Cotxe RC autònom: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Amb l’auge dels cotxes autònoms autònoms, vaig decidir assumir el repte de fer-ne un de propi. Aquest projecte també em va servir com a projecte principal a les meves classes de Disseny i Desenvolupament d’Enginyeria i Robòtica i va rebre un premi al millor vehicle autònom en una competició STEM de secundària.

En lloc de començar de zero, vaig optar per utilitzar un cotxe RC que ja teníem i el vaig combinar amb una placa RedBoard Arduino Uno. Vaig triar l'Arduino per la seva relativa facilitat d'ús i programació.

Per a aquells que es preguntin, aquest cotxe té un Redcat Racing 03061 ESC resistent a les esquitxades amb motor raspallat. L’ESC ja estava programat mitjançant el controlador que venia amb el cotxe. No ho he provat amb un motor sense escombretes, ja que no en tenim cap a mà, però tothom és benvingut a provar aquest projecte amb un motor sense escombretes.

En resum, aquest cotxe recull dades de (5) sensors d'ultrasons HC-SR04. Aquestes dades es remunten a l'Arduino, on pren decisions sobre com moure's. A continuació, l’Arduino controla el servo de direcció i el motor en conseqüència. Per fer-ho, el programa utilitza la servo biblioteca Arduino estàndard i no calen biblioteques addicionals.

El cotxe és capaç de controlar la velocitat variable mitjançant un potenciòmetre i fer una còpia de seguretat des d’una paret quan en toca un. A més, l’automòbil es pot corregir si s’allunya massa de la paret.

Pas 1: llista de peces

Exempció de responsabilitat: no incloc les peces necessàries per al cotxe en si, només les parts addicionals que hi ha més enllà del cotxe. Per a això serà necessari un ESC, un motor, un xassís, una bateria, etc.

Necessitarà:

(1) Arduino Uno: els knockoffs funcionaran bé

(1) Taula de pa: per a aquest projecte, vaig agafar el carril +/- d'una tauleta de pa i en vaig utilitzar una altra de més petita. Qualsevol mida farà.

(5) Sensors d'ultrasons HC-SR04

(1) Potenciòmetre: s’utilitza per controlar la velocitat del cotxe

(20) Cables Dupont femella-home: recomano encarir-ne de fer servir més com a extensors per a altres cables, si cal

Soldador amb soldadura

Font d'alimentació Arduino: en aquest cas he fet servir (6) bateries AA de 1,2 v cablejades en sèrie. Bancs d’alimentació externs per a telèfons i tauletes com aquest també funcionaran bé quan es connecten al port USB.

Cinta adhesiva, cola calenta i / o qualsevol altre element que s’utilitzi per subjectar articles

(1) Interruptor alternatiu (opcional: el faig servir per activar i desactivar l'Arduino)

Pas 2: col·loqueu els sensors

En primer lloc, voldreu col·locar i fixar correctament els sensors. Tinc (1) sensor cap endavant, (2) sensors inclinats uns 45 graus i (2) sensors als costats del cotxe. Vaig imprimir suports de muntatge en 3D per als laterals i la part frontal, i vaig utilitzar cola calenta per fixar els sensors frontals inclinats, ja que la cola calenta no és conductora. Els suports de muntatge per als laterals i la part frontal es poden descarregar i imprimir en 3D.

Pas 3: afegiu la taula de pa i el potenciòmetre

A continuació, voldreu afegir a la taula de proves i al potenciòmetre de control de velocitat abans de començar el cablejat. Aquí és on he utilitzat una tauleta de taula petita i el +/- d’una altra taula de treball a causa de l’espai a la carrosseria del cotxe, però una tauleta de pa estàndard també ho farà bé.

Pas 4: connecteu-ho tot

Aquest és probablement el pas més gran i un cable equivocat pot fer que el cotxe no funcioni correctament. Consulteu el diagrama Fritzing anterior per obtenir orientació addicional.

Comenceu per connectar el pin de 5v del vostre Arduino al carril positiu de la placa i el pin GND del vostre Arduino al carril negatiu de la placa.

A continuació, connecteu els sensors del sonar. Els sensors HC-SR04 tenen cadascun dels seus quatre pins etiquetats. Ells són:

VCC - 5V d'alimentació

Trig - disparador per enviar un pols ultrasònic

Pin de recepció de ressò que mesura la durada del pols

GND - passador de terra

Utilitzeu cables Dupont femella-home. Cadascun dels pins VCC hauria d’estar connectat al rail positiu de la placa, i cadascun dels pins GND hauria d’estar connectat al rail negatiu de la placa. He utilitzat cables Dupont femella-home addicionals com a extensors per a aquesta part, ja que he tingut un problema perquè alguns dels cables no siguin prou llargs.

