ձեզ ասի, որ բեռնումն ավարտված է: Այս պահին ձեր ռոբոտը պատրաստ է: Այժմ մենք պետք է փորձարկենք այն:

Միացրեք Arduino- ն ՝ օգտագործելով շարժիչի վահանի անջատիչը և բացեք OSEPP հեռակա ծրագիրը ձեր Android սարքում: Համոզվեք, որ ռոբոտի Bluetooth մոդուլը վառվում է կապույտ լույսով, և ծրագիրը բացելուց հետո ընտրեք Bluetooth կապը: Սպասեք, մինչև ծրագիրը ասի, որ այն կապված է ձեր ռոբոտի հետ: Հեռակառավարման վահանակի վրա դուք պետք է ունենաք ձախից աջ-վերև-ներքև ստանդարտ կարգավորիչներ ձեր ձախ կողմում, իսկ A-B-X-Y կոճակները `աջ: Իմ կոդով X և Y կոճակները ոչինչ չեն անում, բայց A կոճակը ռոբոտի ներկայիս լայնության և երկայնության պահպանման համար է, իսկ B կոճակը, որպեսզի ռոբոտը սկսի տեղափոխվել այդ պահված վայր: Համոզվեք, որ GPS- ն ունի A և B կոճակները օգտագործելիս թարթող կարմիր լույս: Սա նշանակում է, որ GPS- ը միացել է արբանյակներին և տվյալներ է հավաքում, բայց եթե լույսը չի շողում, պարզապես ռոբոտին դուրս բերեք դրսում ՝ երկնքի ուղղակի տեսարանով և համբերատար սպասեք: Ներքևի շրջանակները նախատեսված են որպես ջիստիքս, բայց չեն օգտագործվում այս նախագծում: Էկրանի կեսին մուտք կգտնվեն տեղեկություններ ռոբոտի շարժումների մասին, որոնք օգտակար էին իմ փորձարկման ժամանակ:

Անչափ շնորհակալ եմ OSEPP- ին, ինչպես նաև YouTube- ում lombarobot id- ին և EZTech- ին ՝ այս նախագծի ծածկագիր գրելու համար ինձ հիմք տրամադրելու համար: Խնդրում ենք աջակցել այս կուսակցություններին

OSEPP

EZTech ալիք

lombarobot id ալիք

Քայլ 7. Լրացուցիչ ընդլայնում. Օբյեկտի հայտնաբերում

Այս հրահանգի սկզբում ես նշեցի, որ իմ ռոբոտային մեքենայի պատկերը, որը դուք տեսել եք սկզբում, տարբերվելու է ձեր պատրաստի արտադրանքից: Մասնավորապես, ես նկատի ունեմ Raspberry Pi- ն և տեսախցիկը, որոնք տեսնում եք վերևում:

Այս երկու բաղադրիչները միասին աշխատում են ՝ ռոբոտի ճանապարհին կանգառի նշաններ կամ կարմիր լույսեր հայտնաբերելու և ժամանակավորապես կանգ առնելու համար, ինչը ռոբոտին ավելի մոտ մոդել է դարձնում իսկական ինքնավար մեքենային: Raspberry Pi- ի մի քանի տարբեր ծրագրեր կան, որոնք կարող են կիրառվել ձեր մեքենայի համար: Եթե կցանկանայիք ավելի շատ աշխատել ձեր ռոբոտային մեքենայի վրա ՝ ներառելով Raspberry Pi- ն, խորհուրդ եմ տալիս գնել Rajandeep Singh- ի դասընթացը ինքնակառավարվող, օբյեկտ հայտնաբերող մեքենա կառուցելու վերաբերյալ: Դուք կարող եք գտնել նրա ամբողջական դասընթացը Ուդեմիի վերաբերյալ այստեղ: Ռաջանդիպը ինձ չխնդրեց բարձրաձայնել իր ընթացքը. Ես պարզապես զգում եմ, որ նա իր հրաշալի հրահանգիչն է, ով ձեզ կզբաղեցնի ինքնավար մեքենաներով: