Kendaraan Robot Self-Driving Pemula Dengan Penghindaran Tabrakan: 7 Langkah

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

Halo! Selamat datang di Instructable saya yang ramah pemula tentang cara membuat kendaraan robot self-driving Anda sendiri dengan penghindaran tabrakan dan Navigasi GPS. Di atas adalah video YouTube yang mendemonstrasikan robot. Ini adalah model untuk menunjukkan cara kerja kendaraan otonom yang sebenarnya. Harap dicatat bahwa robot saya kemungkinan besar akan terlihat berbeda dari produk akhir Anda.

Untuk bangunan ini Anda akan membutuhkan:

- Kit Fungsional Robot OSEPP (termasuk baut, obeng, kabel, dll.) ($98,98)

- Arduino Mega 2560 Rev3 ($40.30)

- Kompas Digital HMC5883L ($6,99)

- Sensor Ultrasonik HC-SR04 ($ 3,95)

- NEO-6M GPS dan Antena ($12,99)

- Modul Bluetooth HC-05 ($7,99)

- Kabel USB Mini B (Anda mungkin memilikinya) ($5,02)

- Ponsel pintar Android

- Enam baterai AA, masing-masing 1,5 Volt

- Bahan non-magnetik seperti batang (seperti aluminium) yang ingin Anda daur ulang

- Pita dua sisi

- Bor tangan

Langkah 1: Merakit Sasis dan Mobilitas Robot

Penjelasan: Bukan kendaraan jika tidak bergerak! Kendaraan robot paling dasar membutuhkan roda, motor, dan sasis (atau "tubuh" robot). Alih-alih memperoleh masing-masing bagian ini secara terpisah, saya sangat menyarankan untuk membeli kit untuk kendaraan robot pemula. Untuk proyek saya, saya menggunakan Kit Fungsional Robot OSEPP karena dilengkapi dengan banyak suku cadang dan alat yang tersedia, dan saya merasa konfigurasi tangki adalah yang terbaik untuk stabilitas robot, serta menyederhanakan pemrograman kami dengan hanya membutuhkan dua motor.

Prosedur: Tidak akan membantu Anda jika saya hanya mengulangi manual perakitan, yang dapat Anda temukan di sini (Anda juga memiliki opsi konfigurasi tangki segitiga). Saya hanya menyarankan untuk menjaga semua kabel sedekat mungkin dengan robot dan jauh dari tanah atau roda, terutama untuk kabel dari motor.

Jika Anda menginginkan opsi anggaran daripada membeli kit yang mahal, Anda juga dapat mendaur ulang mobil RC tua yang berfungsi dan menggunakan motor, roda, dan sasis dari itu, tetapi saya tidak yakin seberapa kompatibel Arduino dan kodenya dengan itu. bagian-bagian tertentu. Lebih baik memilih kit dengan OSEPP.

Langkah 2: Memasukkan Arduino

Penjelasan: Karena ini adalah panduan pemula, saya ingin cepat menjelaskan apa itu Arduino untuk pembaca yang mungkin tidak terbiasa dengan penggunaannya dalam elektronik. Arduino adalah jenis mikrokontroler, yang berarti ia melakukan hal itu -- mengendalikan robot. Anda dapat menulis instruksi dalam kode di komputer Anda yang akan diterjemahkan ke bahasa yang dapat dimengerti oleh Arduino, kemudian Anda dapat mengunggah instruksi tersebut ke Arduino, dan Arduino akan segera mulai mencoba mengeksekusi instruksi tersebut ketika dihidupkan. Arduino yang paling umum adalah Arduino Uno, yang disertakan dalam kit OSEPP, tetapi Anda akan memerlukan Arduino Mega untuk proyek ini karena ini adalah proyek skala yang lebih besar daripada kemampuan Arduino Uno. Anda dapat menggunakan kit Arduino Uno untuk proyek menyenangkan lainnya.

Prosedur: Arduino dapat dipasang ke robot dengan menggunakan zip-ties atau memasang spacer ke dasar robot.

Kami ingin Arduino untuk mengontrol motor robot kami, tetapi motor tidak dapat terhubung ke Arduino secara langsung. Oleh karena itu, kita perlu memasang pelindung motor kita (yang berasal dari kit kita) di atas Arduino untuk dapat membentuk koneksi dengan kabel motor dan Arduino. Pin yang berasal dari bagian bawah pelindung motor harus pas dengan "lubang" Arduino Mega. Kabel yang memanjang dari motor masuk ke dalam slot pada pelindung motor seperti gambar di atas. Slot ini dibuka dan ditutup dengan memutar obeng menjadi lekukan berbentuk + di bagian paling atas slot.

