Rover-One: Tạo bộ não cho xe tải / xe hơi RC: 11 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Có thể hướng dẫn này nằm trên một PCB do tôi thiết kế có tên là Rover-One. Rover-One là một giải pháp mà tôi thiết kế để lấy một chiếc xe hơi / xe tải RC đồ chơi và cung cấp cho nó một bộ não bao gồm các bộ phận để cảm nhận môi trường của nó. Rover-One là PCB 100mm x 100mm được thiết kế tại EasyEDA và được gửi đi để in PCB chuyên nghiệp tại JLCPCB.

Rover-One:

Hướng dẫn này sẽ minh họa các phần đã chọn và các tệp nguồn để bạn tạo của riêng mình.

Gốc:

Tôi luôn bị cuốn hút bởi NASA và những chuyến thám hiểm sao Hỏa. Khi còn là một đứa trẻ, tôi mơ ước được chế tạo chiếc rover của riêng mình, nhưng kỹ năng của tôi chỉ giới hạn ở việc chỉ lấy động cơ ra khỏi những chiếc xe RC bị hỏng. Bây giờ, khi đã trưởng thành với những đứa trẻ của riêng mình, tôi thích làm việc với chúng để dạy chúng về lập trình và điện tử. Tôi đã cùng các con chế tạo một vài chiếc battlebots liên quan đến việc thay thế thân xe RC bằng một chiếc mà chúng tôi đã chế tạo từ ván xốp DollarTree và những chiếc gậy hình que nhọn làm vũ khí. Để đưa nó lên cấp độ tiếp theo cho việc lập trình, mục tiêu là tạo ra một chiếc xe RC và, với những sửa đổi tối thiểu, cung cấp cho nó một bộ não. Sau nhiều giờ mày mò trên breadboards và vũng hàn trên proto-board, bảng Rover-One đã ra đời. Sự pha trộn giữa tấm xốp DollarTree và thiết bị điện tử đã trở thành phương pháp của tôi cho tất cả các loại sáng tạo, vì vậy tôi đã đặt ra cái tên FoamTronix.

Mục tiêu của bảng Rover-One:

Mục tiêu chính của bảng này là tìm hiểu về các thành phần cảm biến và lập trình liên quan để giao tiếp giữa các thành phần và Arduino nano để điều khiển xe RC. Bo mạch này lấy từ các quy trình tôi đã học qua nhiều năm trên các cảm biến, thanh ghi dịch chuyển và các vi mạch khác để điều khiển động cơ.

Sơ đồ:

easyeda.com/weshays/rover-one

Quân nhu

• Tụ điện 2x 1uF
• 1x 470uF tụ điện
• Điện trở 16x 220 Ohm
• Điện trở 1x 100K Ohm
• Điện trở 2x 4,7K Ohm
• 2x DS182B20 (cảm biến nhiệt độ)
• 1x LDR (điện trở phụ thuộc ánh sáng)
• 2x 74HC595 (IC thanh ghi dịch chuyển)
• 1x L9110H (IC điều khiển động cơ)
• 4x HC-SR04 (Cảm biến khoảng cách siêu âm)
• Đầu nối trục vít 19x 2,54 2P
• Thiết bị đầu cuối vít 4x 2,54 3P
• 1x Arduino Nano
• 1x 9 gam servo (Dùng để quay đầu ô tô / xe tải)
• 1x động cơ DC (trên ô tô / xe tải RC)
• 1x bảng Adafruit GPS Breakout V3

Nguồn cung cấp tùy chọn:

• Chân tiêu đề nam
• Ghim tiêu đề nữ

Bước 1: Arduino Nano

Arduino Nano là bộ não của bảng. Nó sẽ được sử dụng để quản lý đầu vào từ các cảm biến khác nhau (Ping, Nhiệt độ, Ánh sáng) và đầu ra cho động cơ, servo, thanh ghi dịch chuyển và giao tiếp nối tiếp. Arduino sẽ được cấp nguồn từ đầu nối nguồn bên ngoài 5v.

Phần Phần:

1x Arduino Nano

Bước 2: Đăng ký Shift

Các thanh ghi dịch chuyển được sử dụng để cung cấp nhiều đầu ra hơn. Có hai thanh ghi dịch chuyển Serial-In Parallel-Out được kết nối với nhau. Chỉ có 3 chân từ Arduino Nano được sử dụng để điều khiển tất cả 16 đầu ra.

Các tụ điện được sử dụng cho bất kỳ mức tăng đột biến nào về điện năng mà chip có thể cần.

Các đầu cuối vít được sử dụng để giúp dễ dàng kết nối các loại dây khác nhau.

Một ví dụ về đèn LED sẽ là:

• 2 đèn LED trắng (cho đèn đầu)
• 2 đèn LED màu đỏ (cho đèn ngắt)
• 4 đèn LED màu vàng (dành cho đèn nháy - hai đèn ở phía trước và hai đèn ở phía sau)
• 8 đèn LED suy luận, hoặc 4 đèn LED đỏ và 4 đèn LED xanh lam cho đèn cảnh sát.

