PiCar: Автономит автомашины платформ байгуулах: 21 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү зааварчилгаа нь PiCar бүтээхэд шаардлагатай алхамуудыг нарийвчлан тайлбарласан болно

PiCar гэж юу вэ?

PiCar бол нээлттэй эх үүсвэртэй бие даасан автомашины платформ юм. Энэ нь бие даасан биш боловч та Arduino эсвэл Raspberry Pi ашиглан машиныг удирдах мэдрэгчийг хялбархан нэмж болно.

Яагаад RC машины оронд PiCar ашиглах ёстой вэ?

PiCar ашиглах нь RC машиныг платформ болгон ашиглахтай маш төстэй юм. Гэсэн хэдий ч PiCar нь танд илүү их хяналтыг өгдөг бөгөөд үүнийг өөрчлөх нь RC машинаас илүү хялбар байдаг. PiCar -ийн явах эд анги нь 3D хэвлэсэн бөгөөд шаардлагатай бол машинд илүү зай нэмэхийн тулд 3D загварыг хялбархан засварлаж болно. Нэмж дурдахад бүх эд ангиудыг онлайнаар хялбархан авах боломжтой эсвэл 3D хэвлэх боломжтой.

PiCar -ийг хэн бүтээсэн бэ?

PiCar -ийг Сент -Луис дахь Вашингтоны Их Сургуульд Хамберто Гонзалес, Силвиа Жан нарын лабораторид зохион бүтээжээ. Энэхүү машиныг 2017 оны 5 -р сард зохион бүтээсэн бөгөөд 6 -р сард роботын тэмцээнд оролцсон. PiCar нь БНХАУ -ын Сиань хотын Сиань Жиаотун их сургуульд болсон торгоны замын роботын инновацийн тэмцээнд оролцсон 30+ олон улсын багуудаас шилдэг 10 -т багтжээ. YouTube дээр FlowBot -ийн видеоны линкийг энд оруулав.

Энэхүү зааварчилгаанд зөвхөн PiCar -ийг хэрхэн бүтээх талаар дэлгэрэнгүй бичсэн болно. Хэрэв та PiCar -тайгаа жишээ код ашиглахыг хүсвэл манай GitHub репозиторыг ашиглан жишээ код болон нэмэлт баримт бичигт хандана уу.

Алхам 1: эд ангиудын жагсаалт

Сэлбэгийн жагсаалт:

• Сойзгүй мотор ба ESC (32.77 доллар)
• Зай ($ 10.23)
• Servo мотор (6.15 доллар)
• Дугуй ($ 28; оруулгатай, дугуйнд наасан)
• Тэнхлэг, 6 мм (19.38 доллар)
• Hex Wheel Adapters ($ 3.95)
• Том араа (8.51 доллар)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 мм -ийн цооног, 8 мм -ийн гаднах диаметр ($ 8.39)
• 2 мм -ийн цооног, 5 мм -ийн гаднах диаметр ($ 9.98)
• Тэнхлэг холхивч ($ 30.68)
• М3 ба М2 эрэг ($ 9.99)
• 3D принтер рүү нэвтрэх

Нийт: $ 176.00

Нэмэлт:

• ESC програмчлалын карт ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC програмчлалын карт

• Зай цэнэглэгч ($ 24.50)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC зай цэнэглэгч (АНУ -ын залгуур)

• Алан түлхүүрийн багц ($ 9.12)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Wrench-Metric-13-Pie…

• Хүлээн авагчтай RC хянагч ($ 22.58)

  https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• Arduino (10.9 доллар)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• Талхны самбар ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless…

• Төрөл бүрийн утас ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

Нийт: $ 89.48

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гурван шалгуураар сонгосон.