Selanjutnya, Arduino membutuhkan tegangan agar dapat bekerja. Kit Fungsional Robot OSEPP seharusnya dilengkapi dengan dudukan baterai yang cocok untuk enam baterai. Setelah memasukkan enam baterai ke dalam dudukannya, masukkan kabel yang memanjang dari dudukan baterai ke dalam slot pada pelindung motor yang dimaksudkan untuk tegangan.

Langkah 3: Menambahkan Kontrol Bluetooth

Prosedur: Setelah Arduino diketahui, menambahkan modul Bluetooth semudah memasukkan empat cabang modul Bluetooth ke dalam slot empat lubang pada pelindung motor, seperti yang ditunjukkan di atas.

Sangat sederhana! Tapi kita belum selesai. Modul Bluetooth hanya setengah dari kontrol Bluetooth yang sebenarnya. Setengah lainnya adalah menyiapkan aplikasi jarak jauh di perangkat Android kami. Kami akan menggunakan aplikasi yang dikembangkan oleh OSEPP yang dimaksudkan untuk robot yang dirakit dari Kit Fungsional Robot. Anda dapat menggunakan aplikasi jarak jauh yang berbeda di perangkat Anda, atau Anda bahkan dapat membuatnya sendiri, tetapi untuk tujuan kami, kami tidak ingin menemukan kembali kemudi. OSEPP juga memiliki instruksi tentang cara menginstal aplikasi mereka, yang tidak dapat diinstal dari Google Play store. Anda dapat menemukan petunjuk tersebut di sini. Tata letak remote yang Anda instal mungkin terlihat berbeda dari tutorial, dan itu tidak masalah.

Langkah 4: Menambahkan Penghindaran Tabrakan

Penjelasan: Sekarang robot itu bergerak, sekarang mampu menabrak dinding dan benda besar, yang berpotensi merusak perangkat keras kita. Oleh karena itu, kami menggabungkan sensor ultrasonik kami di bagian paling depan robot, seperti yang Anda lihat pada gambar di atas.

Prosedur: Kit Fungsional Robot OSEPP mencakup semua bagian yang Anda lihat di sana, kecuali untuk sensor ultrasonik. Saat Anda merakit sasis dengan mengikuti instruksi manual yang telah saya tautkan, Anda seharusnya sudah membuat dudukan ini untuk sensor ultrasonik. Sensor dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam dua lubang dudukan, tetapi Anda harus menahan sensor di tempatnya dengan karet gelang untuk mencegahnya jatuh dari dudukan. Masukkan kabel yang sesuai dengan keempat cabang pada sensor dan sambungkan ujung kabel yang lain ke kolom 2 pin pada pelindung motor.

Anda dapat menyertakan beberapa sensor ultrasonik, asalkan Anda memiliki perangkat keras untuk menahannya di tempatnya.

Langkah 5: Menambahkan GPS dan Kompas

Penjelasan: Kami hampir menyelesaikan robot kami! Ini adalah bagian tersulit dalam merakit robot kami. Saya ingin menjelaskan terlebih dahulu tentang GPS dan kompas digital. Arduino mengacu pada GPS untuk mengumpulkan data satelit dari lokasi robot saat ini, dalam hal garis lintang dan garis bujur. Lintang dan bujur ini digunakan ketika dipasangkan dengan pembacaan dari kompas digital, dan angka-angka ini dimasukkan ke dalam serangkaian rumus matematika di Arduino untuk menghitung gerakan apa yang harus dilakukan robot selanjutnya untuk mencapai tujuannya. Namun, kompas terlempar dengan adanya bahan besi, atau bahan yang mengandung besi dan karena itu bersifat magnetis.

Prosedur: Untuk mengurangi potensi gangguan dari komponen besi robot kami, kami akan mengambil aluminium seperti batang kami dan menekuknya menjadi bentuk V yang panjang, seperti pada gambar di atas. Ini untuk membuat jarak dari bahan besi pada robot.

Aluminium dapat ditekuk dengan tangan atau menggunakan alat tangan dasar. Panjang aluminium Anda tidak masalah, tetapi pastikan aluminium bentuk V yang dihasilkan tidak terlalu berat.

Gunakan selotip dua sisi untuk menempelkan modul GPS, antena GPS, dan kompas digital ke perlengkapan aluminium. SANGAT PENTING: Kompas digital dan antena GPS harus ditempatkan di bagian paling atas dari perlengkapan aluminium, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Juga, kompas digital harus dua panah dalam bentuk-L. Pastikan tanda panah x mengarah ke depan robot.

Bor lubang di kedua ujung aluminium sehingga mur dapat disekrup melalui aluminium dan lubang pada sasis robot.

