Mobil RC Otonom: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Dengan munculnya mobil swakemudi dan otonom hari ini, saya memutuskan untuk mengambil tantangan membuat salah satu dari saya sendiri. Proyek ini juga berfungsi sebagai proyek batu penjuru saya di kelas Desain dan Pengembangan Teknik dan Robotika saya dan menerima penghargaan untuk kendaraan otonom terbaik di kompetisi STEM sekolah menengah.

Alih-alih memulai dari awal, saya memilih untuk menggunakan mobil RC yang sudah kami miliki dan memasangkannya dengan papan Arduino Uno RedBoard. Saya memilih Arduino karena kemudahan penggunaan dan pemrogramannya.

Bagi mereka yang bertanya-tanya, mobil ini memiliki ESC Redcat Racing 03061 Splash-Resistant dengan motor yang disikat. ESC sudah diprogram menggunakan pengontrol yang disertakan dengan mobil. Saya belum menguji ini dengan motor tanpa sikat karena kami tidak memilikinya, tetapi siapa pun boleh mencoba proyek ini dengan motor tanpa sikat.

Singkatnya, mobil ini mengumpulkan data dari (5) sensor Ultrasonik HC-SR04. Data ini kembali ke Arduino, di mana ia membuat keputusan tentang cara bergerak. Arduino kemudian mengontrol servo kemudi dan motor yang sesuai. Program ini menggunakan perpustakaan servo Arduino standar untuk melakukannya, dan tidak diperlukan perpustakaan tambahan.

Mobil ini mampu mengontrol kecepatan variabel melalui potensiometer dan mundur dari dinding saat menabrak tembok. Selain itu, mobil dapat mengoreksi dirinya sendiri jika melayang terlalu dekat ke dinding dengan mengurangi dirinya sendiri.

Langkah 1: Daftar Bagian

Penafian: Saya tidak memasukkan suku cadang yang dibutuhkan untuk mobil itu sendiri, hanya suku cadang tambahan di luar mobil. ESC, motor, sasis, baterai, dll. Semua akan diperlukan untuk ini.

Anda akan perlu:

(1) Arduino Uno - tiruan akan berfungsi dengan baik

(1) Breadboard - untuk proyek ini, saya mengambil rel +/- dari satu papan tempat memotong roti dan menggunakan papan tempat memotong roti lainnya yang lebih kecil. Ukuran apa pun akan berhasil.

(5) Sensor Ultrasonik HC-SR04

(1) Potensiometer - digunakan untuk mengontrol kecepatan mobil

(20) Kabel Dupont Wanita-Pria - Saya sangat merekomendasikan memiliki lebih banyak untuk digunakan sebagai ekstender untuk kabel lain jika diperlukan

Solder Besi dengan solder

Catu Daya Arduino - dalam hal ini, saya menggunakan (6) baterai AA 1.2v yang disambungkan secara seri. Bank daya ponsel dan tablet eksternal seperti ini juga akan berfungsi dengan baik saat dicolokkan ke port USB.

Pita perekat, lem panas, dan/atau benda lain yang digunakan untuk mengikat benda bersama-sama

(1) Sakelar Toggle (opsional -- saya menggunakannya untuk menghidupkan dan mematikan Arduino)

Langkah 2: Posisikan Sensor

Pertama, Anda perlu memposisikan dan mengencangkan sensor dengan benar. Saya memiliki (1) sensor menghadap ke depan, (2) sensor bersudut sekitar 45 derajat, dan (2) sensor di sisi mobil. Saya memasang braket pemasangan 3D untuk sisi dan depan, dan menggunakan lem panas untuk mengencangkan sensor depan miring karena lem panas tidak konduktif. Braket pemasangan untuk sisi dan depan dapat diunduh dan dicetak 3D.

Langkah 3: Tambahkan Breadboard dan Potensiometer

Selanjutnya, Anda ingin menambahkan potensiometer papan tempat memotong roti dan pengontrol kecepatan sebelum Anda mulai memasang kabel. Di sinilah saya menggunakan papan tempat memotong roti kecil dan +/- dari papan tempat memotong roti lain karena ruang di badan mobil, tetapi papan tempat memotong roti standar juga akan baik-baik saja.

Langkah 4: Hubungkan Semuanya

Yang ini mungkin adalah langkah terbesar, dan satu kabel yang salah dapat menyebabkan mobil tidak berfungsi dengan baik. Lihat diagram Fritzing di atas untuk panduan tambahan.

Mulailah dengan menghubungkan pin 5v Arduino Anda ke rel positif pada papan tempat memotong roti dan pin GND Arduino Anda ke rel negatif papan tempat memotong roti.

Selanjutnya, pasang sensor sonar. Sensor HC-SR04 masing-masing memiliki empat pin yang diberi label. Mereka:

VCC -- daya 5v

Pemicu -- pemicu untuk mengirim pulsa ultrasonik keluar

Echo -- pin penerima yang mengukur durasi pulsa

GND - pin tanah

Gunakan kabel Dupont wanita-pria untuk ini. Setiap pin VCC harus terhubung ke rel papan tempat memotong roti positif, dan setiap pin GND harus terhubung ke rel papan tempat memotong roti negatif. Saya menggunakan kabel Dupont wanita-pria ekstra sebagai perpanjangan untuk bagian ini karena saya memiliki masalah dengan beberapa kabel yang tidak cukup panjang.

