Hľadať kód

Lekcia 28/31: Auto-6 Samojazdné auto SunFounder s Arduinom pomocou | Robojax

Táto lekcia je súčasťou: Kurz Arduino založený na SunFounder 3-v-1 Learning Kite
Všetky lekcie
Pozerať na YouTube

Lekcia 28/31: Auto-6 Samojazdné auto SunFounder s Arduinom pomocou | Robojax

V tomto projekte postavíme základné samočiace auto pomocou Arduina, ultrazvukového senzora a dvoch infračervených senzorov. Toto je skvelý úvodný projekt na učenie sa o autonómnej navigácii, fúzii senzorov a logike rozhodovania. Auto sa vie pohybovať dopredu, dozadu a zatáčať, aby sa vyhlo prekážkam, a efektívne si tak samo nájde voľnú cestu. Tento projekt je založený na stavebnici SunFounder 3-v-1 Arduino a je súčasťou kurzu Arduina od Robojaxu.

28-SunFounder-Car-6-Self-Driving-path

Tento projekt nie je len o stavbe hračky; je to praktický úvod do základných konceptov autonómnej robotiky. Rovnaká logika a senzory sa používajú v reálnych aplikáciách, ako sú robotické vysávače, automaticky riadené vozidlá v skladoch a dokonca aj navigačné systémy zložitejších robotov. Pochopením toho, ako skombinovať snímanie vzdialenosti s jednoduchými pravidlami navigácie, môžete vytvoriť rôzne projekty, napríklad:

  • Postaviť malého robota, ktorý sa vie pohybovať po miestnosti a vyhýbať sa nábytku.
  • Vytvoriť automatické vozidlo, ktoré vie nasledovať jednoduchú cestu alebo strážiť oblasť.
  • Naučiť sa implementovať základné algoritmy na vyhýbanie sa prekážkam pre väčšie robotické projekty.

Hardvérové komponenty

Tento projekt používa komponenty zo stavebnice SunFounder 3-v-1. Základné časti sú:

  • Doska Arduino Uno
  • Podvozok auta SunFounder 2WD alebo 3-v-1 s motormi
  • Modul ovládača motora (napr. L298N alebo podobný)
  • Ultrazvukový senzor vzdialenosti HC-SR04
  • Dva infračervené senzory prekážok
  • Prepojovacie vodiče a zdroj napájania pre motory

Návod na zapojenie

car_7_8_28_self_driving

Zapojenie je kritickým prvým krokom na oživenie vášho samočiaceho auta. Prepojenia sú jednoduché, ale je nevyhnutné každé z nich dôkladne skontrolovať, aby ste nepoškodili komponenty. Logika zapojenia spočíva v pripojení riadiacich pinov Arduina k ovládaču motora a senzorom, čo Arduinu umožňuje čítať údaje a posielať príkazy.

  • Piny ovládača motora (A-1B, A-1A, B-1B, B-1A): Tieto piny riadia rýchlosť a smer dvoch motorov. Sú pripojené k pinom Arduina 5, 6, 9 a 10, ktoré podporujú PWM, čo umožňuje variabilné riadenie rýchlosti.
  • Ultrazvukový senzor (Trig a Echo): Pin Trig vysiela ultrazvukový impulz a pin Echo prijíma odrazený signál. Pin Trig je pripojený k pinu 3 Arduina a pin Echo je pripojený k pinu 4.
  • IR senzory (ľavý a pravý): Tieto senzory zisťujú, či je prekážka priamo pred nimi. Ľavý IR senzor je pripojený k pinu 8 Arduina a pravý IR senzor k pinu 7. Používajú sa na kontrolu priestoru po stranách auta.

Podrobný vizuálny návod nájdete v schéme zapojenia nižšie, ktorá jasne zobrazuje každé prepojenie.

