Сабақ 3/10: SunFounder компаниясының Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car Kit жинағы Robojax арқылы

Сабақ 3/10: SunFounder компаниясының Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car Kit жинағы Robojax арқылы

Кіріспе

Бұл нұсқаулық SunFounder Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car жинағының толық физикалық құрастырылуын кезең-кезеңімен түсіндіреді, Robojax курсының 3-сабағында көрсетілгендей. Бұл жоба — толыққанды, бағдарламаланатын робот-көлікті құруға апаратын жолыңыз. Осы құрастырудың соңында сізде бағдарламалау мен басқару эксперименттерінің кең ауқымына дайын берік аппараттық платформа болады.

Бұл тек бөлшектерді біріктіру ғана емес; бұл сіздің көлігіңіздің болашақ мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін механикалық және электрлік негізді түсіну туралы. Сіз құрастырып жатқан көлік мобильді қосымша арқылы басқарылуға арналған, алға/артқа қозғалу, бұрылу және фараларды басқару сияқты мүмкіндіктерді ұсынады. Сондай-ақ оның құрамына неғұрлым жетілдірілген автономды мінез-құлықтарға арналған сенсорлар кіреді.

Құрастырылғаннан кейін сіздің смарт-көлігіңіз әртүрлі жобаларда қолданыла алады, соның ішінде:

• Кедергілерден аулақ болу: Ультрадыбыстық сенсор көлікке жолындағы нысандарды анықтауға және айналып өтуге мүмкіндік береді, бұл шынайы автономды ровер жасайды.
• Сызықпен жүру: Сұр реңкті сенсорды қолдана отырып, көлікті ақ беттегі қара сызықпен жүруге бағдарламалауға болады — бұл робототехниканың классикалық міндеті.
• Қолмен жүретін робот: Ультрадыбыстық сенсордың қашықтық өлшемдерін пайдаланып, көлікті белгіленген қашықтықта қолыңыздың соңынан жүруге бағдарламалай аласыз.
• Жартасты анықтау: Төменге бағытталған сенсорлар шеттерді анықтауға және көліктің үстелден немесе жиектен құлап кетуіне жол бермеуге қолданыла алады.
• Жылдамдық пен қашықтықты өлшеу: Энкодер дөңгелектері мен фото-интерраптор сенсорлары көліктің жылдамдығы мен жүріп өткен қашықтығын өлшеуге мүмкіндік береді, бұл дәл навигация үшін маңызды.

Бұл құрастыру нұсқаулығы сізді моторларды, сенсорларды және негізгі басқару тақтасын орнату арқылы кезең-кезеңімен өткізеді, болашақ бағдарламалау шытырман оқиғаларыңыз үшін берік және дұрыс қосылған негізді қамтамасыз етеді.

Аппараттық компоненттер

Бастамас бұрын, жинақтағы барлық компоненттерді ұйымдастыру өте маңызды. Бейнеде барлық ұсақ бөлшектердің дайын болуының маңыздылығы атап көрсетілген. Міне, сіз құрастыратын негізгі компоненттердің тізімі:

• Raspberry Pi Pico тақтасы
• 4WD көлік шассиі (жоғарғы және төменгі пластиналар)
• Редукторлары бар 4x тұрақты ток моторлары
• 4x дөңгелек
• Ультрадыбыстық сенсор модулі
• Сұр реңкті (сызықты бақылау) сенсор модулі
• RGB жарық модулі
• Серво мотор
• Батарея ұстағышы
• Энкодер дөңгелектері және фото-интерраптор сенсорлары (жылдамдықты анықтау үшін)
• Әртүрлі бұрандалар, гайкалар, тойтармалар және тіреуіштер (бейнеде көрсетілгендей)
• Джампер сымдар (әртүрлі ұзындықтағы және түсті)

Сым қосу нұсқаулығы

Бейне транскрипті құрастыру процесінің егжей-тегжейлі, кезең-кезеңімен сипаттамасын береді. Бұл сабақтың негізгі назары физикалық құрастыруға аударылғанымен, ол сенсор модульдерін негізгі тақтаға алғашқы қосуды да қамтиды. Негізгі сым қосу қадамдары төменде көрсетілген.

