PiCar: автономды автокөлік платформасын құру: 21 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Бұл нұсқаулықта PiCar құруға қажетті қадамдар егжей -тегжейлі айтылады

PiCar дегеніміз не?

PiCar - бұл ашық автономды автокөлік платформасы. Бұл дербес емес, бірақ сіз Arduino немесе Raspberry Pi көмегімен машинаны басқару үшін сенсорларды оңай қосуға болады.

Неліктен RC көлігінің орнына PiCar пайдалану керек?

PiCar пайдалану платформасы ретінде RC автокөлігін пайдалануға өте ұқсас. Алайда, PiCar сізге көбірек бақылауды береді және RC автокөлігіне қарағанда өзгертуге оңай. PiCar шассиі 3D басып шығарылған және қажет болған жағдайда көлікте көбірек орын қосу үшін 3D моделін оңай өңдей аласыз. Сонымен қатар, барлық бөлшектерді желіде оңай алуға болады немесе 3D басып шығаруға болады.

PiCar шығарған кім?

PiCar Сент -Луистегі Вашингтон университетінде Хамберто Гонсалес пен Сильвия Чжанның зертханасында жасалған. Автокөлік 2017 жылдың мамырында жасалған және маусым айында робототехника бойынша жарысқа қатысқан. PiCar Қытайдың Сиань қаласындағы Сиань Цзяотун университетінде өткен Жібек жолы робототехникасының инновациялар байқауында 30+ халықаралық командалардың арасынан үздік 10 команданың қатарына енді. Мұнда YouTube -тегі FlowBot бейнематериалына сілтеме бар.

Бұл нұсқаулықта PiCar қалай жасалатыны туралы ғана айтылады. Егер сіз PiCar -пен мысал кодын қолданғыңыз келсе, мысал коды мен қосымша құжаттамаға қол жеткізу үшін біздің GitHub репозиторийіне жүгініңіз.

1 -қадам: бөлшектер тізімі

Бөлшектер тізімі:

• Қылқаламсыз қозғалтқыш және ESC ($ 32.77)
• Батарея ($ 10.23)
• Серво моторы (6,15 доллар)
• Дөңгелектер ($ 28; кірістірілген және дөңгелекке жабыстырылған)
• Ось, 6 мм (19,38 доллар)
• Дөңгелек дөңгелектерді адаптерлер ($ 3,95)
• Үлкен беріліс ($ 8.51)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 мм саңылау мойынтіректері, 8 мм сыртқы диаметрі ($ 8.39)
• 2 мм мойынтіректер, 5 мм сыртқы диаметрі ($ 9,98)
• Ось мойынтіректері ($ 30.68)
• M3 және M2 бұрандалары ($ 9.99)
• 3D принтерге қол жеткізу

Барлығы: $ 176.00

Қосымша:

• ESC бағдарламалау картасы ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC бағдарламалау картасы

• Батарея зарядтаушысы ($ 24.50)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC аккумуляторлық зарядтаушысы (АҚШ штепселі)

• Алан кілті жиынтығы ($ 9.12)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Wrench-Metric-13-Pie…

• Қабылдағышы бар RC контроллері ($ 22.58)

  https://hobbyking.com/kz_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• Arduino (10,9 доллар)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• Нан тақтасы ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless…

• Әр түрлі сымдар ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

Барлығы: $ 89,48

Бөлімдер үш критерий бойынша таңдалды:

• Функционалдылық
• Қол жетімділік
• Мәліметтер парағының қол жетімділігі

Бөлшектер жақсы жұмыс істеуі керек, сондықтан олар қалағандай орындалады және ұзақ қызмет етеді. Оларды Интернетте оңай сатып алу керек, сонда басқа адамдар PiCar -ты қайталай алады. Бұл өте маңызды, өйткені біздің зертхана болашақта көбірек автокөлік шығарады және біз көліктің бүкіл ел бойынша адамдарға қол жетімді болғанын қалаймыз. Бөліктерде мәліметтер парақтары болуы керек, өйткені біз PiCar көмегімен тәжірибе жасаймыз. Академиялық эксперименттерді орындау кезінде сіз қолданатын жабдыққа не кіретінін білу маңызды. Мәліметтер парағының болуы экспериментті қайталауға мүмкіндік береді.

2 -қадам: 3D модельдеріне қол жеткізу

Onshape -те орналастырылған CAD файлдарына қалай қол жеткізуге болады:

1. https://cad.onshape.com/signin сайтына өтіңіз.

2. Егер сізге есептік жазба мәліметтері берілген болса, кіру үшін сол тіркелгі деректерін пайдаланыңыз.

