Kurz Lekcia 3 z 10: Zostavenie Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car Kit od SunFounder od Robojax

Kurz Lekcia 3 z 10: Zostavenie Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car Kit od SunFounder od Robojax

Úvod

Táto príručka vás prevedie kompletnou fyzickou montážou súpravy SunFounder Raspberry Pi Pico 4WD Smart Car Kit, ako je demonštrovaná v lekcii 3 kurzu Robojax. Tento projekt je vašou bránou k zostaveniu plne funkčného, programovateľného robotického auta. Po dokončení tejto montáže budete mať robustnú hardvérovú platformu pripravenú na širokú škálu programovacích a riadiacich experimentov.

Nejde len o spájanie častí; ide o pochopenie mechanického a elektrického základu, ktorý umožní budúce schopnosti vášho auta. Auto, ktoré staviate, je navrhnuté na ovládanie cez mobilnú aplikáciu a ponúka funkcie ako pohyb vpred/vzad, otáčanie a ovládanie svetlometov. Obsahuje tiež senzory pre pokročilejšie autonómne správanie.

Po zložení môže byť vaše inteligentné auto použité na rôzne projekty, vrátane:

• Obchádzanie prekážok: Ultrazvukový senzor umožňuje autu detekovať a obchádzať objekty vo svojej dráhe, čím vytvára skutočne autonómne vozidlo.
• Sledovanie čiary: Pomocou senzora odtieňov sivej možno auto naprogramovať tak, aby sledovalo čiernu čiaru na bielom povrchu – klasická výzva v robotike.
• Robot sledujúci ruku: Využitím meraní vzdialenosti z ultrazvukového senzora môžete naprogramovať auto tak, aby sledovalo vašu ruku v nastavenej vzdialenosti.
• Detekcia okraja: Senzory smerujúce nadol možno použiť na detekciu hrán a zabránenie tomu, aby auto spadlo zo stola alebo z výčnelku.
• Meranie rýchlosti a vzdialenosti: Enkodérové kolesá a fotointerrupčné senzory umožňujú merať rýchlosť a prejdenú vzdialenosť auta, čo je nevyhnutné pre presnú navigáciu.

Táto montážna príručka vás krok za krokom prevedie upevnením motorov, senzorov a hlavnej riadiacej dosky, čím zabezpečí pevný a správne zapojený základ pre vaše budúce programátorské dobrodružstvá.

Hardvérové komponenty

Pred začatím je dôležité mať všetky komponenty zo súpravy usporiadané. Video zdôrazňuje dôležitosť pripravenosti všetkých malých častí. Tu je zoznam hlavných komponentov, ktoré budete montovať:

• Doska Raspberry Pi Pico
• Podvozok 4WD auta (horná a dolná doska)
• 4x jednosmerné motory s prevodovkami
• 4x kolesá
• Modul ultrazvukového senzora
• Modul senzora odtieňov sivej (sledovanie čiary)
• Modul RGB svetla
• Servomotor
• Držiak batérií
• Enkodérové kolesá a fotointerrupčné senzory (na detekciu rýchlosti)
• Rôzne skrutky, matice, nity a dištančné stĺpiky (podľa detailov vo videu)
• Prepojovacie vodiče (rôzne dĺžky a farby)

Sprievodca zapojením

Prepísaný obsah videa poskytuje podrobný postup montáže krok za krokom. Hoci hlavným zameraním tejto lekcie je fyzická montáž, zahŕňa aj počiatočné zapojenie modulov senzorov k hlavnej doske. Kľúčové kroky zapojenia sú zvýraznené nižšie.

Pre vizuálne znázornenie kompletného obvodu si pozrite diagram nižšie.

Zapojenie senzora odtieňov sivej

Tento modul je pripojený pomocou 5-vodičového kábla. Zapojenie je jednoduché – napájanie a uzemnenie sú v strede a tri signálne vodiče sú na strane.

• Čierny vodič: Pripojený k svorke uzemnenia (GND).
• Červený vodič: Pripojený k strednej svorke, ktorá poskytuje napájanie (VCC).
• Biely, hnedý a žltý vodič: Toto sú tri signálne vodiče pre jednotlivé kanály senzora (ako je vidieť vo videu v čase 24:30).

Zapojenie modulu RGB LED

Modul RGB používa 4-vodičový kábel. Video ukazuje pripojenie s farebne zladenými vodičmi: čierny, červený, oranžový, čierny, červený a žltý. Video poznamenáva, že modul je označený „N" (pre vstup) a „DO" (pre výstup). Kábel by mal byť pripojený k strane „N" (vstup) modulu a vodiče sú pripojené k príslušným pinom na riadiacej doske (vo videu v čase 25:06).

Zapojenie ultrazvukového senzora

Ultrazvukový senzor je pripojený pomocou 4-vodičového kábla so žltým a bielym signálnym vodičom. Video demonštruje pripojenie k poslednému radu pinov na doske (vo videu v čase 30:28).

• Žltý vodič: Pripojený k pinu 6 (Trig).
• Biely vodič: Pripojený k pinu 7 (Echo).
• Červený a čierny vodič: Pripojené k stredným pinom pre napájanie (5V) a uzemnenie (GND).

Kroky montáže

Proces montáže je podrobný a metodický. Tu je rozdelenie kľúčových fáz, ako sú prezentované vo videu, ktoré by sa mali dodržiavať postupne. Inštruktor zdôrazňuje kontrolu orientácie častí a zabezpečenie pevného uloženia počas celého procesu.

