HackerBoxes 0013: Autosport: Hatua 12

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

AUTOSPORT: Mwezi huu, wadukuzi wa HackerBox wanachunguza umeme wa magari. Inayoweza kufundishwa ina habari ya kufanya kazi na HackerBoxes # 0013. Ikiwa ungependa kupokea sanduku kama hii haki kwenye sanduku lako la barua kila mwezi, sasa ni wakati wa kujisajili kwenye HackerBoxes.com na ujiunge na mapinduzi!

Mada na Malengo ya Kujifunza ya HackerBox hii:

• Kubadilisha NodeMCU kwa Arduino
• Kukusanya Kitanda cha Gari cha 2WD
• Wiring NodeMCU kudhibiti 2WD Car Kit
• Kudhibiti NodeMCU juu ya WiFi kwa kutumia Blynk
• Kutumia Sensorer kwa Urambazaji wa Uhuru
• Kufanya kazi na Utambuzi wa bodi ya Magari (OBD)

HackerBoxes ni huduma ya sanduku la usajili la kila mwezi kwa vifaa vya elektroniki vya DIY na teknolojia ya kompyuta. Sisi ni watendaji wa hobby, watunga, na majaribio. Hack Sayari!

Hatua ya 1: HackerBoxes 0013: Yaliyomo ndani ya kisanduku

• HackerBoxes # 0013 Kadi ya Marejeleo inayokusanywa
• 2WD Gari Chassis Kit
• Moduli ya Kusindika Wifi ya NodeMCU
• Shield ya Magari kwa NodeMCU
• Kizuizi cha Jumper cha Ngao ya Magari
• Sanduku la Batri (4 x AA)
• HC-SR04 Sensorer ya Kubadilisha Ultrasonic
• Sensorer za TC Reflective IR
• Wanarukaji wa kike na wa kike wa DuPont 10cm
• Modules mbili za Laser Nyekundu
• Uchunguzi wa mini-ELM327 kwenye bodi (OBD)
• Dhana ya kipekee ya Mashindano ya HackerBoxes

Vitu vingine ambavyo vitasaidia:

• Betri nne za AA
• Kanda ya Povu yenye pande mbili au Velcro Strips
• Cable ya microUSB
• Simu mahiri au Ubao
• Kompyuta na Arduino IDE

Jambo muhimu zaidi, utahitaji hali ya kujifurahisha, roho ya DIY, na udadisi wa hacker. Vifaa vya elektroniki vya kupendeza sio rahisi kila wakati, lakini unapoendelea na kufurahiya raha, kuridhika sana kunaweza kupatikana kutokana na kudumu na kufanya miradi yako ifanye kazi. Chukua tu kila hatua pole pole, fikiria maelezo, na usisite kuomba msaada.

Hatua ya 2: Elektroniki za Magari na Magari ya Kujiendesha

Elektroniki za magari ni mifumo yoyote ya elektroniki inayotumika kwenye magari ya barabarani. Hizi ni pamoja na wapiga kura, telematics, mifumo ya burudani ndani ya gari, na kadhalika. Umeme wa magari unatokana na hitaji la kudhibiti injini. Za kwanza zilitumika kudhibiti kazi za injini na zilijulikana kama vitengo vya kudhibiti injini (ECU). Wakati udhibiti wa elektroniki ulipoanza kutumiwa kwa matumizi zaidi ya gari, ECU ya kifupi ilichukua maana ya jumla ya "kitengo cha kudhibiti elektroniki", na kisha ECU maalum zilitengenezwa. Sasa, ECU ni za kawaida. Aina mbili ni pamoja na moduli za kudhibiti injini (ECM) au moduli za kudhibiti maambukizi (TCM). Gari la kisasa linaweza kuwa na hadi 100 ECU.

Magari yanayodhibitiwa na redio (magari ya R / C) ni magari au malori ambayo yanaweza kudhibitiwa kutoka mbali kwa kutumia mtoaji maalum au rimoti. Neno "R / C" limetumika kumaanisha "kudhibitiwa kijijini" na "kudhibitiwa kwa redio", lakini matumizi ya kawaida ya "R / C" leo kawaida hurejelea magari yanayodhibitiwa na kiunga cha masafa ya redio.