3. Әйтпесе, жаңа есептік жазба жасаңыз. Есептік жазбаңыз орнатылып, кіргеннен кейін, https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… өтіңіз.

4. Сілтемені ашу сізді жоғарыдағы суреттерде көрсетілгендей Pi Car Assembly файлына апарады. Егер сіз берілген тіркелгі деректерін пайдалансаңыз, сізде бұл жиналысқа және барлық бөліктік файлдарға «өңдеу» рұқсаты болады. Егер сіз жаңа пайдаланушы есептік жазбасын пайдалансаңыз, жинақтың көшірмесін жасай аласыз және оны осылай өңдей аласыз.

5. Onshape үйрену үшін https://www.onshape.com/learn/learn-cad сайтына өтіңіз.

6. Жоғарыдағы суретте әр бөлшекке, құрастыруға, қосалқы жинауға немесе сызбаға қалай қол жеткізуге болатыны көрсетілген.

7. Өлшемдерді тексерудің ең жақсы әдісі (бөлшектер арасындағы қашықтық немесе бұрыш) сәйкес бөлшекке немесе құрастыру сызбасына өту. Өлшемдерді тексермес бұрын, жоғарыдағы суретте көрсетілгендей жаңарту түймешігін басу арқылы сызбаны сәйкес жинағымен немесе бөлігімен синхрондағаныңызға көз жеткізіңіз.

8. Белгілі бір өлшемді тексеру үшін нүктеден нүктеге, нүктеден нүктеге, сызықтан сызыққа, бұрышқа және т.б өлшем құралын қолданыңыз және жоғарыда көрсетілгендей нүкте/сызық жұбын басыңыз. сурет

3 -қадам: 3D модельдерін жүктеу

Енді сіз 3D модельдеріне қол жеткізе аласыз, оларды 3D басып шығаруға жүктеуіңіз керек

Сізге жүктеу қажет 9 бөлік:

• Шассидің финалы
• Аккерманның негізгі сілтемесі
• Аккерман серво мүйізі

• Дөңгелектің биіктігі 12 мм

  (x2) Екі жақ бірдей бөліктер

• Аккерманның қолы

  (x2) Сол жақ пен оң жақ; бұл файлдар бір -бірінің айнасы

• Ackermann түйреуіш сілтемесі

  (x2) Екі жақ бірдей бөліктер

1. Жоғарыда көрсетілген бөліктерді жүктеу үшін OnShape ішіндегі PiCar Ассамблеясының негізгі бөліміне өтіңіз
2. Жүктегіңіз келетін бөлікті тінтуірдің оң жақ түймесімен нұқыңыз
3. Экспорттау түймесін басыңыз
4. Файлды.stl файлы ретінде сақтаңыз
5. Барлық 9 файлды.stl файлдары ретінде сақтау үшін осы қадамдарды қайталаңыз

Егер сіз файлдарды жүктей алмайтын мәселеге тап болсаңыз, қадамдық файлдарды немесе stl файлдарын біздің GitHub сайтынан таба аласыз. Негізгі беттен hw, шассиді және соңында stl_files немесе step_files түймесін басыңыз.

4 -қадам:. STL файлдарын 3D басып шығару

Барлық таңдаған 3D принтерді пайдаланып.stl файлдарының барлығын басып шығарыңыз

Басып шығарудың көп бөлігін тіректермен басып шығару керек, бірақ мен олардың кейбіреулері оларсыз жақсы басып шығарылатынын байқадым. Мен сізге Ackermann серво мүйізін, дөңгелегі он екі мм және Ackermann білек бөліктерін бөлек басып шығаруды және тіректерсіз басып шығаруды ұсынамын. Бұл жалпы басып шығару уақытын қысқартады және басып шығару сапасын арттырады.

Мен барлық бөлшектерді 100% толтырумен басып шығардым, бірақ бұл жеке таңдау болды. Егер сіз қаласаңыз, 20% -ға дейін толтыруға болады. Мен бөлшектердің беріктігін арттыру мақсатында осындай жоғары толтырумен басып шығаруды шештім.

Менің іздерім биіктігі 0,1 мм биіктікке орнатылды. Мен бұл шешімді қабылдадым, себебі 3D принтерім үшін 0,1 мм әдепкі параметр болып табылады. Қабат биіктігі 0,1 мм -ден 0,2 мм -ге дейінгі бөліктерді басып шығаруды ұсынар едім.

5 -қадам: мойынтіректерді 3D басып шығарылған алдыңғы тісті жүйеге итеріңіз

3 мм мойынтірек Ackermann Arm 3D басып шығарылған екі бөлігіне де енеді

Саусақтарыңызбен мойынтіректерді итеру керек. Алайда, егер қосымша күш қажет болса, мен күштірек итеру үшін жазық затты мойынтірекке басуды ұсынамын. Өткір затты қолданбауға немесе мойынтірекке күрт әсер етпеуге тырысыңыз.

