Xe tự lái dựa trên Arduino: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Chào mừng bạn đến với Tài liệu hướng dẫn đầu tiên của tôi

Vì vậy, gần đây tôi đã được giao một dự án về ô tô tự lái làm dự án học kỳ của tôi. Trong dự án này, nhiệm vụ của tôi là thiết kế một chiếc xe có thể làm được những điều sau:

• Có thể được điều khiển bằng lệnh thoại thông qua Điện thoại Android.
• Tránh vượt rào và chướng ngại vật.
• Có thể tự lái xe.
• Đừng di chuyển nếu được yêu cầu di chuyển nhưng có một trở ngại

Thành thật mà nói, tôi không có ý tưởng làm thế nào những thứ này hoạt động vì tôi chưa bao giờ làm điều này trước đây. Điều duy nhất mà tôi biết là tôi phải sử dụng Arduino hoặc Raspberry pi.

Vì vậy, tôi bắt đầu với google. Tôi biết rằng có những dự án kiểu này đã có sẵn trên internet với mã hoàn chỉnh nhưng vấn đề tôi gặp phải là: Các dự án riêng biệt cho từng thứ mà tôi phải hoàn thành trong dự án của mình. Điều tốt là ngôn ngữ lập trình của Arduino dựa trên C và các dự án có sẵn trên internet hầu hết đều dựa trên Arduino, vì tôi giỏi C / C ++ nên tôi đã chọn arduino và quyết định hiểu cách làm việc.

Sau khi hiểu mọi thứ Điều đầu tiên tôi phải làm là lập một danh sách các thành phần tôi cần. vì vậy Đây là danh sách:

Quân nhu

• Arduino UNO R3
• Adafruit Motorshield V2
• Robot 4 bánh xe Chasis
• Cảm biến siêu âm (HCSR-04)
• Micro Servo 9G
• Giá đỡ cảm biến siêu âm
• Mô-đun Bluetooth HC-05
• Dây nhảy

Bước 1: Các thành phần và hoạt động của chúng

Bây giờ chúng ta có một danh sách các thành phần được yêu cầu để xây dựng dự án này, hãy chỉ cần xem xét hoạt động và các lựa chọn thay thế của chúng.

Vì vậy, trước hết chúng ta sẽ sử dụng board Arduino UNO, vì chúng ta biết rằng arduino là bộ điều khiển robot của chúng ta nên không cần giới thiệu gì thêm, chúng ta có thể sử dụng bất kỳ board tương thích UNO nào nhưng nên dùng Arduino / GENUINO UNO.

Thành phần thứ hai của Smart Car của chúng tôi là Adafruit Motor Shield, Bạn có thể đã nghe nói về Adafruit Motor Shield trước khi lợi thế chính của việc sử dụng mô tô này là nó có một thư viện với các chức năng được xác định trước, có nghĩa là trong khi làm việc với nó, chúng tôi sẽ không phải tham gia nhiều vào quá trình làm việc của nó, nó sẽ là một plug-n-play cho chúng tôi trong suốt dự án, Trình điều khiển động cơ L298N cũng có thể được sử dụng thay thế cho AF Motorshield nhưng nó có thể yêu cầu thay đổi mã.

Chuyển sang việc tiếp theo chúng ta sẽ sử dụng khung xe Robot 4 bánh, ở đây cũng có thể sử dụng khung xe 2 bánh mà không cần đổi mã nên sẽ ổn. Nhưng để hoạt động tốt hơn, khuyến nghị là 4 bánh. 4 BO Động cơ và bánh xe đi kèm với khung xe, nhưng điều duy nhất cần thay đổi là kết nối hai động cơ của mỗi bên với nhau để chúng hoạt động cùng một tín hiệu và tương tự như vậy với bên kia.

HCSR-04 (Cảm biến siêu âm) sẽ được sử dụng để phát hiện bất kỳ chướng ngại vật hoặc bức tường nào trên đường đi của ô tô, do đó chúng tôi có thể đưa ra quyết định thông minh, tránh va chạm. Một Giá đỡ Cảm biến Siêu âm cũng sẽ được sử dụng để gắn cảm biến trên Động cơ Servo của chúng tôi. Ở đây nói đến Phần servo, động cơ servo là một phần quan trọng vì Nó sẽ giúp chúng ta đưa ra quyết định trong khi quay đầu xe, Khi xe ở chế độ tự lái hoặc thực hiện lệnh "rẽ trái / phải" nó sẽ không chạy thay vào đó, động cơ sẽ di chuyển cảm biến siêu âm để xem đã có bất kỳ trở ngại nào hay chưa, nếu có nó sẽ chỉ dừng lại và từ chối chạy. Điều này có thể tiết kiệm nhiều pin vì chúng ta có 4 Động cơ DC và chạy một servo trước chúng sẽ là một bước đi thông minh.

