Mobil Pintar Anda Sendiri & Lebih Jauh HyperDuino+R V3.5R Dengan Funduino/Arduino: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Ini adalah salinan langsung dari kumpulan instruksi ini DI SINI. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi HyperDuino.com.

Dengan HyperDuino+R v4.0R Anda dapat memulai jalur eksplorasi ke berbagai arah, mulai dari mengendalikan motor hingga menjelajahi elektronik, dari pemrograman (pengkodean) hingga memahami bagaimana dunia fisik dan digital dapat berinteraksi. Dengan segala sesuatu yang baru yang Anda pelajari, kemungkinan Anda sendiri untuk penemuan, inovasi, dan penemuan lebih lanjut diperkuat sepuluh kali lipat dan lebih banyak lagi.

Tutorial khusus ini mengambil jalan mengubah kotak kardus ditambah beberapa roda dan motor menjadi "mobil pintar". Ini sering disebut robotika, tetapi ini adalah topik pertimbangan yang layak untuk membedakan apa yang membedakan otomat (automata), mobil pintar, dan “robot” (lihat juga, asal kata “robot”). Misalnya, apakah "robot yang jatuh" ini benar-benar "robot", atau hanya robot?

Tampaknya kata-kata itu tidak penting, namun untuk tujuan kami, kami menganggap perbedaannya adalah bahwa otomat adalah sesuatu yang tidak mengubah perilakunya berdasarkan input dari luar. Ini mengulangi tindakan terprogram yang sama berulang-ulang. Robot adalah sesuatu yang melakukan tindakan yang berbeda dalam menanggapi masukan yang berbeda. Dalam bentuk lanjutan, level beberapa input dapat menghasilkan tindakan yang berbeda. Artinya, tidak hanya satu output per input, tetapi tindakan yang berbeda berdasarkan analisis terprogram dari beberapa input.

"Mobil pintar" mengeksplorasi kisaran ini. Dalam bentuk yang paling sederhana, mobil pintar telah diprogram sebelumnya untuk bergerak di jalur yang telah ditentukan sebelumnya. Tantangan dalam kasus ini mungkin adalah menggerakkan mobil melalui "labirin" yang sudah dibuat sebelumnya. Namun, pada saat itu, keberhasilan misi ditentukan sepenuhnya oleh serangkaian tindakan yang telah diprogram sebelumnya, misalnya, maju 10, kanan, 5 maju, kiri, dll.

Di tingkat berikutnya, input seperti itu dari sensor jarak dapat mendorong mobil untuk berhenti sebelum menyentuh rintangan itu, dan berbelok untuk mengambil arah baru. Ini akan menjadi contoh dari satu masukan, satu tindakan. Artinya, masukan yang sama (penghalang) selalu menghasilkan keluaran yang sama (belokan dari hambatan).

Pada tingkat yang lebih tinggi, program dapat memantau beberapa input, seperti tingkat baterai bersama dengan mengikuti jalur dan/atau menghindari rintangan, dan menggabungkan semua ini menjadi tindakan berikutnya yang optimal.

Dalam kasus pertama, program hanyalah urutan gerakan. Pada contoh ke-2 dan ke-3, program menyertakan struktur “jika-maka” yang memungkinkannya melakukan bagian program yang berbeda dalam menanggapi masukan dari sensor.

Langkah 1: Bahan

Kotak HyperDuino atau sejenisnya

HyperDuino+R v3.5R + Funduino/Arduino

Film berperekat transparan (OL175WJ) dengan pola tercetak. (atau gunakan panduan ini hanya untuk motor & kastor yang dapat dicetak di atas kertas)

Kotak Baterai 4-AA ditambah 4 baterai AA

2 motor roda gigi reduksi

2 roda

1 rol bola kastor

4 sekrup mesin #4 x 40 1” dengan washer & mur #4

2 sekrup mesin #4 x 40” dengan washer & mur #4

1 obeng philipps/datar

1 HC SR-04 Sensor jangkauan ultrasonik

1 9g servo

1 kotak baterai 4xAA

4 baterai AA

1 baterai 9v

1 remote control IR & penerima IR

1 modul penerima SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

Sensor ultrasonik 1HC-SR04

2 kabel penghubung 3-kawat.

2 Kabel penghubung 4-kawat yang kompatibel dengan Grove.

1 konektor Grove ke kabel soket

1 label perekat putih kosong

1 obeng HyperDuino (atau yang serupa)

Langkah 2: Membangun Mobil Pintar

(Semua Gambar Disediakan Di Atas)

Siapkan Kotaknya

Meskipun kit HyperDuino Robotics dapat menyertakan dasar plastik yang disebut "sasis" (diucapkan "chass-ee"), kami pikir jauh lebih memuaskan untuk sedekat mungkin dengan konstruksi "dari awal" mobil pintar Anda. Untuk alasan itu, kami akan mulai dengan menggunakan kembali kotak kardus dari kit Robotika HyperDuino itu sendiri.

