HackerBoxes 0013: Автоспорт: 12 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

АВТОСПОРТ: Бул айда HackerBox Hackers автомобиль электроникасын изилдеп жатышат. Бул Нускамада HackerBoxes #0013 менен иштөө боюнча маалыматтар камтылган. Эгерде сиз ай сайын ушундай кутуну почта кутуңузга алууну кааласаңыз, азыр HackerBoxes.com сайтына жазылып, ыңкылапка кошулууга убакыт келди!

Бул HackerBox үчүн темалар жана окуу максаттары:

• NodeMCUду Arduino үчүн адаптациялоо
• 2WD унаа топтомун чогултуу
• 2WD унаа топтомун көзөмөлдөө үчүн NodeMCUду туташтыруу
• Blynk аркылуу WiFi аркылуу NodeMCU көзөмөлдөө
• Автономдуу навигация үчүн сенсорлорду колдонуу
• Automotive On-Board Diagnostics (OBD) менен иштөө

HackerBoxes - бул DIY электроникасы жана компьютердик технологиялар үчүн ай сайын жазылуу кутучасы кызматы. Биз хоббисттер, жаратуучулар жана эксперименттербиз. Планетаны бузуңуз!

1 -кадам: HackerBoxes 0013: Кутучанын мазмуну

• HackerBoxes #0013 Коллекциялык маалымдама картасы
• 2WD унаа шасси комплект
• NodeMCU WiFi процессор модулу
• NodeMCU үчүн Motor Shield
• Motor Shield үчүн Jumper Block
• Батарея кутусу (4 x AA)
• HC-SR04 Ultrasonic Ranging Sensor
• TCRT5000 IR Reflectivity Sensors
• DuPont ургаачы-ургаачы секирүүчү 10см
• Эки кызыл лазер модулу
• Mini-ELM327 борттогу диагностика (OBD)
• Exclusive HackerBoxes Racing Decal

Башка пайдалуу нерселер:

• Төрт АА Батарейкасы
• Эки тараптуу көбүк тасмасы же велкро тилкелери
• microUSB кабели
• Акылдуу телефон же планшет
• Arduino IDE менен компьютер

Баарынан маанилүүсү, сизге укмуштуу окуялар, DIY руху жана хакердик кызыгуу керек болот. Хардкор хоббистик электроника дайыма эле оңой боло бербейт, бирок сиз чыдамкайлык менен укмуштуу окуялардан ырахат алганда, чыдамкайлыктан жана долбоорлоруңуздун иштешинен чоң канааттануу алса болот. Жөн гана ар бир кадамды жай жаса, майда -чүйдөсүнө чейин ойлон жана жардам суроодон тартынба.

2 -кадам: Автомобилдик электроника жана Автокөлүктөр

Автомобиль электроникасы - бул жол транспортунда колдонулуучу ар кандай электрондук системалар. Буларга карпутерлер, телематика, унаадагы көңүл ачуучу системалар жана башкалар кирет. Автомобиль электроникасы моторлорду башкаруу муктаждыгынан келип чыккан. Биринчиси кыймылдаткычтын функцияларын көзөмөлдөө үчүн колдонулган жана моторду башкаруу бирдиги (ECU) деп аталган. Электрондук башкаруу автомобилдик колдонмолор үчүн колдонула баштаганда, ECU деген кыскартуу "электрондук башкаруу блогунун" жалпы маанисин алды, андан кийин конкреттүү ECUs иштелип чыкты. Азыр, ECU модулдук болуп саналат. Эки түргө моторду башкаруу модулдары (ECM) же берүүнү башкаруу модулдары (TCM) кирет. Заманбап унаа 100 ECU чейин болушу мүмкүн.

Радио аркылуу башкарылуучу унаалар (R/C унаалары)-атайын жибергичтин же пульттун жардамы менен алыстан башкарыла турган жеңил же жүк ташуучу унаалар. "R/C" термини "алыстан башкарылуучу" жана "радио башкарылган" дегенди билдирүү үчүн колдонулган, бирок бүгүнкү күндө "R/C" тин жалпы колдонулушу, адатта, радио жыштык линиясы менен башкарылган унааларга тиешелүү.

Автономдуу автоунаа (айдоочусуз унаа, өзү жүрбөгөн унаа, роботтоштурулган унаа)-бул айлана-чөйрөнү сезүүгө жана адамдардын катышуусуз чабыттоого жөндөмдүү унаа. Автономдуу унаалар радар, лидар, GPS, одометрия жана компьютердин көрүүсү сыяктуу ар кандай ыкмаларды колдонуу менен айлананы аныктай алышат. Өркүндөтүлгөн башкаруу тутумдары тиешелүү навигациялык жолдорду, ошондой эле тоскоолдуктарды жана тиешелүү белгилерди аныктоо үчүн сенсордук маалыматты чечмелейт. Автономдуу унааларда жолдогу ар кандай машиналарды айырмалоо үчүн сенсордук маалыматтарды талдоого жөндөмдүү башкаруу системалары бар, бул каалаган жерге баруучу жолду пландаштырууда абдан пайдалуу.

3 -кадам: NodeMCU үчүн Arduino

NodeMCU - ачык булак IoT платформасы. Бул Espressif системаларынан ESP8266 Wi-Fi SoC менен иштеген программалык камсыздоону жана ESP-12 модулуна негизделген жабдыктарды камтыйт.

Эми Arduino IDE NodeMCU модулдарын программалоону колдоо үчүн кеңейтилиши мүмкүн, алар башка Arduino өнүктүрүү платформасы сыяктуу.

Баштоо үчүн, сизде Arduino IDE (www.arduino.cc), ошондой эле сиз колдонгон NodeMCU модулуна тиешелүү Serial-USB чипи үчүн драйверлердин орнотулгандыгына ишениңиз. Учурда көпчүлүк NodeMCU модулдары CH340 Serial-USB чипин камтыйт. CH340 чиптерин чыгаруучу (WCH.cn) бардык популярдуу операциялык тутумдар үчүн драйверлерге ээ. Алардын сайты үчүн Google котормо барагын караңыз.

Ardino IDEди иштетип, артыкчылыктарга өтүңүз жана "Кошумча такталар менеджеринин URL'дерин" киргизүү үчүн талааны табыңыз.

Бул URLге чаптаңыз:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

ESP8266 үчүн башкармалыктын менеджерин орнотуу үчүн.

Орноткондон кийин IDEди жаап, анан кайра камдап коюңуз.

Эми NodeMCU модулун microUSB кабели аркылуу компьютериңизге туташтырыңыз (көпчүлүк мобилдик телефондордо жана планшеттерде колдонулат).

Arduino IDE ичиндеги тактанын түрүн NodeMCU 1.0 катары тандаңыз

Биз ар дайым баары туура иштеп жатканына ишенүү үчүн жаңы Arduino тактасына жүктөө жана жаркылдаган демо сыноону жакшы көрөбүз. NodeMCU да четте калбайт, бирок сиз түзүп жана жүктөп берүүдөн мурун LED пинин pin13төн pin16га чейин өзгөртүшүңүз керек. Бул тез тест Arduino NodeMCU менен татаалыраак нерсеге өтүүдөн мурун туура иштегенин текшериңиз.

Бул жерде ар кандай колдонмо мисалдары менен Arduino NodeMCU орнотуу процессин камтыган көрсөтмө бар. Бул жердеги максаттан бир аз алыстап кеткен, бирок, эгерде сиз тыгылып калсаңыз, башка көз карашты издөө пайдалуу болушу мүмкүн.

4 -кадам: 2WD Car Chassis Kit

2WD Car Chassis Kit мазмуну:

• Алюминий шасси (түстөр ар кандай)
• Эки FM90 DC мотору
• Резина шиналары бар эки дөңгөлөк
• Freewheel Caster
• Аспап жабдыктары
• Аппаратты орнотуу

FM90 DC Motors микро серволорго окшош, анткени алар FS90, FS90R же SG92R сыяктуу жалпы микро серволор сыяктуу пластикалык корпуста курулган. Бирок, FM90 серво эмес. FM90-бул пластикалык тиштүү поезд менен DC мотору.

FM90 кыймылдаткычынын ылдамдыгы импульстун туурасы модуляциясы (PWM) тарабынан башкарылат. Багыты ар кандай щеткалуу DC моторундагыдай эле полярдыкты алмаштыруу аркылуу башкарылат. FM90 DC 4-6 Вольтто иштей алат. Кичине болсо да, ал жетишерлик токту тартат, аны микроконтроллердин пининен түз эле айдап кетпөө керек. Мотор айдоочусу же H-көпүрөсү колдонулушу керек.

