دورة الدرس 3 من 10: تجميع عدة السيارة الذكية رباعية الدفع Raspberry Pi Pico 4WD من SunFounder بواسطة Robojax

دورة الدرس 3 من 10: تجميع عدة السيارة الذكية رباعية الدفع Raspberry Pi Pico 4WD من SunFounder بواسطة Robojax

مقدمة

يرشدك هذا الدليل خلال التجميع المادي الكامل لمجموعة سيارة SunFounder Raspberry Pi Pico 4WD الذكية، كما هو موضح في الدرس الثالث من دورة Robojax. هذا المشروع هو بوابتك لبناء سيارة روبوتية قابلة للبرمجة وكاملة الوظائف. بنهاية هذا التجميع، سيكون لديك منصة أجهزة قوية جاهزة لمجموعة واسعة من تجارب البرمجة والتحكم.

هذا ليس مجرد تجميع للأجزاء؛ بل يتعلق بفهم الأساس الميكانيكي والكهربائي الذي يجعل القدرات المستقبلية لسيارتك ممكنة. السيارة التي تقوم ببنائها مصممة ليتم التحكم بها عبر تطبيق جوال، وتوفر ميزات مثل الحركة للأمام/للخلف، والانعطاف، والتحكم في المصابيح الأمامية. كما تتضمن مستشعرات لسلوكيات أكثر تقدماً واستقلالية.

بمجرد تجميعها، يمكن استخدام سيارتك الذكية في مجموعة متنوعة من المشاريع، بما في ذلك:

• تجنب العوائق: يسمح مستشعر الموجات فوق الصوتية للسيارة باكتشاف والتنقل حول الأجسام في مسارها، مما ينشئ مركبة استكشافية مستقلة حقاً.
• تتبع الخط: باستخدام مستشعر التدرج الرمادي، يمكن برمجة السيارة لتتبع خط أسود على سطح أبيض، وهو تحدٍ كلاسيكي في الروبوتات.
• روبوت تتبع اليد: من خلال استخدام قراءات المسافة من مستشعر الموجات فوق الصوتية، يمكنك برمجة السيارة لتتبع يدك على مسافة محددة.
• اكتشاف الحواف: يمكن استخدام المستشعرات الموجهة للأسفل لاكتشاف الحواف ومنع السيارة من السقوط عن طاولة أو حافة.
• قياس السرعة والمسافة: تسمح لك عجلات التشفير ومستشعرات مقاطعة الضوء بقياس سرعة السيارة والمسافة المقطوعة، وهو أمر ضروري للملاحة الدقيقة.

سيأخذك دليل التجميع هذا خطوة بخطوة عبر تركيب المحركات والمستشعرات ولوحة التحكم الرئيسية، مما يضمن أساساً متيناً وأسلاكاً صحيحة لمغامرات البرمجة المستقبلية.

مكونات الأجهزة

قبل البدء، من الضروري تنظيم جميع المكونات من المجموعة. يؤكد الفيديو على أهمية تجهيز جميع القطع الصغيرة. فيما يلي قائمة بالمكونات الأساسية التي ستقوم بتجميعها:

• لوحة Raspberry Pi Pico
• هيكل السيارة رباعية الدفع (الألواح العلوية والسفلية)
• 4 محركات تيار مستمر مع علب تروس
• 4 عجلات
• وحدة مستشعر الموجات فوق الصوتية
• وحدة مستشعر التدرج الرمادي (تتبع الخط)
• وحدة إضاءة RGB
• محرك سيرفو
• حامل البطاريات
• عجلات التشفير ومستشعرات مقاطعة الضوء (لاكتشاف السرعة)
• مسامير وصواميل وبراشيم وفواصل متنوعة (كما هو مفصل في الفيديو)
• أسلاك توصيل (أطوال وألوان مختلفة)

دليل التوصيلات

يوفر نص الفيديو عملية تجميع مفصلة وخطوة بخطوة. بينما ينصب التركيز الأساسي لهذا الدرس على التجميع المادي، فإنه يغطي أيضاً التوصيل الأولي لوحدات المستشعر باللوحة الرئيسية. خطوات التوصيل الرئيسية موضحة أدناه.

