Rover-One: dare un cervello a un camion/auto RC: 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Questo Instructable è su un PCB che ho progettato chiamato Rover-One. Rover-One è una soluzione che ho progettato per prendere un'auto/camion RC giocattolo e dargli un cervello che include componenti per rilevare il suo ambiente. Rover-One è un PCB da 100 mm x 100 mm progettato in EasyEDA ed è stato inviato per la stampa PCB professionale presso JLCPCB.

Rover-One:

Questa guida illustrerà le parti selezionate e i file sorgente per creare i tuoi.

Origine:

Sono sempre stato affascinato dalla NASA e dai rover su Marte. Da bambino, sognavo di costruire il mio rover, ma le mie capacità si limitavano a togliere i motori dalle auto RC rotte. Ora, da adulto con figli miei, mi piace lavorare con loro per insegnare loro la programmazione e l'elettronica. Ho costruito alcuni robot da battaglia con i miei figli che hanno comportato la sostituzione del corpo dell'auto RC con uno che abbiamo costruito con il pannello di gommapiuma DollarTree e bastoncini di ghiacciolo affilati come armi. Per portarlo al livello successivo per la programmazione, l'obiettivo era prendere un'auto RC e, con modifiche minime, dargli un cervello. Dopo molte ore di armeggiare su breadboard e pozzanghere di saldatura su proto-board, è nata la scheda Rover-One. La miscelazione del pannello in gommapiuma DollarTree e dell'elettronica è diventato il mio metodo per tutti i tipi di creazioni, quindi ho coniato il nome FoamTronix.

Obiettivo del tabellone Rover-One:

L'obiettivo principale di questa scheda è conoscere i componenti di rilevamento e la programmazione necessaria per comunicare tra i componenti e Arduino nano per guidare l'auto RC. Questa scheda prende i processi che ho imparato negli anni su diversi sensori, registri a scorrimento e altri circuiti integrati per guidare un motore.

Schema:

easyeda.com/weshays/rover-one

Forniture

• Condensatore 2x 1uF
• 1x condensatore da 470uF
• Resistenza 16x 220 Ohm
• 1x resistenza da 100K Ohm
• 2 resistenze da 4,7K Ohm
• 2x DS182B20 (sensore di temperatura)
• 1x LDR (resistenza dipendente dalla luce)
• 2x 74HC595 (IC registro di spostamento)
• 1x L9110H (IC driver motore)
• 4x HC-SR04 (sensore di distanza ad ultrasuoni)
• 19x 2.54 morsetti a vite 2P
• 4 terminali a vite 2,54 3P
• 1x Arduino Nano
• 1x servo da 9 grammi (usato per girare l'auto/camion)
• 1x motore DC (su auto/camion RC)
• 1x scheda Adafruit GPS Breakout V3

Forniture opzionali:

• Perni di intestazione maschio
• Perni di intestazione femmina

Passaggio 1: Arduino Nano

L'Arduino Nano è il cervello della scheda. Sarà utilizzato per gestire l'ingresso dai diversi sensori (Ping, Temperatura, Luce) e l'uscita al motore, servo, registri a scorrimento e comunicazione seriale. L'Arduino sarà alimentato dal connettore di alimentazione esterno 5v.

Parti della sezione:

1x Arduino Nano

Passaggio 2: registri a scorrimento

I registri a scorrimento vengono utilizzati per fornire più uscite. Ci sono due registri a scorrimento Serial-In Parallel-Out collegati a margherita. Solo 3 pin dell'Arduino Nano vengono utilizzati per controllare tutte e 16 le uscite.

I condensatori vengono utilizzati per eventuali picchi di potenza di cui i chip potrebbero aver bisogno.

I terminali a vite sono utilizzati per facilitare il collegamento di diversi tipi di cavi.

Un esempio dei LED sarebbe:

• 2 LED bianchi (per fari)
• 2 LED rossi (per luci di stop)
• 4 LED gialli (per i lampeggiatori - due davanti e due dietro)
• 8 LED dedotti, o 4 LED rossi e 4 LED blu per le luci della polizia.

Parti della sezione:

• Condensatore 2x 1uF
• Resistenza 16x 220 Ohm
• 2x 74HC595 (IC registro di spostamento)
• 16x 2.54 morsetti a vite 2P

Passaggio 3: LDR (resistore di rilevamento della luce)

L'LDR, Light Detecting Resistor, viene utilizzato insieme a un resistore come partitore di tensione per misurare la luce.

