Ang Iyong Sariling Smart Car at Higit pa sa HyperDuino + R V3.5R Sa Funduino / Arduino: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ito ay isang direktang kopya mula sa hanay ng mga tagubiling DITO. Para sa karagdagang impormasyon magtungo sa HyperDuino.com.

Gamit ang HyperDuino + R v4.0R maaari mong simulan ang isang landas ng paggalugad sa maraming iba't ibang direksyon, mula sa pagkontrol ng mga motor hanggang sa paggalugad ng electronics, mula sa programa (coding) hanggang sa pag-unawa kung paano maaaring makipag-ugnay ang mga pisikal at digital na mundo. Sa lahat ng bago mong natutunan, ang iyong sariling mga posibilidad para sa pag-imbento, pagbabago at karagdagang mga tuklas ay pinalakas na sampung tiklop at higit pa.

Ang partikular na tutorial na ito ay tumatagal ng landas ng pag-on ng isang karton na kahon kasama ang ilang mga gulong at motor sa isang "matalinong kotse". Ito ay madalas na tinatawag na robotics, ngunit ito ay isang karapat-dapat na paksa ng pagsasaalang-alang sa kung ano lamang ang pagkakaiba ng isang automaton (automata), mga smart car at isang "robot" (tingnan din, pinagmulan ng salitang "robot"). Halimbawa, ito bang "tumbling robot" ay talagang isang "robot", o simpleng isang automaton?

Maaaring mukhang hindi mahalaga ang mga salita, gayunpaman para sa aming mga layunin, isinasaalang-alang namin ang mga pagkakaiba na ang isang automaton ay isang bagay na hindi binabago ang pag-uugali nito batay sa isang labas na input. Inuulit nito ang parehong kurso ng mga naka-program na pagkilos nang paulit-ulit. Ang isang robot ay isang bagay na nagsasagawa ng iba't ibang mga pagkilos bilang tugon sa iba't ibang mga input. Sa advanced form, ang mga antas ng maraming input ay maaaring magresulta sa iba't ibang mga pagkilos. Iyon ay, hindi lamang isang output bawat pag-input, ngunit iba't ibang mga aksyon batay sa isang naka-program na pagtatasa ng maraming mga input.

Ang "matalinong kotse" ay tuklasin ang saklaw na ito. Sa pinakasimpleng form, ang isang matalinong kotse ay paunang naka-program upang ilipat sa isang paunang natukoy na landas. Ang hamon sa kasong ito ay maaaring ilipat ang kotse sa pamamagitan ng isang paunang ginawa na "maze". Gayunpaman, sa puntong iyon, ang tagumpay ng misyon ay ganap na natutukoy ng paunang naka-program na hanay ng mga aksyon, halimbawa, pasulong 10, kanan, pasulong 5, kaliwa, atbp.

Sa susunod na antas, ang isang input tulad ng mula sa isang range sensor ay maaaring mag-prompt ng kotse na huminto bago ito makipag-ugnay sa balakid na iyon, at gumawa ng isang liko upang kumuha ng isang bagong direksyon. Ito ay magiging isang halimbawa ng isang input, isang aksyon. Iyon ay, ang parehong input (isang balakid) ay laging nagreresulta sa parehong output (isang paglayo mula sa balakid).

Sa isang mas advanced na antas, maaaring subaybayan ng programa ang maraming mga input, tulad ng antas ng baterya kasama ang pagsunod sa landas at / o pag-iwas sa balakid, at pagsamahin ang lahat ng ito sa isang pinakamainam na susunod na pagkilos.

Sa unang kaso, ang programa ay isang pagkakasunud-sunod lamang ng mga paggalaw. Sa ika-2 at ika-3 na halimbawa, ang programa ay may kasamang istrakturang "kung-pagkatapos" na pinapayagan itong gawin ang iba't ibang bahagi ng programa bilang tugon sa mga input mula sa mga sensor.

Hakbang 1: Mga Kagamitan

HyperDuino box o katulad

HyperDuino + R v3.5R + Funduino / Arduino

Transparent na adhesive backed film (OL175WJ) na may naka-print na pattern. (o gamitin ang gabay na ito para sa mga motor at caster lamang na maaaring mai-print sa papel)

4-AA Battery box plus 4 AA baterya

2 pagbawas na nakatuon sa motor

2 gulong

1 roller ball caster

4 # 4 x 40 1 ½”mga turnilyo ng makina na may washer at nut na # 4s

2 # 4 x 40 ⅜”machine screws na may # 4s washer & nut

1 philipps / flat screwdriver

1 HC SR-04 Ultrasonic range sensor

1 9g servo

1 4xAA na kahon ng baterya

4 na baterya ng AA

1 9v na baterya

1 IR remote control & IR receiver

1 module ng tatanggap na SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

1HC-SR04 ultrasonic sensor

2 3-wire na kumukonekta na mga kable.

