HackerBox'lar 0013: Otomatik Spor: 12 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

OTOMOBİL: Bu ay HackerBox Hacker'ları otomotiv elektroniğini keşfediyor. Bu Eğitilebilir Tablo, HackerBoxes #0013 ile çalışmak için bilgiler içerir. Her ay posta kutunuza böyle bir kutu gelmesini istiyorsanız, şimdi HackerBoxes.com'a abone olmanın ve devrime katılmanın tam zamanı!

Bu HackerBox için Konular ve Öğrenme Hedefleri:

• NodeMCU'yu Arduino için Uyarlama
• 2WD Araç Kitinin Montajı
• 2WD Araç Kitini kontrol etmek için bir NodeMCU'nun bağlanması
• Blynk kullanarak WiFi üzerinden bir NodeMCU'yu kontrol etme
• Otonom Navigasyon için Sensörleri Kullanma
• Otomotiv Araç Teşhisi (OBD) ile Çalışmak

HackerBoxes, DIY elektroniği ve bilgisayar teknolojisi için aylık abonelik kutusu hizmetidir. Biz hobiciler, yapımcılar ve deneycileriz. Gezegeni Hackle!

Adım 1: HackerBoxes 0013: Kutu İçeriği

• HackerBoxes #0013 Koleksiyonluk Referans Kartı
• 2WD Araba Şasi Kiti
• NodeMCU WiFi İşlemci Modülü
• NodeMCU için Motor Kalkanı
• Motor Kalkanı için Jumper Bloğu
• Pil Kutusu (4 x AA)
• HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörü
• TCRT5000 IR Yansıma Sensörleri
• DuPont dişi-dişi kazaklar 10cm
• İki Kırmızı Lazer Modülü
• Mini-ELM327 yerleşik tanılama (OBD)
• Özel HackerBoxes Yarış Çıkartması

Yardımcı olacak diğer bazı şeyler:

• Dört AA Pil
• Çift Taraflı Köpük Bant veya Velcro Şeritler
• microUSB Kablosu
• Akıllı Telefon veya Tablet
• Arduino IDE'li bilgisayar

En önemlisi, bir macera duygusuna, DIY ruhuna ve hacker merakına ihtiyacınız olacak. Zorlu hobi elektroniği her zaman kolay değildir, ancak ısrar ettiğinizde ve maceranın tadını çıkardığınızda, sebat etmekten ve projelerinizi çalışır hale getirmekten büyük bir memnuniyet elde edilebilir. Her adımı yavaşça atın, ayrıntılara dikkat edin ve yardım istemekten çekinmeyin.

2. Adım: Otomotiv Elektroniği ve Kendi Kendini Süren Arabalar

Otomotiv elektroniği, karayolu araçlarında kullanılan herhangi bir elektronik sistemdir. Bunlar arasında marangozlar, telematik, araç içi eğlence sistemleri vb. Otomotiv elektroniği, motorları kontrol etme ihtiyacından kaynaklandı. İlki motor fonksiyonlarını kontrol etmek için kullanıldı ve motor kontrol üniteleri (ECU) olarak adlandırıldı. Elektronik kontroller daha fazla otomotiv uygulaması için kullanılmaya başlandıkça, ECU kısaltması daha genel "elektronik kontrol ünitesi" anlamını aldı ve ardından özel ECU'lar geliştirildi. Şimdi, ECU'lar modülerdir. İki tip, motor kontrol modüllerini (ECM) veya şanzıman kontrol modüllerini (TCM) içerir. Modern bir arabada 100 ECU'ya kadar olabilir.

Radyo kontrollü arabalar (R/C arabalar), özel bir verici veya uzaktan kumanda kullanılarak uzaktan kontrol edilebilen araba veya kamyonlardır. "R/C" terimi hem "uzaktan kumandalı" hem de "radyo kontrollü" anlamında kullanılmıştır, ancak günümüzde "R/C"nin yaygın kullanımı genellikle bir radyo frekansı bağlantısıyla kontrol edilen araçları ifade eder.