للحصول على تمثيل مرئي للدائرة الكاملة، يرجى الرجوع إلى الرسم البياني أدناه.

توصيل مستشعر التدرج الرمادي

يتم توصيل هذه الوحدة باستخدام كابل من 5 أسلاك. التوصيل مباشر، مع وجود الطاقة والأرضي في المنتصف وثلاثة أسلاك إشارة على الجانب.

• السلك الأسود: متصل بطرف الأرضي (GND).
• السلك الأحمر: متصل بالطرف الأوسط، الذي يوفر الطاقة (VCC).
• الأسلاك البيضاء والبنية والصفراء: هذه هي أسلاك الإشارة الثلاثة لقنوات المستشعر الفردية (كما هو موضح في الفيديو عند 24:30).

توصيل وحدة LED RGB

تستخدم وحدة RGB كابلاً من 4 أسلاك. يوضح الفيديو توصيلها بألوان متطابقة: أسود، أحمر، برتقالي، أسود، أحمر، وأصفر. يلاحظ الفيديو أن الوحدة مُعلَّمة بـ "N" (للإدخال) و "DO" (للإخراج). يجب توصيل الكابل بجانب "N" (الإدخال) من الوحدة، ويتم توصيل الأسلاك بالدبابيس المقابلة على لوحة التحكم (في الفيديو عند 25:06).

توصيل مستشعر الموجات فوق الصوتية

يتم توصيل مستشعر الموجات فوق الصوتية باستخدام كابل من 4 أسلاك مع أسلاك إشارة صفراء وبيضاء. يوضح الفيديو توصيله بصف الدبابيس الأخير على اللوحة (في الفيديو عند 30:28).

• السلك الأصفر: متصل بالدبوس 6 (Trig).
• السلك الأبيض: متصل بالدبوس 7 (Echo).
• السلكان الأحمر والأسود: متصلان بالدبابيس الوسطى للطاقة (5V) والأرضي (GND).

خطوات التجميع

عملية التجميع مفصلة ومنهجية. فيما يلي تفصيل للمراحل الرئيسية كما هو معروض في الفيديو، والمصممة ليتم اتباعها بالتسلسل. يؤكد المدرب على التحقق من اتجاه الأجزاء وضمان ملاءمة محكمة طوال العملية.

1. تجهيز وتركيب وحدات المستشعر

يبدأ التجميع بتجهيز وحدات المستشعر الأصغر. يقوم المدرب أولاً بتوصيل الكابلات بوحدة RGB، مع التأكد من إدخال الكابل في جانب "N" (الإدخال). ثم يتم تثبيت الوحدة على هيكل السيارة باستخدام براشيم صغيرة، مع الاهتمام الدقيق باتجاه فتحات الكابلات (في الفيديو عند 02:46).

بعد ذلك، يتم تجهيز وحدة مستشعر التدرج الرمادي. يتم إدخال مقياس جهد في الفتحة المخصصة له على الوحدة، ثم يتم تثبيتها على الهيكل باستخدام براشيم أكبر (في الفيديو عند 06:39).

2. تركيب المحركات

يتم بعد ذلك تركيب المحركات الأربعة. هناك تفصيل حاسم هنا وهو اتجاه أسلاك المحرك؛ يجب أن تواجه دائماً الجزء الداخلي من هيكل السيارة. يتم استخدام قطعة خاصة لتثبيت المحرك في مكانه، ويتم تثبيت حامل معدني منحني بمسامير طويلة. يؤكد المدرب على أن الانحناء في هذا الحامل يجب أن يواجه جسم المحرك، وليس العمود (في الفيديو عند 07:13).

بعد تثبيت المحركات الأربعة جميعها، يقوم المدرب بوضع ملصقات عليها (أمامي أيسر، أمامي أيمن، خلفي أيسر، خلفي أيمن) لتجنب الالتباس أثناء التوصيلات اللاحقة (في الفيديو عند 10:05).