Толық тізбектің визуалды бейнесі үшін төмендегі диаграммаға жүгініңіз.

Сұр реңкті сенсорды қосу

Бұл модуль 5 сымды кабель арқылы қосылады. Сым қосу қарапайым: қуат пен жер ортасында, ал үш сигнал сымы шетінде орналасқан.

• Қара сым: Жерге (GND) терминалына қосылады.
• Қызыл сым: Ортаңғы терминалға қосылады, ол қуатты (VCC) қамтамасыз етеді.
• Ақ, қоңыр және сары сымдар: Бұл сенсордың жеке арналарының үш сигнал сымы (бейнеде 24:30-да көрсетілген).

RGB LED модулін қосу

RGB модулі 4 сымды кабельді пайдаланады. Бейнеде оны сәйкес түстермен қосу көрсетілген: қара, қызыл, қызғылт сары, қара, қызыл және сары. Бейнеде модульде "N" (кіріс үшін) және "DO" (шығыс үшін) деп белгіленгені атап өтіледі. Кабель модульдің "N" (кіріс) жағына қосылуы керек, ал сымдар басқару тақтасындағы сәйкес түйреуіштерге қосылады (бейнеде 25:06-да).

Ультрадыбыстық сенсорды қосу

Ультрадыбыстық сенсор сары және ақ сигнал сымдары бар 4 сымды кабель арқылы қосылады. Бейнеде оны тақтадағы соңғы қатардағы түйреуіштерге қосу көрсетілген (бейнеде 30:28-де).

• Сары сым: 6-түйреуішке (Trig) қосылады.
• Ақ сым: 7-түйреуішке (Echo) қосылады.
• Қызыл және қара сымдар: Қуат (5V) және жер (GND) үшін ортаңғы түйреуіштерге қосылады.

Құрастыру қадамдары

Құрастыру процесі егжей-тегжейлі және жүйелі. Міне, бейнеде көрсетілгендей, ретімен орындалуы тиіс негізгі кезеңдердің бөлінуі. Нұсқаушы бүкіл процесс барысында бөлшектердің бағытын тексеруге және тығыз орналасуын қамтамасыз етуге ерекше мән береді.

1. Сенсор модульдерін дайындау және орнату

Құрастыру кішігірім сенсор модульдерін дайындаудан басталады. Нұсқаушы алдымен RGB модуліне кабельдерді қосады, кабельдің "N" (кіріс) жағына енгізілгенін қамтамасыз етеді. Содан кейін модуль көлік шассиіне кішкене тойтармалар арқылы орнатылады, кабель тесіктерінің бағытына мұқият назар аударылады (бейнеде 02:46-да).

Келесі кезекте сұр реңкті сенсор модулі дайындалады. Потенциометр модульдегі белгіленген тесікке енгізіледі, содан кейін ол шассиге үлкенірек тойтармалар арқылы орнатылады (бейнеде 06:39-да).

2. Моторларды орнату

Содан кейін төрт мотор орнатылады. Мұндағы маңызды бөлшек — мотор сымдарының бағыты; олар әрқашан көлік шассиінің ішіне қарауы керек. Моторды орнында ұстау үшін арнайы бөлшек қолданылады, ал қисық металл кронштейн ұзын бұрандалармен бекітіледі. Нұсқаушы бұл кронштейннің қисығы мотор корпусына қарауы керек, білікке емес екенін ерекше атап өтеді (бейнеде 07:13-те).

Барлық төрт мотор орнатылғаннан кейін, нұсқаушы оларды (Алдыңғы сол, Алдыңғы оң, Артқы сол, Артқы оң) деп белгілейді, кейінгі сым қосу кезінде шатасу болмас үшін (бейнеде 10:05).

