خودروی رباتیک خودران مبتدی با اجتناب از برخورد: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

سلام! به دستورالعمل مبتدی من خوش آمدید که چگونه می توانید وسیله نقلیه خودران رباتیک خود را با اجتناب از برخورد و ناوبری GPS بسازید. در بالا یک ویدئوی YouTube وجود دارد که این ربات را نشان می دهد. این یک مدل برای نشان دادن نحوه عملکرد یک وسیله نقلیه مستقل واقعی است. لطفاً توجه داشته باشید که ربات من به احتمال زیاد با محصول نهایی شما متفاوت خواهد بود.

برای این ساخت به موارد زیر نیاز دارید:

- کیت عملکردی روباتیک OSEPP (شامل پیچ و مهره ، پیچ گوشتی ، کابل و غیره) (98.98 دلار)

- Arduino Mega 2560 Rev3 (40.30 دلار)

- قطب نمای دیجیتال HMC5883L (6.99 دلار)

- سنسور اولتراسونیک HC-SR04 (3.95 دلار)

- GPS و آنتن NEO-6M (12.99 دلار)

- ماژول بلوتوث HC-05 (7.99 دلار)

- کابل USB Mini B (ممکن است این را در اطراف خود داشته باشید) (5.02 دلار)

- تلفن هوشمند اندرویدی

- شش باتری AA ، هر کدام 1.5 ولت

-هرگونه ماده غیر مغناطیسی شبیه میله (مانند آلومینیوم) که می خواهید بازیافت کنید

- نوار دو طرفه

- مته دستی

مرحله 1: مونتاژ شاسی و تحرک ربات

توضیح: اگر تکان ندهد وسیله نقلیه نیست! اساسی ترین وسیله نقلیه رباتیک به چرخ ، موتور و شاسی (یا "بدنه" ربات) نیاز دارد. به جای خرید هر یک از این قطعات به طور جداگانه ، پیشنهاد می کنم یک کیت برای یک خودروی روباتیک استارت خریداری کنید. برای پروژه خود ، من از OSEPP Robotic Functional Kit استفاده کردم زیرا دارای تعداد زیادی قطعات و ابزارهای موجود بود و به نظرم پیکربندی مخزن برای ثبات ربات و همچنین ساده سازی برنامه های ما با نیاز به دو موتور ، بهترین بود.

روش کار: اگر من به سادگی کتابچه راهنمای مونتاژ را تکرار کنم ، که می توانید آن را در اینجا بیابید ، برای شما مفید نخواهد بود (شما همچنین می توانید یک مخزن مثلثی را پیکربندی کنید). من فقط توصیه می کنم همه کابل ها را تا آنجا که ممکن است نزدیک روبات و از زمین یا چرخ ها دور نگه دارید ، مخصوصاً برای کابل های موتور.

اگر مایل به خرید یک کیت گران قیمت هستید ، می توانید یک ماشین RC قدیمی و کارکرده را بازیافت کرده و از موتورها ، چرخ ها و شاسی آن استفاده کنید ، اما مطمئن نیستم که آردوینو و کد آن چقدر با آنها سازگار است. قطعات خاص بهتر است کیت را با OSEPP انتخاب کنید.

مرحله 2: ترکیب آردوینو

توضیح: از آنجا که این راهنمای مبتدی است ، می خواهم به سرعت توضیح دهم که Arduino برای هر خواننده ای که ممکن است با استفاده از آن در لوازم الکترونیکی آشنا نباشد چیست. Arduino یک نوع میکروکنترلر است ، به این معنی که دقیقاً همان کار را انجام می دهد - کنترل ربات. می توانید دستورالعمل هایی را با کد روی رایانه خود بنویسید که به زبانی قابل فهم برای آردوینو ترجمه شود ، سپس می توانید این دستورالعمل ها را در آردوینو بارگذاری کنید ، و آردوینو بلافاصله با اجرای این دستورالعمل ها شروع به کار می کند. رایج ترین آردوینو ، Arduino Uno است که در کیت OSEPP گنجانده شده است ، اما شما برای این پروژه به Arduino Mega نیاز خواهید داشت زیرا این پروژه در مقیاس بزرگتر از آنچه Arduino Uno قادر به انجام آن است ، می باشد. می توانید از Arduino Uno این کیت برای سایر پروژه های سرگرم کننده استفاده کنید.

