Kereta Pintar Sendiri & Beyond HyperDuino + R V3.5R Dengan Funduino / Arduino: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Ini adalah salinan langsung dari set arahan ini DI SINI. Untuk maklumat lebih lanjut, sila ke HyperDuino.com.

Dengan HyperDuino + R v4.0R, anda boleh memulakan jalan eksplorasi dalam pelbagai arah, dari mengawal motor hingga menerokai elektronik, dari pengaturcaraan (pengekodan) hingga memahami bagaimana dunia fizikal dan digital dapat berinteraksi. Dengan segala yang baru anda pelajari, kemungkinan anda sendiri untuk penemuan, inovasi dan penemuan selanjutnya diperkuat sepuluh kali ganda dan banyak lagi.

Tutorial khusus ini mengambil jalan mengubah kotak kadbod ditambah beberapa roda dan motor menjadi "kereta pintar". Ini sering disebut robotik, tetapi topik yang patut dipertimbangkan adalah apa yang membezakan automaton (automata), kereta pintar dan "robot" (lihat juga, asal perkataan "robot"). Contohnya, apakah "robot tumbang" ini benar-benar "robot", atau sekadar automatik?

Nampaknya kata-kata itu tidak penting, namun untuk tujuan kami, kami menganggap perbezaannya adalah bahawa automaton adalah sesuatu yang tidak mengubah perilakunya berdasarkan input luar. Ia mengulangi tindakan yang sama diprogram berulang kali. Robot adalah sesuatu yang melakukan tindakan yang berbeza sebagai tindak balas terhadap input yang berbeza. Dalam bentuk lanjutan, tahap pelbagai input dapat menghasilkan tindakan yang berbeza. Artinya, bukan hanya satu output per input, tetapi tindakan yang berbeda berdasarkan analisis yang diprogramkan dari beberapa input.

"Kereta pintar" meneroka rangkaian ini. Dalam bentuk paling mudah, kereta pintar diprogramkan untuk bergerak di jalan yang telah ditentukan. Tantangan dalam hal ini mungkin adalah menggerakkan mobil melalui "labirin" yang telah dibuat sebelumnya. Namun, pada ketika itu, kejayaan misi ditentukan sepenuhnya oleh kumpulan tindakan yang telah diprogramkan, misalnya, maju 10, kanan, depan 5, kiri, dll.

Di tingkat berikutnya, input seperti dari sensor jarak dapat mendorong mobil berhenti sebelum menghubungi halangan itu, dan melakukan giliran untuk mengambil arah baru. Ini akan menjadi contoh satu input, satu tindakan. Artinya, input yang sama (halangan) selalu menghasilkan output yang sama (berpaling dari halangan).

Pada tahap yang lebih maju, program ini dapat memantau banyak input, seperti tingkat bateri bersama dengan langkah-langkah dan / atau penghindaran halangan, dan menggabungkan semua ini menjadi tindakan berikutnya yang optimal.

Dalam kes pertama, program ini hanyalah rentetan pergerakan. Dalam contoh ke-2 dan ke-3, program ini merangkumi struktur "if-then" yang membolehkannya melakukan bahagian yang berbeza dari program sebagai tindak balas kepada input dari sensor.

Langkah 1: Bahan

Kotak HyperDuino atau yang serupa

HyperDuino + R v3.5R + Funduino / Arduino

Filem pelekat telus (OL175WJ) dengan corak bercetak. (atau gunakan panduan ini hanya untuk motor & kastor yang boleh dicetak di atas kertas)

Kotak bateri 4-AA ditambah 4 bateri AA

2 motor gear pengurangan

2 roda

1 roller bola kastor

Skru mesin 4 # 4 x 40 1 with dengan mesin cuci & mur # 4s

Skru mesin 2 # 4 x 40 ⅜ dengan mesin basuh & mur # 4s

1 pemutar skru philipps / rata

1 Sensor julat ultrasonik HC SR-04

1 servo 9g

1 kotak bateri 4xAA

4 bateri AA

1 bateri 9v

1 alat kawalan jauh IR & penerima IR

1 modul penerima bluetooth 4.0 SH-HC-08 BLE

Sensor ultrasonik 1HC-SR04

2 kabel penyambung 3 wayar.

2 Kabel penyambung 4-wayar yang sesuai dengan Grove.

1 Penyambung alur ke kabel soket

1 label pelekat putih kosong

1 pemutar skru HyperDuino (atau serupa)

Langkah 2: Membina Kereta Pintar

(Semua Gambar Disediakan Di Atas)

Sediakan Kotak

Walaupun kit Robotik HyperDuino mungkin termasuk alas plastik yang disebut "chassis" (diucapkan "chass-ee"), kami rasa jauh lebih memuaskan jika hampir dengan pembinaan "dari awal" kereta pintar anda mungkin. Untuk itu, kita akan mulakan dengan menggunakan semula kotak kadbod dari HyperDuino Robotics kit itu sendiri.