Otonom bir araba (sürücüsüz araba, kendi kendini süren araba, robotik araba), çevresini algılayabilen ve insan girişi olmadan navigasyon yapabilen bir araçtır. Otonom arabalar radar, lidar, GPS, odometri ve bilgisayarla görme gibi çeşitli teknikleri kullanarak çevreyi algılayabilir. Gelişmiş kontrol sistemleri, uygun navigasyon yollarının yanı sıra engelleri ve ilgili işaretleri tanımlamak için duyusal bilgileri yorumlar. Otonom otomobillerin, yoldaki farklı otomobilleri ayırt etmek için duyusal verileri analiz edebilen kontrol sistemleri vardır ve bu, istenen varış noktasına giden bir yolu planlamada çok faydalıdır.

Adım 3: NodeMCU için Arduino

NodeMCU, açık kaynaklı bir IoT platformudur. Espressif Systems'den ESP8266 Wi-Fi SoC üzerinde çalışan bellenimi ve ESP-12 modülüne dayalı donanımı içerir.

Arduino IDE, NodeMCU modüllerini diğer Arduino geliştirme platformları gibi programlamayı desteklemek için artık kolayca genişletilebilir.

Başlamak için, kullandığınız NodeMCU modülünde uygun Seri-USB yongasının yanı sıra Arduino IDE'nin (www.arduino.cc) kurulu olduğundan emin olun. Şu anda çoğu NodeMCU modülü, CH340 Seri-USB yongasını içerir. CH340 yongalarının üreticisi (WCH.cn), tüm popüler işletim sistemleri için kullanılabilen sürücülere sahiptir. Sitelerinin Google çeviri sayfasına bakın.

Ardino IDE'yi çalıştırın, tercihlere gidin ve "Ek Pano Yöneticisi URL'leri" girme alanını bulun

Bu URL'ye yapıştırın:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

ESP8266 için Board Manager'ı kurmak için.

Kurulumdan sonra IDE'yi kapatın ve ardından yeniden başlatın.

Şimdi, bir microUSB kablosu kullanarak (çoğu cep telefonu ve tablette kullanıldığı gibi) NodeMCU modülünü bilgisayarınıza bağlayın.

Arduino IDE içindeki kart tipini NodeMCU 1.0 olarak seçin

Her şeyin doğru çalıştığından emin olmak için yanıp sönme demosunu yeni bir Arduino kartına yükleyip test etmeyi her zaman severiz. NodeMCU istisna değildir, ancak derlemeden ve yüklemeden önce LED pinini pin13'ten pin16'ya değiştirmeniz gerekir. Arduino NodeMCU ile daha karmaşık bir şeye geçmeden önce bu hızlı testin doğru çalıştığından emin olun.

İşte bazı farklı uygulama örnekleriyle Arduino NodeMCU için kurulum sürecini anlatan bir talimat. Burada amaçtan biraz sapma var ama takılırsanız başka bir bakış açısıyla bakmanız faydalı olabilir.

Adım 4: 2WD Araba Şasi Kiti

2WD Araba Şasi Kiti içeriği:

• Alüminyum Şasi (renkler değişiklik gösterir)
• İki FM90 DC Motor
• Lastik Lastikli İki Tekerlek
• Filibir Teker
• Montaj Donanımı
• Montaj Donanımı

FM90 DC Motorlar mikro servolara benzerler çünkü FS90, FS90R veya SG92R gibi yaygın mikro servolarla aynı plastik muhafazaya yerleştirilmiştir. Ancak, FM90 bir servo değildir. FM90, plastik bir dişli takımına sahip bir DC motordur.

FM90 motorunun hızı, güç kablolarının darbe genişliği modülasyonu (PWM) ile kontrol edilir. Yön, herhangi bir fırçalı DC motorda olduğu gibi güç polaritesinin değiştirilmesiyle kontrol edilir. FM90, 4-6 Volt DC ile çalışabilir. Küçük olmasına rağmen, doğrudan bir mikrodenetleyici piminden sürülmemesi gereken kadar akım çeker. Bir motor sürücüsü veya H-köprü kullanılmalıdır.

