Rover-One: мозг радиоуправляемого грузовика / автомобиля: 11 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Это руководство находится на разработанной мной печатной плате под названием Rover-One. Rover-One - это решение, которое я разработал, чтобы взять игрушечный радиоуправляемый автомобиль / грузовик и дать ему мозг, включающий компоненты для восприятия окружающей среды. Rover-One - это печатная плата размером 100 мм x 100 мм, разработанная в EasyEDA и отправленная для профессиональной печати печатных плат в JLCPCB.

Ровер-Один:

В этом руководстве будут показаны выбранные детали и исходные файлы, которые вы можете создать самостоятельно.

Источник:

Я всегда был очарован НАСА и марсоходами. В детстве я мечтал построить свой собственный вездеход, но мои навыки были ограничены простым извлечением двигателей из сломанных радиоуправляемых машин. Теперь, когда я стал взрослым с собственными детьми, мне нравится работать с ними, обучая их программированию и электронике. Вместе с детьми я построил несколько боевых роботов, которые потребовали замены корпуса радиоуправляемой машины на тот, который мы построили из пенопласта DollarTree, а также заостренные палочки для мороженого в качестве оружия. Чтобы вывести его на новый уровень программирования, целью было взять радиоуправляемую машину и, с минимальными изменениями, придать ей мозг. После многих часов возни с макетными платами и луж припоя на макетной плате родилась плата Rover-One. Смешение пенопласта DollarTree и электроники стало моим методом для самых разных творений, поэтому я придумал название FoamTronix.

Цель доски Rover-One:

Основная цель этой платы - узнать о чувствительных компонентах и программировании, используемом для связи между компонентами и Arduino nano для управления автомобилем RC. Эта плата использует процессы, которые я изучил за годы работы с различными датчиками, регистрами сдвига и другими ИС, для управления двигателем.

Схема:

easyeda.com/weshays/rover-one

Запасы

• 2x 1 мкФ конденсатор
• 1x 470 мкФ конденсатор
• Резистор 16x 220 Ом
• 1x резистор 100 кОм
• 2 резистора 4,7 кОм
• 2x DS182B20 (датчик температуры)
• 1x LDR (светозависимый резистор)
• 2x 74HC595 (регистр сдвига IC)
• 1x L9110H (микросхема драйвера двигателя)
• 4x HC-SR04 (ультразвуковой датчик расстояния)
• 19x 2,54 2P винтовые клеммы
• 4x 2,54 3P винтовые клеммы
• 1x Arduino Nano
• 1x 9-граммовый сервопривод (используется для поворота автомобиля / грузовика)
• 1x двигатель постоянного тока (на радиоуправляемом автомобиле / грузовике)
• 1x плата Adafruit GPS Breakout V3

Дополнительные расходные материалы:

• Штифты заголовка с наружной резьбой
• Штифты с внутренней резьбой

Шаг 1: Arduino Nano

Arduino Nano - это мозг платы. Он будет использоваться для управления входом от различных датчиков (Ping, Температура, Свет) и выходом на двигатель, сервопривод, регистры сдвига и последовательную связь. Arduino будет питаться от разъема внешнего источника питания 5 В.

Части раздела:

1x Arduino Nano

Шаг 2: регистры сдвига

Регистры сдвига используются для получения большего количества выходов. Есть два регистра сдвига с последовательным входом и параллельным выходом, которые соединены гирляндной цепочкой. Только 3 контакта Arduino Nano используются для управления всеми 16 выходами.

Конденсаторы используются для любых скачков мощности, которые могут понадобиться микросхемам.

Винтовые клеммы используются для упрощения подключения различных типов проводов.

Примером светодиодов может быть:

• 2 белых светодиода (для головного света)
• 2 красных светодиода (для аварийного освещения)
• 4 желтых светодиода (для поворотников - два спереди и два сзади)
• 8 предполагаемых светодиодов или 4 красных и 4 синих светодиода для полицейских фонарей.

Части раздела:

• 2x 1 мкФ конденсатор
• Резистор 16x 220 Ом
• 2x 74HC595 (регистр сдвига IC)
• 16x 2,54 2P винтовые клеммы

Шаг 3: LDR (светочувствительный резистор)

LDR, светочувствительный резистор, используется вместе с резистором в качестве делителя напряжения для измерения света.