A seconda di come viene utilizzata la scheda, l'LDR può essere collegato direttamente alla scheda o possono essere montati altri pin di intestazione.

Parti della sezione:

• 1x LDR (resistenza dipendente dalla luce)
• 1x resistenza da 100K Ohm

Passaggio 4: sensori di temperatura

Ci sono due sensori di temperatura. Uno è progettato per essere montato direttamente sulla scheda e l'altro è pensato per essere collegato tramite terminali a vite per misurare la temperatura in un'altra posizione.

Altre aree per misurare la temperatura sarebbero:

• al motore
• Alla Batteria
• Sul corpo RC
• Fuori dal corpo RC

Parti della sezione:

• 2x DS182B20 (sensore di temperatura)
• 2 resistenze da 4,7K Ohm
• 1x 2.54 terminali a vite 3P

Passaggio 5: sensori ping

Sono presenti 4 sensori ping HC-SR04. La scheda è configurata per collegare insieme i pin di eco e trigger utilizzando la libreria NewPing. I pin possono essere saldati o cablati insieme sull'HC-SR04, oppure i fili dei pin dell'eco e del trigger vanno agli stessi pin del terminale.

Le idee per misurare la distanza sarebbero posizionare 3 dei sensori ping davanti all'auto RC ad angoli diversi e uno nella parte posteriore per il backup. Nuova libreria Ping:

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

Parti della sezione:

• 4x HC-SR04 (sensore di distanza ad ultrasuoni)
• 4 terminali a vite 2,54 3P

Passaggio 6: collegamento del motore

Il chip IC del driver del motore CC L911H viene utilizzato per controllare l'auto RC che va avanti e indietro. Questo chip sta fondamentalmente cambiando i fili più / meno sul motore CC per te. Questo chip ha un'ampia tensione di alimentazione da 2,5 V a 12 V se utilizzato a temperature da 0°C a 80°C - ecco perché il sensore di temperatura è proprio accanto ad esso (il sensore di temperatura misura da -55°C a 125°C). Il chip ha anche un diodo a morsetto integrato, quindi non è necessario quando si collega un motore CC.

Una connessione terminale è per il motore e l'altra è per una fonte di alimentazione esterna per la batteria. Il motore e l'assorbimento di corrente sarebbero eccessivi su Arduino, quindi è necessaria un'altra fonte di alimentazione.

Parti della sezione:

• 1x L9110H (IC driver motore)
• 2x 2.54 terminali a vite 2P

Passaggio 7: collegamento del servo

Il servo viene utilizzato per controllare la rotazione dell'auto RC. La maggior parte delle auto giocattolo RC verrà fornita con un altro motore utilizzato per la rotazione. Cambiare il motore di rotazione per un servo è l'unica modifica che finisco per apportare al telaio dell'auto RC.

Il condensatore viene utilizzato per eventuali picchi di potenza di cui il servo potrebbe aver bisogno.

Parti della sezione:

• 1x servo da 9 grammi (usato per girare l'auto/camion)
• 1x condensatore da 470uF
• Pin di testata maschio per il collegamento del servo

Passaggio 8: modulo GPS

Il modulo GPS Adafruit è ottimo per vedere la posizione e tracciare dove va l'auto. Questo modulo non solo ti dà la posizione GPS, ma ottieni anche:

• Precisione di posizione entro 3 m
• Precisione della velocità entro 0,1 m/s (velocità massima: 515 m/s)
• Pin "Abilita" per accenderlo/spegnerlo
• Flash per memorizzare i dati 16 ore di dati
• RTC (orologio in tempo reale) per ottenere l'ora

Libreria GPS Adafruit:

https://github.com/adafruit/Adafruit_GPS

Parti della sezione:

1x scheda Adafruit GPS Breakout V3

Passaggio 9: comunicazione seriale

La connessione seriale serve ad Arduino per comunicare con altre fonti esterne.

Parti della sezione:

1x 2.54 terminali a vite 2P

Passaggio 10: configurazione della scheda di esempio

Ho ordinato molte schede e una di queste l'ho configurata solo per i test.

Passaggio 11: esempio

In allegato ci sono le immagini del mio setup. Ho preso una macchina RC nuova di zecca, l'ho sventrata, ho creato un corpo con il pannello di gommapiuma DollarTree e gli ho dato un cervello.