Yeni Başlayanlar İçin Çarpışma Önleme Özellikli Kendi Kendine Sürüş Robotik Aracı: 7 Adım

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

Merhaba! Çarpışmadan kaçınma ve GPS Navigasyonu ile kendi kendini süren robotik aracınızı nasıl yapacağınıza dair yeni başlayanlar için uygun Eğitim Kitabıma hoş geldiniz. Yukarıda robotu gösteren bir YouTube videosu var. Gerçek bir otonom aracın nasıl çalıştığını gösteren bir modeldir. Lütfen robotumun son ürününüzden çok farklı görüneceğini unutmayın.

Bu yapı için ihtiyacınız olacak:

- OSEPP Robotik Fonksiyonel Kit (cıvatalar, tornavidalar, kablolar vb. içerir) (98,98 $)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40,30 $)

- HMC5883L Dijital Pusula (6,99 $)

- HC-SR04 Ultrasonik Sensör (3,95 $)

- NEO-6M GPS ve Anten (12,99$)

- HC-05 Bluetooth Modülü (7,99 $)

- USB Mini B Kablosu (Bu, etrafta dolaşabilir) (5,02 $)

- Bir Android akıllı telefon

- Altı adet AA pil, her biri 1,5 Volt

- Geri dönüştürmek istediğiniz herhangi bir çubuk benzeri manyetik olmayan malzeme (alüminyum gibi)

- Çift taraflı bant

- Bir el matkabı

Adım 1: Robotun Kasasını ve Hareketliliğini Birleştirme

Açıklama: Kımıldamıyorsa araç değildir! En temel robotik araç, tekerlekler, motorlar ve bir şasi (veya robotun "gövdesi") gerektirir. Bu parçaların her birini ayrı ayrı almak yerine, başlangıç robotik araç için bir kit satın almanızı şiddetle tavsiye ederim. Projem için OSEPP Robotik Fonksiyonel Kiti kullandım çünkü çok sayıda parça ve mevcut aletle birlikte geldi ve robotun kararlılığı için bir tank konfigürasyonunun en iyisi olduğunu hissettim ve aynı zamanda sadece iki motor gerektirerek programlamamızı basitleştirdi.

Prosedür: Burada bulabileceğiniz montaj kılavuzunu basitçe tekrar etsem sizin için yararlı olmaz (ayrıca üçgen tank konfigürasyonu seçeneğiniz de vardır). Tüm kabloları, özellikle motorlardan gelen kablolar için, robota mümkün olduğunca yakın ve zeminden veya tekerleklerden uzak tutmanızı tavsiye ederim.

Pahalı bir kit satın almak yerine bütçe seçeneği istiyorsanız, eski, çalışan bir RC arabayı geri dönüştürebilir ve bundan motorları, tekerlekleri ve şasiyi kullanabilirsiniz, ancak Arduino ve kodunun bunlarla ne kadar uyumlu olduğundan emin değilim. özel parçalar. Kiti OSEPP'den seçmek daha iyi bir bahis.

Adım 2: Arduino'yu Dahil Etme

Açıklama: Bu bir başlangıç kılavuzu olduğu için, elektronikte kullanımına aşina olmayan okuyucular için Arduino'nun ne olduğunu hızlıca açıklamak istiyorum. Arduino, bir tür mikro denetleyicidir, yani tam olarak bunu yapar -- robotu kontrol eder. Bilgisayarınıza Arduino'nun anlayabileceği bir dile çevrilecek kodlarda talimatlar yazabilir, ardından bu talimatları Arduino'ya yükleyebilirsiniz ve Arduino açıldığında hemen bu talimatları yürütmeye başlayacaktır. En yaygın Arduino, OSEPP kitinde bulunan Arduino Uno'dur, ancak bu proje için Arduino Mega'ya ihtiyacınız olacak çünkü bu, Arduino Uno'nun yapabileceğinden daha büyük ölçekli bir projedir. Kitin Arduino Uno'sunu diğer eğlenceli projeler için kullanabilirsiniz.

Prosedür: Arduino, fermuarlar kullanılarak veya ara parçaları robotun tabanına vidalanarak robota takılabilir.

Arduino'nun robotumuzun motorlarını kontrol etmesini istiyoruz, ancak motorlar doğrudan Arduino'ya bağlanamıyor. Bu nedenle, motor kabloları ve Arduino ile bağlantı kurabilmek için (kitimizden gelen) motor kalkanımızı Arduino'nun üstüne takmamız gerekiyor. Motor kalkanının altından gelen pinler, Arduino Mega'nın "deliklerine" tam oturmalıdır. Motorlardan uzanan kablolar, yukarıdaki resimdeki gibi motor blendajı üzerindeki yuvalara oturur. Bu yuvalar, bir tornavidanın yuvanın en üst kısmındaki + şeklinde bir girintiye döndürülmesiyle açılır ve kapatılır.

