Bluetooth, камера және MIT қосымшасы өнертапқышы бар роботтық көлік 2: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Сіз өзіңіздің жеке робот машинаңызды жасағыңыз келді ме? Жақсы … бұл сіздің мүмкіндігіңіз !!

Бұл нұсқаулықта мен Bluetooth және MIT App Inventor2 арқылы басқарылатын робот машинасын қалай жасау керектігін айтамын. Менің жаңадан келгенімді және бұл менің бірінші нұсқа екенімді біліңіз, сондықтан түсініктемелерде жұмсақ болыңыз.

Бұл жерде көптеген нұсқаулықтар бар, бірақ мен көптеген мүмкіндіктерді біріктіруге тырыстым, мысалы: камера ағыны, кедергілерден аулақ болу, ультрадыбыстық сенсор, Ларсон сканері (charlieplexing көмегімен) және Android қосымшасында батареяның мониторингі !!

Келіңіздер, Фрэнкиді бастайық және танысайық (ол көптеген жерлердегі идеяларды қолданады… Робо Франкенштейн)

1 -қадам: Бөлшектер мен бағдарламалық қамтамасыз ету

Міне, менің туған қаламда барлық бөлшектерді алу қиын, сондықтан мен олардың көпшілігін www.aliexpress.com сайтынан ала алдым.

Менің ойымша, бұл жобаны ескі ұялы телефонды ескерусіз 25-30 долларға құруға болады.

• Автокөлік шассиі: 3 доңғалақ, 2 қозғалтқыш 6В (9 АҚШ доллары)
• Arduino Nano (2 АҚШ доллары)
• Bluetooth HC-05 (3-тен 4 долларға дейін)
• L293D мотор жүргізушісі доңғалақты қозғалтқыштарды басқарады (5 дана лот үшін 1,50 АҚШ доллары)
• Камерасы мен Wi-Fi бар ескі ұялы телефон
• HC-SR04 ультрадыбыстық сенсоры жақын жердегі объектіні өлшеуге арналған (1 АҚШ доллары)
• Ларсон сканеріне арналған 6 жарық диоды
• ATtiny85 Larson сканері үшін (1 доллар)
• Нан тақтасы (1 доллар)
• Сымдар
• 100K Ом резисторы (4)
• 1K Ом резисторы (2)
• 2K Ом резисторы (1)
• 270 Ом резисторы (3)
• Зумер

Бағдарламалық қамтамасыз ету:

• Arduino IDE
• IP веб -камерасы (ескі ұялы Android үшін)
• MIT App Inventor2: Бұл бағдарлама керемет, бірақ тек Android операциялық жүйесінде жұмыс істейді (Iphone жоқ … кешіріңіз!)

2 -қадам: құрылыс процесі

Автокөлік шассиін жинау өте оңай; оның артқы доңғалақтарды қуаттандыратын 6В қозғалтқышы бар 6 батарея және 4 батарея жиынтығы.

Робот машинасы Bluetooth және Wi-Fi арқылы басқарылады. Bluetooth Car және MIT App өнертапқышы арасындағы сериялық байланысты басқарады2 және Wi-Fi автомобильдің алдында орнатылған камерамен (ескі ұялы телефонмен) байланысу үшін қолданылады.

Бұл жоба үшін мен екі батарея жиынтығын қолдандым: arduino 9В аккумулятормен, ал автомобиль қозғалтқыштары 6В (1,5 В АА төрт батареясы).

Arduino Nano-бұл автомобильді, дыбыстық сигналды, ультрадыбыстық HC-SR04 диапазонын, Bluetooth HC-05, Ларсон сканерін (ATtiny85) басқаратын және батареяларды бақылайтын бұл жобаның миы. 9В аккумуляторы Винге (30 -штыр) жетеді, ал 27 -ші түйреуіш тақтаға 5В реттелетін қуатты береді. Барлық IC мен батареялардың барлық негіздерін біріктіру қажет.

