Kendi Akıllı Arabanız ve Funduino/Arduino ile HyperDuino+R V3.5R'nin Ötesi: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu, BURADAN bu talimat setinin doğrudan bir kopyasıdır. Daha fazla bilgi için HyperDuino.com'a gidin.

HyperDuino+R v4.0R ile motorları kontrol etmekten elektroniği keşfetmeye, programlamadan (kodlama) fiziksel ve dijital dünyaların nasıl etkileşime girebileceğini anlamaya kadar birçok farklı yönde bir keşif yoluna başlayabilirsiniz. Öğrendiğiniz her yeni şeyle, icat, yenilik ve daha fazla keşif için kendi olanaklarınız on kat ve daha fazla artar.

Bu özel eğitim, bir karton kutunun yanı sıra bazı tekerlekleri ve motorları "akıllı bir arabaya" dönüştürmenin yolunu izliyor. Bu genellikle robotik olarak adlandırılır, ancak bir otomat (otomat), akıllı arabalar ve bir "robot" arasındaki farkı tam olarak neyin ayırt ettiği konusunda düşünmeye değer bir konudur (ayrıca bkz. "robot" kelimesinin kökeni). Örneğin, bu "yuvarlanan robot" gerçekten bir "robot" mu yoksa sadece bir otomat mı?

Sözcükler önemsiz gibi görünebilir, ancak amaçlarımız için farklılıkları, bir otomatın dış girdiye dayalı olarak davranışını değiştirmeyen bir şey olması olarak görüyoruz. Aynı programlanmış eylemleri tekrar tekrar tekrarlar. Robot, farklı girdilere yanıt olarak farklı eylemler gerçekleştiren bir şeydir. Gelişmiş formda, çoklu girdi seviyeleri farklı eylemlere neden olabilir. Yani, girdi başına yalnızca bir çıktı değil, birden çok girdinin programlanmış bir analizine dayalı farklı eylemler.

"Akıllı araba" bu aralığı araştırıyor. En basit haliyle, akıllı bir araba önceden tanımlanmış bir yolda hareket edecek şekilde önceden programlanmıştır. Bu durumdaki zorluk, arabayı önceden yapılmış bir "labirentten" geçirmek olabilir. Ancak bu noktada, görevin başarısı tamamen önceden programlanmış eylemler dizisi tarafından belirlenir, örneğin ileri 10, sağ, 5 ileri, sol vb.

Bir sonraki seviyede, bir mesafe sensöründen gelen gibi bir girdi, arabanın bu engelle temas etmeden önce durmasını ve yeni bir yön almak için bir dönüş yapmasını isteyebilir. Bu, bir girdi, bir eylem örneği olacaktır. Yani, aynı girdi (bir engel) her zaman aynı çıktıyla sonuçlanır (engelden bir dönüş).

Daha gelişmiş bir seviyede, program, yol izleme ve/veya engellerden kaçınma ile birlikte pil seviyesi gibi çoklu girdileri izleyebilir ve bunların hepsini bir sonraki optimal eylemde birleştirebilir.

İlk durumda, program sadece bir dizi hamledir. 2. ve 3. örneklerde program, sensörlerden gelen girdilere yanıt olarak programın farklı bölümlerini yapmasına izin veren bir “if-then” yapısı içerir.

Adım 1: Malzemeler

HyperDuino kutusu veya benzeri

HyperDuino+R v3.5R + Funduino/Arduino

Baskılı desenli şeffaf yapışkan destekli film (OL175WJ). (veya bu kılavuzu yalnızca kağıda yazdırılabilen motorlar ve tekerlekler için kullanın)

4-AA Pil kutusu artı 4 AA pil

2 redüksiyon dişli motor

2 tekerlek

1 makaralı teker

4 #4 x 40 1 ½” makine vidası, #4s rondelalı ve somunlu

#4s pul ve somun ile 2 #4 x 40 ⅜” makine vidası

1 philipps/düz tornavida

1 HC SR-04 Ultrasonik mesafe sensörü

1 9g servo

1 adet 4xAA pil kutusu

4 AA pil

1 9v pil

1 IR uzaktan kumanda ve IR alıcı

1 SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE alıcı modülü

1HC-SR04 ultrasonik sensör

2 adet 3 telli bağlantı kablosu.

2 Grove uyumlu 4 telli bağlantı kablosu.

Soket kablosuna 1 Grove konektörü

1 boş beyaz yapışkan etiket

1 HyperDuino tornavida (veya benzeri)

Adım 2: Akıllı Arabayı İnşa Etme

(Yukarıda Sağlanan Tüm Resimler)

Kutuyu Hazırla

HyperDuino Robotik kitinde "şasi" ("şasi-ee" olarak telaffuz edilir) adı verilen plastik bir taban bulunabilecek olsa da, akıllı arabanızın "sıfırdan" yapısına mümkün olduğunca yakın olmanın çok daha tatmin edici olduğunu düşünüyoruz. Bu nedenle, HyperDuino Robotics kitinin karton kutusunu yeniden kullanarak başlayacağız.