2 Tugma sa Grove na 4-wire na magkakonekta na mga kable.

1 Grove konektor sa mga socket cable

1 blangko na puting label na malagkit

1 HyperDuino distornilyador (o katulad)

Hakbang 2: Pagbuo ng Smart Car

(Lahat ng Mga Larawan Naibigay Sa Itaas)

Ihanda ang Kahon

Bagaman ang HyperDuino Robotics kit ay maaaring may kasamang isang plastic base na tinatawag na isang "chassis" (binibigkas na "chass-ee"), sa palagay namin mas kasiya-siya na mas malapit sa konstruksyon ng "mula sa simula" ng iyong smart car hangga't maaari. Sa kadahilanang iyon, magsisimula kami sa pamamagitan ng muling paggamit ng kahon ng karton ng kit ng HyperDuino Robotics mismo.

Sa kahon na HyperDuino + R, mahahanap mo ang isang papel na puting papel na sinusuportahan ng malagkit, at isang piraso ng transparent na materyal na sinusuportahan ng malagkit na may mga balangkas na nagpapakita ng mga posisyon para sa HyperDuino, kahon ng baterya, at mga motor.

Mayroon ding mga bilog na nagpapahiwatig kung saan ilalagay ang mga bilog na na-back na ad ng velcro.

1. Alisin ang malagkit na pag-back sa puting label ng papel, at ilagay ito sa ibabaw ng label na HyperDuino sa tuktok ng kahon. Tandaan: ang pattern ng malagkit na ito ay ibinigay upang magbigay ng isang gabay sa layout para sa isang tukoy na kahon, ang kahon ng karton ng MakerBit. Kapag ginamit mo na ang kahon na iyon, o kung nais mong gumamit ng ibang kahon, maaari mong gamitin ang file na ito ng pattern ng pdf na nilalayong mai-print sa papel, at pagkatapos ay gupitin ang mga gabay sa motor (itaas at ibaba = kaliwa at kanan) at isa ng mga gabay sa caster wheel. Maaari mong i-tape ang papel sa lugar habang ginagawa mo ang mga butas, pagkatapos kapag ginawa ang mga ito alisin ang pattern ng papel.

2. Iladlad ang kahon ng HyperDuino + R upang maaari itong mahiga nang patag. Marahil ito ang pinakamahirap na bahagi ng proyekto. Kakailanganin mong pag-uri-uriin ng pindutin-at-iangat ang mga tab sa bawat panig ng kahon mula sa mga puwang sa ilalim ng kahon. Maaari mong malaman na ang paggamit ng HyperDuino screwdriver upang itulak mula sa loob ng flap sa isang panlabas na direksyon ay makakatulong na palayain ang mga flap.

3. Alisin ang kalahati ng malagkit na pag-back sa transparent na materyal sa kaliwang bahagi (kung ang logo ng HyperDuino ay "pataas"), at ilagay ito sa loob ng kahon ng HyperDuino na may mga kalahating balangkas ng mga puwang na tumutugma sa mga cut-out sa kahon Gawin ang pinakamahusay na makakaya mo upang maipila ang dalawang pahalang na linya gamit ang mga tiklop ng ilalim ng kahon ng HyperDuino + R.

4. Matapos ang pagposisyon sa kaliwang bahagi ng transparent na pelikula, alisin ang pag-back ng papel mula sa kanang kalahati at tapusin ang paglakip sa pattern.

5. Gamitin ang dulo ng phillips ng HyperDuino screwdriver na kasama sa iyong kit upang makagawa ng maliliit na butas para sa mga tornilyo ng makina na hahawak sa mga motor sa lugar. Mayroong dalawang butas para sa bawat motor, kasama ang isang butas para sa ehe ng motor.

6. Magpatuloy at gumawa ng dalawa pang butas para sa roller ball.

7. Para sa mga ehe ng motor, gamitin ang asul na plastic hole-making tool ng HyperDuino kit upang gawin ang unang maliit na butas na nakahanay sa mga ehe ng motor. Pagkatapos ay gumamit ng isang plastic ballpen o katulad upang palakihin ang butas sa may lapad na ¼ pulgada.