Ackermann Arm екі бөлігіне 2 мм екі мойынтіректі басыңыз

Ackermann Pin Link екі бөлігіне 2 мм подшипникті басыңыз

Барлық мойынтіректер қайда кететінін түсіну үшін фотосуреттерге жүгініңіз. Айту оңай болуы керек, өйткені мойынтіректер дұрыс өлшемдегі тесікке түседі.

6 -қадам: Ackermann Servo Horn On Servo бұрандасын бұраңыз

Сервердің жоғарғы жағындағы Ackermann Servo Horn 3D басып шығарылған бөлігін басыңыз.

Ackermann Servo Horn бірден кіруі керек. Егер олай болмаса, онда сіз серво ұшын кесуге болады. Бірінші фотода көріп тұрғаныңыздай, мен сізге қандай болатынын көрсету үшін серво ұшын кесіп алдым.

Сервермен бірге келген бұрандалардың бірін қолданып, Ackermann Servo Horn сервоприводына бұраңыз

Бұл қадам өте алға. Бұранда бөлшектердің сенімді түрде қосылуын қамтамасыз етеді.

7 -қадам: 3D басып шығарылған алдыңғы дөңгелектер жинағын қосу

Ackermann Arm екі бөлігін екі M2 бұранда мен гайкамен Ackermann Base Link -ке жалғаңыз

Бұл қадам үшін орталық мойынтіректі қолданыңыз. Ackermann Arm бөлшектерін қайда бекіту керектігін білу үшін фотосуреттерге жүгініңіз. Екі жақ бір -бірінің айнасы болуы керек.

Ackermann Pin Link екі бөлігін M2 бұрандалары мен гайкалары арқылы Ackermann Arm бөлігіне жалғаңыз.

Мойынтірегі жоқ Ackermann түйіспелі сілтемесінің соңы - бұл Ackermann қолын бекіту үшін пайдаланылатын ұш. Бөліктердің бағдарын дұрыс алу үшін фотосуреттерге жүгініңіз.

МАҢЫЗДЫ: Ackermann Pin Link сол және оң жақ бөліктері бір -біріне қатысты аударылады

Бұл фотосуреттерде көрсетілгендей, бір мойынтірек ұшының екіншісінен жоғары болуы керек дегенді білдіреді.

8 -қадам: Серводы алдыңғы доңғалақ жинағына бекітіңіз

M2 бұрандасы мен гайкасын қолданып, серводы алдыңғы доңғалақ жинағына бекітіңіз

Ackermann серво мүйізі Ackermann Pink Link екі бөлігінің арасында жүреді. Бөлшектердің бағдарын дұрыс алу үшін фотосуреттерге жүгініңіз.

9 -қадам: Дөңгелектерді алдыңғы доңғалақ жинағына қосыңыз

Екі дөңгелекке Hex 12x 3D басылған екі бөлікті салыңыз

Бұл 3D басып шығарылған бөлік доңғалақ пен автокөлік арасындағы аралық бөлік қызметін атқарады. Бұл шиналарды шассиге мүмкіндігінше жақын ұстауға мүмкіндік береді.

Екі дөңгелекті алдыңғы доңғалақ жинағына бекіту үшін екі М3 бұранда мен гайканы қолданыңыз

Бұранданың басы дөңгелектің сыртына, гайка ішкі жағына түседі. Бұл алдыңғы доңғалақты құрастыруды аяқтайды.

10 -қадам: Pinion тісті доңғалағын қозғалтқыш білігіне орнатыңыз

Тісті дөңгелекті қозғалтқыш білігіне соғу керек

Мен бөлшектерді зақымдамау үшін пластикалық балға қолдануды ұсынамын. Бұрандалы берілісті суретте көрсетілгендей біліктің шетіне жақын ұстаңыз.

11 -қадам: осьті ұзындығына қарай кесіңіз

Осьті 69 мм -ге дейін кесіңіз

Диаметрі 6 мм ось Макмастер Каррдан келген кезде ұзындығы 200 мм. Бұл конструкция үшін ось 69 мм -ге дейін кесілуі керек.

Мен айналмалы диск тартқышы бар Dremel қолдануды ұсынамын. Білік тот баспайтын болаттан жасалғандықтан, оны ұзындығына дейін кесу үшін бірнеше минут тегістеу қажет болады. Бұл конструкцияға осьті кесуге 5 минуттан астам уақыт кетті. Мен осьтің ұшына пышақты кесу үшін Дремельді қолдануды ұсынамын. Бұл бекітілген мойынтіректер мен иінтіректердің сырғып кетуін жеңілдетуге мүмкіндік береді.