Di kotak HyperDuino + R, anda akan menemui sekeping kertas putih yang disokong pelekat, dan sekeping bahan lutsinar yang disokong pelekat dengan garis besar yang menunjukkan kedudukan untuk HyperDuino, kotak bateri, dan motor.

Terdapat juga bulatan yang menunjukkan tempat meletakkan lingkaran velcro yang disokong pelekat.

1. Tanggalkan pelekat pelekat ke label kertas putih, dan letakkan di atas label HyperDuino di bahagian atas kotak. Catatan: corak pelekat ini disediakan untuk memberikan panduan susun atur untuk kotak tertentu, kotak kadbod MakerBit. Setelah anda menggunakan kotak itu, atau jika anda ingin menggunakan kotak lain, anda boleh menggunakan fail corak pdf ini yang bertujuan untuk dicetak di atas kertas, dan kemudian memotong panduan motor (atas dan bawah = kiri dan kanan) dan satu panduan roda kastor. Anda boleh menempelkan kertas di tempatnya semasa membuat lubang, kemudian setelah dibuat, keluarkan corak kertas.

2. Buka kotak HyperDuino + R sehingga boleh rata. Ini mungkin merupakan bahagian yang paling sukar dalam projek ini. Anda perlu menekan dan mengangkat tab di setiap sisi kotak dari slot di bahagian bawah kotak. Anda mungkin mendapati bahawa menggunakan pemutar skru HyperDuino untuk menolak dari dalam kepak ke arah luar akan membantu membebaskan penutup.

3. Tanggalkan separuh perekat pelekat ke bahan lutsinar di sebelah kiri (jika logo HyperDuino "naik"), dan letakkan di dalam kotak HyperDuino dengan garis-garis separuh slot yang sesuai dengan potongan di kotak. Lakukan yang terbaik untuk menyusun dua garis mendatar dengan lipatan bahagian bawah kotak HyperDuino + R.

4. Setelah meletakkan sebelah kiri filem lutsinar, keluarkan kertas belakang dari bahagian kanan dan selesai melekatkan corak.

5. Gunakan hujung phillips pemutar skru HyperDuino yang terdapat di dalam kit anda untuk membuat lubang kecil untuk skru mesin yang akan menahan motor di tempatnya. Terdapat dua lubang untuk setiap motor, ditambah lubang untuk gandar motor.

6. Teruskan dan buat dua lubang lagi untuk roller ball.

7. Untuk gandar motor, gunakan alat membuat lubang plastik biru dari kit HyperDuino untuk membuat lubang kecil pertama yang sejajar dengan gandar motor. Kemudian gunakan pen mata plastik atau yang serupa untuk membesarkan lubang dengan diameter kira-kira ¼”inci.

8. Letakkan mesin basuh pada setiap skru mesin panjang (1 ½”), dan tekan lubang untuk motor dari luar kotak. (Ini memerlukan sedikit tekanan, tetapi skru harus masuk melalui lubang dengan pas.)

9. Pasangkan motor, yang mempunyai 2 lubang kecil yang sesuai dengan skru mesin, ke atas skru dan pasangkan dengan mur. Pemutar skru HyperDuino akan membantu mengetatkan skru, tetapi jangan terlalu ketat sehingga kadbod itu hancur.

10. Ulangi untuk motor yang lain.

11. Cari bulatan velcro. Pasangkan lingkaran cangkuk dan gelung (kabur) bersama-sama dengan penyokong yang masih terpasang. Kemudian keluarkan sokongan dari lingkaran gelung (kabur) dan pasangkan setiap bulatan di mana anda melihat 3 garis besar masing-masing untuk papan HyperDuino dan kotak bateri. Setelah meletakkan, lepaskan bahagian belakang dari lingkaran cangkuk.

12. Sekarang dengan berhati-hati letakkan HyperDuino dengan sandaran busa, dan kotak bateri (ditutup dan dengan bahagian suis "atas") ke lingkaran velcro. Tekan ke bawah dengan kekuatan yang cukup sehingga mereka melekat pada bahagian belakang lingkaran pelekat.

13. Anda kini boleh memasang bateri dan wayar motor. Sekiranya anda melihat dengan teliti, anda dapat melihat label di sebelah setiap 8 terminal motor, berlabel A01, A02, B01 dan B02. Pasang wayar hitam motor atas (“B”) ke B02, dan wayar merah ke B01. Untuk motor bawah ("A"), pasangkan wayar merah motor bawah ("A") ke A02, dan wayar hitam ke A01. Untuk membuat sambungan, anda memasukkan wayar ke dalam lubang dengan perlahan sehingga anda merasakannya berhenti, dan kemudian angkat tuas oren dan tahan terbuka semasa anda menekan wayar sejauh 2mm lebih jauh ke dalam lubang. Kemudian lepaskan tuas. Sekiranya wayar dilindungi dengan betul, ia tidak akan keluar ketika anda menariknya.