HyperDuino+R kutusunda, arkası yapışkanlı bir beyaz kağıt parçası ve HyperDuino, pil kutusu ve motorların konumlarını gösteren ana hatlarıyla arkası yapışkanlı bir şeffaf malzeme parçası bulacaksınız.

Arkası yapışkanlı cırt cırtlı halkaların nereye yerleştirileceğini gösteren halkalar da vardır.

1. Beyaz kağıt etiketin yapışkan arkasını çıkarın ve kutunun üstündeki HyperDuino etiketinin üzerine yerleştirin. Not: Bu yapışkan desen, belirli bir kutu, MakerBit karton kutu için bir yerleşim kılavuzu sağlamak üzere sağlanmıştır. Bu kutuyu kullandıktan sonra veya farklı bir kutu kullanmak isterseniz, kağıda basılması amaçlanan bu pdf desen dosyasını kullanabilir ve ardından motor kılavuzlarını (üst ve alt=sol ve sağ) ve bir tane kesip kullanabilirsiniz. tekerlek kılavuzları. Delikleri açarken kağıdı bantlayabilirsiniz, ardından kağıt desenini çıkarın.

2. Düz durabilmesi için HyperDuino+R kutusunu açın. Bu muhtemelen projenin en zor kısmıdır. Kutunun her iki yanındaki tırnakları kutunun altındaki yuvalardan bir çeşit bastırıp kaldırmanız gerekecek. Kapağın içinden dışa doğru itmek için HyperDuino tornavidayı kullanmanın kanatların serbest kalmasına yardımcı olacağını görebilirsiniz.

3. Sol taraftaki şeffaf malzemeye yapışkan desteğin yarısını çıkarın (HyperDuino logosu "yukarı" ise) ve yuvaların yarı dış hatları, üzerindeki kesiklerle eşleşen HyperDuino kutusunun içine yerleştirin. kutu. HyperDuino+R kutusunun alt kısmındaki kıvrımlarla iki yatay çizgiyi hizalamak için elinizden gelenin en iyisini yapın.

4. Şeffaf filmin sol tarafını yerleştirdikten sonra, sağ yarısından kağıt desteğini çıkarın ve deseni yapıştırmayı bitirin.

5. Motorları yerinde tutacak makine vidaları için küçük delikler açmak için kitinizde bulunan HyperDuino tornavidanın yıldız ucunu kullanın. Her motor için iki delik ve ayrıca motorun aksı için bir delik vardır.

6. Devam edin ve bilye için iki delik daha açın.

7. Motorların aksları için, motorların akslarıyla hizalanan ilk küçük deliği yapmak için HyperDuino kitinin mavi plastik delik açma aletini kullanın. Ardından, deliği yaklaşık ¼ inç çapa kadar büyütmek için plastik bir tükenmez kalem veya benzeri kullanın.

8. Uzun (1 ½”) makine vidalarının her birine bir rondela koyun ve motorların deliklerini kutunun dışından itin. (Biraz sıkı baskı gerektirir, ancak vidalar deliklere tam olarak oturmalıdır.)

9. Makine vidalarına uygun 2 adet küçük deliği olan motoru vidaların üzerine oturtun ve somunlarla yerine sabitleyin. HyperDuino tornavida vidaları sıkmada yardımcı olacaktır, ancak kartonu ezecek kadar fazla sıkmayın.

10. Diğer motor için tekrarlayın.

11. Cırt cırtlı halkaları bulun. Cırt cırt (bulanık) daireleri, altlık hala takılıyken eşleştirin. Ardından döngü (bulanık) dairenin desteğini çıkarın ve her daireyi HyperDuino kartı ve pil kutusu için 3 anahat gördüğünüz yere takın. Yerleştirdikten sonra, kanca çemberinden desteği çıkarın.

12. Şimdi HyperDuino'yu köpük desteğiyle ve pil kutusunu (kapalı ve anahtar tarafı "yukarı" olacak şekilde) cırt cırtlı halkaların üzerine dikkatlice yerleştirin. Onları, dairelerin yapışkan arkalarına yapışacak kadar kuvvetle bastırın.

13. Artık pil ve motor kablolarını bağlayabilirsiniz. Çok yakından bakarsanız, 8 motor terminalinin her birinin yanında A01, A02, B01 ve B02 olarak etiketlenmiş etiketleri görebilirsiniz. Üst motorun (“B”) siyah kablosunu B02'ye ve kırmızı kabloyu B01'e bağlayın. Alt motor (“A”) için, alt motorun (“A”) kırmızı kablosunu A02'ye ve siyah kabloyu A01'e bağlayın. Bağlantıyı yapmak için, durduğunu hissedene kadar kabloyu yavaşça deliğe sokun ve ardından turuncu kolu kaldırın ve kabloyu 2 mm veya daha fazla deliğe iterken açık tutun. Ardından kolu bırakın. Tel düzgün bir şekilde sabitlenmişse, hafifçe çektiğinizde dışarı çıkmayacaktır.