Қосылған, схема Excel -де жасалған (Кешіріңіз … келесі жолы мен Фритзингті сынап көремін). Мен барлығын нан тақтасы мен еркек еркек қосқыштарына қостым, менікі егеуқұйрықтардың ұясына ұқсайды.

3 -қадам: L293D мотор драйвері

L293D-бұл кернеуі 4,5 В-тен 36 В-қа дейін 600 мА дейінгі екі бағытты жетекті токтарды қамтамасыз етуге арналған жоғары жылдамдықты жартылай драйвер. Ол автомобиль дөңгелектерін басқару үшін қолданылады.

Ол қозғалтқыштар үшін 6В аккумуляторлық батареямен (1,5В АА төрт) жұмыс істейді және Arduino Nano -да реттелетін 5В (пин 27) логикасы үшін 5В пайдаланады. Қосылымдар берілген схемада көрсетілген.

Оны жылытқышқа орнатудың қажеті болмады.

4-қадам: HC-05 Bluetooth

HC-05 Bluetooth 5В (arduino pin 27) қуатымен жұмыс істейді, бірақ логикалық деңгейдің 3,3В екенін түсіну керек, яғни 3,3В кернеуі бар байланыс (Tx және Rx). Сондықтан Rx максималды 3.3В -пен конфигурациялануы керек, оны деңгейлік ауыстырғыш түрлендіргішпен немесе осы жағдайда кернеу бөлгіште схемада көрсетілгендей 1K және 2K резисторларының көмегімен алуға болады.

5 -қадам: Батарея мониторы

Батарея деңгейін бақылау үшін мен кернеуді 5 В -тан төмендету үшін кернеу бөлгіштерін қойдым (Arduino максималды диапазоны). Кернеуді бөлгіш өлшенетін кернеуді Arduino аналогты кірістерінің шегіне дейін төмендетеді.

А4 және А6 аналогты кірістері қолданылады және өлшеу процесінде батареяларды көп ағызып алмау үшін жоғары резисторлар (100К Ом) қолданылады. Біз ымыраға келуіміз керек, егер резисторлар тым төмен болса (10К Ом), жүктеме әсері аз болса, кернеуді оқу дәлірек, бірақ ток сызбасы көбірек; егер олар тым жоғары болса (1М Ом), тиеу әсері көп болса, кернеудің көрсеткіші дәл емес, бірақ ток сызбасы аз.

Батарея мониторингі әр 10 секунд сайын жасалады және тікелей контроллер ұялы телефонында көрсетіледі.

Мен екі аналогты түйреуіштен оқып жатқандықтан, ішкі MUX олардың арасында ауысатындықтан, бұл бөлікті жақсартуға көп мүмкіндік бар екеніне сенімдімін. Мен бірнеше өлшеулерді орта есеппен қабылдамаймын, мүмкін мен мұны істеуім керек.

Келесі формуланы түсіндіруге рұқсат етіңіз:

// А4 аналогтық түйреуіштен кернеуді оқыңыз және Arduino үшін калибрлеңіз:

кернеу1 = (analogRead (A4)*5.0/1024.0)*2.0; //8.0V

Arduino нано тақтасында цифрлық түрлендіргішке 10-биттік 8 арна бар. AnalogRead () функциясы түйреуішке қолданылатын кернеу мөлшеріне пропорционалды 0 мен 1023 арасындағы санды қайтарады. Бұл көрсеткіштер арасындағы ажыратымдылықты береді: 5 вольт / 1024 бірлік немесе.0049 вольт (4,9 мВ) бірлікке.

Кернеуді бөлгіш кернеуді екі есе азайтады және шын кернеуді алу үшін оны 2 -ге көбейту керек !!

МАҢЫЗДЫ: Ардуиноны жұмыс істеу әдісінен гөрі тиімді әдіс бар екеніне сенімдімін !! Жаңадан келген адам ретінде мен қиын жолды үйрендім. Arduino Vin түйреуішінде кернеудің реттегіші қолданылады, яғни 9В батареямен сіз желілік реттегіште үлкен қуатты күйдіресіз! Жақсы емес. Мен мұны осылай жасадым, себебі бұл тез және мен жақсы білмедім … бірақ Robo Frankie 2.0 нұсқасында мен мұны басқаша жасайтыныма сенімді бол.

