TfCD - Taula de pa autònoma: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquest instructiu, demostrarem una de les tecnologies que s’utilitzen sovint en vehicles autònoms: la detecció d’obstacles per ultrasons.

Dins dels cotxes amb conducció automàtica, aquesta tecnologia s’utilitza per reconèixer obstacles a poca distància (<4 m), per exemple durant l’estacionament i el canvi de carril.

Per a aquesta exploració, pretenem construir una taula de treball que (1) condueixi, (2) reconegui els obstacles i (3) prengui decisions sobre la seva ruta en conseqüència.

Concretament, construirem una placa de dues rodes, amb un sensor d’ultrasons al davant, que condueix cap endavant quan no es detecta cap obstacle, gira quan gairebé colpeja un objecte i inverteix quan una col·lisió sembla inevitable

Pas 1: Obtenció dels components

Per a aquesta instrucció s’han utilitzat els components següents:

• (A) Tauler de pa de 830 pins (1 peça) Pot ser suficient un de més petit, però assegureu-vos d’obtenir-ne un de bona qualitat perquè els pins del sensor d’ultrasons són una mica fràgils.
• (B) Arduino UNO (1pc) Funciona molt bé amb el motor Shield, no necessita ser una versió original.

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

El blindatge del motor simplifica el procés de connexió de motors a un Arduino. En comparació amb jugar amb resistències i transistors, és molt més segur per a la placa Arduino, sobretot si sou principiant. L’Adafruit Motor Shield ve amb pins independents que cal soldar al xip.

(D) Sensor d'ultrasons HC-SR04 (1 peça)

Es tracta d’un sensor de quatre pins. Funciona enviant un curt pols d'ultrasons a través de la unitat "altaveu" esquerre i escoltant (mentre es mesura el temps) quan torna a través de la unitat "receptora" dreta.

• (E) Motor Mini DC DAGU DG01D amb caixa de canvis 48: 1 (2 unitats) Quan s’utilitza un motor Shield, qualsevol motor de 5 V CC funcionarà, però, la caixa de canvis d’aquesta versió és beneficiosa, ja que fa que les rodes girin agradables i lentes.
• (F) Rodes de plàstic (2 unitats) Idealment, intenteu comprar rodes que siguin directament compatibles amb el motor que trieu.

També es necessita: un ordinador amb el programari Arduino més recent, un soldador, llauna de soldar, un petit banc d’energia, alguns cables.

Pas 2: Configuració del circuit

Connexió del sensor d'ultrasons

El sensor ultrasònic consta de quatre pins, anomenats: Vcc, Trig, Echo i Gnd (Ground).

Trig i Echo estan connectats al motor Shield respectivament en el pin digital número 10 i 9. (Altres pins digitals també són adequats, sempre que s'apliqui la codificació adequada).

Vcc i Gnd estan connectats a 5V i Gnd a l’escut.

Connexió dels motors de corrent continu

Els motors de corrent continu tenen un cable negre i un vermell cadascun. Aquests cables s’han de connectar als ports del motor, en aquest exemple M1 i M2.

Pas 3: escriure el codi

S'està carregant la biblioteca

En primer lloc, cal descarregar la biblioteca adequada per utilitzar l’Adafruit Motor Shield v2.3.

En aquest fitxer ZIP, hi ha una carpeta que es pot col·locar a la carpeta d’instal·lació d’Arduino, en el nostre cas:

C: / Fitxers de programa (x86) Arduino / Biblioteques

I assegureu-vos de posar-li el nom Adafruit_MotorShield (reinicieu el programari Arduino després).

Baixant l'exemple de codi

El nostre exemple de codi "Selfdriving_Breadboard.ino" està disponible per descarregar.

Hi ha diverses variables a ajustar, el més important són les distàncies (en centímetres) quan passa alguna cosa. Al codi actual, la taula de programació estava programada per invertir quan un objecte està a prop de 10 centímetres, per girar quan la distància està entre 10 i 20 centímetres i per conduir recte quan no es detecta cap objecte en 20 centímetres.

Pas 4: Soldar els passadors

El procés de soldadura consta de quatre passos.

• (A) Alineació dels passadors Assegureu-vos de col·locar tots els passadors que vénen amb el blindatge del motor. Això es pot fer fàcilment col·locant l'escut a la part superior de la placa Arduino.
• (B) Soldar els pins No feu pressa aquest pas, és molt important que els pins no es connectin entre ells després de soldar. Soldeu primer els passadors exteriors per assegurar-vos que els passadors no estan esbiaixats.
• (C) Posicionament dels cables Quan s’utilitza l’escut del motor, els cables també s’han de soldar als seus pins adequats. Funciona millor per enganxar els cables a la protecció del motor des de la part superior i soldar-los a la part inferior de la protecció del motor. Com a resum: per a aquest tutorial soldem cables als pins digitals 9 i 10 i als pins de 5V i Gnd.
• (D) Soldar els cables Ara és hora de soldar els cables, un per un. Assegureu-vos que estiguin ben posicionats; potser demaneu a un amic que els mantingui mentre el soldeu.

Pas 5: Muntatge de la placa de pa autònoma

Després de soldar els components i provar el circuit, és el moment del muntatge final.

En aquest tutorial, la taula de treball no només s'utilitza per la seva funcionalitat principal, sinó també com a eix vertebrador de tot el dispositiu. Les instruccions finals de muntatge consten de quatre passos.

• (A) Connexió dels cables Assegureu-vos que els cables estiguin al lloc correcte (consulteu el pas 3 per trobar la manera correcta de connectar-ho tot), no oblideu els dos motors de corrent continu. Recordeu on voleu connectar els components.
• (B) Connexió del sensor Connecteu el sensor a la placa de control i assegureu-vos que estigui connectat correctament.
• (C) Col·locació de l’escut Col·loqueu l’escut del motor a la placa Arduino UNO. Ara seria un bon moment per provar el sistema abans del muntatge final.
• (D) Fixació dels components En aquest pas, agafeu una cinta de doble cara i fixeu els motors de corrent continu, l’Arduino i el powerbank. En aquest cas, l’Arduino es col·loca cap per avall per sota de la taula de treball.

Pas 6: ho heu fet

A hores d’ara, probablement estareu tan emocionats com nosaltres de provar la vostra creació.

Diverteix-te, prova de modificar alguns paràmetres perquè funcioni millor per a tu.

Gràcies per seguir les nostres instruccions i feu-nos-ho saber per si teniu cap pregunta

-

Validació de la tecnologia

El sensor d'ultrasons que s'utilitza en aquest cas se suposava que tenia un abast de 4 metres. Tot i això, el sensor perd precisió amb una distància superior a 1,5 metres.

A més, sembla que el sensor experimenta una mica de soroll. Mitjançant l’ús del monitor sèrie per validar la precisió de la distància, es veien pics d’uns 3.000 (mm) mentre l’objecte del davant estava a només centímetres de distància. Això es deu probablement al fet que l’entrada del sensor està retardant la seva informació, de manera que la sortida es distorsiona de tant en tant.