Saját intelligens autó és a HyperDuino+R V3.5R mellett Funduino/Arduino: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ez egy közvetlen másolata az utasításoknak ITT. További információért látogasson el a HyperDuino.com oldalra.

A HyperDuino+R v4.0R segítségével sokféle irányba indulhat a felfedezés útján, a motorok vezérlésétől az elektronika felfedezéséig, a programozástól (kódolástól) a fizikai és digitális világ kölcsönhatásának megértéséig. Mindennel, amit megtanul, a találmányok, az innováció és a további felfedezések saját lehetőségei tízszeresére és még többre nőnek.

Ez a bemutató azt az utat járja be, hogy egy kartondobozt, valamint néhány kereket és motort „okos autóvá” változtat. Ezt gyakran robotikának hívják, de érdemes megfontolni, hogy mi különbözteti meg az automatákat (automatákat), az intelligens autókat és a „robotokat” (lásd még a „robot” szó eredetét). Például ez a „bukdácsoló robot” valóban „robot”, vagy egyszerűen egy automata?

Úgy tűnhet, hogy a szavak nem fontosak, azonban a mi céljaink szerint a különbségeket úgy tekintjük, hogy az automata olyan dolog, amely nem változtatja meg viselkedését külső beviteli adatok alapján. Újra és újra megismétli a programozott műveletek ugyanazt a menetét. A robot olyan dolog, amely különböző műveleteket hajt végre különböző bemenetekre reagálva. Haladó formában a több bemenet szintje különböző műveleteket eredményezhet. Vagyis nem csak egy kimenet bemenetenként, hanem különböző műveletek, amelyek több bemenet programozott elemzésén alapulnak.

Az „okos autó” felfedezi ezt a tartományt. A legegyszerűbb formában az intelligens autó előre programozott, hogy előre meghatározott úton haladjon. A kihívás ebben az esetben az lehet, hogy az autót egy előre elkészített „labirintuson” keresztül mozgatják. Azonban ekkor a küldetés sikerét teljes mértékben az előre beprogramozott műveletek határozzák meg, például előre 10, jobbra, 5 előre, balra stb.

A következő szinten egy olyan bemenet, mint például a távolságérzékelő, arra kérheti az autót, hogy álljon meg, mielőtt az akadályhoz érne, és forduljon, hogy új irányt vegyen. Ez egy példa egy bemenetre, egy műveletre. Vagyis ugyanaz a bemenet (akadály) mindig ugyanazt a kimenetet eredményezi (elfordulást az akadálytól).

Haladóbb szinten a program több bemenetet is figyelhet, például az akkumulátor töltöttségi szintjét, valamint az útkövetést és/vagy az akadályok elkerülését, és mindezt egyesítheti egy optimális következő lépésben.

Az első esetben a program csak mozdulatsor. A 2. és 3. példában a program tartalmaz egy „ha-akkor” struktúrát, amely lehetővé teszi, hogy a program különböző részeit elvégezze az érzékelők bemenetére reagálva.

1. lépés: Anyagok

HyperDuino doboz vagy hasonló

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Átlátszó ragasztós hátlapú fólia (OL175WJ) nyomtatott mintával. (vagy használja ezt az útmutatót csak a papírra nyomtatható motorokhoz és görgőkhöz)

4 db AA elemdoboz és 4 db AA elem

2 redukciós hajtóműves motor

2 kerék

1 görgős golyós görgő

4 #4 x 40 1 ½”-os gépcsavar #4s alátéttel és anyával

2 #4 x 40 ⅜”méretű gépcsavar #4 -es alátéttel és anyával

1 philipps/lapos csavarhúzó

1 HC SR-04 ultrahangos tartományérzékelő

1 9 g szervo

1 db 4xAA elemdoboz

4 db AA elem

1 9V -os akkumulátor

1 IR távirányító és IR vevő

1 SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE vevő modul

1HC-SR04 ultrahangos érzékelő

2 db 3 vezetékes csatlakozó kábel.

2 Grove-kompatibilis 4 vezetékes összekötő kábelek.

1 Grove csatlakozó aljzathoz kábel

1 üres fehér ragasztócímke

1 HyperDuino csavarhúzó (vagy hasonló)

2. lépés: Az intelligens autó építése

(Minden kép fent)

Készítse elő a dobozt

Bár a HyperDuino Robotics készlet tartalmazhatott egy „alváz” (kiejtve: „chass-ee”) nevű műanyag alapot, úgy gondoljuk, hogy sokkal kielégítőbb, ha a lehető legközelebb áll az okos autó „nulláról” felépítéséhez. Ezért először a HyperDuino Robotics készlet kartondobozának újbóli felhasználásával kezdjük.

