جدول المحتويات:
2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56
مع ظهور السيارات ذاتية القيادة اليوم ، قررت أن أقبل التحدي المتمثل في صنع واحدة من أجلي. كان هذا المشروع أيضًا بمثابة مشروع رئيسي في فصول التصميم الهندسي والتطوير والروبوتات وحصلت على جائزة لأفضل مركبة ذاتية القيادة في مسابقة STEM بالمدرسة الثانوية.
بدلاً من البدء من نقطة الصفر ، اخترت استخدام سيارة RC كانت لدينا بالفعل وقمت بإقرانها بلوحة RedBoard Arduino Uno. اخترت Arduino نظرًا لسهولة استخدامه وبرمجته النسبية.
لأولئك الذين يتساءلون ، تحتوي هذه السيارة على Redcat Racing 03061 Splash-Resistant ESC مع محرك ناعم. تمت برمجة ESC بالفعل باستخدام وحدة التحكم المرفقة مع السيارة. لم أختبر هذا باستخدام محرك بدون فرش نظرًا لعدم وجود محرك في متناول اليد ، ولكن نرحب بأي شخص لتجربة هذا المشروع باستخدام محرك بدون فرش.
باختصار ، تجمع هذه السيارة البيانات من (5) مستشعرات فوق صوتية HC-SR04. تعود هذه البيانات إلى Arduino ، حيث تتخذ قرارات بشأن كيفية التحرك. ثم يتحكم Arduino في أجهزة التوجيه والمحرك وفقًا لذلك. يستخدم البرنامج مكتبة أجهزة Arduino القياسية للقيام بذلك ، ولا توجد مكتبات إضافية ضرورية.
السيارة قادرة على التحكم في السرعة المتغيرة عبر مقياس الجهد والنسخ الاحتياطي من الحائط عندما تصطدم بأحدها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للسيارة أن تصحح نفسها إذا انجرفت بالقرب من الحائط عن طريق إرخاء نفسها.
الخطوة 1: قائمة الأجزاء
إخلاء المسؤولية: أنا لا أقوم بتضمين الأجزاء اللازمة للسيارة نفسها ، فقط الأجزاء الإضافية خارج السيارة. سيكون كل من ESC والمحرك والهيكل والبطارية وما إلى ذلك ضروريًا لهذا الغرض.
سوف تحتاج:
(1) Arduino Uno - ستعمل المقلدة بشكل جيد
(1) اللوح - لهذا المشروع ، أخذت +/- سكة من لوح واحد واستخدمت لوح تجارب أصغر. أي حجم سيفي بالغرض.
(5) HC-SR04 مجسات فوق صوتية
(1) مقياس الجهد - يستخدم للتحكم في سرعة السيارة
(20) أسلاك Dupont للإناث والذكور - أوصي بشدة باستخدام المزيد لاستخدامه كموسعات للأسلاك الأخرى إذا لزم الأمر
لحام الحديد مع جندى
مصدر طاقة Arduino - في هذه الحالة ، استخدمت (6) بطاريات 1.2 فولت AA سلكية في سلسلة. ستعمل بنوك الطاقة الخارجية للهاتف والكمبيوتر اللوحي مثل هذا أيضًا بشكل جيد عند توصيلها بمنفذ USB.
شريط لاصق و / أو غراء ساخن و / أو أي عناصر أخرى تستخدم لربط العناصر معًا
(1) تبديل التبديل (اختياري - أستخدمه لتشغيل Arduino وإيقاف تشغيله)
الخطوة 2: ضع المستشعرات في موضعها
أولاً ، ستحتاج إلى وضع المستشعرات وربطها بشكل صحيح. لدي (1) مستشعر متجه للأمام ، (2) مستشعرات بزاوية 45 درجة ، و (2) مستشعرات على جانبي السيارة. لقد قمت بطباعة أقواس تثبيت ثلاثية الأبعاد للجوانب والأمام ، واستخدمت الغراء الساخن لربط المستشعرات الأمامية الزاوية لأن الغراء الساخن غير موصل. يمكن تنزيل حوامل التثبيت للجانبين والأمام وطباعتها ثلاثية الأبعاد.