14. Untuk wayar bateri, pasangkan wayar merah ke Vm penyambung kuasa motor, dan wayar hitam ke Gnd. Motor kecil boleh digerakkan dari bateri Arduino 9v, tetapi bateri tambahan seperti pek bateri empat AA, dapat digunakan untuk menggerakkan motor, dan dihubungkan menggunakan 2 terminal di kiri atas papan HyperDuino + R. Pilihannya terserah kepada anda untuk aplikasi tertentu, dan dikonfigurasi dengan memindahkan "jumper" ke satu posisi atau yang lain. Kedudukan lalai di sebelah kanan, untuk menghidupkan motor dari bateri 9v. Untuk aktiviti-aktiviti ini, di mana anda telah menambah empat kotak bateri AA, anda ingin memindahkan pelompat ke posisi "kiri".

15. Akhirnya lipat kotak bersama-sama seperti yang ditunjukkan dalam salah satu gambar terakhir yang tinggal.

16. Sekarang adalah masa yang tepat untuk memasukkan kedua-dua skru mesin dengan mesin basuh dari bahagian dalam kotak melalui lubang, dan pasangkan rol bola roller dengan mesin basuh.

17. Sekarang pasangkan roda dengan hanya menekannya ke gandar. Perhatikan roda pada gandar motor, agar roda baik tegak lurus dengan gandar, dan tidak bersudut lebih dari yang dapat anda hindari. Roda yang diselaraskan dengan baik akan memberikan kereta lebih laju ketika bergerak ke hadapan.

18. Perkara terakhir yang perlu dilakukan sekarang ialah membuat lubang untuk kabel USB. Ini tidak begitu mudah dilakukan dengan cara yang cantik, tetapi dengan sedikit tekad, anda akan dapat menyelesaikannya. Lihatlah penyambung USB di papan HyperDuino dan kotak yang digariskan berlabel "Kabel USB". Ikuti secara visual ke sisi kotak, dan gunakan hujung phillips pemutar skru HyperDuino untuk membuat lubang yang terletak kira-kira 1 "di atas bahagian bawah kotak, dan sejajar sebaik mungkin ke tengah jalur kabel USB yang anda boleh. Sekiranya ini berada di luar pusat, sedikit lebih sukar untuk menyambungkan kabel USB melalui lubang. Setelah memulakan lubang dengan pemutar skru, besarkan lagi dengan alat membuat lubang biru, kemudian tong pen plastik, dan akhirnya beralih ke Sharpie atau alat diameter terbesar lain yang anda dapati. Sekiranya anda mempunyai pisau Xacto, ini adalah yang terbaik, tetapi pisau tersebut mungkin tidak tersedia di persekitaran kelas.

19. Uji ukuran lubang dengan hujung penyambung persegi kabel USB HyperDuino. Lubangnya tidak akan cantik, tetapi anda perlu membuatnya cukup besar agar penyambung segiempat dapat melewati. Catatan: Setelah membuat lubang, cairan pembetulan ('White-out') adalah salah satu cara melukis di atas kadbod yang lebih gelap yang terdedah oleh pembuatan lubang.

20. Untuk menutup penutup kotak, anda perlu membuat 2 potongan dengan gunting di mana penutupnya akan masuk ke dalam motor, dan melipat sedikit penutup yang dihasilkan ke belakang, atau memotongnya sepenuhnya.

Langkah 3: Pengekodan Program "Maze-Running" yang Mudah

Cabaran pengaturcaraan pertama adalah membuat program yang dapat "memandu" kereta melalui corak.

Untuk melakukan ini, anda harus belajar menggunakan bahasa pengaturcaraan blok iForge untuk membuat fungsi yang akan mengawal motor secara serentak untuk bergerak maju dan mundur, dan juga membuat belokan kiri dan kanan. Jarak yang digerakkan oleh kereta di setiap bahagian perjalanannya ditentukan oleh berapa lama motor dikendalikan, dan dengan kecepatan apa, jadi anda juga akan belajar mengendalikannya.

Demi kecekapan dalam tutorial ini, kami sekarang akan mengarahkan anda ke dokumen "Coding with the HyperDuino & iForge".

Itu akan menunjukkan kepada anda cara memasang pelanjutan iForge untuk Chrome, membuat akaun, dan membina program blok yang mengawal pin pada HyperDuino.

Apabila anda sudah selesai, kembali ke sini, dan teruskan tutorial ini, dan belajar bagaimana mengawal motor menggunakan HyperDuino.