Мен DC дауыстап қосылатын қуат көзі мен қайта зарядталатын литий-иондық батарея жақсы әдіс деп ойлаймын. Сіздің жақсы ұсынысыңыз құпталмайды …

6-қадам: HC-SR04 ультрадыбыстық диапазон сенсоры

HC-SR04-ультрадыбыстық диапазон сенсоры. Бұл сенсор 2см -ден 400см -ге дейін 3мм дейінгі дәлдікпен өлшеуді қамтамасыз етеді. Бұл жобада ол 20 см немесе одан аз болған кезде кедергілерді болдырмау үшін, сондай -ақ ұялы телефонға қайтарылатын кез келген объектіге дейінгі қашықтықты өлшеу үшін қолданылады.

Ұялы телефон экранында жақын жердегі объектіге қашықтықты сұрау үшін оны басу қажет түйме бар.

7 -қадам: Ларсон сканері

Мен қызықты нәрсені қосқым келді, сондықтан мен K. I. T. T -ге ұқсас Ларсон сканерін қостым. Найт Райдерден.

Ларсон сканері үшін мен charlieplexing көмегімен ATtiny85 қолдандым. Charlieplexing - бұл мультиплексті дисплейді басқару әдісі, онда диодты диодты басқару үшін микроконтроллердегі салыстырмалы түрде аз енгізу -шығару түйреуіштері қолданылады. Бұл әдіс дәстүрлі мультиплекстеуге қарағанда тиімділікке жету үшін микроконтроллерлердің үштік логикалық мүмкіндіктерін қолданады.

Бұл жағдайда мен ATtiny85 -тен 6 светодиодты қосу үшін 3 түйреуішті қолданамын !!

Сіз «X» жарықдиодты N істікшелермен жандыра аласыз. Қанша жарықдиодты жүргізуге болатынын білу үшін келесі формуланы қолданыңыз.

N түйреуіштері бар X = N (N-1) жарық диодтары:

3 түйреуіш: 6 жарық диоды;

4 түйреуіш: 12 жарық диоды;

5 түйреуіш: 20 жарық диоды … сіз идеяны аласыз;-)

Ток ағымнан оңға (анодтан) терісге (катодқа) өтеді. Көрсеткі ұшы - катод.

1 -түйреуіш (Arduino IDE коды бойынша) ATtiny85 -тегі физикалық 6 -штырьға қатысты екенін ескеру маңызды (бекітілген түйінге қараңыз).

Қосылған, Larson сканерін басқаратын ATtiny85 -ке жүктелуі қажет кодты табыңыз. Мен ATtiny85 -ке кодты қалай жүктеу керектігін сипаттамаймын, себебі мұндай нұсқаулықтар көп.

8 -қадам: код

Мен Larson сканерін басқаратын ATtiny85 -ке жүктелуі қажет кодты және Arduino nano -ның кодын тіркеймін.

Arduino наносына келетін болсақ, мен басқа нұсқаулықтардың кодтарының бір бөлігін қолдандым (мұнда) және менің қажеттіліктеріме сәйкес өзгерістер енгіздім. Switch - Case қалай жұмыс істейтінін жақсы түсіну үшін мен кодтың блок -схемасын (сонымен қатар айқын сурет үшін) енгіздім.

Маңызды: CarBluetooth кодын Arduino наноға жүктеу үшін HC-05 Bluetooth модулінен Rx пен Tx ажырату керек!

9 -қадам: камера

IP веб -камера қосымшасы ойын дүкенінен жүктеліп, ескі ұялы телефонға орнатылуы керек. Бейне параметрлерін тексеріңіз, ажыратымдылықты сәйкесінше реттеңіз және ақырында жіберуді бастау үшін «Серверді іске қосу» соңғы пәрменіне өтіңіз. Ұялы телефонда Wi-Fi қосуды ұмытпаңыз !!