A HyperDuino+R dobozban talál egy ragasztóval borított fehér papírdarabot, valamint egy ragasztóval borított, átlátszó anyagdarabot, amelynek körvonalai a HyperDuino, az akkumulátor doboz és a motorok helyzetét mutatják.

Vannak olyan körök is, amelyek jelzik, hogy hol kell elhelyezni a ragasztóval ellátott tépőzáras köröket.

1. Távolítsa el a ragasztó hátlapját a fehér papírcímkéről, és helyezze a doboz tetején található HyperDuino címke fölé. Megjegyzés: ez a ragasztási minta egy adott doboz, a MakerBit kartondoboz elrendezési útmutatóját tartalmazza. Ha már használta ezt a dobozt, vagy ha másik dobozt szeretne használni, használhatja ezt a papírra nyomtatásra szánt pdf mintafájlt, majd vágja ki a motorvezetőket (felül és lent = balra és jobbra) és egyet görgőkerék -vezetők közül. A lyukak készítése közben ragaszthatja a papírt a helyére, majd miután elkészült, távolítsa el a papírmintát.

2. Hajtsa ki a HyperDuino+R dobozt, hogy laposan feküdjön. Ez talán a legnehezebb része a projektnek. A doboz mindkét oldalán található füleket ki kell nyomni, és ki kell emelni a doboz alján található résekből. Előfordulhat, hogy a HyperDuino csavarhúzó segítségével a szárny belsejét kifelé tolja, ez segít a szárnyak kiszabadításában.

3. Távolítsa el a ragasztó hátoldalának felét az átlátszó anyaghoz a bal oldalon (ha a HyperDuino logó „felfelé” van), és helyezze a HyperDuino doboz belsejébe úgy, hogy a nyílások félkörvonalai illeszkedjenek a készülék kivágásaihoz. doboz. Tegye meg a lehető legjobbat, ha a két vízszintes vonalat a HyperDuino+R doboz aljának hajtogatásaihoz igazítja.

4. Az átlátszó fólia bal oldalának elhelyezése után távolítsa el a papír hátlapját a jobb feléről, és fejezze be a minta rögzítését.

5. Használja a készletben található HyperDuino csavarhúzó szárát, hogy kis lyukakat készítsen a gép csavarjaihoz, amelyek a motorokat a helyükön tartják. Minden motorhoz két lyuk tartozik, valamint egy lyuk a motor tengelyéhez.

6. Folytassa, és készítsen további két lyukat a görgős golyó számára.

7. A motorok tengelyeihez használja a HyperDuino készlet kék színű műanyag lyuk-készítő szerszámát, hogy elkészítse az első kis lyukat, amely illeszkedik a motorok tengelyéhez. Ezután műanyag golyóstollal vagy hasonlóval növelje a lyukat körülbelül ¼ hüvelyk átmérőre.

8. Tegyen egy alátétet a hosszú (1 ½”) gépcsavarokra, és nyomja át a dobozon kívülről a motorok lyukait. (Kicsit erős nyomást igényel, de a csavaroknak szorosan át kell illeszkedniük a lyukakon.)

9. Szerelje fel a csavarokra a motort, amely 2 kis lyukkal rendelkezik, amelyek illeszkednek a gép csavarjaihoz, és rögzítse az anyákkal. A HyperDuino csavarhúzó segíteni fog a csavarok meghúzásában, de ne húzza túl a karton összetörését.

10. Ismételje meg ezt a másik motornál is.

11. Keresse meg a tépőzáras köröket. Párosítsa össze a horog és hurok (fuzzy) köröket a még rögzített hátlappal. Ezután távolítsa el a hátlapot a hurok körből (fuzzy), és rögzítse a köröket, ahol a HyperDuino kártya és az elemdoboz három körvonala látható. Felhelyezés után távolítsa el a hátlapot a horog körből.

12. Most óvatosan helyezze a HyperDuino -t hab hátoldalával, és az elemtartót (zárt és a kapcsoló oldalával „felfelé”) a tépőzáras körökre. Nyomja le őket kellő erővel, hogy tapadjanak a körök tapadó hátához.

13. Most csatlakoztathatja az akkumulátor és a motor vezetékét. Ha nagyon alaposan megnézi, akkor a 8 motorkapocs mellett minden címke látható, A01, A02, B01 és B02. Csatlakoztassa a felső motor fekete vezetékét („B”) a B02 -hez, a piros vezetéket pedig a B01 -hez. Az alsó motorhoz („A”) csatlakoztassa az alsó motor piros vezetékét („A”) az A02 -hez, a fekete vezetéket pedig az A01 -hez. A csatlakozáshoz óvatosan helyezze be a vezetéket a lyukba, amíg úgy érzi, hogy megáll, majd emelje fel a narancssárga kart, és tartsa nyitva, miközben további 2 mm -rel tovább tolja a lyukat. Ezután engedje el a kart. Ha a huzal megfelelően rögzítve van, akkor nem fog kijönni, ha gyengéd húzást tesz rá.