3. تثبيت عجلات التشفير وأجهزة الاستشعار

للكشف عن السرعة، يتم تثبيت عجلة تشفير على الجزء الخلفي من عمود إدارة السيارة. ثم يتم تركيب مستشعر مقاطعة ضوئي من أسفل الهيكل، ويتم ضبط موضع عجلة التشفير بعناية لتمر عبر الفجوة في المستشعر دون لمسها. يستخدم المدرب مفك براغي لضبط موضع العجلة لضمان دورانها بحرية (في الفيديو عند 10:54).

4. تركيب حامل البطارية والفواصل

يتم تركيب حامل البطارية على اللوحة العلوية للهيكل. يُمرر الشريط الكبلي من الحامل من الأعلى إلى الأسفل لترك طول كافٍ بالأسفل للتوصيل. ويتم تثبيته بالمسامير والصواميل (في الفيديو عند 13:07).

بعد ذلك، يتم تثبيت أربعة فواصل على اللوحة العلوية. وستكون هذه بمثابة نقاط التثبيت للوحة التحكم الرئيسية (في الفيديو عند 15:45).

5. تجميع المحرك المؤازر ومستشعر الموجات فوق الصوتية

يتم تثبيت المحرك المؤازر على لوحة تركيب مخصصة باستخدام البراشيم. ثم يتم تثبيت هذا التجميع على مقدمة هيكل السيارة باستخدام الفواصل والمسامير (في الفيديو عند 17:25).

يتم تثبيت حامل تركيب على قرن المحرك المؤازر. ثم يتم تثبيت مستشعر الموجات فوق الصوتية على هذا الحامل، بحيث يكون مواجهًا للأعلى. بعد ذلك، يتم إدخال التجميع بأكمله بعناية على عمود المحرك المؤازر، مع ضمان استقامته (في الفيديو عند 28:39).

6. التوصيلات النهائية وتركيب اللوحة

قبل تركيب اللوحة الرئيسية، يقوم المدرب بتمرير جميع أسلاك المحركات وأجهزة الاستشعار عبر الهيكل للحفاظ على تنظيمها. ثم، يتم إدخال لوحة Raspberry Pi Pico في الفتحة المخصصة لها على لوحة التحكم، مع توجيه منفذ USB في اتجاه محدد (في الفيديو عند 23:01).

يتم إكمال توصيلات مستشعرات التدرج الرمادي وRGB والموجات فوق الصوتية كما هو موضح في قسم دليل التوصيلات أعلاه.

7. تثبيت العجلات

أخيرًا، يتم تثبيت العجلات. يلاحظ المدرب أنه من المهم الإمساك بآلية دفع السيارة بإحكام من الداخل لمنعها من الانفصال عند دفع العجلة. بعد تثبيت العجلات الأربع جميعها، يكتمل التجميع (في الفيديو عند 31:19).

شرح الكود

نظرًا لأن هذا الدرس مخصص للتجميع، لا يتم توفير أو شرح أي كود في هذا الفيديو. ينصب التركيز بالكامل على البناء المادي للسيارة. يتم تغطية البرمجة وإعداد البرامج في الدروس اللاحقة من الدورة.

عرض المشروع المباشر

هذا الدرس مخصص للتجميع المادي للسيارة. وينتهي الفيديو بسيارة ذكية رباعية الدفع مجمعة بالكامل، جاهزة للخطوات التالية من البرمجة والاختبار. الإكمال الناجح لهذا التجميع هو الخطوة الأولى الحاسمة نحو إحياء الروبوت الخاص بك. ستغطي الدروس التالية في الدورة الكود اللازم ومنطق التحكم لتحريك السيارة وتجنب العوائق واتباع الخطوط.

الفصول

• [00:00] مقدمة ونظرة عامة على الدورة
• [02:46] تجميع وحدات مستشعر RGB والتدرج الرمادي
• [07:13] تركيب المحركات الأربعة للتيار المستمر
• [10:54] تثبيت عجلات التشفير ومستشعرات السرعة
• [13:07] تركيب حامل البطارية والفواصل
• [17:25] تجميع وتركيب المحرك المؤازر ومستشعر الموجات فوق الصوتية
• [23:01] تركيب لوحة Raspberry Pi Pico وتوصيل أجهزة الاستشعار
• [31:19] تثبيت العجلات والتجميع النهائي