Ardından, Arduino'nun çalışması için voltaja ihtiyacı var. OSEPP Robotik Fonksiyonel Kit, altı pil için uygun bir pil tutucuyla birlikte gelmelidir. Altı pili tutucuya yerleştirdikten sonra, pil tutucudan uzanan kabloları motor kalkanı üzerindeki voltaj için tasarlanmış yuvalara takın.

3. Adım: Bluetooth Kontrolü Ekleme

Prosedür: Arduino anlaşıldıktan sonra, Bluetooth modülünü eklemek, Bluetooth modülünün dört ucunu yukarıda gösterildiği gibi motor kalkanı üzerindeki dört delikli yuvaya takmak kadar kolaydır.

İnanılmaz derecede basit! Ama işimiz bitmedi. Bluetooth modülü, gerçek Bluetooth kontrolünün yalnızca yarısıdır. Diğer yarısı ise Android cihazımızda uzak uygulamayı kurmaktır. OSEPP tarafından geliştirilen ve Robotik Fonksiyonel Kit'ten monte edilen robota yönelik uygulamayı kullanacağız. Cihazınızda farklı bir uzaktan kumanda uygulaması kullanabilir veya kendinizinkini bile yapabilirsiniz, ancak bizim amaçlarımız için tekerleği yeniden icat etmek istemiyoruz. OSEPP ayrıca, Google Play mağazasından yüklenemeyen uygulamalarının nasıl kurulacağına ilişkin talimatlara sahiptir. Bu talimatları burada bulabilirsiniz. Kurduğunuz uzaktan kumandanın düzeni öğreticiden farklı görünebilir ve bunda bir sorun yoktur.

Adım 4: Çarpışma Önleme Ekleme

Açıklama: Artık robot mobil olduğu için, donanımımıza zarar verebilecek duvarlara ve büyük nesnelere çarpabilir. Bu nedenle, yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi ultrasonik sensörümüzü robotun en önüne yerleştiriyoruz.

Prosedür: OSEPP Robotik Fonksiyonel Kiti, ultrasonik sensör hariç, orada gördüğünüz tüm parçaları içerir. Bağlantısını verdiğim kullanım kılavuzunu takip ederek kasayı monte ettiğinizde, ultrasonik sensör için bu tutucuyu zaten yapmış olmanız gerekirdi. Sensör, tutucunun iki deliğine kolayca takılabilir, ancak tutucudan düşmesini önlemek için sensörü bir lastik bantla yerinde tutmalısınız. Sensördeki dört tırnağın tamamına uyan bir kablo takın ve kablonun diğer ucunu motor korumasındaki pimlerin 2 sütununa bağlayın.

Bunları yerinde tutacak donanıma sahip olmanız koşuluyla, birden fazla ultrasonik sensör dahil edebilirsiniz.

Adım 5: GPS ve Pusula Ekleme

Açıklama: Robotumuzu neredeyse tamamladık! Bu, robotumuzu monte etmenin en zor kısmı. Öncelikle GPS ve dijital pusuladan bahsetmek istiyorum. Arduino, robotun mevcut konumunun enlem ve boylam açısından uydu verilerini toplamak için GPS'e atıfta bulunur. Bu enlem ve boylam, dijital pusuladan alınan okumalarla eşleştirildiğinde kullanıma sunulur ve bu sayılar, robotun hedefine ulaşmak için hangi hareketi yapması gerektiğini hesaplamak için Arduino'da bir dizi matematiksel formüle konur. Bununla birlikte, pusula, demir içeren malzemelerin veya demir içeren malzemelerin varlığında fırlatılır ve bu nedenle manyetiktir.

Prosedür: Robotumuzun demirli bileşenlerinden gelebilecek olası parazitleri azaltmak için, çubuk benzeri alüminyumumuzu alıp yukarıdaki resimdeki gibi uzun bir V şeklinde bükeceğiz. Bu, robottaki demirli malzemelerden biraz mesafe yaratmak içindir.

Alüminyum elle veya basit bir el aleti kullanılarak bükülebilir. Alüminyumunuzun uzunluğu önemli değil, ancak ortaya çıkan V-şekilli alüminyumun aşırı ağır olmadığından emin olun.

GPS modülünü, GPS antenini ve dijital pusulayı alüminyum armatüre yapıştırmak için çift taraflı bandı kullanın. ÇOK ÖNEMLİ: Dijital pusula ve GPS anteni, yukarıdaki resimde gösterildiği gibi alüminyum armatürün en tepe noktasına yerleştirilmelidir. Ayrıca dijital pusulada L şeklinde iki ok olmalıdır. X-ok işaretinin robotun önünü gösterdiğinden emin olun.

Alüminyumun her iki ucunda delikler açın, böylece alüminyumdan bir somun ve robot kasasında bir delik vidalanabilir.

