Véhicule évitant les collisions avec Arduino Nano : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Un véhicule anticollision pourrait être un robot très simple pour commencer à plonger dans la microélectronique. Nous allons l'utiliser pour apprendre les éléments de base de la microélectronique et l'améliorer pour ajouter des capteurs et des actionneurs plus sophistiqués.

Composants de base

· 1 Mini USB Arduino Nano ou clon

· 1 carte d'extension Arduino Nano Shield

· 1 capteur à ultrasons HC-SR04

· 2 Servos 360 degrés de rotation continue (FS90R ou similaire)

· 1 boîtier de piles pour 4xAA

· Fils de saut de planche à pain (F-F, M-F, M-M)

· 2 roues pour servos

· 1 structure pour le véhicule (petite voiture, brique de lait, contreplaqué…)

Composants supplémentaires

Pour l'indication lumineuse:

· 1 LED RVB

· 1 mini planche à pain

· 3 résistances 330W

Pour le contrôle à distance:

· 1 capteur récepteur IR (TSOP4838 ou similaire)

· 1 télécommande infrarouge

Pour le suivi de ligne/la détection de contour:

· 2 capteurs de piste de ligne barrière TCRT5000 réfléchissant IR

Éléments alternatifs

Vous pouvez remplacer les servos par:

· 2 moteurs à courant continu avec engrenage et pneu en plastique

· 1 module de carte contrôleur de pilote de moteur L298 Dual H Bridge

Étape 1: Installez le logiciel et les pilotes

Nous travaillerons avec des microcontrôleurs basés sur Arduino, vous pouvez choisir Arduino UNO ou tout autre, mais en raison des exigences et de la taille, j'ai pris un Arduino Nano Clone (de Chine), donc avec toutes ces options, vous devez utiliser Arduino IDE pour les coder.

Vous pouvez télécharger le logiciel à partir de la page Web officielle d'Arduino et suivre les instructions pour l'installer. Une fois terminé, ouvrez l'IDE Arduino et sélectionnez la carte (dans mon cas, j'utiliserai l'option "Arduino Nano").

Arduino Nano Clone: Une option bon marché pour une carte Arduino consiste à acheter une carte clone en Chine. Ils fonctionnent avec la puce CH340, et cela nécessitera l'installation d'un pilote spécifique. Il existe de nombreux sites Web pour télécharger le pilote pour Windows, Mac ou Linux et également avec les instructions. Pour Mac, vous pouvez parfois rencontrer un problème pour reconnaître le port série, si cela vous arrive, essayez de suivre les instructions de ce lien. Si après cela vous détectez le port série mais que vous rencontrez toujours des problèmes, essayez de sélectionner "ATMega 328P (Old Bootloader)" dans Arduino IDE/tools/processor.

Allez à la section de codage pour voir le code que j'ai utilisé pour mon véhicule. Vous pouvez surfer sur le Web pour de nombreuses autres options ou coder vous-même si vous le souhaitez.

Étape 2: Choisissez une belle structure pour votre véhicule

Cette fois, j'ai utilisé une petite voiture assez grande pour contenir l'électronique à l'intérieur, mais vous pouvez utiliser d'autres matériaux comme des briques ou du contreplaqué pour concevoir votre propre véhicule. Jetez un œil à une autre option comme brique de lait.

Il est préférable de passer quelques minutes à planifier où placer tous les éléments avant de commencer et de confirmer que tout sera logé. Préparez la structure.

Étape 3: Installer De Drive

Le mouvement du véhicule se fera par un seul essieu, en l'occurrence l'essieu arrière. Vous pouvez garder l'avant juste pour rouler ou, en fonction de votre conception, utiliser une troisième roue ou un point de glissement juste pour équilibrer votre véhicule (comme la brique de lait, j'ai utilisé le robinet comme "troisième roue"). Le virage de votre véhicule se fera en changeant la vitesse et/ou le sens de rotation des servos.

ASTUCE: avant de personnaliser votre structure, prévoyez la position finale des roues et vérifiez qu'elles ne heurtent rien. Dans cet exemple, le centre de l'essieu servo sera situé un peu plus bas que l'essieu de la voiture jouet d'origine car la roue servo est légèrement plus grande et pourrait heurter les garde-boue)

Étape 4: Installez le capteur à ultrasons

Le capteur à ultrasons va scanner l'avant du véhicule pour identifier tout obstacle et permettre la réaction du code. Vous devez le placer à l'avant sans qu'aucune partie du véhicule n'interrompe les signaux.

Étape 5: placez le microcontrôleur et le boîtier de la batterie

Vous pouvez laisser maintenant positionner les éléments restants dans la structure, les fixer si c'est possible ou au moins être sûr qu'ils n'endommagent pas les connexions.

Est très utile pour installer un interrupteur marche/arrêt pour la batterie s'il n'y en a pas par défaut. Vous pouvez également ajouter un capteur IR pour démarrer/arrêter le véhicule.

Si vous allez ajouter un composant supplémentaire, c'est le moment.

CONSEIL: pour augmenter l'adhérence du véhicule, placez le boîtier de batterie ou les composants les plus lourds sur l'essieu moteur ou à proximité de celui-ci.

Étape 6: Section de codage

Pour ce programme, vous devrez également installer certaines bibliothèques comme « Servo.h » (pour le contrôle d'asservissement), « NewPing.h » (pour de meilleures performances pour le capteur à ultrasons) ou « IRremote.h » si vous envisagez d'utiliser un capteur infrarouge. Vous pouvez suivre les instructions d'installation dans ce lien.

En option, vous pouvez remplacer les servos des moteurs à courant continu et vous aurez besoin d'un pilote de moteur à double pont en H pour les contrôler. Je publierai probablement à ce sujet dans les futures mises à jour, mais maintenant le code ne fonctionne qu'avec les servos.

Les servos à rotation continue sont légèrement différents des servos ordinaires; parfois, vous pouvez modifier les standards pour les faire tourner en continu, mais pour ce projet, nous utiliserons le FS90R, qui est conçu pour nos besoins. Pour faire fonctionner les servos réguliers, vous devez donner le degré que vous souhaitez positionner, mais pour les servos à rotation continue, vous devez considérer que:

· 90 sera l'arrêt pour le servo

· Moins de 90 (jusqu'à 0) sera une rotation dans un sens où 89 est la vitesse la plus lente et 0 la plus rapide.

· Plus de 90 (jusqu'à 180) seront des rotations dans le sens opposé, où 91 est le plus lent et 180 le plus rapide.

Pour calibrer vos servos, vous devez les mettre à 90 et ajuster la petite vis en face de la roue pour arrêter la rotation si elle est en mouvement (merci de le faire avant de les monter sur la structure)

Vous pouvez utiliser le capteur à ultrasons avec de nombreuses autres bibliothèques, mais soyez prudent lors du codage car un problème auquel vous pouvez faire face avec ces capteurs est le temps d'inactivité que vous devez attendre entre l'émission du signal ultrasonore et la réception. Certains exemples que vous pouvez trouver sur Internet codent à l'aide de « retard », mais cela affectera votre robot car il cessera de « retarder » toute autre action pendant le temps que vous avez spécifié. Vous pouvez savoir comment fonctionnent les capteurs à ultrasons sur ce lien.

Identique aux moteurs à courant continu, je ne vais pas utiliser le capteur IR dans cet exemple, il sera décrit dans les prochains articles.