• Функциональ байдал
• Хүртээмжтэй байдал
• Өгөгдлийн хүснэгтийн бэлэн байдал

Сэлбэгүүд нь сайн ажиллах ёстой бөгөөд ингэснээр хүссэнээрээ гүйцэтгэж, удаан хугацаанд үйлчилдэг. Бусад хүмүүс PiCar -ийг хуулбарлахын тулд тэдгээрийг онлайнаар хялбархан худалдаж авах хэрэгтэй. Энэ нь маш чухал юм, учир нь манай лаборатори ирээдүйд илүү олон машин үйлдвэрлэх болно, мөн бид машиныг улс даяар хүмүүст хүртээмжтэй байлгахыг хүсч байна. Бид PiCar дээр туршилт хийх тул хэсгүүдэд мэдээллийн хуудас байх ёстой. Эрдэм шинжилгээний туршилт хийхдээ таны ашиглаж буй төхөөрөмжид яг юу орж байгааг мэдэх нь чухал юм. Мэдээллийн хуудастай байх нь туршилтыг давтах боломжтой болгодог.

Алхам 2: 3D загварт нэвтрэх

Onshape дээр байрлуулсан CAD файлуудад хэрхэн хандах вэ:

1. https://cad.onshape.com/signin руу орно уу.

2. Хэрэв танд дансны дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгсөн бол нэвтрэхийн тулд эдгээр итгэмжлэлийг ашиглана уу.

3. Үгүй бол шинэ данс үүсгэнэ үү. Таны дансыг тохируулсны дараа нэвтэрсэн бол https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… хаягаар орж Pi Car Assembly -д нэвтрээрэй.

4. Холбоосыг нээснээр дээрх зургуудаас үзэхэд Pi Car Assembly файл руу орох болно. Хэрэв та өгсөн итгэмжлэлийг ашиглаж байгаа бол энэ угсралт болон бүх хэсгийн файлуудад 'засварлах' хандалттай байх болно. Хэрэв та шинэ хэрэглэгчийн бүртгэл ашиглаж байгаа бол угсралтын хуулбарыг үүсгэж, үүнийг засах боломжтой.

5. Onshape сурахын тулд https://www.onshape.com/learn/learn-cad хаягаар орно уу.

6. Дээрх зураг нь эд анги, угсралт, дэд угсралт эсвэл зураг тус бүрт хэрхэн хандахыг харуулж байна.

7. Хэмжээг (хэсгүүдийн хоорондын зай эсвэл өнцөг) шалгах хамгийн сайн арга бол тухайн хэсэг эсвэл угсралтын зураг руу орох явдал юм. Хэмжээг шалгахын өмнө дээрх зураг дээр үзүүлсэн шиг шинэчлэх товчлуур дээр дарж зургийг холбогдох угсралт эсвэл хэсэгтэй синхрончилж байгаа эсэхээ шалгаарай.

8. Тодорхой хэмжээсийг шалгахын тулд цэг-цэг, цэг-шугам, шугам-шугам, өнцөг гэх мэт хэмжүүрийн хэрэгслийг ашиглаж, дээр үзүүлсэн шиг хос цэг/шугам дээр дарна уу. дүрс.

Алхам 3: 3D загварыг татаж авах

3D загварыг ашиглах боломжтой болсон тул та тэдгээрийг 3D хэвлэх хэлбэрээр татаж авах хэрэгтэй

Татаж авах шаардлагатай 9 хэсгийг:

• Явах эд ангийн финал
• Аккерманы үндсэн холбоос
• Ackermann servo эвэр

• Дугуйны зургаан өнцөгт 12 мм

  (x2) Хоёр тал нь ижил хэсгүүд юм

• Аккерманы гар

  (x2) Зүүн ба баруун тал аль аль нь; Эдгээр файлууд нь бие биенийхээ толин тусгал дүрс юм

• Ackermann холбоос

  (x2) Хоёр тал нь ижил хэсгүүд юм

1. Дээрх хэсгүүдийг татаж авахын тулд OnShape дээрх PiCar -ийн үндсэн хэсэг рүү очно уу
2. Татаж авахыг хүссэн хэсгийг баруун товшино уу
3. Экспорт дарна уу
4. Файлыг.stl файл болгон хадгална уу
5. Бүх 9 файлыг.stl файл болгон хадгалахын тулд эдгээр алхмуудыг давтана уу

Хэрэв танд файл татаж авах боломжгүй асуудал гарвал манай GitHub дээрээс step файлууд эсвэл stl файлуудыг олж болно. Үндсэн хуудаснаас hw, chassis, эцэст нь stl_files эсвэл step_files дээр дарна уу.