1. Príprava a montáž modulov senzorov

Montáž začína prípravou menších modulov senzorov. Inštruktor najprv pripojí káble k modulu RGB, pričom zabezpečí, aby bol kábel zasunutý do strany „N" (vstup). Modul sa potom namontuje na podvozok auta pomocou malých nitov, pričom sa venuje pozornosť smeru otvorov pre káble (vo videu v čase 02:46).

Ďalej sa pripraví modul senzora odtieňov sivej. Do určeného otvoru na module sa vloží potenciometer a modul sa potom namontuje na podvozok pomocou väčších nitov (vo videu v čase 06:39).

2. Inštalácia motorov

Potom sa nainštalujú štyri motory. Kľúčovým detailom je orientácia vodičov motora – musia vždy smerovať dovnútra podvozku auta. Na upevnenie motora sa použije špeciálny diel a zakrivený kovový držiak sa pripevní dlhými skrutkami. Inštruktor zdôrazňuje, že zakrivenie tohto držiaka musí smerovať k telu motora, nie k hriadeľu (vo videu v čase 07:13).

Po inštalovaní všetkých štyroch motorov ich inštruktor označí (Predný ľavý, Predný pravý, Zadný ľavý, Zadný pravý), aby sa predišlo zmätku pri neskoršom zapájaní (vo videu v čase 10:05).

3. Upevnenie enkódových kolies a snímačov

Na detekciu rýchlosti je na zadnú časť hriadeľa auta pripevnené enkódové koleso. Fotoprerušovací snímač sa potom namontuje na spodnú časť podvozku a enkódové koleso sa opatrne umiestni tak, aby prechádzalo medzerou v snímači bez toho, aby sa ho dotýkalo. Inštruktor pomocou skrutkovača upraví polohu kolesa, aby sa zabezpečilo, že sa voľne otáča (vo videu v čase 10:54).

4. Montáž držiaka batérií a distančných stĺpikov

Držiak batérií sa namontuje na hornú dosku podvozku. Plochý kábel z držiaka sa prevlečie zhora nadol, aby pod ním zostalo dostatok dĺžky na pripojenie. Upevní sa skrutkami a maticami (vo videu v čase 13:07).

Ďalej sa na hornú dosku pripevnia štyri distančné stĺpiky. Tieto budú slúžiť ako montážne body pre hlavnú riadiacu dosku (vo videu v čase 15:45).

5. Zostava servomotora a ultrazvukového snímača

Servomotor sa pripevní na špeciálnu montážnu dosku pomocou nitov. Táto zostava sa potom pripevní na prednú časť podvozku auta pomocou distančných stĺpikov a skrutiek (vo videu v čase 17:25).

Na páku servomotora sa pripevní montážny držiak. Ultrazvukový snímač sa potom upevní na tento držiak tak, aby smeroval nahor. Celá zostava sa potom opatrne nasadí na hriadeľ servomotora, pričom sa zabezpečí, aby bola rovná (vo videu v čase 28:39).

6. Konečné zapojenie a inštalácia dosky

Pred inštaláciou hlavnej dosky inštruktor pretiahne všetky vodiče motorov a snímačov cez podvozok, aby boli usporiadané. Potom sa doska Raspberry Pi Pico vloží do určeného slotu na riadiacej doske, pričom USB port smeruje určitým smerom (vo videu v čase 23:01).

Zapojenie snímačov odtieňov sivej, RGB a ultrazvukového snímača sa dokončí podľa pokynov v časti Sprievodca zapojením vyššie.

7. Upevnenie kolies

Nakoniec sa pripevnia kolesá. Inštruktor poznamenáva, že je dôležité pevne držať hnací mechanizmus auta zvnútra, aby sa pri nasadzovaní kolesa nerozpojil. Po upevnení všetkých štyroch kolies je zostava kompletná (vo videu v čase 31:19).

Vysvetlenie kódu

Keďže ide o lekciu montáže, v tomto videu nie je poskytnutý ani vysvetlený žiadny kód. Dôraz sa kladie výlučne na fyzickú konštrukciu auta. Programovanie a nastavenie softvéru sú pokryté v nasledujúcich lekciách kurzu.

Živá ukážka projektu

Táto lekcia je venovaná fyzickej montáži auta. Video sa končí plne zmontovaným 4WD smart autom, pripraveným na ďalšie kroky programovania a testovania. Úspešné dokončenie tejto montáže je kritickým prvým krokom k oživeniu vášho robota. Nasledujúce lekcie kurzu budú pokrývať potrebný kód a riadiacu logiku, aby sa auto pohybovalo, vyhýbalo prekážkam a sledovalo čiary.

Kapitoly

• [00:00] Úvod a prehľad kurzu
• [02:46] Montáž modulov RGB a snímača odtieňov sivej
• [07:13] Inštalácia štyroch jednosmerných motorov
• [10:54] Upevnenie enkódových kolies a snímačov rýchlosti
• [13:07] Montáž držiaka batérií a distančných stĺpikov
• [17:25] Montáž a upevnenie servomotora a ultrazvukového snímača
• [23:01] Inštalácia dosky Raspberry Pi Pico a zapojenie snímačov
• [31:19] Upevnenie kolies a finálna montáž