Mô-đun Bluetooth (HC-05) như chúng ta biết sẽ được sử dụng để thiết lập kết nối giữa rô-bốt và điện thoại thông minh của chúng tôi thông qua ứng dụng chuyên dụng, mô-đun này sẽ được sử dụng để gửi lệnh tới rô-bốt của chúng tôi thông qua kết nối không dây.

Lựa chọn pin tốt là cần thiết để máy hoạt động tốt hơn, và nếu không có pin tốt, bạn sẽ lãng phí tiền bạc, Khi làm việc trong bất kỳ dự án nào, hãy luôn ghi nhớ yêu cầu về nguồn điện của dự án của bạn, Tôi cũng đã mắc phải sai lầm tương tự khi làm việc với dự án này và tôi đã kết thúc việc lãng phí 6 pin sạc có giá khoảng 16 đô la mà không có gì. Tất cả những gì bạn phải làm là sử dụng pin Li-po hoặc Li-ion để cung cấp năng lượng cho dự án của mình. Sử dụng 2 pin riêng biệt, một cho Arduino và một cho Motor Shield của bạn.

Bước 2: Lắp ráp Robot của chúng tôi

Trong phần này chúng ta sẽ bắt đầu kết nối các thành phần lại với nhau và bắt đầu tạo hình cho robot của mình.

Lắp ráp chasis:

Đảm bảo rằng Động cơ nằm bên dưới khung gầm và không bị kẹp giữa khung xe. Bằng cách này, chúng tôi có thể tạo nhiều không gian cho các bộ phận của chúng tôi ở giữa khung gầm mà không làm ảnh hưởng đến động cơ hoặc bánh xe.

Sau khi gắn các động cơ, chúng ta sẽ chuyển đến các kết nối. trước hết, chúng tôi sẽ thực hiện tất cả các kết nối với Arduino của chúng tôi và sau đó chúng tôi sẽ làm việc với Motor Shield của chúng tôi.

Mô-đun Bluetooth HC-05:

// Định nghĩa chân cho HC-05 # xác định HC05_PIN_RXD 12 // RX của Arduino # định nghĩa HC05_PIN_TXD 13 // TX của Arduino

• TX Pin 12
• RX Pin 13
• GND GND
• VCC 5V trên Arduino

Giữ nguyên tất cả các ghim khác.

Cảm biến siêu âm HC-SR04:

// Định nghĩa chân cho cảm biến siêu âm

#define HCSR04_PIN_TRIG 7 // Trig Pin #define HCSR04_PIN_ECHO 8 // Echo Pin

• Trig Pin 7
• Echo Pin 8
• GND GND
• VCC 5V trên Arduino

Đó là nó cho phần Arduino.

Bước 3: Thiết lập tấm chắn động cơ Adafruit

Đây là phần chính mà dự án của chúng tôi bắt đầu xuất hiện. Đảm bảo rằng các dây kết nối trên arduino không chứa chân cắm, chỉ cần tháo các chân cắm và chỉ đặt đồng vào các chân arduino để chúng ta có thể cắm Motorshield của chúng tôi vào đó.

Đặt Adafruit Motor Shield phía trên Arduino sao cho tất cả các chân của tấm chắn động cơ của chúng ta đều nằm bên trong các đầu cái của Arduino, hãy tham khảo hình ảnh ở trên. và bây giờ vì bạn đã kết nối Motor Shield của mình, đã đến lúc kết nối các thành phần còn lại với nó.

Bước 4: Kết nối động cơ

Ứng dụng "loading =" lazy "mà chúng tôi sẽ sử dụng trong dự án này là Arduino BlueControl. Hãy đảm bảo chỉ sử dụng ứng dụng này vì chúng tôi không sử dụng các lệnh được mã hóa cứng và ứng dụng này có thể được định cấu hình theo ý muốn.

Bây giờ, hãy khởi động Robot của bạn và mở ứng dụng. Bật bluetooth lên và đợi HC-05 hiển thị. Ngay sau khi HC-05 hiển thị, hãy kết nối với nó và nhập mật khẩu, mật khẩu mặc định là '1234' trong hầu hết các trường hợp hoặc '0000' nếu không.

sau khi nó kết nối, chúng tôi phải định cấu hình ứng dụng của mình.

Để định cấu hình ứng dụng Chỉ cần chạm vào biểu tượng Bánh răng ở góc trên cùng bên phải và Định cấu hình nó như Được hiển thị trong video: