Funduino/Arduino के साथ आपकी खुद की स्मार्ट कार और HyperDuino+R V3.5R से परे: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह यहां निर्देशों के इस सेट से एक सीधी प्रति है। अधिक जानकारी के लिए HyperDuino.com पर जाएं।

HyperDuino+R v4.0R के साथ आप कई अलग-अलग दिशाओं में अन्वेषण का मार्ग शुरू कर सकते हैं, मोटरों को नियंत्रित करने से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स की खोज तक, प्रोग्रामिंग (कोडिंग) से यह समझने के लिए कि भौतिक और डिजिटल दुनिया कैसे बातचीत कर सकती है। आप जो कुछ भी सीखते हैं, उसके साथ आविष्कार, नवाचार और आगे की खोजों के लिए आपकी अपनी संभावनाएं दस गुना और अधिक बढ़ जाती हैं।

यह विशेष ट्यूटोरियल कार्डबोर्ड बॉक्स और कुछ पहियों और मोटरों को "स्मार्ट कार" में बदलने का मार्ग लेता है। इसे अक्सर रोबोटिक्स कहा जाता है, लेकिन यह विचार का एक योग्य विषय है कि क्या एक ऑटोमेटन (ऑटोमेटा), स्मार्ट कार और एक "रोबोट" को अलग करता है (यह भी देखें, "रोबोट" शब्द की उत्पत्ति)। उदाहरण के लिए, क्या यह "टम्बलिंग रोबोट" वास्तव में एक "रोबोट" है, या बस एक ऑटोमेटन है?

ऐसा लग सकता है कि शब्द महत्वहीन हैं, हालांकि हमारे उद्देश्यों के लिए, हम मतभेदों को मानते हैं कि एक automaton एक ऐसी चीज है जो बाहरी इनपुट के आधार पर अपने व्यवहार को नहीं बदलता है। यह क्रमादेशित क्रियाओं के एक ही क्रम को बार-बार दोहराता है। रोबोट एक ऐसी चीज है जो अलग-अलग इनपुट के जवाब में अलग-अलग क्रियाएं करता है। उन्नत रूप में, कई इनपुट के स्तर के परिणामस्वरूप विभिन्न क्रियाएं हो सकती हैं। यही है, प्रति इनपुट केवल एक आउटपुट नहीं, बल्कि कई इनपुट के प्रोग्राम किए गए विश्लेषण के आधार पर अलग-अलग क्रियाएं।

"स्मार्ट कार" इस श्रेणी की पड़ताल करती है। सरलतम रूप में, एक स्मार्ट कार को पूर्व-निर्धारित पथ पर चलने के लिए पूर्व-प्रोग्राम किया जाता है। इस मामले में चुनौती एक पूर्व-निर्मित "भूलभुलैया" के माध्यम से कार को स्थानांतरित करने की हो सकती है। हालांकि, उस बिंदु पर, मिशन की सफलता पूरी तरह से पूर्व-क्रमादेशित कार्यों के सेट से निर्धारित होती है, उदाहरण के लिए, आगे १०, दाएँ, आगे ५, बाएँ, आदि।

अगले स्तर में, एक इनपुट जैसे कि एक रेंज सेंसर से कार उस बाधा से संपर्क करने से पहले कार को रुकने के लिए प्रेरित कर सकती है, और एक नई दिशा लेने के लिए एक मोड़ कर सकती है। यह एक इनपुट, एक क्रिया का उदाहरण होगा। यही है, एक ही इनपुट (एक बाधा) का परिणाम हमेशा एक ही आउटपुट (बाधा से एक मोड़) में होता है।

अधिक उन्नत स्तर पर, प्रोग्राम पथ-अनुसरण और/या बाधा से बचने के साथ-साथ बैटरी स्तर जैसे कई इनपुट की निगरानी कर सकता है, और इन सभी को एक इष्टतम अगली कार्रवाई में जोड़ सकता है।

पहले मामले में, कार्यक्रम केवल चालों का एक क्रम है। दूसरे और तीसरे उदाहरणों में, कार्यक्रम में एक "अगर-तब" संरचना शामिल है जो इसे सेंसर से इनपुट के जवाब में कार्यक्रम के विभिन्न हिस्सों को करने की अनुमति देती है।

चरण 1: सामग्री

HyperDuino बॉक्स या समान

HyperDuino+R v3.5R + Funduino/Arduino

मुद्रित पैटर्न के साथ पारदर्शी चिपकने वाली समर्थित फिल्म (OL175WJ)। (या इस गाइड का उपयोग केवल उन मोटरों और ढलाईकार के लिए करें जिन्हें कागज पर मुद्रित किया जा सकता है)

4-एए बैटरी बॉक्स प्लस 4 एए बैटरी

2 कमी गियर वाली मोटरें

2 पहिए

1 रोलर बॉल ढलाईकार

४ #४ x ४० १ ½” मशीन स्क्रू #4s वॉशर और नट के साथ

2 #4 x 40” #4s वॉशर और नट के साथ मशीन स्क्रू

1 फिलिप्स/फ्लैट स्क्रूड्राइवर

1 HC SR-04 अल्ट्रासोनिक रेंज सेंसर

1 9जी सर्वो

1 4xAA बैटरी बॉक्स

4 एए बैटरी

1 9वी बैटरी

1 आईआर रिमोट कंट्रोल और आईआर रिसीवर

1 एसएच-एचसी-08 ब्लूटूथ 4.0 बीएलई रिसीवर मॉड्यूल

1HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर

2 3-तार कनेक्टिंग केबल।

2 ग्रोव-संगत 4-तार कनेक्टिंग केबल।

सॉकेट केबल के लिए 1 ग्रोव कनेक्टर

1 खाली सफेद चिपकने वाला लेबल

1 HyperDuino पेचकश (या समान)

चरण 2: स्मार्ट कार का निर्माण

(ऊपर दिए गए सभी चित्र)

बॉक्स तैयार करें

हालांकि HyperDuino रोबोटिक्स किट में "चेसिस" (उच्चारण "चेस-ई") नामक प्लास्टिक बेस शामिल हो सकता है, हमें लगता है कि जितना संभव हो सके अपनी स्मार्ट कार के "स्क्रैच से" निर्माण के करीब होना अधिक संतोषजनक है। इस कारण से, हम हाइपरडुइनो रोबोटिक्स किट के कार्डबोर्ड बॉक्स का पुन: उपयोग करके शुरुआत करेंगे।

HyperDuino+R बॉक्स में, आपको श्वेत पत्र का एक चिपकने वाला-समर्थित टुकड़ा, और हाइपरड्यूनो, बैटरी बॉक्स और मोटर्स के लिए स्थिति दिखाने वाली रूपरेखा के साथ पारदर्शी सामग्री का एक चिपकने वाला-समर्थित टुकड़ा मिलेगा।

चिपकने वाले समर्थित वेल्क्रो सर्कल को कहां रखा जाए, यह इंगित करने वाले मंडल भी हैं।

1. श्वेत पत्र लेबल पर चिपकने वाला बैकिंग निकालें, और इसे बॉक्स के शीर्ष पर हाइपरड्यूनो लेबल पर रखें। नोट: यह चिपकने वाला पैटर्न एक विशिष्ट बॉक्स, मेकरबिट कार्डबोर्ड बॉक्स के लिए एक लेआउट गाइड देने के लिए प्रदान किया गया है। एक बार जब आप उस बॉक्स का उपयोग कर लेते हैं, या यदि आप एक अलग बॉक्स का उपयोग करना चाहते हैं, तो आप इस पीडीएफ पैटर्न फ़ाइल का उपयोग कागज पर मुद्रित करने के लिए कर सकते हैं, और फिर मोटर गाइड (ऊपर और नीचे = बाएं और दाएं) को काट सकते हैं और एक ढलाईकार पहिया गाइड की। जब आप छेद करते हैं तो आप पेपर को जगह में टेप कर सकते हैं, फिर एक बार पेपर पैटर्न को हटा दें।

2. HyperDuino+R बॉक्स को खोल दें ताकि वह सपाट हो सके। यह शायद परियोजना का सबसे कठिन हिस्सा है। आपको बॉक्स के निचले हिस्से में स्थित स्लॉट्स से बाहर बॉक्स के प्रत्येक तरफ टैब को प्रेस-एंड-लिफ्ट करना होगा। आप पा सकते हैं कि फ्लैप के अंदर से बाहर की ओर धकेलने के लिए हाइपरड्यूनो स्क्रूड्राइवर का उपयोग करने से फ्लैप को मुक्त करने में मदद मिलेगी।

3. बाईं ओर पारदर्शी सामग्री के लिए चिपकने वाले बैकिंग के आधे हिस्से को हटा दें (यदि हाइपरड्यूनो लोगो "ऊपर" है), और इसे हाइपरड्यूनो बॉक्स के अंदर कट-आउट से मेल खाने वाले स्लॉट्स के आधे-आउटलाइन के साथ रखें। डिब्बा। HyperDuino+R बॉक्स के निचले भाग की तहों के साथ दो क्षैतिज रेखाओं को पंक्तिबद्ध करने के लिए अपना सर्वश्रेष्ठ प्रयास करें।

4. पारदर्शी फिल्म के बाईं ओर स्थित होने के बाद, दाहिने आधे हिस्से से पेपर बैकिंग हटा दें और पैटर्न को संलग्न करना समाप्त करें।

5. अपने किट में शामिल हाइपरड्यूइनो स्क्रूड्राइवर के फिलिप्स टिप का उपयोग मशीन के स्क्रू के लिए छोटे छेद बनाने के लिए करें जो मोटरों को जगह में रखेंगे। प्रत्येक मोटर के लिए दो छेद होते हैं, साथ ही मोटर के धुरा के लिए एक छेद होता है।

6. जारी रखें और रोलर बॉल के लिए दो और छेद करें।

7. मोटर्स के एक्सल के लिए, हाइपरडुइनो किट के नीले प्लास्टिक होल-मेकिंग टूल का उपयोग करके पहला छोटा होल बनाएं जो मोटर्स के एक्सल के साथ संरेखित हो। फिर एक प्लास्टिक बॉलपॉइंट पेन या इसी तरह के छेद को लगभग”इंच व्यास में बड़ा करने के लिए उपयोग करें।

8. प्रत्येक लंबे (1 1/2 ) मशीन स्क्रू पर एक वॉशर लगाएं, और बॉक्स के बाहर से मोटर्स के लिए छेद के माध्यम से धक्का दें। (इसमें थोड़ा सख्त दबाव होता है, लेकिन स्क्रू को छेद के माध्यम से आराम से फिट होना चाहिए।)

9. मोटर को फिट करें, जिसमें 2 छोटे छेद हैं जो मशीन के स्क्रू से मेल खाते हैं, स्क्रू पर और नट के साथ सुरक्षित। HyperDuino स्क्रूड्राइवर स्क्रू को कसने में मददगार होगा, लेकिन इस हद तक न कसें कि कार्डबोर्ड क्रश हो गया है।

10. दूसरी मोटर के लिए दोहराएं।

11. वेल्क्रो हलकों का पता लगाएँ। बैकिंग के साथ हुक और लूप (फजी) सर्कल को एक साथ जोड़ दें। फिर लूप (फजी) सर्कल से बैकिंग को हटा दें और प्रत्येक सर्कल को संलग्न करें जहां आप हाइपरड्यूनो बोर्ड और बैटरी बॉक्स के लिए 3 आउटलाइन देखते हैं। रखने के बाद, बैकिंग को हुक सर्कल से हटा दें।

12. अब हाइपरड्यूइनो को इसके फोम बैकिंग के साथ, और बैटरी बॉक्स (बंद और स्विच साइड "अप" के साथ) को वेल्क्रो सर्कल पर रखें। उन्हें पर्याप्त बल के साथ नीचे दबाएं कि वे हलकों के चिपकने वाली पीठ से चिपक जाएं।