Gari inayojitegemea (gari lisilo na dereva, gari la kujiendesha, gari la roboti) ni gari ambalo linauwezo wa kuhisi mazingira yake na kuabiri bila pembejeo za wanadamu. Magari ya uhuru yanaweza kugundua mazingira kwa kutumia mbinu anuwai kama rada, lidar, GPS, odometry, na maono ya kompyuta. Mifumo ya juu ya kudhibiti hutafsiri habari ya hisia ili kutambua njia zinazofaa za urambazaji, pamoja na vizuizi na alama zinazohusika. Magari ya uhuru yana mifumo ya kudhibiti ambayo ina uwezo wa kuchambua data ya hisia kutofautisha kati ya magari anuwai barabarani, ambayo ni muhimu sana katika kupanga njia ya marudio unayotaka.

Hatua ya 3: Arduino ya NodeMCU

NodeMCU ni chanzo wazi cha IoT. Inajumuisha firmware ambayo inaendesha ESP8266 Wi-Fi SoC kutoka Espressif Systems na vifaa kulingana na moduli ya ESP-12.

IDE ya Arduino sasa inaweza kupanuliwa kwa urahisi kusaidia moduli za programu za NodeMCU kana kwamba zilikuwa jukwaa lingine la maendeleo la Arduino.

Kuanza, hakikisha una Arduino IDE iliyosanikishwa (www.arduino.cc) pamoja na madereva ya chip inayofaa ya Serial-USB kwenye moduli ya NodeMCU unayotumia. Hivi sasa moduli nyingi za NodeMCU zinajumuisha CH340 Serial-USB chip. Mtengenezaji wa chips CH340 (WCH.cn) ana madereva yanayopatikana kwa mifumo yote maarufu ya uendeshaji. Angalia ukurasa wa tafsiri wa Google kwa wavuti yao.

Endesha Ardino IDE, nenda kwenye upendeleo, na upate uwanja wa kuingiza "URL za Meneja wa Bodi za Ziada"

Bandika kwenye URL hii:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Kufunga Meneja wa Bodi ya ESP8266.

Baada ya kusanikisha, funga IDE na kisha uianze tena.

Sasa unganisha moduli ya NodeMCU kwenye kompyuta yako kwa kutumia kebo ya microUSB (kama inavyotumiwa na simu nyingi na vidonge).

Chagua aina ya bodi ndani ya Arduino IDE kama NodeMCU 1.0

Daima tunapenda kupakia na kujaribu onyesho la blink kwenye bodi mpya ya Arduino ili tu kupata ujasiri kwamba kila kitu kinafanya kazi kwa usahihi. NodeMCU sio ubaguzi, lakini lazima ubadilishe pini ya LED kutoka pin13 hadi pin16 kabla ya kuandaa na kupakia. Hakikisha mtihani huu wa haraka unafanya kazi kwa usahihi kabla ya kuendelea na kitu chochote ngumu zaidi na Arduino NodeMCU.

Hapa kuna mafunzo ambayo huenda juu ya mchakato wa usanidi wa Arduino NodeMCU na mifano tofauti ya matumizi. Imepotea kidogo kutoka kwa lengo hapa, lakini inaweza kuwa na faida kuangalia maoni mengine ikiwa utakwama.

Hatua ya 4: 2WD Chassis Kit

Yaliyomo ya 2WD Chassis Kit yaliyomo:

• Chassis ya Aluminium (rangi hutofautiana)
• Motors mbili za FM90 DC
• Magurudumu mawili na matairi ya Mpira
• Freewheel Caster
• Vifaa vya Mkutano
• Kuweka Vifaa

Motors za FM90 DC zinaonekana kama servos ndogo kwa sababu zimejengwa katika nyumba sawa za plastiki kama huduma ndogo za kawaida, kama FS90, FS90R, au SG92R. Walakini, FM90 sio servo. FM90 ni motor DC na treni ya gia ya plastiki.

Kasi ya gari ya FM90 inadhibitiwa na upanaji wa mapigo (PWM) nguvu inayoongoza. Uelekeo unadhibitiwa kwa kubadilishana polarity ya nguvu kama na motor yoyote iliyosafishwa ya DC. FM90 inaweza kukimbia kwa 4-6 Volts DC. Ingawa ni ndogo, inachora sasa ya kutosha kwamba haipaswi kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller. Dereva wa gari au daraja la H linapaswa kutumika.