Di kotak HyperDuino+R, Anda akan menemukan selembar kertas putih berperekat, dan selembar bahan transparan berperekat dengan garis besar yang menunjukkan posisi HyperDuino, kotak baterai, dan motor.

Ada juga lingkaran yang menunjukkan di mana harus meletakkan lingkaran velcro yang didukung perekat.

1. Lepaskan bagian belakang perekat ke label kertas putih, dan letakkan di atas label HyperDuino di bagian atas kotak. Catatan: pola perekat ini disediakan untuk memberikan panduan tata letak untuk kotak tertentu, kotak kardus MakerBit. Setelah Anda menggunakan kotak itu, atau jika Anda ingin menggunakan kotak yang berbeda, Anda dapat menggunakan file pola pdf ini yang dimaksudkan untuk dicetak di atas kertas, dan kemudian memotong pemandu motor (atas dan bawah = kiri dan kanan) dan satu dari panduan roda kastor. Anda dapat menempelkan kertas pada tempatnya saat membuat lubang, lalu setelah dibuat, lepaskan pola kertas.

2. Buka lipatan kotak HyperDuino+R agar bisa rata. Ini mungkin bagian tersulit dari proyek ini. Anda harus menyortir tekan-dan-angkat tab di setiap sisi kotak dari slot di bagian bawah kotak. Anda mungkin menemukan bahwa menggunakan obeng HyperDuino untuk mendorong dari dalam tutup ke arah luar akan membantu membebaskan tutupnya.

3. Lepaskan setengah bagian belakang perekat ke bahan transparan di sisi kiri (jika logo HyperDuino "naik"), dan letakkan di dalam kotak HyperDuino dengan setengah garis luar slot yang cocok dengan potongan di kotak. Lakukan yang terbaik yang Anda bisa untuk menyejajarkan dua garis horizontal dengan lipatan bagian bawah kotak HyperDuino+R.

4. Setelah memposisikan sisi kiri film transparan, lepaskan penahan kertas dari bagian kanan dan selesaikan pemasangan pola.

5. Gunakan ujung phillips obeng HyperDuino yang disertakan dalam kit Anda untuk membuat lubang kecil untuk sekrup mesin yang akan menahan motor pada tempatnya. Ada dua lubang untuk setiap motor, ditambah lubang untuk poros motor.

6. Lanjutkan dan buat dua lubang lagi untuk bola rol.

7. Untuk as roda motor, gunakan alat pembuat lubang plastik biru dari kit HyperDuino untuk membuat lubang kecil pertama yang sejajar dengan gandar motor. Kemudian gunakan pulpen plastik atau sejenisnya untuk memperbesar lubang dengan diameter sekitar inci.

8. Pasang ring pada masing-masing sekrup mesin yang panjang (1”), dan dorong melalui lubang untuk motor dari luar kotak. (Ini membutuhkan sedikit tekanan kuat, tetapi sekrup harus pas melalui lubang.)

9. Pasang motor, yang memiliki 2 lubang kecil yang sesuai dengan sekrup mesin, ke sekrup dan kencangkan pada tempatnya dengan mur. Obeng HyperDuino akan membantu mengencangkan sekrup, tetapi jangan terlalu kencang hingga karton hancur.

10. Ulangi untuk motor lainnya.

11. Temukan lingkaran velcro. Pasangkan lingkaran pengait dan loop (kabur) bersama-sama dengan bagian belakang yang masih terpasang. Kemudian lepaskan backing dari lingkaran loop (fuzzy) dan pasang setiap lingkaran di mana Anda melihat 3 garis masing-masing untuk papan HyperDuino dan kotak baterai. Setelah menempatkan, lepaskan bagian belakang dari lingkaran pengait.

12. Sekarang dengan hati-hati letakkan HyperDuino dengan bantalan busanya, dan kotak baterai (tertutup dan dengan sisi sakelar "atas") ke lingkaran velcro. Tekan mereka dengan kekuatan yang cukup sehingga mereka menempel pada bagian belakang perekat lingkaran.

13. Sekarang Anda dapat memasang baterai dan kabel motor. Jika Anda perhatikan dengan seksama, Anda dapat melihat label di samping masing-masing dari 8 terminal motor, berlabel A01, A02, B01 dan B02. Pasang kabel hitam motor atas (“B”) ke B02, dan kabel merah ke B01. Untuk motor bawah (“A”), pasang kabel merah motor bawah (“A”) ke A02, dan kabel hitam ke A01. Untuk membuat sambungan, masukkan kabel secara perlahan ke dalam lubang hingga terasa berhenti, lalu angkat tuas oranye dan tahan hingga terbuka saat Anda mendorong kabel lebih jauh 2 mm atau lebih ke dalam lubang. Kemudian lepaskan tuas. Jika kawat terpasang dengan benar, kawat tidak akan keluar saat Anda menariknya dengan lembut.

