Rover-One: Dando um cérebro a um caminhão / carro RC: 11 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este Instructable está em uma PCB que eu projetei chamada Rover-One. Rover-One é uma solução que desenvolvi para pegar um carro / caminhão RC de brinquedo e dar a ele um cérebro que inclui componentes para detectar seu ambiente. O Rover-One é um PCB de 100 mm x 100 mm projetado em EasyEDA e foi enviado para impressão de PCB profissional na JLCPCB.

Rover-One:

Este guia ilustrará as peças selecionadas e os arquivos de origem para você criar os seus.

Origem:

Sempre fui fascinado pela NASA e os rovers de Marte. Quando criança, eu sonhava em construir meu próprio veículo espacial, mas minhas habilidades se limitavam a apenas tirar motores de carros RC quebrados. Agora, como um adulto com meus próprios filhos, gosto de trabalhar com eles para ensiná-los sobre programação e eletrônica. Eu construí alguns robôs de batalha com meus filhos que envolviam a substituição da carroceria do carro RC por uma que construímos com foamboard DollarTree e palitos de picolé afiados como armas. Para levá-lo ao próximo nível de programação, o objetivo era pegar um carro RC e, com modificações mínimas, dar-lhe um cérebro. Depois de muitas horas mexendo em placas de ensaio e poças de solda em protoplacas, a placa Rover-One nasceu. A mistura de foamboard DollarTree e eletrônica se tornou meu método para todos os tipos de criações, então cunhei o nome FoamTronix.

Objetivo da placa Rover-One:

O principal objetivo desta placa é aprender sobre os componentes de detecção e a programação envolvida para a comunicação entre os componentes e o Arduino nano para dirigir o carro RC. Esta placa usa processos que aprendi ao longo dos anos em diferentes sensores, registradores de deslocamento e outros ICs para acionar um motor.

Esquemático:

easyeda.com/weshays/rover-one

Suprimentos

• 2x 1uF capacitor
• 1x capacitor 470uF
• Resistor 16x 220 Ohm
• 1 resistor de 100K Ohm
• 2 resistor de 4,7 K Ohm
• 2x DS182B20 (sensor de temperatura)
• 1x LDR (resistor dependente de luz)
• 2x 74HC595 (registro de deslocamento IC)
• 1x L9110H (driver do motor IC)
• 4x HC-SR04 (sensor ultrassônico de distância)
• Terminais de parafuso 19x 2,54 2P
• 4x 2,54 terminais de parafuso 3P
• 1x Arduino Nano
• 1x servo de 9 gramas (usado para virar o carro / caminhão)
• 1x motor DC (no carro / caminhão RC)
• 1x placa Adafruit GPS Breakout V3

Suprimentos opcionais:

• Pinos de cabeçalho masculinos
• Pinos de cabeçalho femininos

Etapa 1: Arduino Nano

O Arduino Nano é o cérebro da placa. Ele será usado para gerenciar a entrada dos diferentes sensores (Ping, Temperatura, Luz) e a saída para o motor, servo, registradores de deslocamento e comunicação serial. O Arduino será alimentado pelo conector de alimentação externa de 5 V.

Partes da seção:

1x Arduino Nano

Etapa 2: Registros de deslocamento

Os registradores de deslocamento são usados para fornecer mais saídas. Existem dois registradores de deslocamento Serial-In Parallel-Out que são encadeados em série. Apenas 3 pinos do Arduino Nano são usados para controlar todas as 16 saídas.

Os capacitores são usados para quaisquer picos de energia que os chips possam precisar.

Os terminais de parafuso são usados para facilitar a conexão de diferentes tipos de fios.

Um exemplo de LEDs seria:

• 2 LEDs brancos (para faróis)
• 2 LEDs vermelhos (para luzes de freio)
• 4 LEDs amarelos (para piscas - dois na frente e dois atrás)
• 8 LEDs inferidos ou 4 LEDs vermelhos e 4 azuis para luzes de polícia.