Aina za Magari za FM90 DC:

• Vipimo: 32.3mm x 12.3mm x 29.9mm / 1.3 "x 0.49" x 1.2"
• Hesabu ya Spline: 21
• Uzito: 8.4g
• Hakuna kasi ya mzigo: 110RPM (4.8v) / 130RPM (6v)
• Mbio ya Sasa (bila mzigo): 100mA (4.8v) / 120mA (6v)
• Kilele cha Storque Torque (4.8v): 1.3 kg / cm / 18.09 oz / in
• Kilele cha Duka la Torque (6v): 1.5 kg / cm / 20.86 oz / in
• Duka la Sasa: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

Hatua ya 5: Chassis ya gari: Mkutano wa Mitambo

Chassis ya gari inaweza kukusanywa kwa urahisi kulingana na mchoro huu.

Kumbuka kuwa kuna mifuko miwili midogo ya vifaa. Moja ni pamoja na Kuweka vifaa na vifaa sita vya shaba 5mm-M3 pamoja na screws zinazofanana na karanga. Vifaa vya kuongezea vinaweza kuwa muhimu katika hatua za baadaye za kudhibiti vidhibiti, sensorer, na vitu vingine kwenye chasisi.

Kwa hatua hii, tutatumia vifaa vya Mkutano ambavyo ni pamoja na:

• Bolts nne nyembamba za M2x8 na karanga ndogo zinazolingana za kubandika motors
• Bolts nne nene za M3x10 na karanga kubwa zinazolingana za kubandika gurudumu la caster
• Vipuli viwili vya PB2.0x8 na nyuzi coarse kwa kuweka magurudumu kwa motors

Kumbuka kuwa motors za FM90 zimeelekezwa hivi kwamba waya inaongoza kutoka nyuma ya chasisi iliyokusanyika.

Hatua ya 6: Chassis ya gari: Ongeza Ufungashaji wa Nguvu na Mdhibiti

Bodi ya ngao ya gari ya ESP-12E inasaidia moja kwa moja kuziba moduli ya NodeMCU. Ngao ya gari ni pamoja na L293DD kushinikiza-vuta dereva wa chip chip (datasheet). Miongozo ya waya inapaswa kuwa na waya kwenye vituo vya A + / A- na B + / B- kwenye screw ya gari (baada ya kuondoa viunganishi). Viongozi wa betri wanapaswa kushikamana na vituo vya pembejeo vya betri.

Ikiwa moja ya magurudumu yanageukia upande usiofaa, waya kwa motor inayofanana inaweza kubadilishwa kwenye vituo vya screw, au mwelekeo kidogo unaweza kubadilishwa kwa nambari (hatua inayofuata).

Kuna kitufe cha nguvu ya plastiki kwenye ngao ya gari ili kuamsha usambazaji wa pembejeo ya betri. Kizuizi cha kuruka kinaweza kutumika kupeleka nguvu kwenda kwa NodeMCU kutoka kwa ngao ya gari. Bila kizuizi cha jumper kilichowekwa, NodeMCU inaweza kujiimarisha kutoka kwa kebo ya USB. Pamoja na kizuizi cha jumper kilichowekwa (kama inavyoonyeshwa), nguvu ya betri hutoa motors na pia inaendeshwa kwa moduli ya NodeMCU.

Ngao ya gari na kifurushi cha betri kinaweza kuwekwa kwenye chasisi kwa kuweka mashimo ya screw na fursa zilizopo kwenye chasisi ya aluminium. Walakini, tunaona ni rahisi kuzibandika kwenye chasisi kwa kutumia mkanda wa povu wenye pande mbili au vipande vya wambiso vya velcro.

Hatua ya 7: Chassis ya gari: Kupanga programu na Udhibiti wa Wi-Fi

Blynk ni Jukwaa na programu za iOS na Android kudhibiti Arduino, Raspberry Pi, na vifaa vingine kwenye mtandao. Ni dashibodi ya dijiti ambapo unaweza kujenga kielelezo cha picha kwa mradi wako kwa kuburuta na kuteremsha vilivyoandikwa. Ni rahisi sana kuweka kila kitu na utaanza kutafakari mara moja. Blynk atakupata mkondoni na tayari kwa Mtandao wa Vitu Vako.

HBcar.ino Arduino script iliyojumuishwa hapa inaonyesha jinsi ya kuunganisha vifungo vinne (mbele, nyuma, kulia, na kushoto) kwenye mradi wa Blynk kudhibiti motors kwenye chassis ya gari ya 2WD.