14. Akü kabloları için, kırmızı kabloyu motor güç konektörünün Vm'sine ve siyah kabloyu Gnd'ye bağlayın. Küçük motorlar Arduino 9v pilinden çalıştırılabilir, ancak dört AA pil takımı gibi ek bir pil motorları çalıştırmak için kullanılabilir ve HyperDuino+R kartının sol üst kısmındaki 2 terminal kullanılarak bağlanır. Özel uygulamanız için seçim size bağlıdır ve "jumper"ı bir konuma veya diğerine hareket ettirerek yapılandırılır. Motorları 9v pilden çalıştırmak için varsayılan konum sağdadır. Dört adet AA pil kutusunu eklediğiniz bu aktiviteler için jumper'ı “sol” konuma getirmek isteyeceksiniz.

15. Son olarak, kalan son resimlerden birinde gösterildiği gibi kutuyu tamamen katlayın.

16. Şimdi, rondelalı iki ⅜” makine vidasını kutunun içinden deliklere sokmanın ve rondelalı bilye tertibatını takmanın tam zamanı.

17. Şimdi tekerlekleri sadece akslara bastırarak takın. Motor akslarındaki tekerleklere dikkat edin, böylece tekerlekler akslara güzel bir şekilde dik olur ve kaçınabileceğinizden daha fazla açılı olmaz. İyi hizalanmış tekerlekler, ileriye doğru hareket ederken araca daha düz bir yol verir.

18. Şimdilik yapılacak son şey, USB kablosu için bir delik açmaktır. Bunu güzel bir şekilde yapmak o kadar kolay değil, ancak biraz kararlılıkla işi halledebileceksiniz. HyperDuino kartındaki USB konektörüne ve “USB kablosu” etiketli kutuya bakın. Bunu görsel olarak kutunun kenarına kadar takip edin ve kutunun altından yaklaşık 1 inç yukarıda ve mümkün olduğunca USB kablo yolunun ortasına en iyi hizalanmış bir delik açmak için HyperDuino tornavida yıldız ucunu kullanın. Eğer bu merkezden uzaktaysa, USB kablosunu delikten sonra takmak biraz daha zor olacaktır. Deliği tornavida ile açtıktan sonra önce mavi delik açma aleti, ardından plastik bir kalem fıçısı ile daha da büyütün, ve son olarak bir Sharpie'ye veya bulabileceğiniz en büyük çaplı başka bir alete geçin. Bir Xacto bıçağınız varsa, bu en iyisi olacaktır, ancak sınıf ortamlarında bulunmayabilir.

19. HyperDuino USB kablosunun kare konektör ucuyla deliğin boyutunu test edin. Delik çok hoş olmayacak, ancak kare konektörün geçebilmesi için yeterince büyük yapmanız gerekecek. Not: Deliği açtıktan sonra, düzeltme sıvısı ("Beyaz-çıkış"), delik açmanın ortaya çıkardığı daha koyu kartonu boyamanın bir yoludur.

20. Kutunun kapağını kapatmak için, kapağın motora gireceği yerde makasla 2 kesim yapmanız ve ortaya çıkan kapağı biraz geriye katlamanız veya tamamen kesmeniz gerekir.

Adım 3: Basit Bir "Labirent Koşan" Programı Kodlamak

İlk programlama zorluğu, arabayı bir model üzerinden "sürebilen" bir program oluşturmak olacaktır.

Bunu yapmak için, motorları birlikte ileri ve geri hareket ettirmek için kontrol edecek ve ayrıca sola ve sağa dönüşler yapacak fonksiyonlar oluşturmak için iForge blok programlama dilini nasıl kullanacağınızı öğrenmeniz gerekecek. Arabanın yolculuğunun her bölümünde kat ettiği mesafe, motorların ne kadar süreyle ve hangi hızda çalıştığına göre belirlenir, böylece onları da nasıl kontrol edeceğinizi öğreneceksiniz.

Bu eğitimde verimlilik adına, şimdi sizi "HyperDuino & iForge ile Kodlama" belgesine yönlendireceğiz.

Bu size Chrome için iForge uzantısını nasıl kuracağınızı, bir hesap oluşturacağınızı ve HyperDuino'daki pinleri kontrol eden blok programları nasıl oluşturacağınızı gösterecektir.

Bunu bitirdiğinizde, buraya dönün ve bu öğreticiye devam edin ve HyperDuino kullanarak motorları nasıl kontrol edeceğinizi öğrenin.