Partes da seção:

• 2x 1uF capacitor
• Resistor 16x 220 Ohm
• 2x 74HC595 (registro de deslocamento IC)
• Terminais de parafuso 16x 2,54 2P

Etapa 3: LDR (resistor de detecção de luz)

O LDR, Light Detecting Resistor, é usado junto com um resistor como divisor de tensão para medir a luz.

Dependendo de como a placa é usada, o LDR pode ser conectado diretamente à placa ou outros pinos de cabeçalho podem ser montados.

Partes da seção:

• 1x LDR (resistor dependente de luz)
• 1 resistor de 100K Ohm

Etapa 4: Sensores de temperatura

Existem dois sensores de temperatura. Um foi projetado para ser montado diretamente na placa e o outro deve ser conectado por meio de terminais de parafuso para medir a temperatura em outro local.

Outras áreas para medir a temperatura seriam:

• No motor
• Na bateria
• No corpo RC
• Fora do corpo RC

Partes da seção:

• 2x DS182B20 (sensor de temperatura)
• 2 resistores de 4,7 K Ohm
• 1x 2,54 terminais de parafuso 3P

Etapa 5: fazer ping nos sensores

Existem 4 sensores de ping HC-SR04. A placa é configurada para que os pinos de eco e gatilho sejam conectados juntos usando a biblioteca NewPing. Os pinos podem ser soldados ou ligados entre si no HC-SR04, ou os fios dos pinos de eco e gatilho vão para os mesmos pinos terminais.

Idéias para medir a distância seriam colocar 3 dos sensores de ping na frente do carro RC em ângulos diferentes e um na parte traseira para fazer backup. Biblioteca NewPing:

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

Partes da seção:

• 4x HC-SR04 (sensor ultrassônico de distância)
• 4x 2,54 terminais de parafuso 3P

Etapa 6: Conexão do motor

O chip IC L911H do driver do motor DC é usado para controlar o carro RC indo para frente e para trás. Este chip está basicamente trocando os fios mais / menos no motor DC para você. Este chip tem ampla tensão de alimentação de 2,5 V a 12 V se operado em temperaturas de 0 ° C a 80 ° C - é por isso que o sensor de temperatura está bem próximo a ele (o sensor de temperatura mede -55 ° C a 125 ° C). O chip também possui um diodo de grampo embutido, portanto, não é necessário um ao conectar um motor CC.

Uma conexão de terminal é para o motor e a outra é para uma fonte de alimentação externa para a bateria. O motor e o consumo de corrente seriam excessivos no Arduino, portanto, é necessária outra fonte de alimentação.

Partes da seção:

• 1x L9110H (driver do motor IC)
• 2x terminais de parafuso 2,54 2P

Etapa 7: Conexão Servo

O servo é usado para controlar o giro do carro RC. A maioria dos carros RC de brinquedo virá com outro motor usado para girar. Trocar o motor de giro por um servo é a única modificação que acabo fazendo na estrutura do carro RC.

O capacitor é usado para quaisquer picos de energia que o servo possa precisar.

Partes da seção:

• 1x servo de 9 gramas (usado para virar o carro / caminhão)
• 1x capacitor 470uF
• Pinos de cabeçalho machos para conectar o servo

Etapa 8: Módulo GPS

O módulo GPS Adafruit é ótimo para ver a posição e rastrear para onde o carro vai. Este módulo não apenas fornece a posição GPS, mas você também obtém:

• Precisão de posição dentro de 3 m
• Precisão de velocidade dentro de 0,1 m / s (velocidade máxima: 515 m / s)
• PIN "Habilitar" para ligar / desligar
• Flash para armazenar dados 16 horas de dados
• RTC (Real Time Clock) para obter a hora

Biblioteca GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Partes da seção:

1x placa Adafruit GPS Breakout V3

Etapa 9: comunicação serial

A conexão serial é para o Arduino se comunicar com outras fontes externas.

Partes da seção:

1x 2,54 2P terminais de parafuso

Etapa 10: Exemplo de configuração da placa

Encomendei muitas placas, e uma delas eu configurei para ser apenas para teste.

Etapa 11: Exemplo

Em anexo estão imagens da minha configuração. Peguei um carro RC novinho em folha, destruí, criei um corpo de foamboard DollarTree e dei-lhe um cérebro.