TfCD - Breadboard tự lái: 6 bước (có hình ảnh)

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

Trong phần Có thể hướng dẫn này, chúng tôi sẽ trình bày một trong những công nghệ thường được sử dụng trên xe tự hành: phát hiện chướng ngại vật bằng sóng siêu âm.

Trong ô tô tự lái, công nghệ này được sử dụng để nhận biết chướng ngại vật trong một khoảng cách ngắn (<4m), chẳng hạn như khi đỗ xe và chuyển làn.

Đối với hoạt động khám phá này, chúng tôi đặt mục tiêu xây dựng một bảng mạch (1) lái xe, (2) nhận ra các chướng ngại vật và (3) đưa ra quyết định cho tuyến đường của nó cho phù hợp.

Cụ thể, chúng tôi sẽ chế tạo một bảng bánh xe hai bánh, với cảm biến siêu âm ở phía trước, lái xe về phía trước khi không phát hiện thấy chướng ngại vật, quay đầu khi gần như va vào một vật thể và lùi lại khi va chạm dường như không thể tránh khỏi

Bước 1: Lấy các thành phần

Các thành phần sau được sử dụng cho hướng dẫn này:

• (A) 830 pin breadboard (1pc) Một cái nhỏ hơn có thể là đủ, nhưng hãy đảm bảo có chất lượng tốt vì các chân trên cảm biến siêu âm hơi mỏng manh.
• (B) Arduino UNO (1pc) Hoạt động tốt với Motor Shield, không cần phải là phiên bản gốc.

(C) Tấm chắn động cơ Adafruit v2.3 (1pc)

Tấm chắn động cơ đơn giản hóa quá trình kết nối động cơ với Arduino. So với việc mày mò với điện trở và bóng bán dẫn, board Arduino an toàn hơn nhiều, đặc biệt nếu bạn là người mới bắt đầu. Adafruit Motor Shield đi kèm với các chân riêng biệt, cần được hàn vào chip.

(D) Cảm biến siêu âm HC-SR04 (1pc)

Đây là một cảm biến bốn chân. Nó hoạt động bằng cách gửi một xung siêu âm ngắn qua bộ phận 'loa' bên trái và lắng nghe (trong khi đo thời gian) khi nó quay trở lại qua bộ phận 'bộ thu' bên phải.

• (E) Động cơ DC Mini DAGU DG01D với hộp số 48: 1 (2pc) Khi sử dụng Motor Shield, bất kỳ động cơ DC 5V nào cũng sẽ hoạt động, tuy nhiên, hộp số trong phiên bản này có lợi vì nó làm cho bánh xe quay đẹp và chậm hơn.
• (F) Bánh xe nhựa (2pc) Tốt nhất, hãy cố gắng mua bánh xe tương thích trực tiếp với động cơ bạn chọn.

Ngoài ra cần có: một máy tính có phần mềm Arduino mới nhất, một mỏ hàn, thiếc hàn, một bộ sạc dự phòng nhỏ, một số dây dẫn.

Bước 2: Thiết lập mạch

Kết nối cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm bao gồm bốn chân, được gọi là: Vcc, Trig, Echo và Gnd (Ground).

Trig và Echo được kết nối với Motor Shield theo thứ tự là Chân số 10 và 9. (Các chân kỹ thuật số khác cũng phù hợp, miễn là áp dụng mã phù hợp.)

Vcc và Gnd được kết nối với 5V và Gnd trên tấm chắn.

Kết nối động cơ DC

Mỗi động cơ điện một chiều có một dây màu đen và một dây màu đỏ. Các dây này phải được kết nối với các cổng động cơ, trong ví dụ này là M1 và M2.

Bước 3: Viết mã

Đang tải thư viện

Trước tiên, cần tải đúng thư viện để sử dụng Adafruit Motor Shield v2.3.

Trong tệp ZIP này, có một thư mục, có thể được đặt trong thư mục cài đặt Arduino, trong trường hợp của chúng tôi:

C: / Tệp chương trình (x86) Arduino / Thư viện

Và đảm bảo đặt tên nó là Adafruit_MotorShield (khởi động lại phần mềm Arduino của bạn sau đó).

