Xe tránh va chạm với Arduino Nano: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Một phương tiện tránh va chạm có thể là một robot rất đơn giản để bắt đầu lặn vào vi điện tử. Chúng tôi sẽ sử dụng nó để tìm hiểu các yếu tố cơ bản trong vi điện tử và cải thiện nó để bổ sung các bộ cảm biến và cơ cấu truyền động phức tạp hơn.

Thành phần cơ bản

· 1 Mini USB Arduino Nano hoặc clon

· 1 Bảng mở rộng Arduino Nano Shield

· 1 Cảm biến siêu âm HC-SR04

· 2 Servos xoay liên tục 360 độ (FS90R hoặc tương tự)

· 1 hộp đựng pin cho 4xAA

· Dây nhảy Breadboard (F-F, M-F, M-M)

· 2 bánh xe cho servo

· 1 cấu trúc cho xe (Xe đồ chơi, gạch sữa, ván ép…)

Các thành phần bổ sung

Đối với chỉ báo ánh sáng:

· 1 đèn LED RGB

· 1 bảng bánh mì mini

· 3 điện trở 330W

Để điều khiển từ xa:

· 1 cảm biến thu IR (TSOP4838 hoặc tương tự)

· 1 điều khiển từ xa IR

Để theo dõi dòng / phát hiện cạnh:

· 2 cảm biến theo dõi đường hàng rào TCRT5000 phản xạ IR

Các yếu tố thay thế

Bạn có thể thay thế các servos cho:

· 2 động cơ DC với bánh răng và lốp nhựa

· 1 Mô-đun bảng điều khiển động cơ Cầu H kép L298

Bước 1: Cài đặt phần mềm và trình điều khiển

Chúng tôi sẽ làm việc với bộ điều khiển vi mô dựa trên Arduino, bạn có thể chọn Arduino UNO hoặc bất kỳ loại nào khác nhưng vì yêu cầu và kích thước mà tôi đã lấy Arduino Nano Clone (từ Trung Quốc) nên với tất cả các tùy chọn này, bạn phải sử dụng Arduino IDE để mã hóa chúng.

Bạn có thể tải xuống phần mềm từ trang web chính thức của Arduino và làm theo hướng dẫn để cài đặt nó. Sau khi hoàn tất, hãy mở Arduino IDE và chọn bảng (trong trường hợp của tôi, tôi sẽ sử dụng tùy chọn “Arduino Nano”).

Arduino Nano Clone: Một lựa chọn rẻ cho bảng Arduino là mua một bảng sao chép từ Trung Quốc. Chúng hoạt động với chip CH340 và nó sẽ yêu cầu cài đặt một trình điều khiển cụ thể. Có nhiều trang web để tải xuống trình điều khiển cho Windows, Mac hoặc Linux và cũng có hướng dẫn. Đối với Mac, đôi khi bạn có thể gặp phải vấn đề nhận dạng cổng nối tiếp, nếu nó xảy ra với bạn, hãy thử làm theo hướng dẫn của liên kết này. Nếu sau đó bạn phát hiện cổng nối tiếp nhưng vẫn gặp sự cố, hãy thử chọn “ATMega 328P (Bộ nạp khởi động cũ)” tại Arduino IDE / tools / processor.

Vào phần mã hóa để xem mã tôi đã sử dụng cho xe của mình. Bạn có thể lướt web để tìm nhiều tùy chọn khác hoặc tự viết mã nếu muốn.

Bước 2: Chọn một cấu trúc đẹp cho xe của bạn

Lần này, tôi đã sử dụng một chiếc ô tô đồ chơi đủ lớn để chứa các thiết bị điện tử bên trong nó, nhưng bạn có thể sử dụng các vật liệu khác như gạch hoặc ván ép để thiết kế chiếc xe của riêng mình. Có một cái nhìn đến tùy chọn khác như gạch sữa.

Tốt hơn là nên dành một vài phút để lập kế hoạch nơi đặt tất cả các yếu tố trước khi bắt đầu và xác nhận rằng mọi thứ sẽ được đáp ứng. Chuẩn bị cấu trúc.

Bước 3: Cài đặt De Drive

Chuyển động của xe sẽ thông qua một trục duy nhất, trong trường hợp này là trục sau. Bạn có thể giữ phía trước chỉ để lăn hoặc, dựa trên thiết kế của bạn, sử dụng bánh xe thứ ba hoặc điểm trượt chỉ để giữ thăng bằng cho xe của bạn (như viên gạch sữa, tôi đã sử dụng vòi làm "bánh xe thứ ba"). Việc quay đầu xe của bạn sẽ được thực hiện bằng cách thay đổi tốc độ và / hoặc hướng quay của servo.