12 -қадам: бекітілген мойынтіректерді оське сырғытыңыз

Бекітілген мойынтіректерді оське сырғыту қажет

Бұл артқы доңғалақты құрастыруды бастайды

13 -қадам: Спур тісті доңғалағын оське бекітіңіз

Тісті берілісті осьтің оң жағына сырғытыңыз

Бекіткіш бұранданың беріліс қорабының ішкі жағында орналасқанына көз жеткізіңіз.

Берілген бұрандалы кілтті пайдаланып, бекіткіш бұранданы оське мықтап бекітілгенше бұраңыз

Құлыптау бұрандасын әзірге босатып ұстап тұрып, кейінірек толық қатайту жақсы болар еді. Бұл тісті доңғалақтың тістері тісті доңғалақпен жақсы бекітілгенін қамтамасыз етеді.

14 -қадам: Алтылық адаптерлерді 2 дөңгелекке бекітіңіз

Дөңгелектерге берілетін бұрандалардың көмегімен екі бұрышты доңғалақ адаптерін бұраңыз.

Бұрандалардың толық бекітілгеніне көз жеткізіңіз.

15 -қадам: Доңғалақтар мен жастықшалы подшипниктерді оське бекітіңіз

Екі дөңгелекті де осьтің екі шетіне сырғытыңыз

Дөңгелектер орнына бекітілгендей құлыптау бұрандаларын бұраңыз

16 -қадам: Қылқаламсыз моторды шассиге орнатыңыз

Қозғалтқышты шассиге М2 үш бұранда көмегімен бекітіңіз.

Егер сіз сымдарды шассидің ішкі жағына қарайтын етіп бағыттасаңыз, бұл кейінірек пайдалы болады.

17 -қадам: Артқы дөңгелектерді шассиге орнатыңыз

Артқы доңғалақ жинағын шассиге төрт M3 бұранда мен гайкамен бекітіңіз.

Тісті доңғалақтар мен тісті доңғалақтардың тураланғанына және тістері жақсы торланғанына көз жеткізіңіз.

Егер тістер жақсы түйіспесе, тісті доңғалақтың бекіткіш бұрандасын босатыңыз. Шпиндельді тісті доңғалақпен түйіскенше ось бойымен жылжытыңыз.

18 -қадам: Алдыңғы доңғалақ жинағын шассиге бекітіңіз

Алдыңғы доңғалақ жинағын шассиге төрт M3 бұранда мен гайкамен бекітіңіз.

Сервоны шассидегі тікбұрышты серво қорабына салыңыз.

19 -қадам: ESC -ті щеткасыз қозғалтқышқа қосыңыз

Қозғалтқыштағы бірдей түсті сымдарды ESC сымдарына қосыңыз

Бұл сымдар қозғалтқышқа қуат береді. Қозғалтқыш щеткасыз қозғалтқыш болып табылады, яғни ол үш катушкалардағы айнымалы токпен қозғалады. ESC ақпарат кабелінен алатын pwm сигналына байланысты токты қашан өзгерту керектігін шешеді.

20 -қадам: ESC және моторлы ақпарат кабельдерін ресиверге қосыңыз

Позитивтер мен жердің ресивер үшін дұрыс жерде екеніне көз жеткізіңіз. Оң (қызыл) сымдардың барлығы бір қатарда болуы өте маңызды.

Кабельдердің қайсысына қай жерге бару керектігін анықтау үшін RC контроллерінің пайдаланушы нұсқаулығын қараңыз. Менің контроллерім үшін серво кабелі бірінші арнада, ал ESC кабелі екінші арнада.

21 -қадам: Барлығын LiPo батареясымен қуаттаңыз және RC контроллерімен тексеріңіз

Бүкіл жүйені қуаттандыру үшін LiPo батареясын ESC -ке қосыңыз Енді сіз көлікті RC контроллерімен басқара аласыз. Бүкіл жүйе ойдағыдай жұмыс істейтінін тексеріңіз.

Автокөлік түзу жүретін етіп серводы реттеу қажет болуы мүмкін. RC контроллерлерінің көпшілігі бұл бұрышты реттеуге мүмкіндік береді. Сондай -ақ, машина іске қосылмайынша дөңгелекті қаншалықты бұру керектігін реттей аласыз. Мен сізге оның әр түрлі функцияларын түсіну үшін RC контроллері үшін пайдаланушы нұсқаулығын оқуды ұсынамын.