Colokkan kabel kompas digital ke Arduino Mega, di "outlet" kecil tepat di bawah slot tegangan pada pelindung motor. Hubungkan kabel dari titik pada GPS berlabel "RX" ke pin TX314 pada Arduino Mega (bukan pada pelindung motor), kabel lain dari titik berlabel "TX" ke pin RX315, kabel lain dari "VIN" pada GPS ke pin 3V3 pada pelindung motor, dan kabel terakhir dari "GND" pada GPS ke pin GND pada pelindung motor.

Langkah 6: Menyatukan Semuanya Dengan Kode

Prosedur: Saatnya memberi Arduino Mega kode yang telah saya siapkan untuk Anda. Anda dapat mengunduh aplikasi Arduino secara gratis di sini. Selanjutnya, unduh setiap file yang saya miliki di bawah ini (saya tahu sepertinya banyak, tetapi sebagian besar adalah file yang sangat kecil). Sekarang buka MyCode.ino, seharusnya aplikasi Arduino terbuka, lalu di atas klik Tools, lalu Board, dan terakhir Arduino Mega atau Mega 2560. Setelah itu, di atas, klik Sketch, lalu Show Sketch Folder. Ini akan membuka lokasi file MyCode.ino di PC Anda. Klik dan seret semua file lain yang telah Anda unduh dari Instructable ini ke dalam file MyCode.ino. Kembali ke aplikasi Arduino dan klik tanda centang di kanan atas sehingga program dapat menerjemahkan kode ke dalam bahasa mesin yang dapat dipahami Arduino.

Sekarang setelah Anda memiliki semua kode, hubungkan PC Anda ke Arduino Mega menggunakan kabel USB Mini B Anda. Kembali ke Aplikasi Arduino dengan MyCode.ino terbuka dan klik tombol panah ke kanan di kanan atas layar untuk mengunggah kode ke Arduino. Tunggu hingga aplikasi memberi tahu Anda bahwa pengunggahan selesai. Pada titik ini, robot Anda selesai! Sekarang kita perlu mengujinya.

Nyalakan Arduino dengan menggunakan sakelar pada pelindung motor, dan buka aplikasi jarak jauh OSEPP di perangkat Android Anda. Pastikan modul Bluetooth pada robot berkedip lampu biru, dan pilih koneksi Bluetooth saat membuka aplikasi. Tunggu aplikasi mengatakan telah terhubung ke robot Anda. Pada remote, Anda harus memiliki kontrol standar kiri-kanan-atas-bawah di sebelah kiri Anda, dan tombol A-B-X-Y di sebelah kanan. Dengan kode saya, tombol X dan Y tidak melakukan apa-apa, tetapi tombol A adalah untuk menyimpan garis lintang dan bujur robot saat ini, dan tombol B untuk robot mulai bergerak ke lokasi yang disimpan tersebut. Pastikan GPS memiliki lampu merah berkedip saat menggunakan tombol A dan B. Ini berarti GPS telah terhubung ke satelit dan sedang mengumpulkan data, tetapi jika lampu tidak berkedip, cukup bawa robot ke luar dengan pandangan langsung ke langit dan tunggu dengan sabar. Lingkaran di bagian bawah dimaksudkan sebagai joystick, tetapi tidak digunakan dalam proyek ini. Bagian tengah layar akan mencatat info tentang pergerakan robot, yang berguna selama pengujian saya.

Terima kasih banyak kepada OSEPP, serta lombarobot id dan EZTech di YouTube yang telah memberikan saya dasar untuk menulis kode untuk proyek ini. Tolong dukung partai-partai ini:

OSEP

Saluran EZTech

saluran id lombarobot

Langkah 7: Ekspansi Opsional: Deteksi Objek

Di awal Instruksi ini, saya menyebutkan bahwa gambar kendaraan robot saya yang Anda lihat di awal akan terlihat berbeda dari produk jadi Anda. Secara khusus, saya mengacu pada Raspberry Pi dan kamera yang Anda lihat di atas.

Kedua komponen ini bekerja sama untuk mendeteksi tanda berhenti atau lampu merah di jalur robot dan berhenti sementara, yang membuat robot menjadi model yang lebih dekat dengan kendaraan otonom yang sebenarnya. Ada beberapa perbedaan aplikasi Raspberry Pi yang bisa diterapkan pada kendaraan Anda. Jika Anda ingin mengerjakan kendaraan robot Anda lebih jauh dengan memasukkan Raspberry Pi, saya sangat merekomendasikan untuk membeli kursus Rajandeep Singh tentang membangun kendaraan pendeteksi objek yang dapat mengemudi sendiri. Anda dapat menemukan kursus lengkapnya di Udemy di sini. Rajandeep tidak meminta saya untuk meneriakkan haluannya; Saya hanya merasa dia adalah instruktur yang luar biasa yang akan melibatkan Anda dalam kendaraan otonom.