14. Az akkumulátor vezetékeihez csatlakoztassa a piros vezetéket a motor tápcsatlakozójának Vm -hez, a fekete vezetéket pedig a Gnd -hez. A kis motorok az Arduino 9v elemről működtethetők, de egy további elem, mint például a négy AA elem, használható a motorok táplálásához, és a HyperDuino+R kártya bal felső sarkában található 2 csatlakozó segítségével csatlakoztatható. A választás az adott alkalmazástól függ, és úgy konfigurálható, hogy az „áthidalót” az egyik vagy másik pozícióba mozgatja. Az alapértelmezett pozíció a jobb oldalon található, a motorok 9V -os elemről történő táplálásához. Ezekhez a tevékenységekhez, ahol hozzáadta a négy AA elemes tokot, a jumpert „balra” kell helyezni.

15. Végül hajtsa össze a dobozt, amint az az utolsó képek egyikén látható.

16. Itt az ideje, hogy a doboz belsejéből a lyukakon keresztül behelyezze a két ⅜”-os gépcsavart alátétekkel, és alátétekkel rögzítse a görgős golyós szerelvényt.

17. Most rögzítse a kerekeket úgy, hogy csak a tengelyekre nyomja őket. Ügyeljen a motor tengelyein lévő kerekekre, hogy a kerekek szépen merőlegesek legyenek a tengelyekre, és ne legyenek szögben, mint amennyit el tudnak kerülni. A jól beállított kerekek egyenesebb nyomot adnak az autónak, ha előre halad.

18. Az utolsó dolog, amit most meg kell tennünk, lyukat kell készíteni az USB -kábel számára. Ezt nem könnyű megcsinálni szép módon, de egy kis elszántsággal képes lesz elvégezni a munkát. Nézze meg a HyperDuino kártya USB -csatlakozóját és az „USB -kábel” feliratú dobozt. Kövesse ezt vizuálisan a doboz oldalához, és a HyperDuino csavarhúzó hegyével készítsen egy lyukat, amely körülbelül 1 hüvelyknyire van a doboz alja felett, és a lehető legjobban illeszkedik az USB -kábel útvonalának közepéhez. Ha ez a központon kívül van, később kissé megnehezíti az USB-kábel csatlakoztatását a lyukon. Miután elindította a lyukat a csavarhúzóval, növelje tovább a kék lyukkészítő eszközzel, majd egy műanyag tollhordóval, és végül lépjen fel egy Sharpie -hoz vagy bármilyen más legnagyobb átmérőjű szerszámhoz, amelyet talál. Ha rendelkezik Xacto késsel, akkor ez lesz a legjobb, de előfordulhat, hogy nem érhető el az osztálytermi beállításokban.

19. Ellenőrizze a lyuk méretét a HyperDuino USB kábel szögletes csatlakozóvégével. A lyuk nem lesz túl szép, de elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy a négyzet alakú csatlakozó át tudjon menni rajta. Megjegyzés: A lyuk elkészítése után a javítófolyadék („fehér”) az egyik módja annak, hogy a lyukak készítésével kitett sötétebb kartonra fessen.

20. Ahhoz, hogy a doboz fedele záródjon, 2 vágást kell végeznie ollóval, ahol a csappantyú egyébként belefutna a motorba, és vagy hajtsa egy kicsit hátra a csappantyút, vagy vágja le teljesen.

3. lépés: Egyszerű "labirintus-futó" program kódolása

Az első programozási kihívás egy olyan program létrehozása lesz, amely egy mintán keresztül képes „vezetni” az autót.

Ehhez meg kell tanulnia, hogyan kell használni az iForge blokk programozási nyelvét olyan funkciók létrehozásához, amelyek egyidejűleg irányítják a motorokat előre és hátra, valamint balra és jobbra fordulnak. Az autó által megtett távolságot az út minden szakaszában az határozza meg, hogy mennyi ideig és milyen sebességgel járnak a motorok, így megtanulhatja ezek irányítását is.

A bemutató hatékonysága érdekében most a „Kódolás a HyperDuino & iForge -val” dokumentumhoz irányítjuk.

Ez megmutatja, hogyan kell telepíteni az iForge bővítményt a Chrome -hoz, létrehozni egy fiókot, és blokkprogramokat készíteni, amelyek a HyperDuino csapjait vezérlik.

Ha befejezte ezt, térjen vissza ide, és folytassa ezzel az oktatóanyaggal, és tanulja meg a HyperDuino segítségével a motorok vezérlését.

