Управляйте автомобилем рукой: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Этот проект был разработан для «Creative Electronics», модуля 4-го курса BEng Electronics Engineering в Школе телекоммуникаций Университета Малаги (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

В этом руководстве мы увидим, как создать браслет для управления автомобилем с дистанционным управлением рукой с помощью Arduino. Мы сделали необходимое программное обеспечение и сделали 3D дизайн браслета. Все это можно найти в нашем репозитории GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Этот элемент управления можно использовать в любом автомобиле, управляемом Arduino и двигателями постоянного тока. Чтобы попробовать это, мы использовали конструкцию танка Тима Кларка:

thingiverse.com/thing:652851

Что нам нужно?

- 1 общий Arduino (мы использовали плату Arduino UNO)

- 1 плата Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Устройства Bluetooth HC05 (Master) и HC06 (Slave)

- H-образный мост L298N

- батарея 9В

- аккумулятор 12 В

- x2 двигателя постоянного тока для Arduino

- Провода

- 3D-принтер (мы использовали Anet A8 с прошивкой Marlin)

- Паяльник

Программное обеспечение:

- BT_Transmitter.ino (Мастер) код

- Код BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (версия 1.8.8)

- Slic3r для генератора G-кода

Шаг 1: 3D-печать

Прежде всего, мы должны распечатать все детали. Части браслета (всего четыре) можно найти в каталоге 3Dmodels нашего репозитория. Детали танка можно найти здесь. Важно отметить, что нам может потребоваться отшлифовать некоторые детали, особенно детали браслета на этапе сборки.

Для печати деталей мы использовали Anet A8 с прошивкой Marlin. Конечно, мы могли бы использовать другой.

Шаг 2: Сборка резервуара

Как только все части будут напечатаны, мы собираемся их соединить. В нашем случае мы используем горячий силикон, но можно использовать и другие производные.

Перед окончательной сборкой рекомендуется произвести предыдущую сборку без силикона, чтобы проверить правильность соединения, трение и посадку различных деталей. Если какая-либо деталь не подходит или не скользит, необходимо отшлифовать ее, чтобы она идеально подошла. После того, как все детали подготовлены, они собираются с использованием силикона в частях, которые их соединяют. Для соединения частей гусеницы мы использовали медные нити между каждой из них, все они закреплены, кроме одной, которая служит для сборки и разборки гусеницы танка. Мы решили раскрасить детали, чтобы придать танку реализма. Для этого мы использовали аэрозольную краску.

Всю информацию мы получили по следующей ссылке.

Шаг 3: Сборка браслета

Полный браслет состоит из четырех 3D-моделей.

• MPU_holder: это часть, в которую встроен датчик акселерометра, он должен быть помещен в руку с некоторыми связями.
• nano_holder: это основная часть держателя nano, в этой части будет установлена батарея 9V, модуль bluetooth и arduino nano.
• nano_holder_button: это кнопка для удержания батареи 9 В, соединенной с двумя доками для питания Arduino.
• nano_holder_cover: Это крышка части держателя nano.

Оба держателя (mpu и nano) могут быть прикреплены к руке с помощью каких-либо стяжек.

Здесь остается только поставить кнопку на место в держателе nano. Перед этим мы должны наклеить небольшую веревочку (например, веревочку старой ручки) на кнопку, как показано на рисунке. Как только мы убедимся, что кнопка находится в нужном месте, мы должны положить за ней какую-нибудь деталь, чтобы она не смогла покинуть свое место. Используем пластиковую деталь и приклеиваем ее силиконом. Окончательный результат должен быть похож на финальную картинку.

Шаг 4: Танковая электроника

На этом этапе мы подключаем Arduino Uno к мосту H для управления двигателями и источником питания 12 В. Мост H имеет выход 5 В, который мы используем для питания платы Arduino Uno. Прежде всего:

Подключите вывод 5 Arduino к выводу IN1 H-моста. Подключите контакт 6 Arduino к контакту IN2 H-моста. Подключите вывод 9 Arduino к выводу IN3 H-моста. Подключите контакт 10 Arduino к контакту IN4 H-моста. Подключите левые выходы H-моста к левому двигателю, а правые - к правому. Подключите контакт 2 Arduino к контакту TX HC-06. Подключите контакт 3 Arduino к контакту TX HC-06.

Обратите внимание, что все контакты Arduino, подключенные к мосту H, поддерживают ШИМ.

Наконец, подключите источник питания к входам 12V и GND моста H.

Шаг 5: браслет электроники

В первую очередь нам нужно собрать часть MPU. MPU должен иметь возможность вставлять в держатель. Для этого в отверстия помещаются полоски с охватывающими штырями, как показано на рисунках. Прежде всего нам нужно пропустить провода через отверстие и припаять их к контактной планке. В стыках можно использовать термоусадочные трубки. Затем мы можем вставить полоски в их отверстия, чтобы они были закреплены. Теперь мы можем вставить и вынуть MPU с его места. В этой первой части удобно использовать гибкие провода, чтобы облегчить движение руки.

Дизайн браслета также позволяет вставлять все компоненты (Arduino Nano, HC-06 и аккумулятор на 9 В). Процедура аналогична описанной выше. Нам также нужно пропустить провода MPU к соответствующему отверстию. В конце электрическая схема должна быть такой, как на первом рисунке.

Во-вторых, нам нужно надеть две струны на отверстие для батареи, чтобы его можно было соединить с другими частями. Мы можем сделать это с помощью силикона, но перед этим мы должны припаять соответствующие провода в каждой цепочке, чтобы батарея была подключена к Vin и GND.

Шаг 6. Сопряжение по Bluetooth

После того, как устройства Bluetooth будут правильно подключены, мы собираемся установить соединение между ними (спаривание). Нам нужно соединить модули HC-05 и HC-06. Для этого мы использовали следующую ссылку:

Руководство по сопряжению BT

Шаг 7: акселерометр

Акселерометр, который мы используем, имеет множество примеров и библиотек для его использования, доступных в Интернете. Мы выбрали некоторые библиотеки (доступные в нашем репозитории), которые улучшают протокол связи I2C, который использует акселерометр, в дополнение к упрощению процесса обработки данных. коллекция в нескольких функциях.

Всю информацию мы получили по следующей ссылке:

I2C: здесь.

Акселерометр: здесь.

Шаг 8: Программное обеспечение

Наконец, мы собираемся интегрировать программное обеспечение в передатчик и приемник. Загрузите BT_Transmitter.ino и BT_Receiver.ino в передатчик и приемник соответственно. Для этого мы должны использовать Arduino IDE.

Работа этого программного обеспечения проста: передатчик получает данные от акселерометра и отправляет их приемнику, который получает данные и перемещает резервуар. Данные, полученные от акселерометра, всегда ниже 100, поскольку мы используем значение 125 для запуска передачи. После отправки 125 передатчики отправляют значения x и y (в градусах).