Алхам 4:. STL файлуудыг 3D хэвлэх

Өөрийн хүссэн 3D принтерээ ашиглан бүх.stl файлуудыг хэвлээрэй

Ихэнх хэвлэмэл хэсгүүдийг дэмжлэгтэйгээр хэвлэх шаардлагатай байдаг, гэхдээ цөөхөн хэд нь тэдэнгүйгээр илүү сайн хэвлэдэг болохыг олж мэдсэн. Ackermann servo horn, Wheel hex 12mm, Ackermann гарны хэсгүүдийг тусад нь хэвлэж, дэмжлэггүйгээр хэвлэхийг танд зөвлөж байна. Энэ нь нийт хэвлэх хугацааг багасгаж, хэвлэх чанарыг нэмэгдүүлэх болно.

Би бүх эд ангийг 100% дүүргэсэн байдлаар хэвлэсэн боловч энэ бол хувийн сонголт байсан. Хэрэв та хүсвэл 20% хүртэл дүүргэх боломжтой. Би хэсгүүдийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд ийм өндөр дүүргэлтээр хэвлэхээр шийдсэн.

Миний хэвлэмэл материалыг 0.1 мм -ийн өндөрт тохируулсан болно. 0.1 мм бол миний 3D принтерийн үндсэн тохиргоо учраас би ийм шийдвэр гаргасан. Би 0.1 мм -ээс 0.2 мм -ийн давхаргын өндрийг хэвлэхийг зөвлөж байна.

Алхам 5: Холхивчийг 3 хэмжээст хэвлэсэн урд тээрэмдэх систем рүү оруулна уу

3 мм -ийн холхивч нь Ackermann Arm 3D хэвлэмэл хэсгүүдийн аль алинд нь ордог

Та хуруугаараа холхивчийг түлхэх чадвартай байх ёстой. Гэсэн хэдий ч хэрэв илүү их хүч шаардагдах юм бол хавтгай объектыг холхивч дээр дарахыг зөвлөж байна. Хурц зүйл хэрэглэхгүй байх, холхивч руу гэнэт цохилт өгөхгүй байхыг хичээгээрэй.

Ackermann Arm -ийн хоёр хэсэгт хоёуланд нь 2 мм -ийн хоёр холхивчийг дарна уу

2 мм -ийн холхивчийг Ackermann Pin Link -ийн хоёр хэсэгт дарна уу

Бүх холхивч хаашаа явж байгааг ойлгохын тулд зургуудыг үзнэ үү. Холхивч нь зөвхөн зөв хэмжээтэй нүхэнд орох тул үүнийг хэлэхэд хялбар байх ёстой.

Алхам 6: Ackermann Servo Horn On Servo руу шураг шургуулна

Ackermann Servo Horn 3D хэвлэсэн хэсгийг servo -ийн дээд хэсэгт дарна уу.

Ackermann Servo Horn шууд орох ёстой. Хэрэв тийм биш бол та servo -ийн үзүүрийг хайчилж болно. Эхний зураг дээр харагдаж байгаа шиг, энэ нь ямар харагдахыг харуулахын тулд би servo -ийнхоо үзүүрийг таслав.

Ackermann Servo Horn -ийг servo дээр шургуулахын тулд servo -тойгоо хамт ирсэн нэг эрэг ашиглана уу

Энэ алхам нэлээд урагшлах болно. Шураг нь эд ангиудыг найдвартай холбохыг баталгаажуулах болно.

Алхам 7: 3D хэвлэсэн урд дугуйны угсралтыг холбох

Ackermann Arm -ийн хоёр хэсгийг Ackermann Base Link дээр хоёр М2 эрэг, самар ашиглан холбоно

Энэ алхамд төв холхивчийг ашиглана уу. Ackermann Arm -ийн эд ангиудыг хаана бэхлэхийг зургуудаас үзнэ үү. Хоёр тал нь бие биенийхээ толин тусгал байх ёстой.