13. अब आप बैटरी और मोटर के तारों को जोड़ सकते हैं। यदि आप बहुत करीब से देखते हैं, तो आप 8 मोटर टर्मिनलों में से प्रत्येक के बगल में लेबल देख सकते हैं, जिन पर A01, A02, B01 और B02 लेबल हैं। ऊपरी मोटर ("B") के काले तार को B02 से और लाल तार को B01 से संलग्न करें। निचली मोटर ("A") के लिए, निचली मोटर ("A") के लाल तार को A02 से और काले तार को A01 से संलग्न करें। कनेक्शन बनाने के लिए, आप धीरे से तार को छेद में तब तक डालें जब तक आपको लगे कि यह रुक गया है, और फिर नारंगी लीवर को उठाएं और जब आप तार को छेद में 2 मिमी या उससे आगे धकेलते हैं तो इसे खुला रखें। फिर लीवर को छोड़ दें। यदि तार ठीक से सुरक्षित है, तो जब आप इसे कोमल टग देंगे तो यह बाहर नहीं आएगा।

14. बैटरी के तारों के लिए, लाल तार को मोटर पावर कनेक्टर के Vm से और काले तार को Gnd से जोड़ दें। छोटे मोटर्स को Arduino 9v बैटरी से संचालित किया जा सकता है, लेकिन चार AA बैटरी पैक की तरह एक अतिरिक्त बैटरी का उपयोग मोटर्स को पावर देने के लिए किया जा सकता है, और HyperDuino+R बोर्ड के ऊपरी-बाईं ओर 2 टर्मिनलों का उपयोग करके जुड़ा हुआ है। आपके विशेष एप्लिकेशन के लिए चुनाव आप पर निर्भर है, और "जम्पर" को एक या दूसरे स्थान पर ले जाकर कॉन्फ़िगर किया गया है। 9v बैटरी से मोटरों को शक्ति प्रदान करने के लिए, डिफ़ॉल्ट स्थिति दाईं ओर है। इन गतिविधियों के लिए, जहां आपने चार एए-बैटरी केस जोड़े हैं, आप जम्पर को "बाएं" स्थिति में ले जाना चाहेंगे।

15. अंत में बॉक्स को एक साथ मोड़ें जैसा कि अंतिम शेष चित्रों में से एक में दिखाया गया है।

16. बॉक्स के अंदर से छेदों के माध्यम से वॉशर के साथ दो”मशीन स्क्रू डालने का एक अच्छा समय है, और रोलर बॉल असेंबली को वाशर के साथ संलग्न करें।

17. अब पहियों को केवल एक्सल पर दबाकर संलग्न करें। मोटर एक्सल पर पहियों पर ध्यान दें, ताकि पहिए धुरों के लंबवत हों, और जितना आप टाल सकते हैं उससे अधिक कोण न लगाएं। अच्छी तरह से संरेखित पहिए कार को आगे बढ़ने पर एक स्ट्राइटर ट्रैक देंगे।

18. अभी के लिए आखिरी काम यूएसबी केबल के लिए एक छेद बनाना है। यह एक सुंदर तरीके से करना इतना आसान नहीं है, लेकिन थोड़े से दृढ़ संकल्प के साथ, आप काम पूरा करने में सक्षम होंगे। HyperDuino बोर्ड पर USB कनेक्टर और "USB केबल" लेबल वाले आउटलाइन बॉक्स को देखें। बॉक्स के किनारे पर दृष्टिगत रूप से उसका पालन करें, और हाइपरड्यूइनो स्क्रूड्राइवर फिलिप्स टिप का उपयोग करके एक छेद बनाएं जो बॉक्स के नीचे से लगभग 1”के ऊपर हो, और जितना संभव हो सके यूएसबी केबल पथ के केंद्र में सबसे अच्छा संरेखित हो। यदि यह ऑफ-सेंटर है, तो बाद में छेद के माध्यम से यूएसबी केबल को कनेक्ट करना थोड़ा मुश्किल हो जाएगा। स्क्रूड्राइवर के साथ छेद शुरू करने के बाद, इसे ब्लू होल बनाने वाले उपकरण के साथ आगे बढ़ाएं, फिर एक प्लास्टिक पेन बैरल, और अंत में एक शार्पी या जो भी अन्य सबसे बड़ा व्यास उपकरण आप पा सकते हैं, उस पर जाएं। यदि आपके पास Xacto चाकू है, तो यह सबसे अच्छा होगा, लेकिन हो सकता है कि वे कक्षा सेटिंग में उपलब्ध न हों।