Dijital pusula kablosunu, motor korumasındaki voltaj yuvasının hemen altındaki küçük "çıkışta" Arduino Mega'ya takın. GPS üzerindeki "RX" etiketli noktadan bir kabloyu Arduino Mega'daki TX314 pinine (motor kalkanı üzerinde değil), başka bir kabloyu "TX" etiketli noktadan pin RX315'e, başka bir kabloyu da "VIN" üzerinden bağlayın. GPS, motor korumasındaki 3V3 pinine ve GPS üzerindeki "GND"den motor korumasındaki GND pinine giden bir son kablo.

Adım 6: Hepsini Kodla Bir Araya Getirmek

Prosedür: Sizin için önceden hazırladığım kodu Arduino Mega'mıza vermenin zamanı geldi. Arduino uygulamasını buradan ücretsiz olarak indirebilirsiniz. Ardından, aşağıda sahip olduğum dosyaların her birini indirin (çok fazla göründüğünü biliyorum, ancak bunların çoğu çok küçük dosyalar). Şimdi MyCode.ino'yu açın, Arduino uygulaması açılmalı, ardından üstte Araçlar'a, ardından Pano'ya ve son olarak Arduino Mega veya Mega 2560'a tıklayın. Bundan sonra, üstte, Eskiz'e ve ardından Çizim Klasörünü Göster'e tıklayın. Bu, PC'nizdeki MyCode.ino dosya konumunu açacaktır. Bu Eğitilebilir Dosyadan indirdiğiniz diğer tüm dosyaları tıklayın ve MyCode.ino dosyasına sürükleyin. Arduino uygulamasına geri dönün ve programın kodu Arduino'nun anlayabileceği makine diline çevirebilmesi için sağ üstteki onay işaretine tıklayın.

Artık tüm kodlar hazır olduğuna göre, USB Mini B kablonuzu kullanarak PC'nizi Arduino Mega'ya bağlayın. MyCode.ino açıkken Arduino Uygulamasına geri dönün ve kodu Arduino'ya yüklemek için ekranın sağ üst köşesindeki sağ ok düğmesine tıklayın. Uygulama size yüklemenin tamamlandığını söyleyene kadar bekleyin. Bu noktada, robotunuz bitti! Şimdi test etmemiz gerekiyor.

Motor kalkanındaki anahtarı kullanarak Arduino'yu açın ve Android cihazınızda OSEPP remote uygulamasını açın. Robottaki Bluetooth modülünün mavi ışıkta yanıp söndüğünden emin olun ve uygulamayı açtıktan sonra Bluetooth bağlantısını seçin. Uygulamanın robotunuza bağlandığını söylemesini bekleyin. Uzaktan kumandada, solunuzda standart sol-sağ-yukarı-aşağı kontrolleri ve sağda A-B-X-Y düğmeleri olmalıdır. Benim kodumda, X ve Y düğmeleri hiçbir şey yapmaz, ancak A düğmesi robotun mevcut enlem ve boylamını kaydetmek içindir ve B düğmesi robotun kaydedilen bu konuma hareket etmeye başlaması içindir. GPS'in A ve B düğmelerini kullanırken yanıp sönen kırmızı ışık. Bu, GPS'in uydulara bağlandığı ve veri topladığı anlamına gelir, ancak ışık yanıp sönmüyorsa, robotu doğrudan gökyüzünü görecek şekilde dışarı çıkarın ve sabırla bekleyin. Alttaki daireler joystick amaçlıdır, ancak bu projede kullanılmamaktadır. Ekranın ortası, testlerim sırasında faydalı olan robotun hareketleri hakkında bilgi kaydedecek.

OSEPP'e, YouTube'daki lombarobot id ve EZTech'e, bana bu proje için kod yazmam için temel oluşturduğu için çok teşekkür ederim. Lütfen bu partileri destekleyin:

OSEPP

EZTech Kanalı

lombarobot kimlik kanalı

7. Adım: İsteğe Bağlı Genişletme: Nesne Algılama

Bu Eğitilebilir Yazının başında, en başta gördüğünüz robotik aracımın görüntüsünün bitmiş ürününüzden farklı görüneceğinden bahsetmiştim. Özellikle yukarıda gördüğünüz Raspberry Pi ve kameradan bahsediyorum.

Bu iki bileşen, robotun yolundaki dur işaretlerini veya kırmızı stop ışıklarını algılamak ve geçici olarak durmak için birlikte çalışır, bu da robotu gerçek bir otonom araca daha yakın bir model haline getirir. Raspberry Pi'nin aracınıza uygulanabilecek birçok farklı uygulaması bulunmaktadır. Raspberry Pi'yi dahil ederek robotik aracınız üzerinde daha fazla çalışmak istiyorsanız, Rajandeep Singh'in kendi kendini süren, nesne algılayan bir araç oluşturma kursunu satın almanızı şiddetle tavsiye ederim. Eğitiminin tamamını Udemy'de burada bulabilirsiniz. Rajandeep, rotasını haykırmamı istemedi; Sizi otonom araçlarla meşgul edecek harika bir eğitmen olduğunu düşünüyorum.