Rover-One: Einem RC-Truck/Auto ein Gehirn geben - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dieses Instructable ist auf einer Platine, die ich namens Rover-One entworfen habe. Rover-One ist eine Lösung, die ich entwickelt habe, um ein Spielzeug-RC-Auto/-LKW zu nehmen und ihm ein Gehirn zu geben, das Komponenten enthält, um seine Umgebung zu erfassen. Rover-One ist eine 100 mm x 100 mm große Leiterplatte, die in EasyEDA entwickelt wurde und für den professionellen Leiterplattendruck an JLCPCB gesendet wurde.

Rover-Eins:

Dieses Handbuch veranschaulicht die ausgewählten Teile und Quelldateien, damit Sie Ihre eigenen erstellen können.

Herkunft:

Die NASA und die Mars-Rover haben mich schon immer fasziniert. Als Kind träumte ich davon, meinen eigenen Rover zu bauen, aber meine Fähigkeiten beschränkten sich darauf, nur Motoren aus kaputten RC-Cars zu entfernen. Jetzt, als Erwachsener mit eigenen Kindern, genieße ich es, mit ihnen zusammenzuarbeiten, um ihnen Programmieren und Elektronik beizubringen. Ich habe mit meinen Kindern ein paar Battlebots gebaut, bei denen die RC-Karosserie durch eine aus DollarTree-Foamboard und geschärfte Eisstiele als Waffen ersetzt wurde. Um die Programmierung auf die nächste Stufe zu heben, war das Ziel, ein RC-Auto zu nehmen und ihm mit minimalen Modifikationen ein Gehirn zu geben. Nach vielen Stunden des Bastelns an Steckbrettern und Lötpfützen auf dem Proto-Board war das Rover-One-Board geboren. Das Mischen von DollarTree Foamboard und Elektronik wurde zu meiner Methode für alle möglichen Kreationen, also prägte ich den Namen FoamTronix.

Ziel des Rover-One-Boards:

Das Hauptziel dieses Boards ist es, etwas über Sensorkomponenten und die Programmierung zu lernen, die zur Kommunikation zwischen den Komponenten und dem Arduino Nano erforderlich ist, um das RC-Auto zu fahren. Dieses Board basiert auf Prozessen, die ich im Laufe der Jahre an verschiedenen Sensoren, Schieberegistern und anderen ICs zum Antreiben eines Motors gelernt habe.

Schema:

easyeda.com/weshays/rover-one

Lieferungen

• 2x 1uF Kondensator
• 1x 470uF Kondensator
• 16x 220 Ohm Widerstand
• 1x 100K Ohm Widerstand
• 2x 4,7K Ohm Widerstand
• 2x DS182B20 (Temperatursensor)
• 1x LDR (lichtabhängiger Widerstand)
• 2x 74HC595 (Schieberegister-IC)
• 1x L9110H (Motortreiber-IC)
• 4x HC-SR04 (Ultraschall-Distanzsensor)
• 19x 2,54 2P Schraubklemmen
• 4x 2,54 3P Schraubklemmen
• 1x Arduino Nano
• 1x 9-Gramm-Servo (Wird verwendet, um das Auto / den LKW zu drehen)
• 1x DC-Motor (am RC-Car/Truck)
• 1x Adafruit GPS Breakout V3-Board

Optionales Zubehör:

• Stiftleisten
• Buchsenleistenstifte

Schritt 1: Arduino Nano

Der Arduino Nano ist das Gehirn des Boards. Es wird verwendet, um die Eingabe von den verschiedenen Sensoren (Ping, Temperatur, Licht) und die Ausgabe an den Motor, Servo, Schieberegister und die serielle Kommunikation zu verwalten. Der Arduino wird über den externen 5-V-Versorgungsanschluss mit Strom versorgt.

Abschnitt Teile:

1x Arduino Nano

Schritt 2: Schieberegister

Die Schieberegister werden verwendet, um mehr Ausgänge zu geben. Es gibt zwei Serial-In-Parallel-Out-Schieberegister, die miteinander verkettet sind. Nur 3 Pins vom Arduino Nano werden verwendet, um alle 16 Ausgänge zu steuern.

Die Kondensatoren werden für alle Leistungsspitzen verwendet, die die Chips möglicherweise benötigen.

Die Schraubklemmen werden verwendet, um den Anschluss verschiedener Kabelarten zu erleichtern.

Ein Beispiel für die LEDs wäre:

• 2 weiße LEDs (für Scheinwerfer)
• 2 rote LEDs (für Bremslichter)
• 4 gelbe LEDs (für Blinker - zwei vorne und zwei hinten)
• 8 abgeleitete LEDs oder 4 rote und 4 blaue LEDs für Polizeilichter.

Abschnitt Teile:

• 2x 1uF Kondensator
• 16x 220 Ohm Widerstand
• 2x 74HC595 (Schieberegister-IC)
• 16x 2,54 2P Schraubklemmen

Schritt 3: LDR (Lichterkennungswiderstand)

Der LDR, Light Detecting Resistor, wird zusammen mit einem Widerstand als Spannungsteiler verwendet, um das Licht zu messen.