8. Maglagay ng washer sa bawat mahaba (1 ½”) na mga tornilyo ng makina, at itulak sa mga butas para sa mga motor mula sa labas ng kahon. (Gumagawa ito ng kaunting matatag na presyon, ngunit ang mga turnilyo ay dapat na magkasya sa butas nang maayos.)

9. Pagkasyahin ang motor, na mayroong 2 maliliit na butas na tumutugma sa mga tornilyo ng makina, papunta sa mga tornilyo at ligtas sa lugar na may mga mani. Ang HyperDuino screwdriver ay magiging kapaki-pakinabang sa paghihigpit ng mga turnilyo, ngunit huwag overtighten sa punto na ang karton ay durog.

10. Ulitin para sa iba pang motor.

11. Hanapin ang mga bilog na velcro. Ipares ang hook at loop (malabo) na mga bilog kasama ang backing na nakakabit pa. Pagkatapos alisin ang pag-back mula sa loop (malabo) na bilog at ilakip ang bawat bilog kung saan nakikita mo ang 3 mga balangkas bawat isa para sa HyperDuino board at ang kahon ng baterya. Pagkatapos mailagay, alisin ang pag-back mula sa hook circle.

12. Ngayon maingat na ilagay ang HyperDuino kasama ang pag-back ng foam, at ang kahon ng baterya (sarado at may switch side na "pataas") papunta sa mga bilog na velcro. Pindutin ang mga ito pababa nang may sapat na puwersa na dumikit sila sa malagkit na likuran ng mga bilog.

13. Maaari mo nang ikabit ang baterya at mga wire sa motor. Kung titingnan mo nang maigi, maaari mong makita ang mga label sa tabi ng bawat isa sa 8 mga terminal ng motor, na may label na A01, A02, B01 at B02. Ikabit ang itim na kawad ng itaas na motor ("B") sa B02, at ang pulang kawad sa B01. Para sa mas mababang motor ("A"), ikabit ang pulang kawad ng mas mababang motor ("A") sa A02, at ang itim na kawad sa A01. Upang makakonekta, dahan-dahang mong ipasok ang kawad sa butas hanggang sa maramdaman mong tumigil ito, at pagkatapos ay itaas ang orange na pingga at hawakan ito habang pinipilit mo ang kawad ng isa pang 2mm o higit pa sa butas. Pagkatapos bitawan ang pingga. Kung ang wire ay maayos na na-secure, hindi ito lalabas kapag binigyan mo ito ng banayad na paghila.

14. Para sa mga wire ng baterya, ilakip ang pulang kawad sa Vm ng konektor ng kuryente ng motor, at ang itim na kawad kay Gnd. Ang mga maliliit na motor ay maaaring pinapagana mula sa baterya ng Arduino 9v, ngunit ang isang karagdagang baterya tulad ng apat na baterya ng baterya ng AA, ay maaaring magamit upang mapatakbo ang mga motor, at konektado gamit ang 2 mga terminal sa kaliwang itaas ng HyperDuino + R board. Nasa sa iyo ang pagpipilian para sa iyong partikular na aplikasyon, at na-configure sa pamamagitan ng paglipat ng "jumper" sa isang posisyon o sa iba pa. Ang default na posisyon ay nasa kanan, upang mapagana ang mga motor mula sa bateryang 9v. Para sa mga aktibidad na ito, kung saan mo naidagdag ang apat na case ng AA-baterya, gugustuhin mong ilipat ang jumper sa "kaliwang" posisyon.

15. Panghuli tiklupin ang kahon nang magkasama tulad ng ipinakita sa isa sa huling natitirang mga larawan.

16. Ngayon ay isang magandang panahon upang ipasok ang dalawang ⅜”machine screws na may mga washer mula sa loob ng kahon sa pamamagitan ng mga butas, at ikabit ang pagpupulong ng roller ball sa mga washer.

17. Ngayon ilakip ang mga gulong sa pamamagitan lamang ng pagpindot sa kanila sa mga axle. Bigyang-pansin ang mga gulong sa mga axel ng motor, upang ang mga gulong ay maayos na patayo sa mga axle, at hindi na angulo ng higit pa sa maiiwasan mo. Ang maayos na pagkakahanay na mga gulong ay magbibigay sa kotse ng isang mas mahigpit na track kapag sumulong ito.