Selanjutnya, sambungkan pin Trig dan Echo ke Arduino. Ini akan terhubung ke pin digital Arduino seperti:

Sensor Tengah Depan:

Trigonometri -- pin 6

Gema -- pin 7

Sensor Sisi Kiri:

Pemicu -- 4

Gema -- 5

Sensor Sisi Kanan:

Trigonometri -- 2

Gema -- 3

Sensor Kiri Depan:

Pemicu -- 10

Gema -- 11

Sensor Kanan Depan:

Trigonometri -- 9

Gema -- 8

Selanjutnya, pasang servo kemudi, ESC motor, dan potensiometer kontrol kecepatan.

Pertama, mulailah dengan servo kemudi. Servo di mobil saya memiliki kabel merah, oranye, dan cokelat. Warnanya mungkin sedikit berbeda, tetapi semuanya akan disambungkan dengan cara yang sama:

Kabel coklat (arde) -- sambungkan ke rel papan tempat memotong roti negatif

Kabel merah (daya 5v) -- sambungkan ke rel papan tempat memotong roti 5v

Kabel oranye (sinyal) -- sambungkan ke pin 13 di Arduino Anda

ESC - atau Pengendali Kecepatan Elektronik - yang mengontrol motor memiliki kabel yang sangat mirip. Dalam hal ini, kabelnya berwarna putih, merah, dan hitam.

Putih (sinyal) -- Hubungkan ke pin 12 di Arduino Anda

Merah (5v) -- JANGAN terhubung ke apapun. Karena lonjakan listrik yang mengalir mundur ketika motor berhenti, 5v tidak boleh dihubungkan. Anda bisa menggoreng port USB atau, mungkin, Arduino Anda.

Hitam (tanah) -- sambungkan ke rel papan tempat memotong roti negatif

Terakhir, pasang potensiometer yang Anda pasang di papan tempat memotong roti Anda sebelumnya. Angka kecil kemungkinan tercetak di suatu tempat. Itu harus ditransfer sebagai:

1 (pin kiri) -- sambungkan ke rel papan tempat memotong roti negatif

2 (pin tengah) -- sambungkan ke pin A0 di Arduino Anda

3 (pin kanan) -- sambungkan ke rel papan tempat memotong roti positif

Pengkabelan akan terlihat sangat berantakan, jadi jika Anda ingin melakukan beberapa manajemen kabel, sekaranglah saatnya untuk melakukannya.

Langkah 5: Menghidupkan Arduino

Selanjutnya, Anda akan ingin mengatur solusi daya untuk Arduino. Dua sumber daya terpisah digunakan dalam proyek ini: baterai untuk mobil, dan baterai untuk Arduino. Dalam hal ini, saya menggunakan (6) baterai AA isi ulang 1.2v yang dihubungkan secara seri. Bank daya ponsel portabel juga akan berfungsi, pastikan Anda memiliki kabel yang dicolokkan ke port USB Arduino Anda (seperti mini-USB).

Harap dicatat bahwa baterai 9v TIDAK akan bekerja dengan proyek ini. Karena cara baterai 9v dirancang, tegangan cukup untuk menjalankan Arduino, tetapi arus yang keluar dari baterai akan menyebabkannya mati dalam waktu singkat. Saya juga memiliki masalah dengan reboot acak pada baterai 9v.

Jika Anda memilih untuk menggunakan solusi yang saya gunakan, Anda memerlukan:

(6) baterai AA (baterai alkali juga berfungsi dengan baik)

Tempat baterai AA untuk semua (6) baterai. Yang ini akan bekerja dengan baik dan bahkan tidak mengharuskan Anda menggunakan besi solder. Untuk suplai yang saya buat, saya membuat rantai daisy (3) dua dudukan baterai bersama-sama seperti pada gambar, menyolder kabel positif/negatif bersama-sama, mengambil steker listrik DC dari adaptor baterai 9v, dan menyoldernya ke ujung positif dan negatif kabel. Saya kemudian menyolder sakelar daya secara seri dengan catu daya untuk memudahkan menghidupkan dan mematikan Arduino. Ini sepenuhnya opsional.

Langkah 6: Unggah Program Arduino

Selanjutnya, Anda perlu mengunggah program ke Arduino. Unduh programnya di sini, dan unggah ke Arduino Anda melalui Arduino IDE.

Bagi Anda yang mungkin ingin memodifikasi kode, saya telah menyertakan beberapa kodesemu yang menjelaskan apa yang dilakukan setiap bagian.

EDIT 25/9/18 - Saya menambahkan program kedua untuk membuatnya mengemudi di tengah dua dinding. Saya belum memiliki kesempatan untuk mencoba kodenya karena tidak memiliki akses ke mobil, tetapi jangan ragu untuk bereksperimen dengannya.

Langkah 7: Pasang Semuanya dan Hidupkan

Terakhir, Anda harus mencolokkan semuanya. Pertama, sambungkan aki mobil ke mobil dan nyalakan ESC Anda. ESC akan berbunyi bip, menandakan bahwa ia siap untuk "dipersenjatai" oleh Arduino. Selanjutnya, nyalakan Arduino. ESC akan berbunyi bip tiga kali, dan roda akan mulai berputar. Jika ESC berbunyi, tetapi roda tidak mulai berputar, putar potensiometer ke kanan untuk menambah kecepatan. Jika mobil bergerak terlalu cepat, putar potensiometer ke kiri.

Jika potensiometer bekerja sebaliknya dari yang seharusnya, Anda dapat membalik kabel positif dan negatif untuk menyelesaikannya.

Video tersebut menunjukkan cara kerja mobil, cara mengubah kecepatan, dan urutan menyalakannya.