Kenderaan Robotik Memandu Sendiri Pemula Dengan Elakkan Perlanggaran: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Helo! Selamat datang di Instructable yang mesra pemula saya mengenai cara membuat kenderaan robot memandu sendiri dengan mengelakkan perlanggaran dan Navigasi GPS. Di atas adalah video YouTube yang menunjukkan robot. Ini adalah model untuk menunjukkan bagaimana kenderaan autonomi sebenar berfungsi. Harap maklum bahawa robot saya kemungkinan besar akan kelihatan berbeza dari produk akhir anda.

Untuk membina ini, anda memerlukan:

- Kit Fungsi Robotik OSEPP (termasuk bolt, pemutar skru, kabel, dll.) ($ 98.98)

- Arduino Mega 2560 Rev3 ($ 40.30)

- Kompas Digital HMC5883L ($ 6.99)

- Sensor Ultrasonik HC-SR04 ($ 3,95)

- GPS dan Antena NEO-6M ($ 12.99)

- Modul Bluetooth HC-05 ($ 7.99)

- Kabel USB Mini B (Anda mungkin mempunyai ini) ($ 5.02)

- Telefon pintar Android

- Enam bateri AA, masing-masing 1.5 Volt

- Sebarang bahan bukan magnet seperti rod (seperti aluminium) yang anda mahu kitar semula

- Pita dua sisi

- Gerudi tangan

Langkah 1: Menyusun Casis dan Mobiliti Robot

Penjelasan: Ini bukan kenderaan jika tidak bergerak! Kenderaan robot paling asas memerlukan roda, motor, dan casis (atau "badan" robot). Daripada membeli setiap bahagian ini secara berasingan, saya sangat mencadangkan membeli kit untuk kenderaan robot permulaan. Untuk projek saya, saya menggunakan Kit Fungsional Robotik OSEPP kerana ia dilengkapi dengan banyak bahagian dan alat yang tersedia, dan saya merasakan konfigurasi tangki adalah yang terbaik untuk kestabilan robot, serta mempermudah pengaturcaraan kami dengan hanya memerlukan dua motor.

Prosedur: Tidak akan berguna bagi anda sekiranya saya mengulang manual pemasangan, yang boleh anda temukan di sini (anda juga mempunyai pilihan untuk konfigurasi tangki segi tiga). Saya hanya menasihatkan agar semua kabel sedekat mungkin dengan robot dan jauh dari tanah atau roda, terutama untuk kabel dari motor.

Sekiranya anda mahukan pilihan belanjawan daripada membeli kit yang mahal, anda juga boleh mengitar semula sebuah kereta RC yang sudah lama dan menggunakan motor, roda, dan casis dari itu, tetapi saya tidak pasti seberapa serasi Arduino dan kodenya dengan yang lain bahagian tertentu. Ini adalah pertaruhan yang lebih baik untuk memilih kit oleh OSEPP.

Langkah 2: Menggabungkan Arduino

Penjelasan: Kerana ini adalah panduan pemula, saya ingin menerangkan dengan cepat apa Arduino bagi pembaca yang mungkin tidak biasa dengan penggunaannya dalam elektronik. Arduino adalah sejenis mikrokontroler, yang bermaksud ia betul - mengawal robot. Anda boleh menulis arahan dalam kod di komputer anda yang akan diterjemahkan ke bahasa yang dapat difahami oleh Arduino, kemudian anda boleh memuat naik arahan tersebut ke Arduino, dan Arduino akan segera mula berusaha untuk melaksanakan arahan tersebut ketika dihidupkan. Arduino yang paling biasa adalah Arduino Uno, yang termasuk dalam kit OSEPP, tetapi anda memerlukan Arduino Mega untuk projek ini kerana ini adalah projek berskala lebih besar daripada yang mampu dimiliki oleh Arduino Uno. Anda boleh menggunakan Arduino Uno kit untuk projek lain yang menyeronokkan.

Prosedur: Arduino boleh dilekatkan pada robot dengan menggunakan ikatan zip atau mengikat spacer ke dasar robot.

Kami ingin Arduino mengawal motor robot kami, tetapi motor tidak dapat menyambung ke Arduino secara langsung. Oleh itu, kita perlu memasang pelindung motor kita (yang berasal dari kit kita) di atas Arduino agar dapat membentuk sambungan dengan kabel motor dan Arduino. Pin yang berasal dari bahagian bawah pelindung motor harus masuk tepat ke dalam "lubang" Arduino Mega. Kabel yang memanjang dari motor sesuai dengan slot pada pelindung motor seperti gambar di atas. Slot ini dibuka dan ditutup dengan memutar pemutar skru ke lekukan berbentuk + di bahagian paling atas slot.