Adım 4: Temel Motor Kontrolü

HyperDuino “R” kartının üst kısmında, bir motordan veya aküden çıplak bir kablo takmanıza izin veren kolay bağlanan terminaller bulunur. Bu, hiçbir özel konektör gerekmemesi ve pilleri ve motorları "kutudan çıktığı gibi" bağlamanız daha olasıdır.

Önemli Not: Motor konektörleri için “A01” ve “A02” adları, A01 ve A02 analog pinlerinin onları kontrol ettiğini GÖSTERMEZ. “A” ve “B” sadece “A” ve “B” motorlarını belirtmek için kullanılır. 3'ten 9'a kadar olan dijital G/Ç pinleri, HyperDuino+R kart terminallerine bağlı herhangi bir motoru kontrol etmek için kullanılır.

Akü, kullandığınız motorlara uygun güç kapasitesi (miliamper-saat) ve voltaj ile seçilmelidir. Bunun gibi bir kutuda 4 veya 6 AA pil tipiktir:

Amazon'dan Örnek: 2.1mm x 5.5mm Konnektörlü 6 AA Pil Tutucu 9V Çıkış (Resim 2)

Polariteyi (pozitif ve negatif) Vm (pozitif) ve Gnd'ye ("toprak" = negatif) uygun şekilde bağlamak önemlidir. Bir güç kaynağının pozitif ucunu harici güç bağlantısının negatif (Gnd) girişine bağlarsanız, kısa devreyi engelleyen bir koruyucu diyot bulunur ve aynı zamanda motorlara enerji verilmez.

Motor kontrolörü aşağıdakilerden birini kontrol edebilir:

A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd'ye bağlı dört adet tek yönlü DC motor

Not: Aynı anda yalnızca bir "A" motoru ve bir "B" motoru çalıştırılabilir. Dört tek yönlü motorun tümünü aynı anda çalıştırmak mümkün değildir.

Pim 8: yüksek, Pim 9: düşük = Motor A01 "açık"

Pim 8: düşük, Pim 9: yüksek = Motor A02 "açık"

(Pim 8, 9: düşük = her iki B motoru da kapalı)

Pim 12: düşük, Pim 13: yüksek = Motor B01 "açık"

Pim 12: yüksek, Pim 13: düşük = Motor B02 "açık"

(Pim 12, 13: düşük = her iki B motoru da kapalı)

A01/A02 ve B01/B02'ye bağlı iki çift yönlü DC motor

Pim 8 = yüksek, pim 9 = düşük = Motor A "ileri*"

Pim 8 = düşük, pim 9 = yüksek = Motor A "ters*"

(Pin 8 = düşük, pim 9 = düşük = Motor A "kapalı")

Pim 12 = yüksek, pim 13 = düşük = Motor B "ileri*"

Pim 12 = düşük, pim 13 = yüksek = Motor B "ters*"

(Pin 12 = düşük, pim 13 = düşük = Motor B "kapalı")

(*motor kablolarının polaritesine ve motorun, tekerleğin ve robotik arabanın yönüne bağlıdır.)

A01/A02/B01/B02 ve Gnd'ye bağlı bir step motor

HyperDuino motor denetleyicisinin voltaj ve akım sınırları, Toshiba TB6612FNG motor denetleyicisi IC'ye dayalı olarak 15v ve 1,2 A(ortalama)/3,2 A (tepe)'dir.

Motor “A”: A01 ve A02'ye bağlanın

(Göstermek için son iki resme bakın)

Motor hızı

A ve B motorlarının hızı sırasıyla pin 10 ve 11 ile kontrol edilir:

Motor A'nın Hızı: Pin 10 = PWM 0-255 (veya pin 10 = HIGH'ı ayarlayın)

Motor B'nin Hızı: Pin 11 = PWM 0-255 (veya ayar pin 11 = YÜKSEK)

Tek yönlü çalışmada (dört motor), pim 10'un hız kontrolü her iki "A" motor için ve pim 11 her iki "B" motor için de çalışır. Dört motorun da hızını bağımsız olarak kontrol etmek mümkün değildir.

Düşük Güçlü Motorlar (400ma'dan az)

Motor kontrolörü, 15v ve 1,5 amper'e (anlık olarak 2,5 amper) kadar harici bir pil kaynağı kullanabilir. Ancak 5-9v ile çalışabilen ve 400ma'dan az kullanan bir motor kullanıyorsanız, motor güç konektörlerinin yanındaki siyah jumper'ı kullanarak "Vin" konumuna taşıyabilirsiniz. Alternatif konum olan “+VM” harici güç içindir.

Akıllı Araba Aktivitesi

Akıllı arabanız monte edildiğinde artık arabanızı nasıl programlayacağınızı öğreneceğiniz Akıllı Araba Aktivitesine geçebilirsiniz.