دوره درس ۳ از ۱۰: مونتاژ کیت ماشین هوشمند ۴WD Raspberry Pi Pico از SunFounder توسط Robojax

دوره درس ۳ از ۱۰: مونتاژ کیت ماشین هوشمند ۴WD Raspberry Pi Pico از SunFounder توسط Robojax

مقدمه

این راهنما شما را در مونتاژ کامل فیزیکی کیت خودروی هوشمند ۴ چرخ SunFounder Raspberry Pi Pico همراهی میکند، همانطور که در درس ۳ دوره Robojax نشان داده شده است. این پروژه دروازه شما به سوی ساخت یک خودروی رباتیک کاملاً کاربردی و قابل برنامهریزی است. در پایان این مونتاژ، یک پلتفرم سختافزاری مستحکم خواهید داشت که برای طیف گستردهای از آزمایشهای برنامهنویسی و کنترلی آماده است.

این فقط درباره کنار هم قرار دادن قطعات نیست؛ بلکه درباره درک پایه مکانیکی و الکتریکی است که قابلیتهای آینده خودروی شما را ممکن میسازد. خودرویی که میسازید برای کنترل از طریق اپلیکیشن موبایل طراحی شده است و ویژگیهایی مانند حرکت به جلو/عقب، چرخش و کنترل چراغهای جلو را ارائه میدهد. همچنین شامل سنسورهایی برای رفتارهای پیشرفتهتر خودمختار است.

پس از مونتاژ، خودروی هوشمند شما میتواند برای پروژههای مختلفی استفاده شود، از جمله:

• اجتناب از مانع: حساس(حس کننده) اولتراسونیک به خودرو اجازه میدهد اشیاء مسیر خود را تشخیص داده و دور بزند و یک مریخنورد واقعاً خودمختار ایجاد کند.
• دنبال کردن خط: با استفاده از حساس(حس کننده) خاکستری، خودرو میتواند برنامهریزی شود تا یک خط سیاه روی سطح سفید را دنبال کند، که یک چالش کلاسیک رباتیک است.
• ربات دنبالکننده دست: با استفاده از خوانشهای فاصله حساس(حس کننده) اولتراسونیک، میتوانید خودرو را برنامهریزی کنید تا دست شما را در فاصلهای مشخص دنبال کند.
• تشخیص لبه: سنسورهای رو به پایین میتوانند برای تشخیص لبهها و جلوگیری از رانده شدن خودرو از روی میز یا لبه استفاده شوند.
• اندازهگیری سرعت و مسافت: چرخهای انکودر و سنسورهای قطعکننده نور به شما امکان اندازهگیری سرعت و مسافت طی شده خودرو را میدهند که برای ناوبری دقیق ضروری است.

این راهنمای مونتاژ شما را گام به گام در نصب موتورها، سنسورها و برد کنترل اصلی همراهی میکند و پایهای محکم و سیمکشی شده صحیح برای ماجراجوییهای کدنویسی آینده شما تضمین میکند.

قطعات سختافزاری

قبل از شروع، بسیار مهم است که تمام قطعات کیت را مرتب کرده باشید. ویدیو بر اهمیت آماده بودن تمام قطعات کوچک تأکید میکند. در اینجا فهرستی از اجزای اصلی که مونتاژ خواهید کرد آمده است:

• برد Raspberry Pi Pico
• شاسی خودروی ۴ چرخ (صفحات بالا و پایین)
• ۴ موتور DC با گیربکس
• ۴ چرخ
• ماجیول حساس(حس کننده) اولتراسونیک
• ماجیول حساس(حس کننده) خاکستری (ردیابی خط)
• ماجیول نور RGB
• موتور سروو
• محفظه باتری
• چرخهای انکودر و سنسورهای قطعکننده نور (برای تشخیص سرعت)
• پیچها، مهرهها، پرچها و فاصلهدهندههای مختلف (طبق جزئیات ویدیو)
• سیمهای جامپر (طولها و رنگهای مختلف)

راهنمای سیمکشی

متن ویدیو یک فرآیند مونتاژ دقیق و گام به گام ارائه میدهد. در حالی که تمرکز اصلی این درس بر مونتاژ فیزیکی است، همچنین سیمکشی اولیه ماژولهای حساس(حس کننده) به برد اصلی را پوشش میدهد. مراحل کلیدی سیمکشی در زیر برجسته شدهاند.