MẸO: trước khi tùy chỉnh cấu trúc của bạn, hãy lập kế hoạch vị trí cuối cùng của các bánh xe và kiểm tra xem có bị va chạm gì không. Trong ví dụ này, tâm của trục servo sẽ nằm thấp hơn một chút so với trục xe đồ chơi ban đầu vì bánh servo lớn hơn một chút và có thể va vào các tấm chắn bùn)

Bước 4: Cài đặt cảm biến siêu âm De

Cảm biến siêu âm sẽ quét phía trước xe để xác định bất kỳ chướng ngại vật nào và cho phép phản ứng mã. Bạn phải đặt nó ở phía trước mà không có bộ phận nào của xe làm gián đoạn tín hiệu.

Bước 5: Đặt Bộ vi điều khiển và Hộp đựng pin

Bây giờ bạn có thể để lại vị trí của các phần tử còn lại vào cấu trúc, sửa chữa chúng nếu có thể hoặc ít nhất là đảm bảo chúng không làm hỏng các kết nối.

Rất hữu ích để cài đặt một công tắc bật / tắt cho pin nếu nó không có ai theo mặc định. Bạn cũng có thể thêm một cảm biến IR để khởi động / dừng xe.

Nếu bạn định thêm bất kỳ thành phần bổ sung nào, bây giờ là thời điểm.

MẸO: để tăng độ bám của xe, hãy đặt hộp pin hoặc các bộ phận nặng hơn trục truyền động hoặc gần nó.

Bước 6: Phần mã hóa

Đối với chương trình này, bạn cũng sẽ cần cài đặt một số thư viện như “Servo.h” (để điều khiển servo), “NewPing.h” (để có hiệu suất tốt hơn cho cảm biến siêu âm) hoặc “IRremote.h” nếu bạn định sử dụng một cảm biến hồng ngoại. Bạn có thể làm theo hướng dẫn cài đặt trong liên kết này.

Theo tùy chọn, bạn có thể thay thế các servo cho động cơ DC và bạn sẽ cần một trình điều khiển động cơ cầu H kép để điều khiển chúng. Có lẽ tôi sẽ đăng về nó trong các bản cập nhật trong tương lai, nhưng hiện tại mã chỉ hoạt động với servos.

Servos quay liên tục hơi khác so với các Servos thông thường; đôi khi bạn có thể sửa đổi những cái thông thường để làm cho chúng xoay liên tục nhưng đối với dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng FS90R, được chế tạo theo yêu cầu của chúng tôi. Để vận hành các servo thông thường, bạn phải đưa ra mức độ mà bạn muốn để định vị nó, nhưng đối với các servo xoay liên tục, bạn phải xem xét điều đó:

· 90 sẽ dừng đối với servo

· Dưới 90 (đến 0) sẽ quay theo một hướng trong đó 89 là tốc độ chậm nhất và 0 là tốc độ nhanh nhất.

· Hơn 90 (cho đến 180) sẽ quay theo hướng ngược lại, trong đó 91 là chậm nhất và 180 là nhanh nhất.

Để hiệu chỉnh Servos của bạn, bạn phải đặt chúng thành 90 và điều chỉnh vít nhỏ đối diện với bánh xe để dừng quay nếu nó đang chuyển động (vui lòng làm điều này trước khi lắp chúng vào cấu trúc)

Bạn có thể sử dụng cảm biến siêu âm với nhiều thư viện khác nhưng hãy cẩn thận trong khi mã hóa nó vì một vấn đề bạn có thể gặp phải với các cảm biến này là thời gian nhàn rỗi bạn phải chờ từ khi phát tín hiệu siêu âm cho đến khi nhận được tín hiệu. Một số ví dụ bạn có thể tìm thấy trên internet đang mã hóa bằng cách sử dụng "delay" nhưng nó sẽ ảnh hưởng đến rô-bốt của bạn vì nó sẽ ngừng "trì hoãn" bất kỳ hành động nào khác trong thời gian bạn đã chỉ định. Bạn có thể biết cách hoạt động của cảm biến siêu âm tại liên kết này.

Tương tự như động cơ DC, tôi sẽ không sử dụng cảm biến IR trong ví dụ này, nó sẽ được mô tả trong các bài viết trong tương lai.