Ackermann Pin Link -ийн хоёр хэсгийг M2 боолт, самар ашиглан Ackermann Arm хэсэгт холбоно.

Ackermann Pin Link -ийн төгсгөлгүй бол Ackermann Arm -ийг холбоход ашигладаг төгсгөл юм. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зөв чиглэлийг авахын тулд зургуудыг үзнэ үү.

ЧУХАЛ: Зүүн ба баруун Ackermann Pin Link хэсгүүдийг хооронд нь харьцуулж эргүүлнэ

Энэ нь зурган дээр үзүүлсэн шиг нэг холхивчийн үзүүр нөгөөгөөсөө дээгүүр хөвөх ёстой гэсэн үг юм.

Алхам 8: Сервог урд дугуйны угсралтад холбоно уу

М2 шураг ба самар ашиглан servo -ийг урд дугуйны угсралтад холбоно

Ackermann servo эвэр нь Ackermann Pink Link хоёр хэсгийн хооронд явдаг. Зургуудыг үзээд хэсгүүдийн чиглэлийг зөв олж аваарай.

Алхам 9: Дугуйг урд дугуйны угсралтад холбоно уу

Дугуйны Hex 12 мм хэмжээтэй 3D хэвлэсэн хоёр хэсгийг хоёр дугуйнд оруулна

Энэхүү 3D хэвлэсэн хэсэг нь дугуй ба машины хоорондох зайны үүргийг гүйцэтгэдэг. Энэ нь дугуйг хүрэхгүй байхад явах эд анги руу аль болох ойр байлгах боломжийг олгодог.

Хоёр дугуйг урд дугуйны угсралтад бэхлэхийн тулд хоёр М3 эрэг, самар ашиглана уу

Шургийн толгой нь дугуйны гадна талд, самар нь дотогшоо явдаг. Ингэснээр урд дугуйны угсралт дуусна.

Алхам 10: Pinion Gear -ийг моторын босоо ам руу холбоно

Босоо тэнхлэгийг хөдөлгүүрийн босоо аманд цохих шаардлагатай

Би эд ангиудыг гэмтээхгүйн тулд хуванцар алх ашиглахыг зөвлөж байна. Зурган дээр үзүүлсэн шиг араагаа босоо амны ирмэгийн ойролцоо байлга.

Алхам 11: Тэнхлэгийг уртаар нь хайчилж ав

Тэнхлэгийг 69 мм хүртэл хайчилж ав

6 мм диаметртэй тэнхлэг нь Макмастер Карраас ирэхэд 200 мм урт байдаг. Энэхүү бүтээцийн хувьд тэнхлэгийг 69 мм хүртэл зүсэх ёстой.

Би эргэдэг диск бутлуурын хавсралт бүхий Dremel ашиглахыг зөвлөж байна. Тэнхлэг нь зэвэрдэггүй гангаар хийгдсэн тул уртыг нь таслахад хэдэн минут нунтаглах шаардлагатай болно. Энэхүү хийцнийхээ тэнхлэгийг огтлоход надад ердөө 5 гаруй минут зарцуулсан. Би тэнхлэгийн үзүүрт хонгилыг таслахын тулд Dremel ашиглахыг зөвлөж байна. Энэ нь угсарсан холхивч ба түлхүүр араагаа гулгахад хялбар байх боломжийг олгоно.

Алхам 12: Тэнхлэг дээр суурилуулсан холхивчийг гулсуулна уу

Холбогдсон холхивчийг тэнхлэг дээр гулсуулах шаардлагатай

Энэ нь арын дугуйны угсралтын ажлыг эхлүүлж байна

Алхам 13: Спур араагаа тэнхлэгт холбоно уу

Шургийн араагаа тэнхлэгийн баруун талд шургуул

Түгжих шураг нь арааны дотор талд байгаа эсэхийг шалгаарай.

