TfCD - Zelfrijdende Breadboard - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In deze Instructable zullen we een van de technologieën demonstreren die vaak worden gebruikt in autonome voertuigen: ultrasone obstakeldetectie.

Binnen zelfrijdende auto's wordt deze technologie gebruikt voor het herkennen van obstakels over een korte afstand (<4m), bijvoorbeeld tijdens parkeren en het wisselen van rijstrook.

Voor deze verkenning willen we een breadboard bouwen dat (1) rijdt, (2) obstakels herkent en (3) dienovereenkomstig beslissingen neemt voor zijn route.

In het bijzonder zullen we een tweewielig breadboard bouwen, met een ultrasone sensor aan de voorkant, die vooruit rijdt wanneer er geen obstakel wordt gedetecteerd, draait wanneer hij bijna een object raakt en achteruitgaat wanneer een botsing onvermijdelijk lijkt

Stap 1: De componenten verkrijgen

Voor deze instructie zijn de volgende onderdelen gebruikt:

• (A) 830 pins breadboard (1 st) Een kleinere kan voldoende zijn, maar zorg ervoor dat u een goede kwaliteit koopt omdat de pinnen op de ultrasone sensor een beetje kwetsbaar zijn.
• (B) Arduino UNO (1 st) Werkt prima met het Motor Shield, hoeft geen originele versie te zijn.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1st)

Het motorschild vereenvoudigt het proces van het aansluiten van motoren op een Arduino. Vergeleken met het sleutelen aan weerstanden en transistoren is het veel veiliger voor het Arduino-bord, zeker als je een beginner bent. Het Adafruit Motor Shield wordt geleverd met losse pinnen, die op de chip gesoldeerd moeten worden.

(D) HC-SR04 Ultrasone Sensor (1st)

Dit is een vierpolige sensor. Het werkt door een korte ultrasone puls door de linker 'luidspreker'-eenheid te sturen en te luisteren (terwijl de tijd wordt gemeten) wanneer deze terugkomt via de rechter 'ontvanger'-eenheid.

• (E) DAGU DG01D Mini DC-motor met 48:1 versnellingsbak (2 st) Bij gebruik van een Motor Shield zal elke 5V DC-motor werken, maar de versnellingsbak in deze versie is gunstig, omdat het de wielen mooi en langzaam laat draaien.
• (F) Kunststof wielen (2 stuks)Probeer in het ideale geval wielen te kopen die direct compatibel zijn met de motor van uw keuze.

Ook nodig: een computer met de nieuwste Arduino-software, een soldeerbout, soldeerbout, een kleine powerbank, wat draden.

Stap 2: Het circuit instellen

De ultrasone sensor aansluiten

De ultrasone sensor bestaat uit vier pinnen, genaamd: Vcc, Trig, Echo en Gnd (Ground).

Trig en Echo zijn verbonden met het Motor Shield in respectievelijk digitale pin 10 en 9. (Andere digitale pinnen zijn ook geschikt, mits de juiste codering wordt toegepast.)

Vcc en Gnd zijn verbonden met 5V en Gnd op het schild.

Aansluiten van de gelijkstroommotoren

De DC-motoren hebben elk een zwarte en een rode draad. Deze draden moeten worden aangesloten op de motorpoorten, in dit voorbeeld M1 en M2.

Stap 3: De code schrijven

De bibliotheek laden

Ten eerste is het noodzakelijk om de juiste bibliotheek te downloaden om de Adafruit Motor Shield v2.3 te gebruiken.

In dit ZIP-bestand bevindt zich een map, die in de Arduino-installatiemap kan worden geplaatst, in ons geval:

C:\Program files (x86)\Arduino\Libraries

En zorg ervoor dat je het Adafruit_MotorShield noemt (start daarna je Arduino-software opnieuw).

Het codevoorbeeld downloaden

Ons codevoorbeeld 'Selfdriving_Breadboard.ino' is beschikbaar om te downloaden.