Kabla ya kukusanya, kamba tatu zinahitaji kubadilishwa katika programu:

• Wi-Fi SSID (kwa eneo lako la kufikia Wi-Fi)
• Nenosiri la Wi-Fi (kwa eneo lako la kufikia Wi-Fi)
• Ishara ya Uidhinishaji ya Blynk (kutoka kwa mradi wako wa Blynk)

Kumbuka kutoka kwa nambari ya mfano ambayo Chip ya L293DD kwenye ngao ya gari imeunganishwa kama ifuatavyo:

• Pini ya GPIO 5 kwa kasi ya gari
• Pini ya GPIO 0 kwa mwelekeo wa motor A
• Pini ya GPIO 4 kwa kasi ya motor B
• Pini ya GPIO 2 kwa mwelekeo wa motor B

Hatua ya 8: Sensorer za Urambazaji wa Uhuru: Upataji wa Masafa ya Ultrasonic

HC-SR04 inayopatikana kwa upataji wa data (datasheet) inaweza kutoa vipimo kutoka karibu 2cm hadi 400cm kwa usahihi hadi 3mm. Moduli ya HC-SR04 inajumuisha transmitter ya ultrasonic, mpokeaji na mzunguko wa kudhibiti.

Baada ya kuambatanisha warukaji wanne wa kike na wa kike kwenye pini za HC-SR04, kufunika mkanda karibu na viungio kunaweza kusaidia kuziba viunganisho kutoka kwa kufupisha chasisi ya aluminium na pia kutoa misa inayoweza kupikwa ili kuingia kwenye slot mbele ya chasisi kama inavyoonyeshwa.

Katika mfano huu, pini nne kwenye HC-SR04 zinaweza kushonwa kwa ngao ya gari:

• VCC (kwenye HC-SR04) hadi VIN (kwenye ngao ya gari)
• Trigger (kwenye HC-SR04) hadi D6 (kwenye ngao ya gari)
• Echo (kwenye HC-SR04) hadi D7 (kwenye ngao ya gari)
• GND (kwenye HC-SR04) hadi GND (kwenye ngao ya gari)

VIN itasambaza karibu 6VDC kwa HC-SR04, ambayo inahitaji tu 5V. Walakini, hiyo inaonekana kufanya kazi vizuri. Reli nyingine ya umeme inayopatikana (3.3V) wakati mwingine inatosha kuwezesha moduli ya HC-SR04 (hakika jaribu), lakini wakati mwingine haitoshi voltage.

Mara hii ikiwa imeunganishwa, jaribu nambari ya mfano NodeMCUping.ino ili kujaribu utendakazi wa HC-SR04. Umbali kutoka kwa sensorer kwa kitu chochote umechapishwa kwenye mfuatiliaji wa serial (bodi ya 9600) kwa sentimita. Pata mtawala wetu na ujaribu usahihi. Kuvutia sio?

Sasa kwa kuwa una dokezo hili, jaribu kitu kama hiki kwa gari la kujiepusha na mgongano, lenye uhuru:

1. mbele hadi umbali <10cm
2. simama
3. geuza umbali mdogo (hiari)
4. pindisha pembe isiyo ya kawaida (saa)
5. kitanzi kwa hatua ya 1

Kwa habari ya msingi ya jumla, hapa kuna video ya mafunzo iliyojaa maelezo ya kutumia moduli ya HC-SR04.

Hatua ya 9: Sensorer za Urambazaji wa Kujitegemea: Uakisi wa infrared (IR)

Moduli ya Sense ya Kutafakari ya IR hutumia TCRT5000 (datasheet) kugundua rangi na umbali. Moduli hutoa mwanga wa IR na kisha hugundua ikiwa inapata tafakari. Shukrani kwa uwezo wake wa kuhisi ikiwa uso ni mweupe au mweusi, sensa hii hutumiwa mara kwa mara kwenye foleni inayofuata roboti na ukataji wa data ya auto kwenye mita za matumizi.

Upeo wa umbali wa kupima ni kutoka 1mm hadi 8mm, na hatua ya kati ni karibu 2.5mm. Pia kuna bodi ya potentiometer kurekebisha unyeti. Diode ya IR itatoa mwanga wa IR kwa kuendelea wakati moduli imeunganishwa na nguvu. Wakati taa ya infrared isiyoonyeshwa haijaonyeshwa, triode itakuwa katika hali ya mbali na kusababisha pato la dijiti (D0) kuonyesha mantiki LOW.