FM90 DC моторунун өзгөчөлүктөрү:

• Өлчөмдөрү: 32.3mm x 12.3mm x 29.9mm / 1.3 "x 0.49" x 1.2"
• Сплайн саны: 21
• Салмагы: 8.4g
• Жүктүн ылдамдыгы жок: 110RPM (4.8v) / 130RPM (6v)
• Running Current (эч кандай жүк жок): 100mA (4.8v) / 120mA (6v)
• Чокунун токтоочу моменти (4.8v): 1.3 кг/см/18.09 унция/дюйм
• Чокунун токтоочу моменти (6v): 1,5 кг/см/20,86 унция/дюйм
• Токтоочу ток: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

5 -кадам: Унаа шасси: Механикалык жыйын

Унаа шасси бул диаграммага ылайык оңой чогултулушу мүмкүн.

Белгилей кетсек, эки кичинекей аппаратура бар. Бири монтаж жабдууларын камтыйт, алар жез 5мм-М3 алты жезден турат жана бурамалар менен гайкалар дал келет. Бул монтаждык аппаратура контроллерлерди, сенсорлорду жана башка нерселерди шассиге орнотуунун кийинки кадамдарында пайдалуу болушу мүмкүн.

Бул кадам үчүн, биз төмөнкүлөрдү камтыган Ассамблея Аппаратын колдонобуз:

• Моторлорду орнотуу үчүн төрт жука M2x8 болт жана кичинекей дал келүүчү гайкалар
• Чоң дөңгөлөктү орнотуу үчүн төрт коюу M3x10 болт жана чоңураак дал келүүчү гайкалар
• Дөңгөлөктөрдү моторлорго бекитүү үчүн орой PB2.0x8 эки бурама

Белгилей кетсек, FM90 моторлору багытталган, зым өткөргүчтөрү чогултулган шассидин арт жагынан өтөт.

6 -кадам: Унаа шасси: Power Pack жана Controller кошуу

ESP-12E мотор калкан тактасы NodeMCU модулун түз туташтырууну колдойт. Мотор калканчында L293DD түртүүчү мотор драйверинин чипи (маалымат барагы) бар. Кыймылдаткычтын зымдарын мотор калканчындагы A+/A- жана B+/B- бурама терминалдарына (коннекторлорду алып салгандан кийин) туташтыруу керек. Батареяны өткөргүчтөрдү батареянын кирүүчү бурама терминалдарына туташтыруу керек.

Эгерде дөңгөлөктөрдүн бири туура эмес багытка бурулса, тиешелүү мотордун зымдары бурамалуу терминалдарда алмаштырылышы мүмкүн, же багыт битин коддо тескери бурууга болот (кийинки кадам).

Мотор калканчында батареяны киргизүүнү камсыз кылуу үчүн пластикалык кубат баскычы бар. Өткөргүч блокту мотор калканынан NodeMCUге өткөрүү үчүн колдонсо болот. Өткөргүч блогу орнотулбаганда, NodeMCU өзүн USB кабелинен кубаттай алат. Өткөргүч блогу орнотулганда (көрсөтүлгөндөй), батареянын кубаты моторлорду камсыздайт жана NodeMCU модулуна айдалат.

Кыймылдаткычтын калканчын жана батареяны алюминий шассидеги боштуктары бар бурама тешиктерди тизип, шассиге орнотсо болот. Бирок, биз аларды эки тараптуу көбүк тасмасы же желим велкро тилкелери аркылуу шассиге жабыштыруу оңой деп эсептейбиз.

7-кадам: Унаа шасси: Программалоо жана Wi-Fi көзөмөлү

Blynk - бул Интернет аркылуу Arduino, Raspberry Pi жана башка жабдууларды көзөмөлдөө үчүн iOS жана Android колдонмолору бар Платформа. Бул виджеттерди сүйрөө жана таштоо аркылуу долбооруңуздун графикалык интерфейсин түзө турган санариптик такталар. Баарын жөндөө абдан жөнөкөй жана сиз дароо эле ойлонуп баштайсыз. Blynk сизди онлайнга чыгарат жана сиздин нерселериңиздин Интернетине даяр болот.

Бул жерде камтылган HBcar.ino Arduino скрипти 2WD унаа шассидеги моторлорду башкаруу үчүн Blynk долбоорунда төрт баскычты (алдыга, артка, оңго жана солго) кантип интерфейс кылууну көрсөтөт.