В зависимости от того, как используется плата, LDR может быть прикреплен непосредственно к плате или могут быть установлены другие контакты разъема.

Части раздела:

• 1x LDR (светозависимый резистор)
• 1x резистор 100 кОм

Шаг 4: датчики температуры

Есть два датчика температуры. Один предназначен для установки непосредственно на плате, а другой предназначен для подключения через винтовые клеммы для измерения температуры в другом месте.

Другие области для измерения температуры:

• У мотора
• На батарее
• На корпусе ПДУ
• Вне корпуса RC

Части раздела:

• 2x DS182B20 (датчик температуры)
• 2 резистора 4,7 кОм
• 1x 2,54 3P винтовые клеммы

Шаг 5: датчики эхо-запросов

Есть 4 датчика пинга HC-SR04. Плата настроена так, чтобы контакты эха и триггера были соединены вместе с помощью библиотеки NewPing. Контакты могут быть припаяны или соединены вместе на HC-SR04, или провода от контактов эха и триггера, идущие к одним и тем же контактам.

Идея для измерения расстояния состоит в том, чтобы разместить 3 датчика ping перед автомобилем RC под разными углами и один сзади для резервного копирования.

https://bitbucket.org/teckel12/arduino-new-ping/wi…

Части раздела:

• 4x HC-SR04 (ультразвуковой датчик расстояния)
• 4x 2,54 3P винтовые клеммы

Шаг 6: Подключение двигателя

Микросхема драйвера двигателя постоянного тока L911H используется для управления автомобилем RC, движущимся вперед и назад. Этот чип в основном переключает плюсовые / минусовые провода двигателя постоянного тока за вас. Этот чип имеет широкое напряжение питания от 2,5 до 12 В при работе при температурах от 0 ° C до 80 ° C - поэтому датчик температуры находится рядом с ним (датчик температуры измеряет от -55 ° C до 125 ° C). Чип также имеет встроенный фиксирующий диод, поэтому он не нужен при подключении двигателя постоянного тока.

Одна клемма предназначена для двигателя, а другая - для внешнего источника питания для аккумулятора. Двигатель и потребляемый ток были бы слишком большими на Arduino, поэтому необходим другой источник питания.

Части раздела:

• 1x L9110H (микросхема драйвера двигателя)
• 2x 2,54 2P винтовые клеммы

Шаг 7: подключение сервопривода

Сервопривод используется для управления поворотом радиоуправляемой машины. Большинство игрушечных радиоуправляемых машинок будут поставляться с другим двигателем, используемым для поворота. Замена поворотного двигателя на сервопривод - единственная модификация, которую я в конечном итоге внес в раму радиоуправляемого автомобиля.

Конденсатор используется для любых скачков мощности, которые могут понадобиться сервоприводу.

Части раздела:

• 1x 9-граммовый сервопривод (используется для поворота автомобиля / грузовика)
• 1x 470 мкФ конденсатор
• Штекерные штыри для подключения сервопривода

Шаг 8: модуль GPS

GPS-модуль Adafruit отлично подходит для определения местоположения и отслеживания движения автомобиля. Этот модуль не только дает вам координаты GPS, но и дает вам:

• Точность позиционирования в пределах 3 м
• Точность скорости в пределах 0,1 м / с (максимальная скорость: 515 м / с)
• Пин "Включить" для включения / выключения.
• Flash для хранения данных 16 часов данных
• RTC (часы реального времени), чтобы узнать время

Библиотека GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Части раздела:

1x плата Adafruit GPS Breakout V3

Шаг 9: Последовательная связь

Последовательное соединение предназначено для связи Arduino с другими внешними источниками.

Части раздела:

1x 2,54 2P винтовые клеммы

Шаг 10: Пример настройки платы

Я заказал много плат, и одну из них я установил только для тестирования.

Шаг 11: Пример

Прилагаю изображения из моей установки. Я взял новенькую радиоуправляемую машину, распотрошил ее, сделал корпус из пенопласта DollarTree и дал ему мозг.