18. Ang huling bagay na dapat gawin sa ngayon ay upang gumawa ng isang butas para sa USB cable. Hindi ito gaanong madaling gawin sa isang magandang paraan, ngunit may kaunting pagpapasiya, magagawa mong matapos ang trabaho. Tingnan ang konektor ng USB sa board ng HyperDuino at ang nakabalangkas na kahon na may label na "USB cable". Sundin iyon nang biswal sa gilid ng kahon, at gamitin ang tip ng HyperDuino screwdriver phillips upang makagawa ng isang butas na halos 1 "sa itaas ng ilalim ng kahon, at bilang pinakamahusay na nakahanay sa gitna ng USB cable path hangga't maaari. Kung ito ay nasa gitna, gagawin itong medyo mahirap sa paglaon upang ikonekta ang USB cable sa pamamagitan ng butas. Pagkatapos simulan ang butas gamit ang distornilyador, palakihin ito nang higit pa gamit ang asul na tool sa paggawa ng butas, pagkatapos ay isang plastik na bariles ng bolpen, at sa wakas lumipat sa isang Sharpie o anumang iba pang pinakamalaking tool sa diameter na maaari mong makita. Kung mayroon kang isang Xacto kutsilyo, ito ang magiging pinakamahusay, ngunit maaaring hindi sila magamit sa mga setting ng silid-aralan.

19. Subukan ang laki ng butas gamit ang parisukat na konektor na dulo ng HyperDuino USB cable. Ang butas ay hindi magiging napakaganda, ngunit kakailanganin mong gawin itong sapat na malaki para maipasa ng square konektor. Tandaan: Matapos gawin ang butas, ang correctional fluid ('White-out ) ay isang paraan ng pagpipinta sa mas madidilim na karton na nakalantad sa paggawa ng butas.

20. Upang maisara ang takip ng kahon, kakailanganin mong gumawa ng 2 pagputol gamit ang gunting kung saan ang flap ay kung hindi ay tatakbo sa motor, at alinman sa tiklupin ang nagresultang flap pabalik ng kaunti, o ganap na putulin ito.

Hakbang 3: Pag-coding ng isang Simpleng Program na "Maze-Running"

Ang unang hamon sa programa ay ang lumikha ng isang programa na maaaring "magmaneho" ng kotse sa pamamagitan ng isang pattern.

Upang magawa ito, kakailanganin mong malaman kung paano gamitin ang iForge block na wika ng programa upang lumikha ng mga pagpapaandar na makokontrol ang mga motor nang magkakasabay upang sumulong at paatras, at gumawa din ng kaliwa at kanang pagliko. Ang distansya na inilipat ng kotse sa bawat bahagi ng paglalakbay nito ay natutukoy ng kung gaano katagal ang pagtakbo ng mga motor, at sa anong bilis, upang malaman mo kung paano mo rin kontrolin ang mga iyon.

Sa interes ng kahusayan sa tutorial na ito, idirekta ka namin ngayon sa dokumentong "Coding with the HyperDuino & iForge".

Ipapakita sa iyo kung paano i-install ang extension ng iForge para sa Chrome, lumikha ng isang account, at bumuo ng mga block program na kumokontrol sa mga pin sa HyperDuino.

Kapag natapos mo na iyon, bumalik ka rito, at magpatuloy sa tutorial na ito, at alamin kung paano kontrolin ang mga motor gamit ang HyperDuino.

Hakbang 4: Pangunahing Kontrol sa Motor

Sa tuktok ng board na "R" ng HyperDuino ay mga madaling kumonekta na mga terminal na nagbibigay-daan sa iyo upang magpasok ng isang hubad na kawad mula sa isang motor o baterya. Ito ay upang walang mga espesyal na konektor ang kinakailangan, at mas malamang na ma-hook up mo ang mga baterya at motor na "wala sa kahon".

Mahalagang Tandaan: Ang mga pangalang "A01" at "A02" para sa mga konektor ng motor ay HINDI nagpapahiwatig na ang mga analog na pin na A01 at A02 ang kumokontrol sa kanila. Ang "A" at "B" ay ginagamit lamang upang italaga ang mga motor na "A" at "B". Ginagamit ang Digital I / O pin 3 hanggang 9 upang makontrol ang anumang mga motor na nakakabit sa mga terminal ng board ng HyperDuino + R.