FM90 DC Motor Özellikleri:

• Boyutlar: 32,3 mm x 12,3 mm x 29,9 mm / 1,3" x 0,49" x 1,2"
• Spline Sayısı: 21
• Ağırlık: 8.4g
• Yüksüz hız: 110RPM (4.8v) / 130RPM (6v)
• Çalışma Akımı (yüksüz): 100mA (4,8v) / 120mA (6v)
• Tepe Durma Torku (4,8v): 1,3 kg/cm / 18,09 oz/inç
• Tepe Durma Torku (6v): 1,5 kg/cm / 20,86 oz/inç
• Durma Akımı: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

Adım 5: Araba Şasisi: Mekanik Montaj

Araba Şasisi bu şemaya göre kolayca monte edilebilir.

İki küçük donanım çantası olduğunu unutmayın. Biri, eşleşen vidalar ve somunlarla birlikte altı pirinç 5mm-M3 ayırıcıya sahip Montaj Donanımını içerir. Bu montaj donanımı, denetleyicileri, sensörleri ve diğer öğeleri kasaya monte etmenin sonraki adımlarında yararlı olabilir.

Bu adım için aşağıdakileri içeren Montaj Donanımını kullanacağız:

• Motorları sabitlemek için dört adet ince M2x8 cıvata ve küçük eşleşen somunlar
• Dört adet daha kalın M3x10 cıvata ve tekerlek tekerleğini sabitlemek için daha büyük eşleşen somunlar
• Tekerlekleri motorlara sabitlemek için kaba dişli iki adet PB2.0x8 vida

FM90 motorlarının, kablo uçları monte edilmiş şasinin arkasından uzanacak şekilde yönlendirildiğini unutmayın.

Adım 6: Araba Şasisi: Güç Paketi ve Denetleyici Ekleyin

ESP-12E motor koruma kartı, NodeMCU modülünün doğrudan takılmasını destekler. Motor kalkanı, bir L293DD itme-çekme motor sürücü çipi (veri sayfası) içerir. Motor kablo uçları, motor blendajı üzerindeki A+/A- ve B+/B- vidalı terminallere bağlanmalıdır (konektörleri çıkardıktan sonra). Akü uçları, akü giriş vida terminallerine bağlanmalıdır.

Tekerleklerden biri yanlış yönde dönerse, ilgili motora giden kablolar vidalı terminallerde değiştirilebilir veya yön biti kodda ters çevrilebilir (sonraki adım).

Akü giriş beslemesini etkinleştirmek için motor kalkanında plastik bir güç düğmesi vardır. Jumper bloğu, gücü motor kalkanından NodeMCU'ya yönlendirmek için kullanılabilir. Jumper bloğu takılı olmadan, NodeMCU kendini USB kablosundan çalıştırabilir. Jumper bloğu takılıyken (gösterildiği gibi), pil gücü motorları besler ve ayrıca NodeMCU modülüne sürülür.

Motor kalkanı ve pil takımı, alüminyum şasideki mevcut açıklıklarla vida delikleri sıralanarak şasiye monte edilebilir. Ancak, çift taraflı köpük bant veya yapışkan cırt bantlar kullanarak bunları kasaya yapıştırmayı daha kolay buluyoruz.

7. Adım: Araba Şasisi: Programlama ve Wi-Fi Kontrolü

Blynk, Arduino, Raspberry Pi ve diğer donanımları İnternet üzerinden kontrol etmek için iOS ve Android uygulamalarına sahip bir Platformdur. Widget'ları basitçe sürükleyip bırakarak projeniz için bir grafik arayüz oluşturabileceğiniz dijital bir panodur. Her şeyi ayarlamak gerçekten çok basit ve hemen tamir etmeye başlayacaksınız. Blynk sizi çevrimiçi hale getirecek ve Nesnelerinizin İnterneti için hazır hale getirecek.

Buraya dahil edilen HBcar.ino Arduino betiği, 2WD araç şasisindeki motorları kontrol etmek için bir Blynk projesinde dört düğmenin (ileri, geri, sağ ve sol) nasıl arayüzleneceğini gösterir.