10 -қадам: MIT App Inventor2

MIT App inventor2 - бұл веб -шолғышта қосымшалар құруға көмектесетін бұлтқа негізделген құрал. Бұл қосымшаны (тек Android негізіндегі ұялы байланыс үшін) ұяшыққа жүктеуге және робот машинаңызды басқаруға болады.

Мен.apk және.aia кодын тіркеймін, осылайша сіз менің не істегенімді көре аласыз және оны қалағаныңызша өзгерте аласыз. Мен интернеттен кодты қолдандым (MIT App) және өзімше өзгертулер енгіздім. Бұл код робот машинасының қозғалысын басқарады, ультрадыбыстық сенсордан сигнал қабылдайды, шамдарды қосады және дыбыстық сигнал береді. Ол сондай -ақ батареялардан сигнал қабылдайды, ол бізге кернеу деңгейін білуге мүмкіндік береді.

Бұл код арқылы біз машинадан екі түрлі сигналды қабылдай аламыз: 1) жақын орналасқан объектіге дейінгі қашықтық және 2) мотор мен ардуино батареяларынан кернеу.

Алынған сериялық жолды анықтау үшін мен Arduino кодына жіберілген жолдың түрін көрсететін жалаушаны енгіздім. Егер Arduino ультрадыбыстық сенсордан өлшенетін қашықтықты жіберсе, онда ол жолдың алдына «А» таңбасын жібереді. Ардуино Батарея деңгейін жіберген сайын, ол «B» таңбасы бар жалаушаны жібереді. MIT App inventors2 кодында мен Arduino -дан келетін сериялық жолды талдадым және осы жалауларды тексердім. Мен айтқанымдай, мен жаңадан келген адаммын және мұны істеудің тиімдірек әдістері бар екеніне сенімдімін және біреу мені жақсы жолмен ағартады деп сенемін.

Arduino_Bluetooth_Car.apk ұялы телефоныңызға жіберіңіз (электрондық пошта немесе Google Drive арқылы) және оны орнатыңыз.

11 -қадам: ұялы телефонды RC көлігіне қосыңыз

Ең алдымен, ескі ұялы телефонда Wi-Fi қосыңыз (RC роботында).

Контроллер ұялы телефонында Wi-Fi, Bluetooth қосылып, жаңа орнатылған Arduino_Bluetooth_Car.apk ашыңыз. Экранның соңында (егер оны көрмесеңіз, төмен қарай айналдырыңыз) сіз екі түймені көресіз: Құрылғылар және ҚОСУ. Devices (Құрылғылар) түймесін басып, RC Car ішінен Bluetooth таңдаңыз (HC 05 болуы керек), содан кейін CONNECT түймесін басыңыз, сонда сіз CONNECTED хабарын экранның төменгі жағында көресіз. Бірінші рет сізден пароль сұралады (0000 немесе 1234 енгізіңіз).

Ескі ұялы телефонның IP -мекен -жайын теру қажет терезе бар (ұялы телефон RC автокөлігінде), менің жағдайда бұл

Бұл IP нөмірін Wi-Fi маршрутизаторынан табуға болады. Сіз маршрутизатордың конфигурациясына кіруіңіз керек, Құрылғылар тізімін таңдаңыз (немесе маршрутизатор маркасына байланысты) және сіз ескі ұялы құрылғыны көре аласыз, оны нұқыңыз және осы өріске осы IP нөмірін енгізіңіз.

Содан кейін CAMERA таңдаңыз, содан кейін сіз RC Car -тен камераны көруді бастауыңыз керек.

12 -қадам: Сіз дайынсыз

Сіз аяқтадыңыз! Онымен ойнауды бастаңыз

Болашақ өзгерістер: Мен 9В аккумуляторын литий-иондық батареялармен ауыстырамын, оларды қайта зарядтау үшін және тұрақты ток кернеуінің тұрақтандырғышын қолдану үшін, мен аналогты көрсеткіштерді тегістеу (орташа) қосу арқылы батарея мониторын жақсартқым келеді. А. И. әлі…;-)

Мен бірінші нұсқаулық конкурсқа қатыстым … сондықтан дауыс беріңіз;-)