Seterusnya, Arduino memerlukan voltan agar dapat berfungsi. Kit Fungsi Robotik OSEPP seharusnya dilengkapi dengan pemegang bateri yang sesuai untuk enam bateri. Setelah memasukkan enam bateri ke dalam pemegang, masukkan wayar yang memanjang dari pemegang bateri ke dalam slot pada pelindung motor yang dimaksudkan untuk voltan.

Langkah 3: Menambah Kawalan Bluetooth

Prosedur: Setelah Arduino mengetahui, menambahkan modul Bluetooth semudah memasukkan empat prong modul Bluetooth ke dalam slot empat lubang pada pelindung motor, seperti yang ditunjukkan di atas.

Sangat sederhana! Tetapi kita belum selesai. Modul Bluetooth hanya separuh daripada kawalan Bluetooth sebenar. Separuh lagi adalah menyiapkan aplikasi jarak jauh pada peranti Android kami. Kami akan menggunakan aplikasi yang dikembangkan oleh OSEPP yang dimaksudkan untuk robot yang dipasang dari Robotic Functional Kit. Anda boleh menggunakan aplikasi jarak jauh yang berbeza pada peranti anda, atau bahkan dapat membuat sendiri, tetapi untuk tujuan kami, kami tidak ingin mencipta kembali roda. OSEPP juga mempunyai petunjuk tentang cara memasang aplikasinya, yang tidak dapat dipasang dari Google Play store. Anda boleh mendapatkan arahan tersebut di sini. Susun atur alat kawalan jauh yang anda pasang mungkin kelihatan berbeza dari tutorial, dan itu baik-baik saja.

Langkah 4: Menambah Penghindaran Perlanggaran

Penjelasan: Sekarang robot itu mudah alih, kini mampu berjalan ke dinding dan objek besar, yang berpotensi merosakkan perkakasan kami. Oleh itu, kami memasukkan sensor ultrasonik kami di bahagian depan robot, seperti yang anda lihat dalam gambar di atas.

Prosedur: Kit Fungsi Robotik OSEPP merangkumi semua bahagian yang anda lihat di sana, kecuali sensor ultrasonik. Apabila anda memasang casis dengan mengikuti manual arahan yang telah saya sambungkan, anda semestinya sudah membina pemegang ini untuk sensor ultrasonik. Sensor hanya boleh masuk ke dalam dua lubang pemegang, tetapi anda harus menahan sensor di tempatnya dengan gelang getah untuk mencegahnya jatuh dari pemegangnya. Masukkan kabel yang sesuai dengan keempat-empat penjepit pada sensor dan sambungkan hujung kabel yang lain ke lajur 2 pin pada pelindung motor.

Anda boleh memasukkan beberapa sensor ultrasonik, dengan syarat anda mempunyai perkakasan untuk menahannya di tempat.

Langkah 5: Menambah GPS dan Kompas

Penjelasan: Kami hampir menyelesaikan robot kami! Ini adalah bahagian paling sukar dalam memasang robot kami. Saya ingin menerangkan terlebih dahulu GPS dan kompas digital. Arduino merujuk kepada GPS untuk mengumpulkan data satelit dari lokasi robot semasa, dari segi garis lintang dan garis bujur. Lintang dan garis bujur ini digunakan ketika dipasangkan dengan bacaan dari kompas digital, dan angka ini dimasukkan ke dalam rangkaian formula matematik di Arduino untuk mengira pergerakan apa yang harus dilakukan robot untuk mencapai tujuannya. Walau bagaimanapun, kompas dilemparkan di hadapan bahan besi, atau bahan yang mengandungi besi dan oleh itu bersifat magnetik.

Prosedur: Untuk mengurangkan kemungkinan gangguan dari komponen besi robot kami, kami akan menggunakan aluminium seperti batang kami dan membengkokkannya ke bentuk V yang panjang, seperti pada gambar di atas. Ini untuk mewujudkan jarak dari bahan besi pada robot.

Aluminium boleh dibengkokkan dengan tangan atau menggunakan alat tangan asas. Panjang aluminium anda tidak menjadi masalah, tetapi pastikan aluminium bentuk V yang dihasilkan tidak terlalu berat.

Gunakan pita dua sisi untuk melekatkan modul GPS, antena GPS, dan kompas digital ke lekapan aluminium. SANGAT PENTING: Kompas digital dan antena GPS harus diletakkan di hujung lekapan aluminium, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas. Kompas digital harus mempunyai dua anak panah dalam bentuk L. Pastikan anak panah x menunjuk ke bahagian depan robot.

Bor lubang di kedua hujung aluminium sehingga kacang dapat disekat melalui aluminium dan lubang pada casis robot.