Hatua ya 10: Mihimili ya Laser

Moduli hizi za kawaida za 5mW 5V za laser zinaweza kutumiwa kuongeza mihimili nyekundu ya laser kwa kitu chochote kilicho na nguvu ya 5V.

Kumbuka kuwa moduli hizi zinaweza kuharibika kwa urahisi, kwa hivyo HackerBox # 0013 inajumuisha wanandoa kutoa nakala rudufu. Jihadharini na moduli zako za laser!

Hatua ya 11: Utambuzi wa Uendeshaji wa Bodi ya Magari (OBD)

Uchunguzi wa ndani ya bodi (OBD) ni neno la magari linalohusu uwezo wa kujitambua na kutoa taarifa ya gari. Mifumo ya OBD inampa mmiliki wa gari au fundi wa kukarabati kupata hadhi ya mifumo-mifumo anuwai ya gari. Kiasi cha habari ya uchunguzi inayopatikana kupitia OBD imetofautiana sana tangu kuanzishwa kwake katika matoleo ya mapema ya 1980 ya kompyuta za gari. Matoleo ya mapema ya OBD yangeangaza tu taa ya kiashiria cha utendakazi ikiwa shida iligunduliwa lakini haitatoa habari yoyote juu ya hali ya shida. Utekelezaji wa kisasa wa OBD hutumia bandari ya mawasiliano ya dijiti sanifu kutoa data ya wakati halisi pamoja na safu sanifu za nambari za shida za utambuzi, au DTCs, ambayo inamruhusu mtu kutambua haraka na kurekebisha shida ndani ya gari.

OBD-II ni uboreshaji wa uwezo wote na usanifishaji. Kiwango cha OBD-II kinataja aina ya kontakt ya uchunguzi na pinout yake, itifaki za kuashiria umeme zinazopatikana, na muundo wa ujumbe. Pia hutoa orodha ya mgombea wa vigezo vya gari kufuatilia pamoja na jinsi ya kusimba data kwa kila moja. Kuna pini kwenye kontakt ambayo hutoa nguvu kwa zana ya skana kutoka kwa betri ya gari, ambayo huondoa hitaji la kuunganisha zana ya skana na chanzo cha umeme kando. Nambari za Shida za Utambuzi za OBD-II zina tarakimu nne, zikitanguliwa na barua: P kwa injini na usafirishaji (powertrain), B kwa mwili, C kwa chasisi, na U kwa mtandao. Watengenezaji wanaweza pia kuongeza vigezo vya data maalum kwa utekelezaji wao maalum wa OBD-II, pamoja na maombi ya data ya wakati halisi na nambari za shida.

ELM327 ni microcontroller iliyopangwa kwa kuingiliana na kiolesura cha bodi ya uchunguzi (OBD) inayopatikana katika magari mengi ya kisasa. Itifaki ya amri ya ELM327 ni moja wapo ya viwango maarufu vya interface ya PC-to-OBD na pia inatekelezwa na wauzaji wengine. ELM327 ya asili inatekelezwa kwenye microcontroller ya PIC18F2480 kutoka Microchip Technology. ELM327 inafupisha itifaki ya kiwango cha chini na inatoa kielelezo rahisi ambacho kinaweza kuitwa kupitia UART, kawaida na zana ya uchunguzi wa mkono au programu ya kompyuta iliyounganishwa na USB, RS-232, Bluetooth au Wi-Fi. Kazi ya programu kama hiyo inaweza kujumuisha vifaa vya ziada vya gari, kuripoti nambari za makosa, na kusafisha nambari za makosa.

Wakati Torque labda inajulikana zaidi, kuna programu nyingi ambazo zinaweza kutumiwa na ELM327.

Hatua ya 12: Hack Sayari

Asante kwa kushiriki mchezo wetu wa elektroniki wa magari. Ikiwa umefurahiya hii inayoweza kusomwa na ungependa kuwa na sanduku la miradi ya vifaa vya elektroniki kama hii iliyotolewa kwenye sanduku lako la barua kila mwezi, tafadhali jiunge nasi kwa KUJISALITISHA HAPA.

Fikia na ushiriki mafanikio yako katika maoni hapa chini na / au kwenye ukurasa wa Facebook wa HackerBoxes. Hakika tujulishe ikiwa una maswali yoyote au unahitaji msaada wowote kwa chochote. Asante kwa kuwa sehemu ya HackerBoxes. Tafadhali weka maoni yako na maoni yako yaje. HackerBoxes ni masanduku YAKO. Wacha tufanye kitu kizuri!