Vysvetlenie kódu

Kód je napísaný v programovacom jazyku Arduina (C++). Celý program je k dispozícii na stiahnutie zo stránky so zdrojmi, na ktorú odkazuje popis videa. Poďme si rozobrať kľúčové časti tohto náčrtu, ktoré môže používateľ nastavovať.

Definície pinov

Na začiatku kódu definujete piny, ktoré spájajú Arduino s rôznymi komponentmi. Môžete ich zmeniť, ak používate iné piny na svojej doske.

const int A_1B = 5;
const int A_1A = 6;
const int B_1B = 9;
const int B_1A = 10;

const int echoPin = 4;
const int trigPin = 3;

const int rightIR = 7;
const int leftIR = 8;

Piny A_1B, A_1A, B_1B a B_1A riadia ovládač motora s H-mosťom. Nastavením týchto pinov na HIGH alebo LOW v rôznych kombináciách môžete riadiť smer každého motora. echoPin a trigPin sú pre ultrazvukový senzor a rightIR a leftIR sú pre infračervené senzory.

Premenné správania a logika

Základná logika samočiaceho správania je vo funkcii loop(). Auto rozhoduje na základe údajov z IR senzorov a ultrazvukového senzora. Kód definuje konkrétne vzdialenosti, ktoré spúšťajú rôzne akcie. Napríklad premenná distance sa meria v centimetroch. Logika je nasledovná:

  • Ak je vzdialenosť väčšia ako 50 cm: Cesta vpred je voľná, takže auto sa pohybuje dopredu rýchlosťou 200.
  • Ak je vzdialenosť medzi 2 cm a 10 cm: Auto je príliš blízko prekážky. Cúva jednu sekundu, potom zatáča doľava dozadu na pol sekundy, aby našlo novú cestu.
  • Ak je vzdialenosť medzi 10 cm a 50 cm: Auto je v „zóne opatrnosti“. Pohybuje sa dopredu, ale pomalšou rýchlosťou 150.

Tieto hraničné hodnoty (50 cm, 10 cm a 2 cm) a rýchlosti (200 a 150) sú hlavné premenné, ktoré môžete upraviť na zmenu správania vášho auta. Napríklad môžete zvýšiť „bezpečnú“ vzdialenosť na 60 cm, ak sa vaše auto pohybuje rýchlo.

Vlastné funkcie

Kód obsahuje niekoľko vlastných funkcií na riadenie pohybov auta. Tieto sa používajú v celom hlavnom cykle, aby bol kód prehľadnejší a ľahšie pochopiteľný.

  • moveForward(int speed): Táto funkcia nastaví piny motora tak, aby auto jazdilo dopredu. Parameter speed (0-255) určuje, ako rýchlo sa motory otáčajú.
  • moveBackward(int speed): Podobné ako moveForward, ale obracia smer motora, aby sa auto pohybovalo dozadu.
  • backLeft(int speed) a backRight(int speed): Tieto funkcie otáčajú auto tak, že jeden motor beží v opačnom smere, zatiaľ čo druhý je zastavený. Ide o otočenie na mieste, ktoré pomáha autu efektívne meniť smer.
  • stopMove(): Táto funkcia zastaví všetky motory nastavením všetkých riadiacich pinov na LOW.
  • readSensorData(): Táto funkcia vyšle impulz z ultrazvukového senzora a meria čas, ktorý trvá návrat ozveny. Potom vypočíta vzdialenosť v centimetroch a vráti hodnotu.

Živá ukážka projektu

(vo videu v čase 07:09) V ukážke je auto umiestnené v prostredí s rôznymi prekážkami, ako sú škatule a steny. Logika auta je viditeľná pri jeho navigácii. Keď ultrazvukový senzor zistí stenu alebo prekážku vzdialenú viac ako 50 cm, auto sebavedome jazdí dopredu. Keď sa priblíži, IR senzory na bokoch kontrolujú voľný priestor.