برای نمایش تصویری مدار کامل، لطفاً به نمودار زیر مراجعه کنید.

سیمکشی حساس(حس کننده) خاکستری

این ماجیول با استفاده از یک کابل ۵ سیمه متصل میشود. سیمکشی ساده است، با برق و زمین در وسط و سه سیم سیگنال در کنار.

• سیم مشکی: به پایه زمین (GND) متصل میشود.
• سیم قرمز: به پایه میانی متصل میشود که برق (VCC) را فراهم میکند.
• سیمهای سفید، قهوهای و زرد: اینها سه سیم سیگنال برای کانالهای جداگانه حساس(حس کننده) هستند (همانطور که در ویدیو در ۲۴:۳۰ دیده میشود).

سیمکشی ماجیول LED RGB

ماجیول RGB از یک کابل ۴ سیمه استفاده میکند. ویدیو اتصال آن را با رنگهای مطابق نشان میدهد: مشکی، قرمز، نارنجی، مشکی، قرمز و زرد. ویدیو اشاره میکند که ماجیول با "N" (برای ورودی) و "DO" (برای خروجی) برچسبگذاری شده است. کابل باید به سمت "N" (ورودی) ماجیول متصل شود و سیمها به پینهای مربوطه روی برد کنترل متصل میشوند (در ویدیو در ۲۵:۰۶).

سیمکشی حساس(حس کننده) اولتراسونیک

حساس(حس کننده) اولتراسونیک با استفاده از یک کابل ۴ سیمه با سیمهای سیگنال زرد و سفید متصل میشود. ویدیو اتصال آن به آخرین ردیف پینها روی برد را نشان میدهد (در ویدیو در ۳۰:۲۸).

• سیم زرد: به پایه ۶ (Trig) متصل میشود.
• سیم سفید: به پایه ۷ (Echo) متصل میشود.
• سیمهای قرمز و مشکی: به پینهای میانی برای برق (۵ ولت) و زمین (GND) متصل میشوند.

مراحل مونتاژ

فرآیند مونتاژ دقیق و روشمند است. در اینجا تفکیکی از مراحل کلیدی همانطور که در ویدیو ارائه شده است، آمده که باید به ترتیب دنبال شوند. مربی بر بررسی جهت قطعات و اطمینان از تناسب محکم در طول فرآیند تأکید میکند.

۱. آمادهسازی و نصب ماژولهای حساس(حس کننده)

مونتاژ با آمادهسازی ماژولهای حساس(حس کننده) کوچکتر آغاز میشود. مربی ابتدا کابلها را به ماجیول RGB متصل میکند و اطمینان میدهد کابل در سمت "N" (ورودی) وارد شده است. سپس ماجیول با استفاده از پرچهای کوچک روی شاسی خودرو نصب میشود، با توجه دقیق به جهت سوراخهای کابل (در ویدیو در ۰۲:۴۶).

در مرحله بعد، ماجیول حساس(حس کننده) خاکستری آماده میشود. یک پتانسیومتر در سوراخ تعیین شده روی ماجیول قرار میگیرد و سپس با استفاده از پرچهای بزرگتر روی شاسی نصب میشود (در ویدیو در ۰۶:۳۹).

۲. نصب موتورها

سپس چهار موتور نصب میشوند. یک جزئیات حیاتی در اینجا جهت سیمهای موتور است؛ آنها باید همیشه رو به داخل شاسی خودرو باشند. یک قطعه ویژه برای نگه داشتن موتور در جای خود استفاده میشود و یک براکت فلزی خمیده با پیچهای بلند متصل میشود. مربی تأکید میکند که انحنای این براکت باید رو به بدنه موتور باشد، نه شفت (در ویدیو در ۰۷:۱۳).

پس از نصب هر چهار موتور، مربی آن‌ها را (جلو چپ، جلو راست، عقب چپ، عقب راست) برچسب‌گذاری می‌کند تا از سردرگمی در سیم‌کشی بعدی جلوگیری شود (در ویدیو در ۱۰:۰۵).

۳. اتصال چرخ‌های انکودر و سنسورها

برای تشخیص سرعت، یک چرخ انکودر به پشت محور محرک خودرو متصل می‌شود. سپس یک حساس(حس کننده) فوتو-اینتراپتر از پایین شاسی نصب می‌شود و چرخ انکودر با دقت طوری قرار می‌گیرد که از شکاف حساس(حس کننده) بدون تماس با آن عبور کند. مربی از یک پیچ‌گوشتی برای تنظیم موقعیت چرخ استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل شود که آزادانه می‌چرخد (در ویدیو در ۱۰:۵۴).