4. lépés: Alapvető motorvezérlés

A HyperDuino „R” kártya tetején könnyen csatlakoztatható terminálok találhatók, amelyek lehetővé teszik a csupasz vezeték behelyezését a motorból vagy az akkumulátorból. Ennek az az oka, hogy nincs szükség speciális csatlakozókra, és nagyobb valószínűséggel csatlakoztathatja az akkumulátorokat és a motorokat „a dobozból”.

Fontos megjegyzés: A motorcsatlakozók „A01” és „A02” elnevezése NEM jelenti azt, hogy az A01 és A02 analóg csapok vezérlik őket. Az „A” és a „B” csak az „A” és „B” motorok jelölésére szolgál. A 3-9 -es digitális I/O csapok a HyperDuino+R kártya termináljaihoz csatlakoztatott motorok vezérlésére szolgálnak.

Az akkumulátort a használt motoroknak megfelelő teljesítményű (milliamp-óra) és feszültségű akkumulátorokkal kell megválasztani. Jellemző 4 vagy 6 AA elem egy ilyen dobozban:

Példa az Amazon -tól: 6 db AA elemtartó 2,1 mm x 5,5 mm -es csatlakozóval, 9 V -os kimenettel (2. kép)

Fontos, hogy a polaritást (pozitív és negatív) megfelelően kösse össze a Vm (pozitív) és a Gnd („föld”) = negatív). Ha az áramforrás pozitív vezetékét a külső tápcsatlakozó negatív (Gnd) bemenetére csatlakoztatja, akkor van egy védő dióda, amely blokkolja a rövidzárlatot, és ezzel egyidejűleg a motorok nem feszülnek.

A motorvezérlő az alábbiakat vezérelheti:

Négy egyirányú egyenáramú motor A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Megjegyzés: egyszerre csak egy „A” és egy „B” motor működhet. Nem lehetséges, hogy mind a négy egyirányú motor egyszerre legyen bekapcsolva.

8. tüske: magas, 9. csap: alacsony = A01 motor „be”

8. tüske: alacsony, 9. csap: magas = A02 motor „be”

(8., 9. csap: alacsony = mindkét B motor kikapcsolva)

12 -es csap: alacsony, 13 -as: magas = B01 -es motor „be”

12. láb: magas, 13. tű: alacsony = B02 motor „be”

(12, 13 csap: alacsony = mindkét B motor kikapcsolva)

Két kétirányú egyenáramú motor az A01/A02 és a B01/B02-hez csatlakoztatva

8. tüske = magas, 9. csap = alacsony = A motor „előre*”

8 -as csap = alacsony, 9 -es csap = magas = A motor "hátramenet"*

(8. tüske = alacsony, 9. csap = alacsony = A motor „ki”)

12 -es csap = magas, 13 -as csap = alacsony = B -motor „előre*”

12 -es csap = alacsony, 13 -as csap = magas = B -motor „hátramenet*”

(12 -es csap = alacsony, 13 -as csap = alacsony = B -motor „ki”)

(*a motor huzalozásának polaritásától és a motor, kerék és robotkocsi tájolásától függően.)

Egy léptetőmotor az A01/A02/B01/B02 és a Gnd

A HyperDuino motorvezérlő feszültség- és áramkorlátai 15 V és 1,2 A (átlagos)/3,2 A (csúcs) a Toshiba TB6612FNG motorvezérlő IC alapján.

„A” motor: Csatlakozzon az A01 és A02 -hez

(Nézze meg az utolsó két képet a bemutatóhoz)

Motor sebesség

Az A és B motorok fordulatszámát a 10, illetve 11 csap segítségével lehet szabályozni:

Az A motor fordulatszáma: 10-es csap = PWM 0-255 (vagy a 10-es beállított csap = HIGH)

A B motor fordulatszáma: 11-es csap = PWM 0-255 (vagy a 11-es beállított csap = HIGH)

Egyirányú üzemben (négy motor) a 10-es csap fordulatszám-szabályozója mindkét „A” motornál, a 11-es csap mindkét „B” motornál működik. Nem lehetséges mind a négy motor fordulatszámának önálló szabályozása.

Kis teljesítményű motorok (kevesebb, mint 400 mA)

A motorvezérlő akár 15 V és 1,5 A (pillanatnyilag 2,5 A) külső akkumulátorforrást is használhat. Ha azonban olyan motort használ, amely 5–9 V-os feszültséggel működik, és kevesebb, mint 400 mA, akkor használhatja a fekete áthidalót a motor tápcsatlakozói mellett, és áthelyezheti a „Vin” állásba. A „+VM” alternatív pozíció külső áramellátásra szolgál.

Intelligens autótevékenység

Összeszerelt intelligens autójával folytathatja az Okos autó tevékenységet, ahol megtanulhatja autója programozását.