Ak sa zistí prekážka naľavo, auto vykoná otočenie doprava dozadu, aby sa jej vyhlo, a naopak. Keď sa auto ocitne v stiesnenom priestore, napríklad pod stolom (vo videu v čase 07:49), použije svoje funkcie cúvania a otáčania, aby sa dostalo von a našlo voľnú cestu. Auto nepretržite číta svoje okolie a rozhoduje sa, čo demonštruje reaktívny riadiaci systém, ktorý sa nespolieha na vopred naplánovanú trasu.

Kapitoly videa

  • [00:00] Úvod do projektu samočinného auta
  • [00:28] O súprave SunFounder 3-v-1
  • [01:32] Otvorenie kódu a prehľad
  • [02:02] Vysvetlenie štruktúry kódu a nových funkcií
  • [03:11] Nastavenie pinov vo funkcii setup
  • [03:28] Hlavná logika rozhodovania v slučke
  • [05:41] Živá ukážka: Auto v akcii
  • [07:09] Ukážka s prekážkami a sledovaním steny
  • [09:58] Záver a záverečné myšlienky

Obrázky

28 SunFounder Car 6 self-driving path
28 SunFounder Car 6 self-driving path
Car 7 8 28 self driving
Car 7 8 28 self driving
Ak kód nie je viditeľný, zobrazte si túto stránku v angličtine. Ospravedlňujeme sa za nepríjemnosti.
897-Lesson 28/31: Car-6 SunFounder self Driving Arduino car
Jazyk: C++
/*
Lesson 28/31: Car-6 SunFounder self Driving Arduino car
Get this code and watch video Download and resource page https://robojax.com/RJT611
https://www.youtube.com/watch?v=IyninXUcsn0
*/
const int A_1B = 5;
const int A_1A = 6;
const int B_1B = 9;
const int B_1A = 10;

const int echoPin = 4;
const int trigPin = 3;

const int rightIR = 7;
const int leftIR = 8;

float readSensorData() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00; //Equivalent to (340m/s*1us)/2
  return distance;
}


void moveForward(int speed) {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, speed);
  analogWrite(B_1B, speed);
  analogWrite(B_1A, 0);
}

void moveBackward(int speed) {
  analogWrite(A_1B, speed);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, speed);
}


void backLeft(int speed) {
  analogWrite(A_1B, speed);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, 0);
}

void backRight(int speed) {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, speed);
}

void stopMove() {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, 0);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  //motor
  pinMode(A_1B, OUTPUT);
  pinMode(A_1A, OUTPUT);
  pinMode(B_1B, OUTPUT);
  pinMode(B_1A, OUTPUT);

  //ultrasonic
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);

  //IR obstacle
  pinMode(leftIR, INPUT);
  pinMode(rightIR, INPUT);
}

void loop() {

  int left = digitalRead(leftIR);  // 0: Obstructed   1: Empty
  int right = digitalRead(rightIR);

  if (!left && right) {
    backLeft(150);
  } else if (left && !right) {
    backRight(150);
  } else if (!left && !right) {
    moveBackward(150);
  } else {
    float distance = readSensorData();
    Serial.println(distance);
    if (distance > 50) { // Safe
      moveForward(200);
    } else if (distance < 10 && distance > 2) { // Attention
      moveBackward(200);
      delay(1000);
      backLeft(150);
      delay(500);
    } else {
      moveForward(150);
    }
  }
}

Common Course Links

Common Course Files

Veci, ktoré by ste mohli potrebovať

Zdroje a referencie

Súbory📁

Knižnice Arduino (zip)

← Predchádzajúca lekcia

Súvisiace produkty Amazon

Súvisiace ponuky eBay

Súvisiace produkty AliExpress

Značky

Smart car kitSunFounderSunFounder 3 in 1 IoT Smart Car Learning KitSunFounder Arduino Kit
Hľadať kód

Najnovšie návody

YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
YouTube náhľad
Zobraziť viac