14. Untuk kabel baterai, pasang kabel merah ke Vm dari konektor daya motor, dan kabel hitam ke Gnd. Motor kecil dapat diberi daya dari baterai Arduino 9v, tetapi baterai tambahan seperti empat baterai AA, dapat digunakan untuk menyalakan motor, dan dihubungkan menggunakan 2 terminal di kiri atas papan HyperDuino+R. Pilihan terserah Anda untuk aplikasi khusus Anda, dan dikonfigurasi dengan memindahkan "jumper" ke satu posisi atau yang lain. Posisi default adalah di sebelah kanan, untuk menyalakan motor dari baterai 9v. Untuk aktivitas ini, di mana Anda telah menambahkan empat kotak baterai AA, Anda akan ingin memindahkan jumper ke posisi "kiri".

15. Terakhir lipat kotak itu bersama-sama seperti yang ditunjukkan pada salah satu gambar terakhir yang tersisa.

16. Sekarang adalah saat yang tepat untuk memasukkan dua sekrup mesin” dengan ring dari bagian dalam kotak melalui lubang, dan pasang rakitan bola rol dengan ring.

17. Sekarang pasang roda hanya dengan menekannya ke as. Perhatikan roda pada poros motor, sehingga roda tegak lurus dengan baik terhadap gandar, dan tidak miring lebih dari yang dapat Anda hindari. Roda yang disejajarkan dengan baik akan memberi mobil trek yang lebih lurus saat bergerak maju.

18. Hal terakhir yang harus dilakukan untuk saat ini adalah membuat lubang untuk kabel USB. Ini tidak mudah dilakukan dengan cara yang bagus, tetapi dengan sedikit tekad, Anda akan dapat menyelesaikan pekerjaan. Lihat konektor USB pada papan HyperDuino dan kotak bergaris berlabel "kabel USB". Ikuti itu secara visual ke sisi kotak, dan gunakan ujung phillips obeng HyperDuino untuk membuat lubang sekitar 1” di atas bagian bawah kotak, dan sejajarkan sebaik mungkin ke tengah jalur kabel USB. Jika ini off-center, itu akan membuat sedikit lebih sulit nantinya untuk menghubungkan kabel USB melalui lubang. Setelah memulai lubang dengan obeng, perbesar lebih jauh dengan alat pembuat lubang biru, lalu tong pena plastik, dan akhirnya pindah ke Sharpie atau alat berdiameter terbesar apa pun yang dapat Anda temukan. Jika Anda memiliki pisau Xacto, ini akan menjadi yang terbaik, tetapi mungkin tidak tersedia di ruang kelas.

19. Uji ukuran lubang dengan ujung konektor persegi kabel USB HyperDuino. Lubangnya tidak akan terlalu bagus, tetapi Anda harus membuatnya cukup besar agar konektor persegi dapat melewatinya. Catatan: Setelah membuat lubang, cairan pemasyarakatan (‘White-out”) adalah salah satu cara mengecat di atas karton yang lebih gelap yang terkena pembuatan lubang.

20. Untuk menutup tutup kotak, Anda harus membuat 2 potongan dengan gunting di mana tutupnya akan masuk ke motor, dan lipat sedikit lipatan yang dihasilkan ke belakang, atau potong seluruhnya.

Langkah 3: Mengkodekan Program "Berlari Labirin" Sederhana

Tantangan pemrograman pertama adalah membuat program yang dapat "mengendarai" mobil melalui sebuah pola.

Untuk melakukan ini, Anda harus mempelajari cara menggunakan bahasa pemrograman blok iForge untuk membuat fungsi yang akan mengontrol motor secara serempak untuk bergerak maju dan mundur, dan juga membuat belokan kiri dan kanan. Jarak yang ditempuh mobil di setiap bagian perjalanannya ditentukan oleh berapa lama motor berjalan, dan berapa kecepatannya, jadi Anda juga akan belajar cara mengendalikannya.

Demi efisiensi dalam tutorial ini, kami sekarang akan mengarahkan Anda ke dokumen "Pengodean dengan HyperDuino & iForge".

Itu akan menunjukkan kepada Anda cara menginstal ekstensi iForge untuk Chrome, membuat akun, dan membangun program blok yang mengontrol pin pada HyperDuino.