Tải xuống ví dụ mã

Ví dụ mã của chúng tôi 'Selfdriving_Breadboard.ino' có sẵn để tải xuống.

Có một số biến cần điều chỉnh, quan trọng nhất là khoảng cách (tính bằng cm) khi điều gì đó xảy ra. Trong mã hiện tại, breadboard được lập trình để đảo ngược khi một vật thể ở gần hơn 10 cm, để quay khi khoảng cách từ 10 cm đến 20 cm và lái thẳng khi không có vật thể nào được phát hiện trong 20 cm.

Bước 4: Hàn các ghim

Quá trình hàn bao gồm bốn bước.

• (A) Căn chỉnh các chân Đảm bảo đặt tất cả các chân đi kèm với Tấm chắn Động cơ vào đúng vị trí. Điều này có thể dễ dàng thực hiện bằng cách đặt tấm chắn lên trên bảng Arduino.
• (B) Hàn các chân Không nên vội vàng bước này, điều rất quan trọng là các chân không được kết nối với nhau sau khi hàn. Hàn các chốt bên ngoài trước để đảm bảo các chốt không bị lệch.
• (C) Định vị dây dẫn Khi sử dụng Motor Shield, dây dẫn cũng phải được hàn vào các chân thích hợp của chúng. Tốt nhất là dán dây vào Tấm chắn động cơ từ trên xuống và hàn chúng ở dưới cùng của Tấm chắn động cơ. Tóm lại: đối với hướng dẫn này, chúng tôi hàn dây vào các chân kỹ thuật số 9 và 10, cũng như các chân 5V và Gnd.
• (D) Hàn dây Giờ đã đến lúc hàn từng dây một. Đảm bảo rằng chúng đã được định vị tốt, có thể nhờ một người bạn giữ chúng trong khi bạn hàn nó.

Bước 5: Lắp ráp Breadboard tự lái

Sau khi hàn các thành phần và kiểm tra mạch, đã đến lúc lắp ráp lần cuối.

Trong hướng dẫn này, breadboard không chỉ được sử dụng cho chức năng chính của nó mà còn là xương sống của toàn bộ thiết bị. Hướng dẫn lắp ráp cuối cùng bao gồm bốn bước.

• (A) Kết nối dây điện Đảm bảo dây cáp ở đúng vị trí (kiểm tra Bước 3 để biết cách kết nối mọi thứ phù hợp), đừng quên hai động cơ DC. Hãy ghi nhớ nơi bạn muốn đính kèm các thành phần.
• (B) Kết nối cảm biến Cắm cảm biến vào breadboard và đảm bảo rằng nó được kết nối đúng cách.
• (C) Đặt tấm chắn Đặt tấm chắn động cơ lên bảng Arduino UNO. Bây giờ sẽ là thời điểm tuyệt vời để kiểm tra hệ thống trước khi lắp ráp lần cuối.
• (D) Cố định các thành phần Trong bước này, lấy một số băng dính hai mặt và cố định động cơ DC, Arduino và bộ nguồn tại chỗ. Trong trường hợp này, Arduino được đặt lộn ngược bên dưới breadboard.

Bước 6: Bạn đã làm được

Bây giờ, bạn có thể sẽ rất hào hứng như chúng tôi đã mang tác phẩm của bạn để chạy thử nghiệm.

Chúc bạn vui vẻ, hãy thử tinh chỉnh một số thông số sao cho phù hợp nhất với bạn.

Cảm ơn bạn đã làm theo hướng dẫn của chúng tôi và hãy cho chúng tôi biết nếu có bất kỳ câu hỏi nào

-

Xác nhận công nghệ

Cảm biến siêu âm được sử dụng trong trường hợp này, được cho là có phạm vi 4 mét. Tuy nhiên, cảm biến mất độ chính xác với khoảng cách lớn hơn 1,5 mét.

Ngoài ra, cảm biến dường như gặp một số tiếng ồn. Bằng cách sử dụng màn hình nối tiếp để xác nhận độ chính xác của khoảng cách, có thể nhìn thấy các đỉnh khoảng 3000 (mm) trong khi đối tượng phía trước chỉ cách vài cm. Điều này có thể do thực tế là đầu vào của cảm biến có độ trễ trong thông tin của nó, vì vậy đầu ra bị méo một lần.