۴. نصب نگهدارنده باتری و فاصله‌دهنده‌ها

نگهدارنده باتری روی صفحه بالایی شاسی نصب می‌شود. کابل نواری از نگهدارنده از بالا رد می‌شود تا طول کافی در زیر برای اتصال باقی بماند. با پیچ و مهره محکم می‌شود (در ویدیو در ۱۳:۰۷).

سپس، چهار فاصله‌دهنده به صفحه بالایی متصل می‌شوند. این‌ها به عنوان نقاط نصب برای برد کنترل اصلی عمل خواهند کرد (در ویدیو در ۱۵:۴۵).

۵. مونتاژ موتور سرو و حساس(حس کننده) اولتراسونیک

موتور سرو با استفاده از پرچ به یک برد نصب مخصوص متصل می‌شود. سپس این مجموعه با استفاده از فاصله‌دهنده‌ها و پیچ‌ها به جلوی شاسی خودرو محکم می‌شود (در ویدیو در ۱۷:۲۵).

یک براکت نصب به شاخ سرو متصل می‌شود. سپس حساس(حس کننده) اولتراسونیک به این براکت، رو به بالا، ثابت می‌شود. سپس کل مجموعه با دقت روی محور سرو قرار می‌گیرد و اطمینان حاصل می‌شود که صاف است (در ویدیو در ۲۸:۳۹).

۶. سیم‌کشی نهایی و نصب برد

قبل از نصب برد اصلی، مربی تمام سیم‌های موتور و حساس(حس کننده) را از داخل شاسی عبور می‌دهد تا مرتب بمانند. سپس، برد Raspberry Pi Pico در اسلات تعیین‌شده خود روی برد کنترل قرار می‌گیرد و پورت USB رو به جهت خاصی است (در ویدیو در ۲۳:۰۱).

سیم‌کشی سنسورهای خاکستری، RGB و اولتراسونیک همان‌طور که در بخش راهنمای سیم‌کشی بالا توضیح داده شد، تکمیل می‌شود.

۷. اتصال چرخ‌ها

در نهایت، چرخ‌ها متصل می‌شوند. مربی اشاره می‌کند که مهم است مکانیزم محرک خودرو را از داخل محکم نگه دارید تا هنگام فشار دادن چرخ، از هم جدا نشود. پس از محکم کردن هر چهار چرخ، مونتاژ کامل می‌شود (در ویدیو در ۳۱:۱۹).

توضیح شِفر (کود)

از آنجا که این درس مونتاژ است، هیچ کدی در این ویدیو ارائه یا توضیح داده نمی‌شود. تمرکز کاملاً بر ساخت فیزیکی خودرو است. برنامه‌نویسی و راه‌اندازی نرم‌افزار در درس‌های بعدی دوره پوشش داده می‌شود.

نمایش زنده پروژه

این درس به مونتاژ فیزیکی خودرو اختصاص دارد. ویدیو با یک خودروی هوشمند ۴WD کاملاً مونتاژ‌شده به پایان می‌رسد که برای مراحل بعدی برنامه‌نویسی و آزمایش آماده است. تکمیل موفقیت‌آمیز این مونتاژ، اولین گام حیاتی برای زنده کردن ربات شماست. درس‌های بعدی دوره شِفر (کود) و منطق کنترل لازم برای حرکت خودرو، اجتناب از موانع و دنبال کردن خط را پوشش خواهند داد.

فصل‌ها

• [۰۰:۰۰] مقدمه و نمای کلی دوره
• [۰۲:۴۶] مونتاژ ماجیول‌های حساس(حس کننده) RGB و خاکستری
• [۰۷:۱۳] نصب چهار موتور DC
• [۱۰:۵۴] اتصال چرخ‌های انکودر و سنسورهای سرعت
• [۱۳:۰۷] نصب نگهدارنده باتری و فاصله‌دهنده‌ها
• [۱۷:۲۵] مونتاژ و نصب سرو و حساس(حس کننده) اولتراسونیک
• [۲۳:۰۱] نصب برد Raspberry Pi Pico و سیم‌کشی سنسورها
• [۳۱:۱۹] اتصال چرخ‌ها و مونتاژ نهایی