Компиляциядан мурун программада үч сапты өзгөртүү керек:

• Wi-Fi SSID (Wi-Fi кирүү чекитиңиз үчүн)
• Wi-Fi сырсөзү (Wi-Fi кирүү чекитиңиз үчүн)
• Blynk Authorization Token (сиздин Blynk долбооруңуздан)

Мисал кодунан мотор калканчындагы L293DD чипи төмөнкүчө зымдалганын эске алыңыз:

• Мотордун ылдамдыгы үчүн GPIO пин 5
• А мотору үчүн GPIO пин 0
• Мотордун ылдамдыгы үчүн GPIO пин 4
• Мотор В багыты үчүн GPIO пин 2

8 -кадам: Автономдуу багыттоо үчүн сенсорлор: УЗИ диапазону

HC-SR04 УЗИ диапазону (маалымат барагы) 3ммге чейин тактык менен болжол менен 2смден 400смге чейин өлчөөнү камсыздай алат. HC-SR04 модулуна УЗИ өткөргүч, кабыл алуучу жана башкаруу схемасы кирет.

HC-SR04 төөнөгүчтөрүнө төрт аял-ургаачы секиргичти туташтыргандан кийин, коннекторлордун тегерегине бир нече лентаны ороо, байланыштарды алюминий шассиге чейин кыскартуудан изоляциялоого, ошондой эле алдыңкы жактагы оюкка илинип туруучу ийкемдүү масса менен камсыз кылууга жардам берет. шасси көрсөтүлгөндөй.

Бул мисалда, HC-SR04төгү төрт казык мотор калканчына туташтырылышы мүмкүн:

• VCC (HC-SR04 боюнча) VINге (мотор калканчында)
• Триггер (HC-SR04 боюнча) D6дан (мотор калканчында)
• Эхо (HC-SR04 боюнча) D7ден (мотор калканчында)
• GND (HC-SR04 боюнча) GNDден (мотор калканчында)

VIN 5Vга муктаж болгон HC-SR04ке болжол менен 6VDC берет. Бирок, бул жакшы иштейт окшойт. Башка жеткиликтүү электр темир жолу (3.3V) кээде HC-SR04 модулун иштетүү үчүн шайкеш келет (албетте, аракет кылып көрүңүз), бирок кээде чыңалуу жетишсиз.

Бул туташкандан кийин, HC-SR04 ишин текшерүү үчүн NodeMCUping.ino мисал кодун колдонуп көрүңүз. Сенсордон каалаган объектке чейинки аралык сериялык монитордо (9600 тактасы) сантиметр менен басылат. Биздин сызгычты алыңыз жана анын тууралыгын текшериңиз. Таасирдүү, туурабы?

Эми сизде мындай кеңеш бар, кагылышууну болтурбоочу, автономдуу унаа үчүн мындай нерсени сынап көрүңүз:

1. <10см аралыкка чейин алдыга
2. токтотуу
3. кичине аралыкты артка кайтаруу (милдеттүү эмес)
4. туш келди бурулуш (убакыт)
5. 1 -кадамга өтүңүз

Кээ бир жалпы маалымат үчүн бул жерде HC-SR04 модулун колдонуу боюнча деталдарга толгон окуу куралы бар.

9 -кадам: Автономдуу навигациянын сенсорлору: инфракызыл (IR) чагылуу

IR Reflective Sensor модулу түстү жана аралыкты аныктоо үчүн TCRT5000 (маалымат барагын) колдонот. Модуль IR жарыгын чыгарат, андан кийин ал чагылууну алса аныктайт. Беттин ак же кара экенин сезүү жөндөмдүүлүгүнүн аркасында бул сенсор көп учурда роботторду жана коммуналдык эсептегичтердеги автоматтык маалыматтарды каттоодо колдонулат.

Өлчөөчү аралык диапазону 1ммден 8ммге чейин, ал эми борбордук чекит 2,5ммге жакын. Сезгичтигин жөнгө салуу үчүн борттогу потенциометр дагы бар. IR диоду модуль бийликке туташканда, IR жарыгын үзгүлтүксүз чыгарат. Качан чыгарылган инфракызыл нур чагылдырылбаса, триод өчүк абалда болот, бул санариптик (D0) чыгуунун логиканы ТӨМӨН көрсөтүшүнө алып келет.

10 -кадам: Лазердик нурлар

Бул жалпы 5 мВт 5 В лазер модулдары 5В күчү бар нерсеге кызыл лазер нурларын кошуу үчүн колдонулушу мүмкүн.

Бул модулдар оңой эле бузулуп калышы мүмкүн экенин эске алыңыз, андыктан HackerBox #0013 камдык көчүрмөнү камсыз кылуу үчүн жубайларды камтыйт. Лазердик модулдарыңызга этият болуңуз!