روش کار: آردوینو را می توان با استفاده از زیپ ها یا پیچاندن فاصله گیرها در پایه ربات به ربات متصل کرد.

ما دوست داریم آردوینو موتورهای ربات ما را کنترل کند ، اما موتورها نمی توانند مستقیماً به آردوینو متصل شوند. بنابراین ، ما باید سپر موتور خود (که از کیت ما آمده است) را روی آردوینو وصل کنیم تا بتوانیم با کابل های موتور و آردوینو ارتباط برقرار کنیم. پین هایی که از پایین سپر موتور می آیند باید دقیقاً در "سوراخ" های آردوینو مگا قرار گیرند. کابل هایی که از موتورها بیرون می آیند مانند تصویر بالا در شکاف هایی روی سپر موتور قرار می گیرند. این شکافها با چرخاندن پیچ گوشتی به داخل تورفت + شکل در بالای شکاف باز و بسته می شوند.

در مرحله بعد ، آردوینو برای کار نیاز به ولتاژ دارد. کیت عملکردی روباتیک OSEPP باید دارای نگهدارنده باتری مناسب شش باتری باشد. پس از قرار دادن شش باتری در نگهدارنده ، سیمهای گسترش یافته از نگهدارنده باتری را به شکاف های محافظ موتور که برای ولتاژ در نظر گرفته شده است ، وارد کنید.

مرحله 3: اضافه کردن کنترل بلوتوث

روش کار: پس از مشخص شدن آردوینو ، افزودن ماژول بلوتوث به آسانی می تواند چهار شاخه ماژول بلوتوث را در شکاف چهار سوراخ روی سپر موتور قرار دهد ، همانطور که در بالا نشان داده شده است.

فوق العاده ساده! اما ما کارمان تمام نشده است. ماژول بلوتوث تنها نیمی از کنترل بلوتوث واقعی است. نیمه دیگر راه اندازی برنامه از راه دور در دستگاه Android ما است. ما از برنامه توسعه یافته توسط OSEPP استفاده خواهیم کرد که مخصوص ربات مونتاژ شده از کیت عملکردی Robotic است. شما می توانید از یک برنامه از راه دور متفاوت در دستگاه خود استفاده کنید یا حتی می توانید آن را خودتان بسازید ، اما برای اهداف ما ، ما نمی خواهیم چرخ را دوباره اختراع کنیم. OSEPP همچنین دستورالعمل هایی در مورد نحوه نصب برنامه خود دارد ، که نمی توان آنها را از فروشگاه Google Play نصب کرد. می توانید این دستورالعمل ها را در اینجا پیدا کنید. ممکن است طرح ریموت نصب شده با آموزش متفاوت باشد ، و این خوب است.

مرحله 4: اضافه کردن اجتناب از برخورد

توضیح: اکنون که ربات متحرک است ، اکنون می تواند به دیوارها و اجسام بزرگ برخورد کند ، که می تواند به سخت افزار ما آسیب برساند. بنابراین ، ما همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید ، سنسور اولتراسونیک خود را در جلوی ربات قرار می دهیم.

روش کار: کیت عملکردی روباتیک OSEPP شامل تمام قسمتهایی است که در آنجا مشاهده می کنید ، به جز سنسور اولتراسونیک. هنگامی که شاسی را با پیروی از دستورالعمل راهنمایی که پیوند داده بودم مونتاژ کردید ، باید قبلاً این نگهدارنده را برای سنسور اولتراسونیک ساخته اید. سنسور می تواند به سادگی به دو سوراخ نگهدارنده وارد شود ، اما برای جلوگیری از افتادن آن از روی نگهدارنده ، باید سنسور را با یک نوار لاستیکی در جای خود نگه دارید. کابل متناسب با هر چهار شاخه روی سنسور را وارد کنید و انتهای دیگر کابل را به ستون 2 پین سپر موتور وصل کنید.