3. Энкодер дөңгелектерін және датчиктерін бекіту

Жылдамдықты анықтау үшін, энкодер дөңгелегі көліктің жетек білігінің артына бекітіледі. Содан кейін шассидің түбінен фото-үзгіш датчик орнатылады, ал энкодер дөңгелегі датчиктің саңылауынан оған тимей өтетіндей етіп мұқият орналастырылады. Нұсқаушы бұрағышты пайдаланып, дөңгелектің еркін айналуын қамтамасыз ету үшін оның орнын реттейді (бейнеде 10:54).

4. Батарея ұстағышын және тіректерді орнату

Батарея ұстағышы шассидің жоғарғы тақтасына орнатылады. Ұстағыштан шығатын таспа кабель жоғарыдан төменге өткізіліп, астыңғы жағында қосылу үшін жеткілікті ұзындық қалдырылады. Ол бұрандалар мен гайкалармен бекітіледі (бейнеде 13:07).

Әрі қарай, жоғарғы тақтаға төрт тірек бекітіледі. Бұлар негізгі басқару тақтасы үшін орнату нүктелері ретінде қызмет етеді (бейнеде 15:45).

5. Серво мотор және ультрадыбыстық датчик құрастыру

Серво мотор арнайы орнату тақтасына шегелермен бекітіледі. Бұл құрастырма содан кейін тіректер мен бұрандалар арқылы көлік шассиінің алдыңғы жағына бекітіледі (бейнеде 17:25).

Сервоның мүйізіне орнату кронштейні бекітіледі. Ультрадыбыстық датчик содан кейін осы кронштейнге жоғары қаратылып бекітіледі. Бүкіл құрастырма сервоның білігіне түзу етіп мұқият орнатылады (бейнеде 28:39).

6. Соңғы сым қосу және тақтаны орнату

Негізгі тақтаны орнатпас бұрын, нұсқаушы барлық мотор және датчик сымдарын шасси арқылы өткізіп, оларды ретке келтіреді. Содан кейін Raspberry Pi Pico тақтасы басқару тақтасындағы арнайы орынға енгізіледі, USB порты белгілі бір бағытқа қаратылады (бейнеде 23:01).

Грейскейл, RGB және ультрадыбыстық датчиктердің сым қосылымы жоғарыдағы Сым қосу нұсқаулығы бөлімінде сипатталғандай орындалады.

7. Дөңгелектерді бекіту

Соңында, дөңгелектер бекітіледі. Нұсқаушы дөңгелекті кигізу кезінде көліктің жетек механизмін ішінен мықтап ұстау маңызды екенін атап өтеді, ол бөлініп кетпеуі үшін. Барлық төрт дөңгелекті бекіткеннен кейін, құрастыру аяқталады (бейнеде 31:19).

Кодты түсіндіру

Бұл құрастыру сабағы болғандықтан, бұл бейнеде ешқандай код берілмейді немесе түсіндірілмейді. Назар толығымен көліктің физикалық құрылысына аударылған. Бағдарламалау және бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату курс кезіндегі келесі сабақтарда қарастырылады.

Тірі жоба демонстрациясы

Бұл сабақ көліктің физикалық құрастырылуына арналған. Бейне толық құрастырылған 4WD смарт көлікпен аяқталады, ол бағдарламалау мен тестілеудің келесі қадамдарына дайын. Бұл құрастырудың сәтті аяқталуы роботыңызды өмірге әкелудің маңызды алғашқы қадамы болып табылады. Курстың келесі сабақтары көлікті қозғалтуға, кедергілерден аулақ болуға және сызықтарды ұстануға қажетті код пен басқару логикасын қамтиды.

Тараулар

• [00:00] Кіріспе және курс шолуы
• [02:46] RGB және грейскейл датчик модульдерін құрастыру
• [07:13] Төрт тұрақты ток моторын орнату
• [10:54] Энкодер дөңгелектерін және жылдамдық датчиктерін бекіту
• [13:07] Батарея ұстағышын және тіректерді орнату
• [17:25] Серво және ультрадыбыстық датчикті құрастыру және орнату
• [23:01] Raspberry Pi Pico тақтасын орнату және датчиктерді сыммен қосу
• [31:19] Дөңгелектерді бекіту және соңғы құрастыру