11-кадам: Унаанын бортунда диагностика (OBD)

Борттогу диагностика (OBD)-бул автоунаанын өзүн-өзү диагностикалоо жана отчет берүү жөндөмдүүлүгүн билдирген термин. OBD тутумдары унаа ээсине же оңдоо техникине ар кандай унаа подсистемаларынын статусуна кирүүгө мүмкүнчүлүк берет. OBD аркылуу жеткиликтүү диагностикалык маалыматтын көлөмү 1980-жылдардын башында борттогу унаа компьютерлеринин версияларында киргизилгенден бери ар түрдүү. OBDдин алгачкы версиялары, эгерде көйгөй аныкталса, иштебей калуу көрсөткүчү чырагын жарык кылмак, бирок маселенин мүнөзү боюнча эч кандай маалымат бербейт. Заманбап OBD колдонмолору автоматтык түрдө санариптик байланыш портун колдонуп, автоматтык түрдө диагностикалык көйгөйлөр коддорунун сериясынан же DTCтен тышкары, реалдуу убакытта маалыматтарды камсыздайт, бул автомобилдеги бузулууларды тез арада аныктоого жана жоюуга мүмкүндүк берет.

OBD-II-бул жөндөмдүүлүктү жана стандартташтырууну жакшыртуу. OBD-II стандарты диагностикалык туташтыргычтын түрүн жана анын туташуусун, электрдик сигнализация протоколдорун жана билдирүү форматын аныктайт. Ал ошондой эле ар биринин маалыматын кантип коддоо керектигин көзөмөлдөө үчүн унаа параметрлеринин талапкерлеринин тизмесин берет. Унаанын аккумуляторунан сканерлөө куралы үчүн кубаттуулукту камсыз кылуучу туташтыргыч бар, ал сканерлөө куралын өзүнчө кубат булагына туташтыруу зарылчылыгын жок кылат. OBD-II диагностикалык көйгөй коддору 4 цифралуу, анын алдында тамга бар: кыймылдаткыч жана берүү үчүн P (powertrain), дене үчүн B, шасси үчүн C жана тармак үчүн U. Өндүрүүчүлөр ошондой эле OBD-IIнин конкреттүү ишке ашырылышына бажы маалыматтарынын параметрлерин, анын ичинде реалдуу убакытта суроо-талаптарды, ошондой эле көйгөй коддорун кошушу мүмкүн.

ELM327-заманбап машиналардын көбүндө табылган борттогу диагностика (OBD) интерфейси менен иштөө үчүн программаланган микроконтроллер. ELM327 буйрук протоколу PC-OBD интерфейсинин эң популярдуу стандарттарынын бири болуп саналат жана башка сатуучулар тарабынан ишке ашырылат. Оригиналдуу ELM327 Microchip Technologyден PIC18F2480 микроконтроллеринде ишке ашырылат. ELM327 төмөн деңгээлдеги протоколду абстракттуу кылат жана UART аркылуу чакырууга мүмкүн болгон жөнөкөй интерфейсти сунуштайт, адатта, диагностикалык курал же USB, RS-232, Bluetooth же Wi-Fi аркылуу туташкан компьютердик программа. Мындай программалык камсыздоонун функциясы кошумча транспорт каражаттарын, ката коддорун билдирүүнү жана ката коддорун тазалоону камтышы мүмкүн.

Torque, балким, эң белгилүү болсо да, ELM327 менен колдонула турган көптөгөн тиркемелер бар.

12 -кадам: Планетаны бузуу

Автоэлектроникадагы укмуштуу окуяларыбыз менен бөлүшкөнүңүз үчүн рахмат. Эгерде сиз бул Instrucableдан ырахат алган болсоңуз жана ушул сыяктуу электроника долбоорлорунун кутусун ай сайын почтаңызга жеткирүүнү кааласаңыз, бул жерге ЖАЗЫЛУУ менен бизге кошулуңуз.

Төмөндөгү комментарийлерде жана/же HackerBoxes Facebook баракчасында ийгиликке жетиңиз. Албетте, эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо же кандайдыр бир нерсеге жардам керек болсо, бизге кабарлаңыз. HackerBoxesтун бир бөлүгү болгонуңуз үчүн рахмат. Сураныч, сунуштарыңыз жана сын -пикирлериңиз келиңиз. HackerBoxes - бул сиздин кутуңуз. Келгиле, улуу нерсени жасайбыз!