TfCD - Planche à pain autonome : 6 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57

Dans ce Instructable, nous allons démontrer l'une des technologies qui sont souvent utilisées dans les véhicules autonomes: la détection d'obstacles par ultrasons.

Dans les voitures autonomes, cette technologie est utilisée pour reconnaître les obstacles sur une courte distance (<4 m), par exemple lors du stationnement et du changement de voie.

Pour cette exploration, nous visons à construire une maquette qui (1) conduit, (2) reconnaît les obstacles et (3) prend des décisions pour son itinéraire en conséquence.

Plus précisément, nous allons construire une planche à pain à deux roues, avec un capteur à ultrasons à l'avant, qui avance lorsqu'aucun obstacle n'est détecté, tourne lorsqu'il touche presque un objet et s'inverse lorsqu'une collision semble inévitable

Étape 1: Obtenir les composants

Les composants suivants ont été utilisés pour cette instruction:

• (A) Planche à pain 830 broches (1pc) Une plus petite peut suffire, mais assurez-vous d'en obtenir une de bonne qualité car les broches du capteur à ultrasons sont un peu fragiles.
• (B) Arduino UNO (1pc) Fonctionne très bien avec le Motor Shield, n'a pas besoin d'être une version originale.

(C) Adafruit Motor Shield v2.3 (1pc)

Le blindage du moteur simplifie le processus de connexion des moteurs à un Arduino. Par rapport au bricolage avec des résistances et des transistors, c'est beaucoup plus sûr pour la carte Arduino, surtout si vous êtes débutant. L'Adafruit Motor Shield est livré avec des broches séparées, qui doivent être soudées sur la puce.

(D) Capteur à ultrasons HC-SR04 (1pc)

Il s'agit d'un capteur à quatre broches. Il fonctionne en envoyant une courte impulsion ultrasonore à travers l'unité «haut-parleur» gauche et en écoutant (tout en mesurant le temps) lorsqu'elle revient à travers l'unité «récepteur» droite.

• (E) Mini moteur à courant continu DAGU DG01D avec boîte de vitesses 48:1 (2 pièces) Lors de l'utilisation d'un bouclier de moteur, n'importe quel moteur 5 V CC fonctionnera, cependant, la boîte de vitesses de cette version est bénéfique, car elle fait tourner les roues bien et lentement.
• (F) Roues en plastique (2pc) Idéalement, essayez d'acheter des roues directement compatibles avec le moteur de votre choix.

Aussi nécessaire: un ordinateur avec le dernier logiciel Arduino, un fer à souder, de l'étain à souder, une petite banque d'alimentation, quelques fils.

Étape 2: Configuration du circuit

Connexion du capteur à ultrasons

Le capteur à ultrasons se compose de quatre broches, appelées: Vcc, Trig, Echo et Gnd (Ground).

Trig et Echo sont connectés au Motor Shield respectivement dans les broches numériques 10 et 9. (D'autres broches numériques conviennent également, à condition que le codage approprié soit appliqué.)

Vcc et Gnd sont connectés à 5V et Gnd sur le blindage.

Connexion des moteurs à courant continu

Les moteurs à courant continu ont chacun un fil noir et un fil rouge. Ces fils doivent être connectés aux ports du moteur, dans cet exemple M1 et M2.

Étape 3: Rédaction du code

Chargement de la bibliothèque

Tout d'abord, il est nécessaire de télécharger la bonne bibliothèque afin d'utiliser Adafruit Motor Shield v2.3.

Dans ce fichier ZIP, il y a un dossier, qui peut être placé dans le dossier d'installation d'Arduino, dans notre cas:

C:\Program files (x86)\Arduino\Libraries

Et assurez-vous de le nommer Adafruit_MotorShield (redémarrez ensuite votre logiciel Arduino).

Téléchargement de l'exemple de code

Notre exemple de code 'Selfdriving_Breadboard.ino' est disponible en téléchargement.

Il existe plusieurs variables à modifier, le plus important étant les distances (en centimètres) lorsque quelque chose se produit. Dans le code actuel, la planche à pain était programmée pour s'inverser lorsqu'un objet est à moins de 10 centimètres, pour tourner lorsque la distance est comprise entre 10 et 20 centimètres, et pour rouler tout droit lorsqu'aucun objet n'est détecté à 20 centimètres.

Étape 4: souder les broches

Le processus de soudure se compose de quatre étapes.

• (A) Alignement des broches Assurez-vous de mettre toutes les broches fournies avec le capot moteur en place. Cela peut être facilement fait en plaçant le blindage sur le dessus de la carte Arduino.
• (B) Souder les broches Ne précipitez pas cette étape, il est très important que les broches ne se connectent pas les unes aux autres après la soudure. Soudez d'abord les broches extérieures pour vous assurer qu'elles ne sont pas de travers.
• (C) Positionnement des filsLors de l'utilisation du Motor Shield, les fils doivent également être soudés à leurs broches appropriées. Il est préférable de coller les fils dans le Motor Shield par le haut et de les souder au bas du Motor Shield. Pour récapituler: pour ce tutoriel, nous soudons les fils aux broches numériques 9 et 10, et aux broches 5V et Gnd.
• (D) Souder les filsMaintenant, il est temps de souder les fils, un par un. Assurez-vous qu'ils sont bien positionnés, demandez peut-être à un ami de les tenir pendant que vous le soudez.

Étape 5: Assemblage de la planche à pain autonome

Après avoir soudé les composants et testé le circuit, il est temps de procéder à l'assemblage final.

Dans ce tutoriel, la maquette n'est pas seulement utilisée pour sa fonctionnalité principale, mais aussi comme épine dorsale de l'ensemble de l'appareil. Les instructions de montage final se composent de quatre étapes.

• (A) Connexion des fils Assurez-vous que les câbles sont au bon endroit (vérifiez l'étape 3 pour la bonne façon de tout connecter), n'oubliez pas les deux moteurs à courant continu. Gardez à l'esprit où vous souhaitez attacher les composants.
• (B) Connexion du capteurBranchez le capteur dans la maquette et assurez-vous qu'il est correctement connecté.
• (C) Placement du blindagePlacez le blindage du moteur sur la carte Arduino UNO. Ce serait le moment idéal pour tester le système avant l'assemblage final.
• (D) Fixation des composants Dans cette étape, prenez du ruban adhésif double face et fixez les moteurs à courant continu, l'Arduino et une banque d'alimentation en place. Dans ce cas, l'Arduino est placé à l'envers sous la planche à pain.

Étape 6: vous l'avez fait

A présent, vous serez probablement aussi excité que nous l'étions de prendre votre création pour un essai.

Amusez-vous, essayez de modifier certains paramètres pour que cela fonctionne le mieux pour vous.

Merci d'avoir suivi nos instructions, et laissez-nous savoir en cas de question

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Validation de la technologie

Le capteur à ultrasons utilisé dans ce cas était censé avoir une portée de 4 mètres. Cependant, le capteur perd en précision avec une distance supérieure à 1,5 mètre.

De plus, le capteur semble ressentir du bruit. En utilisant le moniteur série afin de valider la précision de la distance, des pics d'environ 3000 (mm) étaient visibles alors que l'objet devant n'était qu'à quelques centimètres. Cela est probablement dû au fait que l'entrée du capteur a un retard dans ses informations, de sorte que la sortie est déformée de temps en temps.