Аллен түлхүүрийг ашиглан түгжээний боолтыг тэнхлэгт чангалах хүртэл шургуулна

Түгжих боолтыг одоохондоо сул байлгаад дараа нь бүрэн чангалах нь зүйтэй болов уу. Энэ нь цилиндр арааны шүд нь бүлүүр араагаар сайн бэхлэгдэх болно.

Алхам 14: Hex адаптеруудыг 2 дугуй дээр холбоно уу

Дугуйны зургаан өнцөгт адаптерийг өгсөн боолтыг ашиглан дугуй руу шургуул.

Боолтыг бүрэн чангалсан эсэхийг шалгаарай.

Алхам 15: Дугуй ба дэрний блокны холхивчийг тэнхлэгт холбоно уу

Дугуйны аль алиныг нь тэнхлэгийн хоёр үзүүр рүү шургуулна

Түгжих боолтыг чангалж, дугуйг байрандаа бэхлээрэй

Алхам 16: Сойзгүй моторыг явах эд анги руу холбоно уу

М2 гурван эрэг ашиглан моторыг явах эд анги руу холбоно уу.

Хэрэв та утсыг явах эд анги руу чиглүүлэхээр чиглүүлэх нь хожим нь тустай болно.

Алхам 17: Дугуйны угсрах хэсгийг явах эд анги руу холбоно уу

М3 хэмжээтэй дөрвөн эрэг, самар ашиглан арын дугуйны угсрах хэсгийг явах эд анги руу холбоно.

Дугуйны араа ба шүдний араа зэрэгцсэн, шүд нь сайн бэхлэгдсэн эсэхийг шалгаарай.

Хэрэв шүд нь сайн тордоогүй бол цилиндр арааны бэхэлгээний боолтыг тайл. Цилиндр араагаа тэнхлэгийн дагуу хөдөлгөж, бүлүүр араагаар холбоно.

Алхам 18: Урд дугуйны угсрах хэсгийг явах эд анги руу холбоно уу

Урд дугуйны угсрах хэсгийг 4 М3 эрэг, самар ашиглан явах эд анги руу холбоно.

Сервийг явах эд анги дахь тэгш өнцөгт servo хайрцагт хийнэ.

Алхам 19: ESC -ийг сойзгүй мотортой холбоно уу

Мотор дээрх ижил өнгийн утсыг ESC дээрх утаснуудтай холбоно уу

Эдгээр утаснууд нь моторыг хүчээр хангадаг. Мотор нь сойзгүй мотор бөгөөд энэ нь гурван багц ороомогоор хувьсах гүйдэлээр ажилладаг гэсэн үг юм. ESC нь мэдээллийн кабелиас авсан pwm дохионоос хамааран гүйдлийг хэзээ өөрчлөхөө шийддэг.

Алхам 20: ESC ба моторын мэдээллийн кабелийг хүлээн авагчид холбоно уу

Эерэг ба газардуулга нь хүлээн авагчийн зөв байрлалд байгаа эсэхийг шалгаарай. Эерэг (улаан) утаснууд бүгд нэг эгнээнд байх нь маш чухал юм.

Кабель тус бүрийг хаана байрлуулах шаардлагатайг тодорхойлохын тулд RC хянагчийн хэрэглэгчийн гарын авлагаас үзнэ үү. Миний хянагчийн хувьд servo кабель нэг суваг дээр, ESC кабель хоёр дахь суваг дээр байна.

Алхам 21: LiPo батерейгаар бүх зүйлийг асааж, RC хянагчаар туршина уу

LiPo батерейг ESC -д залгаж бүхэл системийг ажиллуулна. Одоо та машинаа RC хянагчаар удирдах боломжтой боллоо. Систем бүхэлдээ зориулалтын дагуу ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Машин шулуун жолоодохын тулд та servo -ийг тохируулах хэрэгтэй болж магадгүй юм. Ихэнх RC хянагчид энэ өнцгийг тааруулах боломжийг олгодог. Та мөн машин эхлэх хүртэл дугуйгаа хэр хол эргүүлэхээ тохируулж болно. RC хянагчийнхаа гарын авлагыг уншихыг зөвлөж байна, ингэснээр та түүний янз бүрийн функцийг ойлгох болно.