Derlemeden önce programda üç karakter dizisinin değiştirilmesi gerekir:

• Wi-Fi SSID (Wi-Fi erişim noktanız için)
• Wi-Fi Şifresi (Wi-Fi erişim noktanız için)
• Blynk Yetkilendirme Simgesi (Blynk projenizden)

Örnek koddan, motor korumasındaki L293DD yongasının aşağıdaki gibi bağlandığına dikkat edin:

• A motorunun hızı için GPIO pimi 5
• Motor A yönü için GPIO pimi 0
• Motor B hızı için GPIO pin 4
• Motor B yönü için GPIO pimi 2

Adım 8: Otonom Navigasyon için Sensörler: Ultrasonik Mesafe Bulucu

HC-SR04 ultrasonik telemetre (veri sayfası), 3 mm'ye kadar doğrulukla yaklaşık 2 cm'den 400 cm'ye kadar ölçümler sağlayabilir. HC-SR04 modülü bir ultrasonik verici, bir alıcı ve bir kontrol devresi içerir.

HC-SR04'ün pimlerine dört dişi-dişi jumper taktıktan sonra, konektörlerin etrafına bir miktar bant sarmak, hem bağlantıları alüminyum kasaya kısa devreden yalıtmaya yardımcı olabilir hem de ön taraftaki yuvaya takılacak esnek bir kütle sağlar. şasi gösterildiği gibi.

Bu örnekte, HC-SR04 üzerindeki dört pin motor kalkanına bağlanabilir:

• VCC'den (HC-SR04'te) VIN'e (motor kalkanında)
• Tetikleyici (HC-SR04'te) D6'ya (motor kalkanında)
• Yankı (HC-SR04'te) - D7 (motor kalkanı üzerinde)
• GND'den (HC-SR04'te) GND'ye (motor kalkanında)

VIN, yalnızca 5V'ye ihtiyaç duyan HC-SR04'e yaklaşık 6VDC tedarik edecektir. Ancak, bu iyi çalışıyor gibi görünüyor. Diğer mevcut güç hattı (3.3V) bazen HC-SR04 modülüne güç sağlamak için yeterlidir (kesinlikle deneyin), ancak bazen yeterli voltaj değildir.

Bu bağlantı kurulduktan sonra, HC-SR04'ün çalışmasını test etmek için NodeMCuping.ino örnek kodunu deneyin. Sensörden herhangi bir nesneye olan mesafe, seri monitörde (9600 kartı) santimetre olarak yazdırılır. Cetvelimizi alın ve doğruluğunu test edin. Etkileyici değil mi?

Artık bu ipucuna sahip olduğunuza göre, çarpışmayı önleyen, otonom bir araç için şöyle bir şey deneyin:

1. mesafe < 10cm olana kadar ileri
2. durmak
3. küçük bir mesafeyi tersine çevirin (isteğe bağlı)
4. rastgele bir açı (zaman) döndürmek
5. 1. adıma döngü

Bazı genel arka plan bilgileri için, burada HC-SR04 modülünün kullanımına ilişkin ayrıntılarla dolu bir eğitim videosu bulunmaktadır.

Adım 9: Otonom Navigasyon için Sensörler: Kızılötesi (IR) Yansıtıcılık

IR Yansıtıcı Sensör modülü, rengi ve mesafeyi algılamak için bir TCRT5000 (veri sayfası) kullanır. Modül IR ışığı yayar ve ardından bir yansıma alıp almadığını algılar. Bir yüzeyin beyaz mı yoksa siyah mı olduğunu algılama yeteneği sayesinde, bu sensör genellikle hat takip eden robotlarda ve elektrik sayaçlarında otomatik veri kaydında kullanılır.

Ölçüm mesafesi aralığı 1 mm'den 8 mm'ye kadardır ve merkez nokta yaklaşık 2,5 mm'dir. Hassasiyeti ayarlamak için yerleşik bir potansiyometre de vardır. Modül güce bağlandığında IR diyot sürekli olarak IR ışığı yayacaktır. Yayılan kızılötesi ışık yansıtılmadığında, triyot kapalı durumda olacak ve dijital (D0) çıkışın bir DÜŞÜK mantık göstermesine neden olacaktır.

Adım 10: Lazer Işınları

Bu yaygın 5mW 5V lazer modülleri, mevcut 5V gücü olan hemen hemen her şeye kırmızı lazer ışınları eklemek için kullanılabilir.