Setelah Anda selesai melakukannya, kembali ke sini, dan lanjutkan dengan tutorial ini, dan pelajari cara mengontrol motor menggunakan HyperDuino.

Langkah 4: Kontrol Motor Dasar

Di bagian atas papan "R" HyperDuino terdapat terminal sambungan mudah yang memungkinkan Anda memasukkan kabel telanjang dari motor atau baterai. Ini agar tidak ada konektor khusus yang diperlukan, dan kemungkinan besar Anda dapat menghubungkan baterai dan motor "di luar kotak".

Catatan Penting: Nama “A01” dan “A02” untuk konektor motor TIDAK menandakan bahwa pin analog A01 dan A02 mengendalikannya. Huruf “A” dan “B” hanya digunakan untuk menunjukkan motor “A” dan “B”. Pin I/O digital 3 hingga 9 digunakan untuk mengontrol motor apa pun yang terpasang pada terminal papan HyperDuino+R.

Baterai harus dipilih dengan kapasitas daya (miliamp-jam) dan tegangan yang sesuai dengan motor yang Anda gunakan. 4 atau 6 baterai AA dalam kotak seperti ini adalah tipikal:

Contoh dari Amazon: 6 Dudukan Baterai AA Dengan Konektor 2.1mm x 5.5mm Output 9V (Gambar 2)

Penting untuk menghubungkan polaritas (positif & negatif) dengan benar ke Vm (positif) dan Gnd (“ground” = negatif). Jika Anda menghubungkan ujung positif sumber daya ke input negatif (Gnd) dari sambungan daya eksternal, ada dioda pelindung yang memblokir korsleting, dan pada saat yang sama, motor tidak akan memberi energi.

Pengontrol motor dapat mengontrol:

Empat motor DC satu arah terhubung ke A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Catatan: hanya satu motor “A” dan satu motor “B” yang dapat menyala pada saat yang bersamaan. Tidak mungkin untuk menghidupkan keempat motor satu arah secara bersamaan.

Pin 8: tinggi, Pin 9: rendah = Motor A01 “on”

Pin 8: rendah, Pin 9: tinggi = Motor A02 “on”

(Pin 8, 9: rendah = kedua motor B mati)

Pin 12: rendah, Pin 13: tinggi = Motor B01 “on”

Pin 12: tinggi, Pin 13: rendah = Motor B02 “on”

(Pin 12, 13: rendah = kedua motor B mati)

Dua motor DC dua arah terhubung ke A01/A02 dan B01/B02

Pin 8 = tinggi, pin 9 = rendah = Motor A “maju*”

Pin 8 = rendah, pin 9 = tinggi = Motor A “mundur*”

(Pin 8 = rendah, pin 9 = rendah = Motor A “mati”)

Pin 12 = tinggi, pin 13 = rendah = Motor B “maju*”

Pin 12 = rendah, pin 13 = tinggi = Motor B “mundur*”

(Pin 12 = rendah, pin 13 = rendah = Motor B “mati”)

(*tergantung pada polaritas kabel motor dan orientasi motor, roda, dan mobil robot.)

Satu motor stepper terhubung ke A01/A02/B01/B02 dan Gnd

Batas tegangan dan arus pengontrol motor HyperDuino adalah 15v dan 1,2 A(rata-rata)/3,2 A (puncak) berdasarkan IC pengontrol motor Toshiba TB6612FNG.

Motor "A": Terhubung ke A01 & A02

(Lihat dua gambar terakhir untuk demonstrasi)

Kecepatan Motor

Kecepatan motor A dan B dikendalikan dengan pin 10 dan 11, masing-masing:

Kecepatan Motor A: Pin 10 = PWM 0-255 (atau set pin 10 = HIGH)

Kecepatan Motor B: Pin 11 = PWM 0-255 (atau set pin 11 = HIGH)

Dalam operasi satu arah (empat motor), kontrol kecepatan pin 10 beroperasi untuk kedua motor "A", dan pin 11 untuk kedua motor "B". Tidak mungkin mengontrol kecepatan keempat motor secara mandiri.

Motor Daya Rendah (kurang dari 400ma)

Pengendali motor dapat menggunakan sumber baterai eksternal hingga 15v dan 1,5 amp (untuk sementara 2,5 amp). Namun, jika Anda menggunakan motor yang dapat berjalan pada 5-9v, dan menggunakan kurang dari 400mA, Anda dapat menggunakan jumper hitam di sebelah konektor daya motor, dan memindahkannya ke posisi "Vin". Posisi alternatif, "+ VM" adalah untuk daya eksternal.

Aktivitas Mobil Pintar

Dengan mobil pintar Anda dirakit, Anda sekarang dapat melanjutkan ke Aktivitas Mobil Pintar di mana Anda akan belajar bagaimana memprogram mobil Anda.