Langkah 4: Kawalan Motor Asas

Di bahagian atas papan HyperDuino "R" terdapat terminal yang mudah dihubungkan yang membolehkan anda memasukkan wayar kosong dari motor atau bateri. Ini supaya tidak diperlukan penyambung khas, dan kemungkinan besar anda akan menyambungkan bateri dan motor "di luar kotak".

Nota Penting: Nama "A01" dan "A02" untuk penyambung motor TIDAK menandakan bahawa pin analog A01 dan A02 mengendalikannya. "A" dan "B" hanya digunakan untuk menunjuk motor "A" dan "B". Pin I / O digital 3 hingga 9 digunakan untuk mengawal motor yang dipasang pada terminal papan HyperDuino + R.

Bateri harus dipilih dengan kapasiti kuasa (miliamp-jam) dan voltan yang sesuai dengan motor yang anda gunakan. 4 atau 6 bateri AA dalam kotak seperti ini biasa:

Contoh dari Amazon: 6 AA Battery Holder With 2.1mm x 5.5mm Connector 9V Output (Gambar 2)

Penting untuk menghubungkan kekutuban (positif & negatif) dengan betul ke Vm (positif) dan Gnd (“tanah” = negatif). Sekiranya anda menyambungkan timbal positif sumber kuasa ke input negatif (Gnd) sambungan kuasa luaran, terdapat diod pelindung yang menyekat litar pintas, dan pada masa yang sama, motor tidak akan bertenaga.

Pengawal motor boleh mengawal sama ada:

Empat motor DC arah tunggal disambungkan ke A01 / Gnd, A02 / Gnd, B01 / Gnd, B02 / Gnd

Catatan: hanya satu motor "A" dan satu motor "B" dapat menyala pada masa yang sama. Tidak mungkin menghidupkan keempat-empat motor satu arah pada masa yang sama.

Pin 8: tinggi, Pin 9: rendah = Motor A01 "hidup"

Pin 8: rendah, Pin 9: tinggi = Motor A02 "on"

(Pin 8, 9: rendah = kedua-dua motor B mati)

Pin 12: rendah, Pin 13: tinggi = Motor B01 "hidup"

Pin 12: tinggi, Pin 13: rendah = Motor B02 "hidup"

(Pin 12, 13: rendah = kedua-dua motor B mati)

Dua motor DC dua arah disambungkan ke A01 / A02 dan B01 / B02

Pin 8 = tinggi, pin 9 = rendah = Motor A "maju *"

Pin 8 = rendah, pin 9 = tinggi = Motor A "terbalik *"

(Pin 8 = rendah, pin 9 = rendah = Motor A "mati")

Pin 12 = tinggi, pin 13 = rendah = Motor B "maju *"

Pin 12 = rendah, pin 13 = tinggi = Motor B "terbalik *"

(Pin 12 = rendah, pin 13 = rendah = Motor B "mati")

(* tertakluk pada kekutuban pendawaian motor dan orientasi motor, roda dan kereta robot.)

Motor stepper disambungkan ke A01 / A02 / B01 / B02 dan Gnd

Had voltan dan arus pengawal motor HyperDuino adalah 15v dan 1.2 A (purata) /3.2 A (puncak) berdasarkan IC pengawal motor Toshiba TB6612FNG.

Motor "A": Sambungkan ke A01 & A02

(Lihat dua gambar terakhir untuk demonstrasi)

Kelajuan Motor

Kelajuan motor A dan B dikawal dengan pin 10 dan 11, masing-masing:

Kelajuan Motor A: Pin 10 = PWM 0-255 (atau pin set 10 = TINGGI)

Kelajuan Motor B: Pin 11 = PWM 0-255 (atau set pin 11 = TINGGI)

Dalam operasi satu arah (empat motor), kawalan kecepatan pin 10 beroperasi untuk kedua-dua motor "A", dan pin 11 untuk kedua-dua motor "B". Tidak mustahil untuk mengawal kelajuan keempat-empat motor secara bebas.

Motor Tenaga Rendah (kurang dari 400ma)

Pengawal motor boleh menggunakan sumber bateri luaran hingga 15v dan 1.5 amp (2.5 amps sesaat). Namun, jika anda menggunakan motor yang dapat berjalan pada 5-9v, dan menggunakan kurang dari 400ma, anda dapat menggunakan jumper hitam di sebelah penyambung kuasa motor, dan memindahkannya ke posisi "Vin". Kedudukan ganti, "+ VM" adalah untuk kuasa luaran.

Aktiviti Kereta Pintar

Dengan kereta pintar anda dipasang, kini anda boleh meneruskan ke Smart Car Activity di mana anda akan belajar bagaimana memprogramkan kereta anda.