Je nach Verwendungszweck der Platine kann der LDR direkt auf der Platine befestigt oder andere Header-Pins montiert werden.

Abschnitt Teile:

• 1x LDR (lichtabhängiger Widerstand)
• 1x 100K Ohm Widerstand

Schritt 4: Temperatursensoren

Es gibt zwei Temperatursensoren. Einer ist für die direkte Montage auf der Platine vorgesehen, der andere soll über Schraubklemmen angeschlossen werden, um die Temperatur an einer anderen Stelle zu messen.

Andere Bereiche zum Messen der Temperatur wären:

• Am Motor
• An der Batterie
• Auf der RC-Karosserie
• Außerhalb der RC-Karosserie

Abschnitt Teile:

• 2x DS182B20 (Temperatursensor)
• 2x 4,7K Ohm Widerstände
• 1x 2,54 3P Schraubklemmen

Schritt 5: Ping-Sensoren

Es gibt 4 HC-SR04 Ping-Sensoren. Die Platine ist so eingerichtet, dass die Echo- und Trigger-Pins mit der NewPing-Bibliothek miteinander verbunden werden. Die Pins können beim HC-SR04 zusammengelötet oder verdrahtet werden, oder die Drähte von den Echo- und Triggerpins gehen zu denselben Anschlusspins.

Ideen zum Messen der Entfernung wären, 3 der Ping-Sensoren in verschiedenen Winkeln vor dem RC-Auto und einen hinten zum Sichern zu platzieren. Neue Ping-Bibliothek:

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

Abschnitt Teile:

• 4x HC-SR04 (Ultraschall-Distanzsensor)
• 4x 2,54 3P Schraubklemmen

Schritt 6: Motoranschluss

Der DC-Motortreiber L911H IC-Chip wird verwendet, um das RC-Auto vorwärts und rückwärts zu steuern. Dieser Chip schaltet im Grunde die Plus- / Minus-Drähte des Gleichstrommotors für Sie. Dieser Chip hat eine breite Versorgungsspannung von 2,5 V bis 12 V, wenn er bei Temperaturen von 0 ° C bis 80 ° C betrieben wird - deshalb befindet sich der Temperatursensor direkt daneben (der Temperatursensor misst -55 ° C bis 125 ° C). Der Chip hat auch eine eingebaute Klemmdiode, so dass beim Anschluss eines Gleichstrommotors keine benötigt wird.

Ein Anschluss ist für den Motor und der andere für eine externe Stromquelle für den Akku. Der Motor und die Stromaufnahme wären beim Arduino zu hoch, daher wird eine andere Stromquelle benötigt.

Abschnitt Teile:

• 1x L9110H (Motortreiber-IC)
• 2x 2,54 2P Schraubklemmen

Schritt 7: Servoverbindung

Das Servo wird verwendet, um das Drehen des RC-Autos zu steuern. Die meisten Spielzeug-RC-Autos werden mit einem anderen Motor zum Drehen geliefert. Das Auswechseln des Drehmotors für ein Servo ist die einzige Änderung, die ich am Rahmen des RC-Autos vornehme.

Der Kondensator wird für alle Leistungsspitzen verwendet, die das Servo möglicherweise benötigt.

Abschnitt Teile:

• 1x 9-Gramm-Servo (Wird verwendet, um das Auto / den LKW zu drehen)
• 1x 470uF Kondensator
• Stiftleisten zum Anschluss des Servos

Schritt 8: GPS-Modul

Das Adafruit GPS-Modul ist großartig, um die Position zu sehen und zu verfolgen, wohin das Auto fährt. Dieses Modul gibt Ihnen nicht nur die GPS-Position, sondern Sie erhalten auch:

• Positionsgenauigkeit innerhalb von 3 m
• Geschwindigkeitsgenauigkeit innerhalb von 0,1 m/s (Maximalgeschwindigkeit: 515 m/s)
• "Aktivieren"-Pin zum Ein- und Ausschalten
• Flash zum Speichern von Daten 16 Stunden Daten
• RTC (Real Time Clock) zum Abrufen der Uhrzeit

Adafruit GPS-Bibliothek:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Abschnitt Teile:

1x Adafruit GPS Breakout V3-Board

Schritt 9: Serielle Kommunikation

Die serielle Verbindung dient dem Arduino zur Kommunikation mit anderen externen Quellen.

Abschnitt Teile:

1x 2,54 2P Schraubklemmen

Schritt 10: Beispiel für ein Board-Setup

Ich habe viele Boards bestellt und eines davon habe ich nur zum Testen eingerichtet.

Schritt 11: Beispiel

Anbei Bilder von meinem Setup. Ich nahm ein brandneues RC-Auto, entkernte es, schuf eine Karosserie aus DollarTree-Schaumstoff und gab ihm ein Gehirn.