19. HyperDuino USB केबल के वर्गाकार कनेक्टर सिरे के साथ छेद के आकार का परीक्षण करें। छेद बहुत सुंदर नहीं होगा, लेकिन स्क्वायर कनेक्टर के माध्यम से गुजरने में सक्षम होने के लिए आपको इसे काफी बड़ा बनाने की आवश्यकता होगी। नोट: छेद बनाने के बाद, सुधारक द्रव ('व्हाइट-आउट') छेद बनाने से उजागर हुए गहरे कार्डबोर्ड पर पेंटिंग करने का एक तरीका है।

20. बॉक्स के ढक्कन को बंद करने के लिए, आपको कैंची से 2 कट बनाने होंगे जहां फ्लैप अन्यथा मोटर में चलेगा, और या तो परिणामी फ्लैप को थोड़ा पीछे मोड़ें, या इसे पूरी तरह से काट लें।

चरण 3: एक साधारण "भूलभुलैया-चल रहा" कार्यक्रम कोडिंग

पहली प्रोग्रामिंग चुनौती एक ऐसा प्रोग्राम बनाना होगा जो एक पैटर्न के माध्यम से कार को "ड्राइव" कर सके।

ऐसा करने के लिए, आपको सीखना होगा कि iForge ब्लॉक प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग कैसे किया जाता है ताकि ऐसे फ़ंक्शन तैयार किए जा सकें जो मोटरों को आगे और पीछे जाने के लिए नियंत्रित कर सकें, और बाएं और दाएं हाथ के मोड़ भी बना सकें। अपनी यात्रा के प्रत्येक भाग में कार द्वारा तय की गई दूरी इस बात से निर्धारित होती है कि मोटरें कितनी देर तक चलती हैं, और किस गति से चलती हैं, इसलिए आप उन्हें भी नियंत्रित करना सीखेंगे।

इस ट्यूटोरियल में दक्षता के हित में, अब हम आपको "HyperDuino और iForge के साथ कोडिंग" दस्तावेज़ पर निर्देशित करेंगे।

यह आपको दिखाएगा कि क्रोम के लिए iForge एक्सटेंशन कैसे स्थापित करें, एक खाता बनाएं, और ब्लॉक प्रोग्राम बनाएं जो हाइपरडुइनो पर पिन को नियंत्रित करते हैं।

जब आप इसे पूरा कर लें, तो यहां वापस आएं, और इस ट्यूटोरियल को जारी रखें, और हाइपरड्यूनो का उपयोग करके मोटर्स को नियंत्रित करना सीखें।

चरण 4: मूल मोटर नियंत्रण

HyperDuino "R" बोर्ड के शीर्ष पर आसान-कनेक्ट टर्मिनल हैं जो आपको मोटर या बैटरी से एक नंगे तार डालने की अनुमति देते हैं। ऐसा इसलिए है कि किसी विशेष कनेक्टर की आवश्यकता नहीं है, और आप "बॉक्स से बाहर" बैटरी और मोटर्स को हुक करने में सक्षम होने की अधिक संभावना रखते हैं।

महत्वपूर्ण नोट: मोटर कनेक्टर्स के लिए "A01" और "A02" नाम यह नहीं दर्शाते हैं कि एनालॉग पिन A01 और A02 उन्हें नियंत्रित करते हैं। "ए" और "बी" का उपयोग केवल "ए" और "बी" मोटर्स को नामित करने के लिए किया जाता है। HyperDuino+R बोर्ड टर्मिनलों से जुड़ी किसी भी मोटर को नियंत्रित करने के लिए डिजिटल I/O पिन 3 से 9 का उपयोग किया जाता है।

बैटरी को आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे मोटर्स के लिए उपयुक्त बिजली क्षमता (मिलीएम्प-घंटे) और वोल्टेज के साथ चुना जाना चाहिए। इस तरह के एक बॉक्स में 4 या 6 एए बैटरी विशिष्ट हैं:

Amazon से उदाहरण: 6 AA बैटरी होल्डर 2.1mm x 5.5mm कनेक्टर 9V आउटपुट के साथ (चित्र 2)