Bu modüllerin kolayca zarar görebileceğini unutmayın, bu nedenle HackerBox #0013, yedekleme sağlamak için bir çift içerir. Lazer modüllerinize dikkat edin!

Adım 11: Otomotiv Araç Teşhisi (OBD)

Yerleşik teşhis (OBD), bir aracın kendi kendine teşhis ve raporlama kabiliyetine atıfta bulunan bir otomotiv terimidir. OBD sistemleri, araç sahibine veya onarım teknisyenine çeşitli araç alt sistemlerinin durumuna erişim sağlar. OBD aracılığıyla sağlanan tanı bilgilerinin miktarı, yerleşik araç bilgisayarlarının 1980'lerin başlarında piyasaya sürülmesinden bu yana büyük ölçüde değişmiştir. OBD'nin ilk sürümleri, bir sorun algılandığında yalnızca bir arıza gösterge ışığını yakar, ancak sorunun doğası hakkında herhangi bir bilgi vermez. Modern OBD uygulamaları, standart bir dizi arıza teşhis koduna veya DTC'lere ek olarak gerçek zamanlı veri sağlamak için standartlaştırılmış bir dijital iletişim portu kullanır ve bu da araçtaki arızaları hızlı bir şekilde tanımlamaya ve düzeltmeye olanak tanır.

OBD-II, hem yetenek hem de standardizasyonda bir gelişmedir. OBD-II standardı, teşhis konnektörünün tipini ve pin çıkışını, mevcut elektriksel sinyal protokollerini ve mesajlaşma formatını belirtir. Ayrıca, her biri için verilerin nasıl kodlanacağı ile birlikte izlenecek araç parametrelerinin bir aday listesi sağlar. Konektörde, araç aküsünden tarama aletine güç sağlayan bir pim vardır, bu da bir tarama aletini bir güç kaynağına ayrıca bağlama ihtiyacını ortadan kaldırır. OBD-II Diyagnostik Hata Kodları 4 hanelidir ve önünde bir harf bulunur: P motor ve şanzıman (güç aktarma organları), B gövde, C şasi, C ve ağ için U. Üreticiler, gerçek zamanlı veri talepleri ve sorun kodları dahil olmak üzere, kendi özel OBD-II uygulamalarına özel veri parametreleri de ekleyebilirler.

ELM327, çoğu modern otomobilde bulunan yerleşik tanılama (OBD) arabirimine arabirim oluşturmak için programlanmış bir mikro denetleyicidir. ELM327 komut protokolü, en popüler PC'den OBD'ye arayüz standartlarından biridir ve diğer satıcılar tarafından da uygulanmaktadır. Orijinal ELM327, Microchip Technology'den PIC18F2480 mikro denetleyicisinde uygulanmaktadır. ELM327, düşük seviyeli protokolü özetler ve tipik olarak elde tutulan bir teşhis aracı veya USB, RS-232, Bluetooth veya Wi-Fi ile bağlanan bir bilgisayar programı ile bir UART aracılığıyla çağrılabilen basit bir arayüz sunar. Bu tür yazılımların işlevi, ek araç enstrümantasyonu, hata kodlarının raporlanması ve hata kodlarının silinmesini içerebilir.

Tork muhtemelen en iyi bilineni olsa da, ELM327 ile kullanılabilecek birçok uygulama vardır.

Adım 12: Gezegeni Hackleyin

Maceramızı otomotiv elektroniğiyle paylaştığınız için teşekkür ederiz. Bu Eğitilebilir Kitaptan memnun kaldıysanız ve bunun gibi bir kutu elektronik projesinin her ay posta kutunuza teslim edilmesini istiyorsanız, lütfen BURAYA ABONE OLUN.

Aşağıdaki yorumlarda ve/veya HackerBoxes Facebook sayfasında başarınızı paylaşın ve paylaşın. Herhangi bir sorunuz varsa veya herhangi bir konuda yardıma ihtiyacınız olursa kesinlikle bize bildirin. HackerBoxes'ın bir parçası olduğunuz için teşekkür ederiz. Lütfen önerilerinizi ve geri bildirimlerinizi gelmeye devam edin. HackerBox'lar SİZİN kutularınızdır. Hadi harika bir şey yapalım!