Pasang kabel kompas digital ke Arduino Mega, di "outlet" kecil tepat di bawah slot voltan pada pelindung motor. Sambungkan kabel dari tempat pada GPS berlabel "RX" ke pin TX314 pada Arduino Mega (bukan pada pelindung motor), kabel lain dari tempat berlabel "TX" ke pin RX315, kabel lain dari "VIN" pada GPS ke pin 3V3 pada pelindung motor, dan kabel akhir dari "GND" pada GPS ke pin GND pada pelindung motor.

Langkah 6: Bawa Semua Bersama Kod

Prosedur: Sudah tiba masanya untuk memberikan kod Arduino Mega kami yang telah saya sediakan untuk anda. Anda boleh memuat turun aplikasi Arduino secara percuma di sini. Seterusnya, muat turun setiap fail yang saya ada di bawah (saya tahu ia kelihatan seperti banyak, tetapi kebanyakannya adalah fail yang sangat kecil). Sekarang, buka MyCode.ino, aplikasi Arduino harus dibuka, kemudian di bahagian atas klik Tools, kemudian Board, dan akhirnya Arduino Mega atau Mega 2560. Setelah itu, di bahagian atas, klik Sketch, kemudian Show Sketch Folder. Ini akan membuka lokasi fail MyCode.ino di PC anda. Klik dan seret semua fail lain yang telah anda muat turun dari Instructable ini ke dalam fail MyCode.ino. Kembali ke aplikasi Arduino dan klik tanda semak di bahagian atas kanan supaya program dapat menterjemahkan kod tersebut ke dalam bahasa mesin yang dapat difahami oleh Arduino.

Setelah semua kod anda siap, sambungkan PC anda ke Arduino Mega menggunakan kabel USB Mini B anda. Kembali ke Aplikasi Arduino dengan MyCode.ino terbuka dan klik pada butang anak panah ke kanan di sebelah kanan atas skrin untuk memuat naik kod ke dalam Arduino. Tunggu sehingga aplikasi memberitahu bahawa muat naik selesai. Pada ketika ini, robot anda sudah selesai! Sekarang kita perlu mengujinya.

Hidupkan Arduino dengan menggunakan suis pada pelindung motor, dan buka aplikasi jauh OSEPP pada peranti Android anda. Pastikan modul Bluetooth pada robot memancarkan cahaya biru, dan pilih sambungan Bluetooth semasa membuka aplikasinya. Tunggu aplikasi mengatakan bahawa ia telah disambungkan ke robot anda. Di alat kawalan jauh, anda harus mempunyai kawalan kiri-kanan-atas-bawah standard di sebelah kiri anda, dan butang A-B-X-Y di sebelah kanan. Dengan kod saya, butang X dan Y tidak melakukan apa-apa, tetapi butang A adalah untuk menyelamatkan latitud dan bujur robot semasa, dan butang B adalah untuk robot mula bergerak ke lokasi yang disimpan. Pastikan GPS mempunyai lampu merah yang berkelip semasa menggunakan butang A dan B. Ini bermaksud GPS telah tersambung ke satelit dan mengumpulkan data, tetapi jika cahaya tidak berkedip, bawa robot ke luar dengan pemandangan langsung ke langit dan tunggu dengan sabar. Lingkaran di bahagian bawah dimaksudkan untuk menjadi kayu bedik, tetapi tidak digunakan dalam projek ini. Bahagian tengah skrin akan mencatat maklumat mengenai pergerakan robot, yang berguna semasa ujian saya.

Terima kasih banyak kepada OSEPP, serta lombarobot id dan EZTech di YouTube kerana memberikan saya asas untuk menulis kod untuk projek ini. Tolong sokong pihak-pihak berikut:

OSEPP

Saluran EZTech

saluran id lombarobot

Langkah 7: Perluasan Pilihan: Pengesanan Objek

Pada awal Instructable ini, saya menyebutkan bahawa gambar kenderaan robot saya yang anda lihat pada awalnya akan kelihatan berbeza dengan produk siap anda. Khususnya, saya merujuk kepada Raspberry Pi dan kamera yang anda lihat di atas.

Kedua-dua komponen ini bekerjasama untuk mengesan tanda berhenti atau lampu berhenti merah di jalan robot dan berhenti sementara, yang menjadikan robot sebagai model yang lebih dekat dengan kenderaan autonomi sebenar. Terdapat beberapa perbezaan aplikasi Raspberry Pi yang boleh digunakan pada kenderaan anda. Sekiranya anda ingin mengerjakan kenderaan robot anda dengan memasukkan Raspberry Pi, saya sangat mengesyorkan membeli kursus Rajandeep Singh untuk membina kenderaan memandu sendiri dan mengesan objek. Anda boleh mendapatkan kursus lengkapnya mengenai Udemy di sini. Rajandeep tidak meminta saya menjerit jalannya; Saya rasa dia adalah pengajar yang hebat yang akan melibatkan anda dalam kenderaan autonomi.