Phần Phần:

• Tụ điện 2x 1uF
• Điện trở 16x 220 Ohm
• 2x 74HC595 (IC thanh ghi dịch chuyển)
• Thiết bị đầu cuối vít 16x 2,54 2P

Bước 3: LDR (Điện trở phát hiện ánh sáng)

LDR, Điện trở phát hiện ánh sáng, được sử dụng cùng với một điện trở làm bộ chia điện áp để đo ánh sáng.

Tùy thuộc vào cách sử dụng bảng, LDR có thể được gắn trực tiếp vào bảng hoặc có thể gắn các chân tiêu đề khác.

Phần Phần:

• 1x LDR (điện trở phụ thuộc ánh sáng)
• Điện trở 1x 100K Ohm

Bước 4: Cảm biến nhiệt độ

Có hai cảm biến nhiệt độ. Một được thiết kế để gắn trực tiếp trên bo mạch, và thiết bị còn lại được kết nối thông qua các đầu nối vít để đo nhiệt độ ở một vị trí khác.

Các khu vực khác để đo nhiệt độ sẽ là:

• Tại động cơ
• Tại pin
• Trên thân RC
• Bên ngoài cơ thể RC

Phần Phần:

• 2x DS182B20 (cảm biến nhiệt độ)
• 2x điện trở 4,7K Ohm
• 1x 2,54 thiết bị đầu cuối vít 3P

Bước 5: Cảm biến Ping

Có 4 cảm biến ping HC-SR04. Bo mạch được thiết lập để các chân echo và trigger được kết nối với nhau bằng cách sử dụng thư viện NewPing. Các chân có thể được hàn hoặc nối dây với nhau trên HC-SR04 hoặc các dây từ chân echo và chân kích hoạt đi đến cùng một chân đầu cuối.

Ý tưởng để đo khoảng cách là đặt 3 trong số các cảm biến ping phía trước xe RC ở các góc khác nhau và một ở phía sau để lùi xe.

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Phần Phần:

• 4x HC-SR04 (Cảm biến khoảng cách siêu âm)
• Thiết bị đầu cuối vít 4x 2,54 3P

Bước 6: Kết nối động cơ

Chip IC điều khiển động cơ DC L911H được sử dụng để điều khiển ô tô RC đi tới và lùi. Con chip này về cơ bản là chuyển đổi dây cộng / trừ trên động cơ DC cho bạn. Con chip này có điện áp cung cấp rộng từ 2,5v đến 12v nếu hoạt động trong nhiệt độ từ 0 ° C đến 80 ° C - đây là lý do tại sao cảm biến nhiệt độ nằm ngay bên cạnh nó (cảm biến nhiệt độ đo -55 ° C đến 125 ° C). Con chip này cũng có một diode kẹp tích hợp, do đó, một diode không cần thiết khi kết nối động cơ DC.

Một kết nối đầu cuối dành cho động cơ và kết nối còn lại dành cho nguồn điện bên ngoài cho pin. Động cơ và dòng điện rút ra sẽ quá nhiều trên Arduino, vì vậy cần phải có một nguồn điện khác.

Phần Phần:

• 1x L9110H (IC điều khiển động cơ)
• 2x 2,54 thiết bị đầu cuối vít 2P

Bước 7: Kết nối Servo

Servo được sử dụng để điều khiển việc quay đầu xe RC. Hầu hết các xe RC đồ chơi sẽ đi kèm với một động cơ khác được sử dụng để quay. Thay đổi động cơ quay cho một servo là sửa đổi duy nhất mà tôi thực hiện đối với khung của chiếc xe RC.

Tụ điện được sử dụng cho bất kỳ mức tăng đột biến nào về nguồn điện mà servo có thể cần.

Phần Phần:

• 1x 9 gam servo (Được sử dụng để quay đầu xe ô tô / xe tải)
• 1x 470uF tụ điện
• Chân tiêu đề nam để kết nối servo

Bước 8: Mô-đun GPS

Mô-đun GPS Adafruit rất tuyệt để xem vị trí và theo dõi nơi xe đi. Mô-đun này không chỉ cung cấp cho bạn vị trí GPS mà bạn còn nhận được:

• Độ chính xác vị trí trong vòng 3m
• Độ chính xác vận tốc trong vòng 0,1 m / s (Vận tốc tối đa: 515m / s)
• Ghim "Enable" để bật / tắt nó
• Flash để lưu trữ dữ liệu 16 giờ dữ liệu
• RTC (Đồng hồ thời gian thực) để xem giờ

Thư viện GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Phần Phần:

1x bảng Adafruit GPS Breakout V3

Bước 9: Giao tiếp nối tiếp

Kết nối nối tiếp là để Arduino giao tiếp với các nguồn bên ngoài khác.

Phần Phần:

1x 2,54 2P thiết bị đầu cuối vít

Bước 10: Thiết lập bảng ví dụ

Tôi đã đặt hàng nhiều bo mạch, và một trong số chúng tôi thiết lập chỉ để thử nghiệm.

Bước 11: Ví dụ

Đính kèm là hình ảnh từ thiết lập của tôi. Tôi đã lấy một chiếc xe RC hoàn toàn mới, làm ruột nó, tạo ra một cơ thể từ tấm ván xốp DollarTree, và tạo cho nó một bộ não.