الخطوة 3: أضف اللوح ومقياس الجهد
بعد ذلك ، سترغب في إضافة مقياس الجهد للتحكم في السرعة واللوح قبل البدء في توصيل الأسلاك. هذا هو المكان الذي استخدمت فيه لوح تجارب صغير و +/- من لوح توصيل آخر بسبب المساحة الموجودة على جسم السيارة ، لكن اللوح القياسي سيكون جيدًا أيضًا.
الخطوة 4: توصيل كل شيء
ربما تكون هذه الخطوة الأكبر ، وقد يتسبب سلك خاطئ في عدم عمل السيارة بشكل صحيح. راجع مخطط Fritzing أعلاه للحصول على إرشادات إضافية.
ابدأ بتوصيل دبوس 5 فولت من Arduino بالسكة الموجبة على لوح التجارب ودبوس GND الخاص بـ Arduino بالسكة السلبية للوحة التجارب.
بعد ذلك ، قم بتوصيل أجهزة استشعار السونار. تحتوي مستشعرات HC-SR04 على علامات على كل من المسامير الأربعة. هم انهم:
VCC - قوة 5 فولت
Trig - الزناد لإرسال نبضة فوق صوتية للخارج
صدى - دبوس استقبال يقيس مدة النبض
GND - دبوس الأرض
استخدم أسلاك دوبونت للإناث والذكور لهذا الغرض. يجب توصيل كل من مسامير VCC بسكة اللوح الموجب ، ويجب توصيل كل من مسامير GND بسكة اللوح السالب. لقد استخدمت أسلاكًا إضافية من الإناث والذكور كممددات لهذا الجزء نظرًا لأنني واجهت مشكلة مع بعض الأسلاك التي لم تكن طويلة بما يكفي.
بعد ذلك ، قم بتوصيل دبابيس Trig و Echo في Arduino. سيتم توصيلها بالدبابيس الرقمية في Arduino على النحو التالي:
مستشعر المركز الأمامي:
Trig - دبوس 6
صدى دبوس 7
مستشعر الجانب الأيسر:
المثلث - 4
صدى - 5
مستشعر الجانب الأيمن:
المثلث - 2
صدى - 3
المستشعر الأمامي الأيسر:
مثلث - 10
صدى - 11
المستشعر الأمامي الأيمن:
مثلث - 9
صدى - 8
بعد ذلك ، قم بتوصيل جهاز التوجيه ، والمحرك ESC ، ومقياس جهد التحكم في السرعة.
أولاً ، ابدأ بمؤازرة التوجيه. كانت المؤازرة في سيارتي بها أسلاك حمراء وبرتقالية وبنية. قد تختلف الألوان قليلاً ، لكنها ستكون سلكية بشكل مشابه:
سلك بني (أرضي) - يتصل بسكة اللوح السالب
سلك أحمر (طاقة 5 فولت) - قم بتوصيله بقضيب توصيل 5 فولت
سلك برتقالي (إشارة) - قم بالاتصال برقم 13 على Arduino
ESC - أو وحدة التحكم في السرعة الإلكترونية - التي تتحكم في المحرك تكون سلكية بشكل مشابه جدًا. في هذه الحالة ، تكون الأسلاك بيضاء وحمراء وسوداء.
أبيض (إشارة) - قم بالاتصال برقم 12 على Arduino
أحمر (5 فولت) - لا تتصل بأي شيء. بسبب اندفاع التيار الكهربائي الذي يتدفق للخلف عند توقف المحرك ، يجب عدم توصيل 5 فولت. يمكنك قلي منفذ USB أو ربما Arduino الخاص بك.
أسود (أرضي) - قم بتوصيله بسكة اللوح السالب
أخيرًا ، قم بتوصيل مقياس الجهد الذي وضعته على لوح التجارب مسبقًا. من المحتمل أن تتم طباعة أرقام صغيرة عليها في مكان ما. يجب أن يكون سلكيًا على النحو التالي:
1 (الدبوس الأيسر) - قم بتوصيله بسكة اللوح السالب
2 (الدبوس الأوسط) - قم بالاتصال بالدبوس A0 على Arduino
3 (الدبوس الأيمن) - قم بتوصيله بسكة اللوح الموجب
ستبدو الأسلاك فوضوية للغاية ، لذلك إذا كنت تريد القيام ببعض إدارة الأسلاك ، فقد حان الوقت للقيام بذلك.