ध्रुवता (सकारात्मक और नकारात्मक) को Vm (सकारात्मक) और Gnd ("ग्राउंड" = नकारात्मक) से ठीक से जोड़ना महत्वपूर्ण है। यदि आप किसी पावर स्रोत के पॉजिटिव लीड को बाहरी पावर कनेक्शन के नेगेटिव (Gnd) इनपुट से जोड़ते हैं, तो एक सुरक्षात्मक डायोड होता है जो शॉर्ट सर्किट को ब्लॉक करता है, और साथ ही, मोटर्स सक्रिय नहीं होंगे।

मोटर नियंत्रक या तो नियंत्रित कर सकता है:

A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd से जुड़े चार सिंगल-दिशा डीसी मोटर्स

नोट: एक ही समय में केवल एक "ए" मोटर और एक "बी" मोटर चालू हो सकती है। एक ही समय में सभी चार एकल-दिशा मोटर्स को चालू करना संभव नहीं है।

पिन 8: उच्च, पिन 9: निम्न = मोटर A01 "चालू"

पिन 8: कम, पिन 9: उच्च = मोटर A02 "चालू"

(पिन 8, 9: कम = दोनों बी मोटर बंद)

पिन 12: कम, पिन 13: उच्च = मोटर बी01 "चालू"

पिन 12: हाई, पिन 13: लो = मोटर बी02 "ऑन"

(पिन 12, 13: कम = दोनों बी मोटर बंद)

A01/A02 और B01/B02. से जुड़े दो द्वि-दिशात्मक डीसी मोटर्स

पिन 8 = उच्च, पिन 9 = निम्न = मोटर ए "आगे*"

पिन 8 = कम, पिन 9 = उच्च = मोटर ए "रिवर्स*"

(पिन 8 = कम, पिन 9 = कम = मोटर ए "ऑफ")

पिन 12 = हाई, पिन 13 = लो = मोटर बी "फॉरवर्ड*"

पिन 12 = कम, पिन 13 = उच्च = मोटर बी "रिवर्स*"

(पिन 12 = कम, पिन 13 = कम = मोटर बी "बंद")

(*मोटर तारों की ध्रुवीयता और मोटर, पहिया और रोबोट कार के उन्मुखीकरण के अधीन।)

A01/A02/B01/B02 और Gnd. से जुड़ी एक स्टेपर मोटर

तोशिबा TB6612FNG मोटर कंट्रोलर IC पर आधारित HyperDuino मोटर कंट्रोलर की वोल्टेज और करंट लिमिट 15v और 1.2 A (औसत)/3.2 A (पीक) है।

मोटर "ए": A01 और A02. से कनेक्ट करें

(प्रदर्शन के लिए अंतिम दो तस्वीरें देखें)

मोटर गति

मोटर्स ए और बी की गति को क्रमशः पिन 10 और 11 से नियंत्रित किया जाता है:

मोटर ए की गति: पिन 10 = पीडब्लूएम 0-255 (या सेट पिन 10 = उच्च)

मोटर बी की गति: पिन 11 = पीडब्लूएम 0-255 (या पिन 11 = उच्च सेट करें)

सिंगल-दिशा संचालन (चार मोटर्स) में, पिन 10 का गति नियंत्रण दोनों "ए" मोटर्स के लिए और पिन 11 दोनों "बी" मोटर्स के लिए संचालित होता है। सभी चार मोटरों की गति को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करना संभव नहीं है।

लो-पावर मोटर्स (400ma से कम)

मोटर नियंत्रक 15v और 1.5 amps (पल 2.5 amps) तक के बाहरी बैटरी स्रोत का उपयोग कर सकता है। हालाँकि, यदि आप एक मोटर का उपयोग कर रहे हैं जो 5-9v पर चल सकती है, और 400ma से कम का उपयोग करती है, तो आप मोटर पावर कनेक्टर के बगल में काले जम्पर का उपयोग कर सकते हैं, और इसे "विन" स्थिति में ले जा सकते हैं। वैकल्पिक स्थिति, "+VM" बाहरी शक्ति के लिए है।

स्मार्ट कार गतिविधि

अपनी स्मार्ट कार को असेंबल करने के साथ, अब आप स्मार्ट कार गतिविधि पर आगे बढ़ सकते हैं जहां आप सीखेंगे कि अपनी कार को कैसे प्रोग्राम किया जाए।