شما می توانید چندین سنسور اولتراسونیک را به شرط داشتن سخت افزار برای نگه داشتن آنها در محل خود قرار دهید.

مرحله 5: افزودن GPS و قطب نما

توضیح: ما تقریباً ربات خود را تکمیل کرده ایم! این سخت ترین قسمت مونتاژ ربات ما است. من می خواهم ابتدا GPS و قطب نمای دیجیتال را توضیح دهم. آردوینو به GPS برای جمع آوری داده های ماهواره ای مکان فعلی ربات از نظر عرض و عرض جغرافیایی اشاره می کند. این عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی هنگامی که با قرائت قطب نمای دیجیتال جفت می شود ، مورد استفاده قرار می گیرد و این اعداد در یک سری فرمول های ریاضی در آردوینو قرار می گیرند تا محاسبه شود که ربات برای رسیدن به مقصد چه حرکتی باید انجام دهد. با این حال ، قطب نما در حضور مواد آهنی یا مواد حاوی آهن پرتاب می شود و بنابراین مغناطیسی هستند.

روش کار: برای کاهش هرگونه تداخل احتمالی از اجزای آهنی ربات خود ، آلومینیوم میله مان را گرفته و آن را به شکل V طولانی خم می کنیم ، مانند تصویر بالا. این به منظور ایجاد فاصله ای از مواد آهنی روی ربات است.

آلومینیوم را می توان با دست خم کرد یا از یک ابزار دستی استفاده کرد. طول آلومینیوم شما مهم نیست ، اما مطمئن شوید که آلومینیوم شکل V بیش از حد سنگین نیست.

از نوار دو طرفه برای چسباندن ماژول GPS ، آنتن GPS و قطب نمای دیجیتالی به دستگاه آلومینیومی استفاده کنید. بسیار مهم: قطب نمای دیجیتال و آنتن GPS باید همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است ، در انتهای دستگاه آلومینیومی قرار گیرد. همچنین قطب نمای دیجیتال باید دو پیکان به شکل L داشته باشد. مطمئن شوید که فلش x به جلوی روبات اشاره کند.

سوراخ هایی را در دو سر آلومینیوم ایجاد کنید تا بتوان مهره ای را از طریق آلومینیوم پیچ کرد و سوراخی روی شاسی ربات ایجاد کرد.

کابل قطب نمای دیجیتال را به Arduino Mega ، در "خروجی" کوچک درست زیر شکاف ولتاژ در سپر موتور وصل کنید. کابل را از نقطه روی GPS با برچسب "RX" به پین TX314 در Arduino Mega (نه در سپر موتور) وصل کنید ، کابل دیگری از نقطه با برچسب "TX" به پین RX315 ، کابل دیگر از "VIN" در GPS به پین 3V3 روی سپر موتور و کابل نهایی از "GND" روی GPS به پین GND روی سپر موتور.

مرحله 6: همه را با کد جمع آوری کنید

روش کار: زمان آن رسیده است که کدی را که قبلاً برای شما آماده کرده ام به Arduino Mega بدهیم. می توانید برنامه آردوینو را به صورت رایگان از اینجا بارگیری کنید. در مرحله بعد ، هر یک از فایل های زیر را بارگیری کنید (می دانم که بسیار به نظر می رسد ، اما بیشتر اینها فایل های بسیار کوچک هستند). حالا MyCode.ino را باز کنید ، برنامه Arduino باید باز شود ، سپس در بالا روی Tools ، سپس Board و در نهایت Arduino Mega یا Mega 2560 کلیک کنید. پس از آن ، در بالا ، روی Sketch ، سپس Show Sketch Folder کلیک کنید. با این کار مکان فایل MyCode.ino در رایانه شما باز می شود. روی سایر فایلهای بارگیری شده از این Instructable کلیک کنید و آنها را به داخل فایل MyCode.ino بکشید. به برنامه آردوینو برگردید و روی علامت تیک در بالا سمت راست کلیک کنید تا برنامه بتواند کد را به زبان ماشین ترجمه کند که آردوینو می تواند درک کند.

