Controlla un veicolo con la tua mano: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questo progetto era per "Elettronica creativa", un modulo del quarto anno di ingegneria elettronica BEng presso l'Università di Málaga, Scuola di telecomunicazioni (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

In questo tutorial vedremo come creare un braccialetto per guidare un'auto telecomandata con la nostra mano usando Arduino. Abbiamo realizzato il software necessario e il design 3D del braccialetto. Tutto questo può essere trovato nel nostro repository GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Questo controllo può essere utilizzato in qualsiasi auto controllata da Arduino e motori DC. Per provare questo, abbiamo utilizzato un design del serbatoio di Tim Clark:

thingiverse.com/thing:652851

Ciò che ci serve?

- 1 Arduino generico (abbiamo usato una scheda Arduino UNO)

- 1 scheda Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Dispositivi Bluetooth HC05 (Master) e HC06 (Slave)

- H-Ponte L298N

- Batteria da 9V

- Batteria da 12V

- x2 motori DC per Arduino

- Fili

- Stampante 3D (abbiamo usato un Anet A8 con firmware Marlin)

- Saldatore

Software:

- Codice BT_Transmitter.ino (Master)

- Codice BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (versione 1.8.8)

- Slic3r per generatore di codice G

Passaggio 1: stampa 3D

Prima di tutto, dobbiamo stampare tutti i pezzi. I pezzi del braccialetto (quattro in totale) si trovano nella directory 3Dmodels del nostro repository. I pezzi del serbatoio possono essere trovati qui. È importante notare che potrebbe essere necessario carteggiare alcune parti, in particolare i pezzi del braccialetto per la fase di assemblaggio.

Per stampare i pezzi abbiamo utilizzato una Anet A8 con firmware Marlin. Potremmo usarne un altro invece, ovviamente.

Passaggio 2: montaggio del serbatoio

Una volta stampati tutti i pezzi, li uniremo. Nel nostro caso utilizziamo silicone caldo, ma si possono utilizzare altri derivati.

Prima di iniziare l'assemblaggio finale si consiglia di effettuare un precedente assemblaggio senza silicone per verificare il corretto collegamento, attrito e adattamento delle diverse parti. Se una parte non si adatta come dovrebbe o non scorre, è necessario carteggiarla in modo che si adatti perfettamente. Con tutti i pezzi preparati, i pezzi vengono assemblati utilizzando silicone nelle parti che li uniscono. Per unire i pezzi del bruco abbiamo utilizzato dei filamenti di rame tra ognuno di essi, sono tutti fissi tranne uno che serve per montare e smontare il bruco della vasca. Abbiamo deciso di dipingere i pezzi per dare realismo al serbatoio. Per fare questo abbiamo usato la vernice spray.

Abbiamo ottenuto tutte le informazioni dal seguente link.

Passaggio 3: assemblaggio del braccialetto

Il braccialetto completo ha quattro modelli 3D.

• MPU_holder: Questa è la parte in cui è integrato il sensore accelerometro, deve essere posizionato in mano, con alcuni lacci.
• nano_holder: questa è la parte principale del nano holder, in questa parte verrà impostata la batteria da 9V, il modulo bluetooth e l'arduino nano.
• nano_holder_button: questo è un pulsante per tenere la batteria da 9 V collegata a due dock per alimentare l'arduino.
• nano_holder_cover: questa è la copertina della parte del supporto nano.

Entrambi i supporti (mpu e nano) possono essere fissati al braccio con dei lacci.

L'unica cosa da fare qui è mettere il pulsante al suo posto nel supporto del nano. Prima di ciò, dobbiamo attaccare un piccolo filo (possiamo usare il filo di una vecchia penna, per esempio) sul pulsante come mostrato nell'immagine. Una volta che siamo sicuri che il pulsante sia nel posto giusto, dobbiamo metterci un pezzo dietro per impedirgli di uscire dal suo sito. Usiamo un pezzo di plastica e lo abbiamo incollato con il silicone. Il risultato finale deve essere simile all'immagine finale.