Ang baterya ay dapat mapili gamit ang isang kapasidad ng kuryente (milliamp-hour) at boltahe na naaangkop sa mga motor na iyong ginagamit. 4 o 6 na mga bateryang AA sa isang kahon tulad nito ay tipikal:

Halimbawa mula sa Amazon: 6 AA Battery Holder Na may 2.1mm x 5.5mm Connector 9V Output (Larawan 2)

Mahalagang maiugnay nang maayos ang polarity (positibo at negatibo) sa Vm (positibo) at Gnd ("ground" = negatibo). Kung ikinonekta mo ang positibong tingga ng isang mapagkukunan ng kuryente sa negatibong (Gnd) input ng panlabas na koneksyon ng kuryente, mayroong isang proteksiyon na diode na hinaharangan ang maikling circuit, at sa parehong oras, ang mga motor ay hindi magpapalakas.

Maaaring makontrol ng motor controller ang alinman:

Apat na solong direksyon na DC motors na konektado sa A01 / Gnd, A02 / Gnd, B01 / Gnd, B02 / Gnd

Tandaan: ang isang motor na "A" at isang motor na "B" lamang ang maaaring sumabay nang sabay. Hindi posible na ang lahat ng mga motor na iisang direksyon ay nakabukas nang sabay.

Pin 8: mataas, Pin 9: mababa = Motor A01 "on"

Pin 8: mababa, Pin 9: mataas = Motor A02 "on"

(Pins 8, 9: mababa = pareho ang B motor off)

Pin 12: mababa, Pin 13: mataas = Motor B01 "on"

Pin 12: mataas, Pin 13: mababa = Motor B02 "on"

(Pins 12, 13: mababa = pareho ang B motor off)

Dalawang bi-directional DC motors na konektado sa A01 / A02 at B01 / B02

Pin 8 = mataas, pin 9 = mababa = Motor Isang "pasulong *"

Pin 8 = mababa, pin 9 = mataas = Motor Isang "reverse *"

(Pin 8 = mababa, pin 9 = mababa = Motor Isang "off")

Pin 12 = mataas, pin 13 = mababa = Motor B "pasulong *"

Pin 12 = mababa, pin 13 = mataas = Motor B "reverse *"

(Pin 12 = mababa, pin 13 = mababa = Motor B "off")

(* napapailalim sa polarity ng mga kable ng motor at oryentasyon ng motor, gulong at robotic car.)

Ang isang stepper motor na konektado sa A01 / A02 / B01 / B02 at Gnd

Ang boltahe at kasalukuyang mga limitasyon ng HyperDuino motor controller ay 15v at 1.2 A (average) /3.2 A (rurok) batay sa Toshiba TB6612FNG motor controller IC.

Motor na "A": Kumonekta sa A01 & A02

(Tingnan ang huling dalawang larawan para sa pagpapakita)

Bilis ng Motor

Ang bilis ng mga motor A at B ay kinokontrol ng mga pin 10 at 11, ayon sa pagkakabanggit:

Bilis ng Motor A: Pin 10 = PWM 0-255 (o itakda ang pin 10 = Taas)

Bilis ng Motor B: Pin 11 = PWM 0-255 (o itakda ang pin 11 = Taas)

Sa operasyon ng solong direksyon (apat na motor), ang kontrol sa bilis ng pin 10 ay nagpapatakbo para sa parehong mga "A" na motor, at pin 11 para sa parehong mga "B" na motor. Hindi posible na kontrolin nang nakapag-iisa ang bilis ng lahat ng apat na mga motor.

Low-Power Motors (mas mababa sa 400ma)

Ang motor controller ay maaaring gumamit ng isang panlabas na mapagkukunan ng baterya ng hanggang sa 15v at 1.5 amps (2.5 amps pansamantala). Gayunpaman, kung gumagamit ka ng isang motor na maaaring tumakbo sa 5-9v, at gumagamit ng mas mababa sa 400ma, maaari mong gamitin ang itim na lumulukso sa tabi ng mga konektor ng kuryente ng motor, at ilipat ito sa posisyon na "Vin". Ang kahaliling posisyon, ang "+ VM" ay para sa panlabas na lakas.

Aktibidad sa Smart Car

Sa iyong smart car na binuo, maaari ka na ngayong magpatuloy sa Aktibidad ng Smart Car kung saan matututunan mo kung paano i-program ang iyong kotse.