A continuació, connecteu els passadors Trig i Echo a l'Arduino. Aquests es connectaran als pins digitals de l'Arduino com a tals:

Sensor central frontal:

Trig - pin 6

Eco - pin 7

Sensor lateral esquerre:

Trig - 4

Eco - 5

Sensor lateral dret:

Trig - 2

Eco - 3

Sensor frontal esquerre:

Trig - 10

Ressò - 11

Sensor frontal dret:

Trig - 9

Eco - 8

A continuació, connecteu el servo de direcció, el motor ESC i el potenciòmetre de control de velocitat.

Primer, comenceu amb el servo de direcció. El servo del meu cotxe tenia cables vermells, taronja i marró. Els colors poden variar una mica, però es connectaran de manera similar:

Fil marró (terra): connecteu-lo al carril negatiu de la placa

Cable vermell (alimentació de 5v): connecteu-lo a un carril de panells de 5v

Cable taronja (senyal): connecteu-vos al pin 13 del vostre Arduino

L'ESC (o controlador electrònic de velocitat) que controla el motor es connecta de manera similar. En aquest cas, els cables són blancs, vermells i negres.

Blanc (senyal): connecteu-vos al pin 12 del vostre Arduino

Vermell (5v): NO connecteu a res. A causa d'una pujada d'electricitat que flueix cap enrere quan el motor s'atura, el 5v no s'hauria de connectar. Podeu fregir un port USB o, possiblement, el vostre Arduino.

Negre (terra): connecteu-lo a un rail negre de taulers

Finalment, connecteu el potenciòmetre que heu posat anteriorment a la taula de treball. És probable que s’imprimeixin xifres petites en algun lloc. S'ha de connectar com:

1 (passador esquerre): connecteu-lo al carril negatiu de la placa

2 (pin central): connecteu-vos al pin A0 del vostre Arduino

3 (passador dret): connecteu-lo a un rail de panell positiu

El cablejat es veurà molt desordenat, de manera que si voleu fer una mica de gestió de cables, ara seria el moment de fer-ho.

Pas 5: Alimentació de l'Arduino

A continuació, voldreu configurar una solució d’alimentació per a l’Arduino. En aquest projecte s’utilitzen dues fonts d’energia separades: la bateria del cotxe i la bateria de l’Arduino. En aquest cas, he fet servir (6) bateries recarregables de 1,2 V cablejades en sèrie. Els bancs d’alimentació de telèfons mòbils també funcionaran, només cal que tingueu un cable que es connecti al port USB del vostre Arduino (com ara el mini-USB).

Tingueu en compte que les bateries de 9 V NO funcionaran amb aquest projecte. A causa de la forma en què es dissenyen les bateries de 9v, el voltatge és suficient per fer funcionar l'Arduino, però el corrent que surt de la bateria farà que es mori en poc temps. També he tingut problemes amb els reinicis aleatoris de la bateria de 9 V.

Si decidiu utilitzar la solució que he utilitzat, necessitareu:

(6) Bateries AA (les piles alcalines també funcionen bé)

Suports de bateries AA per a totes (6) bateries. Aquest funcionaria molt bé i ni tan sols requereix que utilitzeu un soldador. Per al subministrament que vaig fer, he encadenat (3) porta-bateries de dues bateries com es mostra a la imatge, he soldat els cables positiu / negatiu junts, he pres l’endoll d’alimentació de CC d’un adaptador de bateria de 9 v i el heu soldat fins al final positiu i negatiu. cables. Després vaig soldar un interruptor d’alimentació en sèrie amb la font d’alimentació per facilitar l’encesa i l’apagada de l’Arduino. Això és completament opcional.

Pas 6: pengeu el programa Arduino

A continuació, haureu de carregar el programa a l'Arduino. Baixeu-vos el programa aquí i pengeu-lo al vostre Arduino mitjançant l’IDE Arduino.

Per a aquells de vosaltres que puguin modificar el codi, he inclòs un pseudocodi que explica què fa cada part.

EDIT 25/9/18: he afegit un segon programa perquè el condueixi al mig de dues parets. No he tingut l'oportunitat de provar el codi perquè no tinc accés al cotxe, però no dubteu a experimentar-hi.

Pas 7: connecteu-ho tot i activeu-lo

Finalment, haureu de connectar-ho tot. En primer lloc, connecteu la bateria del cotxe al cotxe i engegueu l'ESC. L'ESC hauria de sonar, indicant que està preparat per ser "armat" per l'Arduino. A continuació, engegueu l'Arduino. L’ESC ha de sonar tres vegades i les rodes han de començar a girar. Si l’ESC emet un pit, però les rodes no comencen a girar, gireu el potenciòmetre cap a la dreta per augmentar la velocitat. Si el cotxe es mou massa ràpid, gireu el potenciòmetre cap a l’esquerra.

Si el potenciòmetre funciona al contrari del que hauria de fer, podeu donar la volta als cables positius i negatius per resoldre-ho.

El vídeo mostra el funcionament del cotxe, com canviar la velocitat i l’ordre d’encendre’l.