Passaggio 4: elettronica del serbatoio

In questo passaggio colleghiamo Arduino Uno al ponte H per controllare i motori e l'alimentazione a 12V. Il bridge H ha un'uscita 5V che usiamo per alimentare la scheda Arduino Uno. Prima di tutto:

Collega il pin 5 dell'Arduino al pin IN1 dell'H Bridge. Collega il pin 6 dell'Arduino al pin IN2 dell'H Bridge. Collega il pin 9 dell'Arduino al pin IN3 dell'H Bridge. Collega il pin 10 di Arduino al pin IN4 dell'H Bridge. Collegare le uscite di sinistra del ponte H al motore di sinistra e quelle di destra al motore di destra. Collega il pin 2 dell'Arduino al pin TX dell'HC-06. Collega il pin 3 dell'Arduino al pin TX dell'HC-06.

Si noti che tutti i pin Arduino collegati al bridge H sono compatibili con PWM.

Infine collegare l'alimentazione agli ingressi 12V e GND del ponte H.

Passaggio 5: elettronica del braccialetto

In primo luogo dobbiamo assemblare la parte MPU. La MPU deve poter essere inserita sul supporto. Per ottenere ciò, le strisce di spillo femmina vengono posizionate nei fori come mostrato nelle immagini. Per prima cosa dobbiamo far passare i fili attraverso il foro e saldarli alla pin strip. Possiamo usare guaine termorestringenti nelle giunzioni. Quindi, possiamo introdurre le strisce nei loro fori in modo che siano fissate. Ora possiamo inserire ed estrarre l'MPU dal suo posto. In questa prima parte è conveniente utilizzare fili flessibili per facilitare il movimento della mano.

Il design del bracciale permette anche di inserire tutti i componenti (Arduino Nano, HC-06 e batteria 9v). La procedura è simile a quella sopra descritta. Dobbiamo anche far passare i cavi dell'MPU nel foro corrispondente. Alla fine lo schema elettrico deve essere quello mostrato nella prima foto.

In secondo luogo dobbiamo mettere due stringhe sul foro della batteria, in modo che possa essere collegata alle altre parti. Possiamo farlo usando il silicone ma, prima, dobbiamo saldare i fili corrispondenti in ogni stringa, in modo che la batteria sia collegata a Vin e GND.

Passaggio 6: associazione Bluetooth

Una volta che i dispositivi bluetooth sono collegati correttamente, stabiliremo una connessione tra loro (associazione). Dobbiamo accoppiare i moduli HC-05 e HC-06. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo utilizzato il collegamento successivo:

Tutorial sull'abbinamento BT

Passaggio 7: accelerometro

L'accelerometro che utilizziamo ha una moltitudine di esempi e librerie per il suo utilizzo disponibili su Internet. Abbiamo scelto alcune librerie (disponibili nel nostro repository) che migliorano il protocollo di comunicazione I2C che utilizza l'accelerometro, oltre a semplificare il processo di dati raccolta in poche funzioni.

Abbiamo ottenuto tutte le informazioni dal seguente link:

I2C: qui.

Accelerometro: qui.

Passaggio 8: software

Infine integreremo il software nel trasmettitore e nel ricevitore. Caricare BT_Transmitter.ino e BT_Receiver.ino rispettivamente nel trasmettitore e nel ricevitore. Per fare questo dobbiamo usare Arduino IDE.

Il funzionamento di questo software è semplice: il trasmettitore riceve i dati dall'accelerometro e li invia al ricevitore, che riceve i dati e sposta il serbatoio. Il dato ottenuto dall'accelerometro è sempre inferiore a 100, poiché utilizziamo il valore 125 per avviare una trasmissione. Dopo aver inviato 125 i trasmettitori inviano i valori x e y (in gradi).