الخطوة 5: تشغيل Arduino
بعد ذلك ، ستحتاج إلى إعداد حل طاقة لاردوينو. يتم استخدام مصدرين منفصلين للطاقة في هذا المشروع: بطارية السيارة وبطارية Arduino. في هذه الحالة ، استخدمت بطاريات AA قابلة لإعادة الشحن (6) 1.2 فولت سلكية في سلسلة. ستعمل بنوك الطاقة المحمولة أيضًا ، فقط تأكد من وجود كابل يتم توصيله بمنفذ USB الخاص بـ Arduino (مثل mini-USB).
يرجى ملاحظة أن بطاريات 9 فولت لن تعمل مع هذا المشروع. نظرًا للطريقة التي تم بها تصميم بطاريات 9 فولت ، فإن الجهد الكهربي كافٍ لتشغيل Arduino ، لكن التيار الخارج من البطارية سيؤدي إلى موتها في لمح البصر. لقد واجهت أيضًا مشكلات في عمليات إعادة التشغيل العشوائية على بطارية 9 فولت.
إذا اخترت استخدام الحل الذي استخدمته ، فستحتاج إلى:
(6) بطاريات AA (البطاريات القلوية تعمل بشكل جيد أيضًا)
حوامل بطاريات AA لجميع البطاريات (6). سيعمل هذا بشكل رائع ولا يتطلب منك حتى استخدام مكواة لحام. بالنسبة للإمداد الذي قدمته ، قمت بتوصيل حاملي البطاريات (3) بسلسلة أقحوان معًا كما هو موضح في الصورة ، وقمت بلحام الأسلاك الموجبة / السالبة معًا ، وأخذت قابس طاقة التيار المستمر من محول بطارية 9 فولت ، وقمت بلحامها حتى النهاية الإيجابية والسلبية الأسلاك. ثم قمت بعد ذلك بلحام مفتاح طاقة متسلسل مع مزود الطاقة لسهولة تشغيل Arduino وإيقاف تشغيله. هذا اختياري تمامًا.
الخطوة 6: قم بتحميل برنامج Arduino
بعد ذلك ، ستحتاج إلى تحميل البرنامج على Arduino. قم بتنزيل البرنامج هنا ، وقم بتحميله على Arduino الخاص بك من خلال Arduino IDE.
بالنسبة لأولئك منكم الذين قد ينظرون في تعديل الكود ، فقد قمت بتضمين بعض الشفرة الزائفة لشرح ما يفعله كل جزء.
تحرير 9/25/18 - أضفت برنامجًا ثانيًا لجعله يقود في منتصف جدارين. لم تتح لي الفرصة لتجربة الكود بسبب عدم تمكني من الوصول إلى السيارة ، لكن لا تتردد في تجربته.
الخطوة 7: قم بتوصيل كل شيء وتشغيله
أخيرًا ، ستحتاج إلى توصيل كل شيء. أولاً ، قم بتوصيل بطارية السيارة بالسيارة وقم بتشغيل ESC. يجب أن يصدر ESC صوت تنبيه يشير إلى أنه جاهز "للتسليح" بواسطة Arduino. بعد ذلك ، قم بتشغيل Arduino. يجب أن يصدر نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) صفيرًا ثلاث مرات ، ويجب أن تبدأ العجلات في الدوران. إذا أصدر نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC) صفيرًا ، ولكن لم تبدأ العجلات في الدوران ، فقم بتدوير مقياس الجهد إلى اليمين لزيادة السرعة. إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة كبيرة ، فقم بتدوير مقياس الجهد إلى اليسار.
إذا كان مقياس الجهد يعمل عكس ما ينبغي ، فيمكنك قلب الأسلاك الموجبة والسالبة لحل ذلك.
يوضح الفيديو السيارة وهي تعمل ، وكيفية تغيير السرعة ، وترتيب تشغيلها.