Er zijn verschillende variabelen om aan te passen, het belangrijkste zijn de afstanden (in centimeters) wanneer er iets gebeurt. In de huidige code is het breadboard geprogrammeerd om achteruit te rijden wanneer een object dichterbij is dan 10 centimeter, om te draaien wanneer de afstand tussen 10 en 20 centimeter is, en om rechtdoor te rijden wanneer er geen object wordt gedetecteerd in 20 centimeter.

Stap 4: Solderen van de pinnen

Het soldeerproces bestaat uit vier stappen.

• (A) Uitlijning van de pinnen Zorg ervoor dat alle pinnen die bij het motorscherm worden geleverd, op hun plaats zitten. Dit kan eenvoudig worden gedaan door het schild bovenop het Arduino-bord te plaatsen.
• (B) De pinnen solderen Haast je niet met deze stap, het is erg belangrijk dat de pinnen na het solderen niet met elkaar in contact komen. Soldeer eerst de buitenste pinnen, om ervoor te zorgen dat de pinnen niet scheef staan.
• (C) Plaatsing van de draden Bij gebruik van de Motor Shield moeten de draden ook op de juiste pinnen worden gesoldeerd. Het werkt het beste om de draden van bovenaf in het motorschild te steken en ze aan de onderkant van het motorschild te solderen. Als samenvatting: voor deze tutorial solderen we draden naar digitale pinnen 9 en 10, en naar 5V- en Gnd-pinnen.
• (D) De draden solderen Nu is het tijd om de draden een voor een te solderen. Zorg ervoor dat ze goed gepositioneerd zijn, vraag misschien een vriend om ze vast te houden terwijl je het soldeert.

Stap 5: Montage van de zelfrijdende breadboard

Na het solderen van de componenten en het testen van de schakeling is het tijd voor de eindmontage.

In deze tutorial wordt het breadboard niet alleen gebruikt voor zijn hoofdfunctionaliteit, maar ook als de ruggengraat van het hele apparaat. De uiteindelijke montage-instructies bestaan uit vier stappen.

• (A) Aansluiten van de draden Zorg ervoor dat de kabels op de juiste plaats zitten (controleer stap 3 voor de juiste manier om alles aan te sluiten), vergeet de twee gelijkstroommotoren niet. Houd er rekening mee waar u de onderdelen wilt bevestigen.
• (B) De sensor aansluiten Sluit de sensor aan op het breadboard en zorg ervoor dat deze goed is aangesloten.
• (C) Het schild plaatsen Plaats het motorschild op het Arduino UNO-bord. Dit zou een goed moment zijn om het systeem te testen voor de uiteindelijke montage.
• (D) De componenten bevestigen Neem in deze stap wat dubbelzijdig plakband en bevestig de DC-motoren, de Arduino en een powerbank op hun plaats. In dit geval wordt de Arduino ondersteboven onder het breadboard geplaatst.

Stap 6: Je deed het

Inmiddels zul je waarschijnlijk net zo enthousiast zijn als wij om je creatie mee te nemen voor een testrun.

Veel plezier, probeer wat parameters aan te passen zodat het voor jou het beste werkt.

Bedankt voor het volgen van onze instructies, en laat het ons weten in geval van vragen

-

Validatie van de technologie

De ultrasone sensor die in dit geval wordt gebruikt, zou een bereik van 4 meter moeten hebben. De sensor verliest echter aan nauwkeurigheid bij een grotere afstand dan 1,5 meter.

Ook lijkt de sensor wat ruis te ervaren. Door de seriële monitor te gebruiken om de afstandsnauwkeurigheid te valideren, waren pieken van ongeveer 3000 (mm) zichtbaar terwijl het object ervoor slechts centimeters verwijderd was. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat de invoer van de sensor een vertraging heeft in zijn informatie, dus de uitvoer wordt af en toe vervormd.