اکنون که تمام کد را آماده کرده اید ، رایانه خود را با استفاده از کابل USB Mini B خود به Arduino Mega وصل کنید. با باز کردن MyCode.ino به برنامه Arduino بازگردید و روی دکمه پیکان سمت راست در بالا سمت راست صفحه کلیک کنید تا کد را در Arduino بارگذاری کنید. صبر کنید تا برنامه به شما بگوید بارگذاری کامل شده است. در این مرحله ، کار ربات شما تمام شده است! حالا ما باید آن را آزمایش کنیم.

با استفاده از کلید محافظ موتور ، آردوینو را روشن کنید و برنامه راه دور OSEPP را در دستگاه Android خود باز کنید. مطمئن شوید که ماژول بلوتوث روی ربات یک چراغ آبی چشمک می زند و با باز کردن برنامه اتصال بلوتوث را انتخاب کنید. منتظر بمانید تا برنامه بگوید به ربات شما متصل شده است. در کنترل از راه دور ، باید کنترل های چپ-راست-بالا-پایین در سمت چپ و دکمه های A-B-X-Y در سمت راست وجود داشته باشد. با کد من ، دکمه های X و Y هیچ کاری انجام نمی دهند ، اما دکمه A این است که عرض و طول جغرافیایی فعلی ربات را ذخیره کند و دکمه B این است که ربات شروع به حرکت به محل ذخیره شده کند. مطمئن شوید که GPS هنگام استفاده از دکمه های A و B ، چراغ قرمز چشمک می زند. این بدان معناست که GPS به ماهواره ها متصل شده و داده ها را جمع آوری می کند ، اما اگر چراغ چشمک نمی زند ، کافی است ربات را با دید مستقیم به آسمان به بیرون ببرید و صبورانه منتظر بمانید. دایره های پایین باید جوی استیک باشند ، اما در این پروژه استفاده نمی شوند. وسط صفحه اطلاعات حرکات ربات را ثبت می کند ، که در آزمایش من مفید بود.

از OSEPP و همچنین lombarobot id و EZTech در YouTube بسیار متشکرم که زمینه نوشتن کد برای این پروژه را در اختیار من قرار دادند. لطفاً از این احزاب حمایت کنید:

OSEPP

کانال EZTech

کانال شناسه lombarobot

مرحله 7: گسترش اختیاری: تشخیص شی

در ابتدای این دستورالعمل ، من اشاره کردم که تصویر وسیله نقلیه رباتیک من که در ابتدا مشاهده کردید با محصول نهایی شما متفاوت خواهد بود. به طور خاص ، من به رزبری پای و دوربین اشاره می کنم که در بالا مشاهده می کنید.

این دو م togetherلفه با هم کار می کنند تا علائم توقف یا چراغ های قرمز توقف در مسیر ربات را تشخیص داده و موقتاً متوقف شوند ، که این ربات را به یک مدل نزدیکتر به یک وسیله نقلیه مستقل واقعی تبدیل می کند. چندین کاربرد متفاوت Raspberry Pi وجود دارد که می تواند در خودرو شما اعمال شود. اگر می خواهید با استفاده از رزبری پای روی وسیله نقلیه خود بیشتر کار کنید ، من به شدت توصیه می کنم دوره راجندیپ سینگ را در زمینه ساخت یک وسیله نقلیه خودران و تشخیص شیء خریداری کنید. می توانید دوره کامل او را در مورد Udemy در اینجا پیدا کنید. راجندیپ از من نخواست که مسیر خود را فریاد بزنم. من فقط احساس می کنم او یک مربی فوق العاده است که شما را درگیر وسایل نقلیه خودران می کند.