Arduino autíčko

Autori:	Peter Štefaňák, Bálint Sallay a Matúš Klement
Študijný odbor:	Aplikovaná informatika, Robotika a kybernetika	3. Bc. (2019)

Opis projektu

Cieľom projektu je vytvoriť arduino autíčko, ktoré bude schopné samostatne jazdiť a obchádzať prekážky.

Prečo?

1. Model slúži ako pohybový koncept pre automatické robotické vysávače, schopné samostatne sa pohybovať v priestore.

Ako ?

Autíčko sa skladá z týchto častí:

1. Mikrokontrolér Arduino UNO
2. 4x Jednosmerný motor
3. 3x Ultrazvukový snímač (Sonar)
4. L298n motor driver
5. Napájanie motorov
6. Napájanie mikrokontroléra

Pre vytvorenie kostry autíčka sme pomocou digitálnych technológií výroby vytvorili nasledovné časti :

1. 2x plastový podvozok vytvorený laserovým rezaním
2. Kryt pre Mikrokontrolér vytvorený 3D tlačou

Analýza

Najprv bolo potrebné vykonať analýzu dostupných možností, dostupných digitálnych výrobných technológií, na základe ktorej sme vytvorili návrh podvozku autíčka a taktiež 3D model puzdra na mikrokontrolér arduino.

Model podvozku autíčka, následne vytvorený technológiou rezania laserom


3D modely pre puzdro na mikrokontrolér, následne vytvorené technológiou 3D tlače

Popis riešenia

Začali sme zapojením motorov do drivera L298n. Motory na ľavej strane sú zapojené spoločne do výstupu drivera "MOTORB". Podobne sú zapojené aj motory na pravej strane do výstupu drivera "MOTORA". Driver je napájaný 9V batériou a má spoločnú zem s arduinom aj so snímačmi. Vstupy drivera IN1 až 4 a ENABLE A a B sú zapojené na digitálne piny mikrokontroléra. ECHO a TRIGGER snímačov sme zapojili na analógové piny mikrokontroléra a sú napájané napätím 5V. Samotný kontrolér je napájaný 9V batériou. Motory aj ich driver sa nachádzajú medzi dvoma podvozkami a sú pripevnené skrutkami k dolnému podvozku. Mikrokontrolér a bredboard sa nachádzajú na hornom podvozku a sú pripevnené lepidlom.

Schéma zapojenia snímača

Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

        dist=sonar.ping_cm();
	distleft=sonarleft.ping_cm();
	distright=sonarright.ping_cm();

	if(dist>10 && !sleduj_prava && !sleduj_lava && !zastav)
	{
		digitalWrite(in1, LOW);
		digitalWrite(in2, HIGH);
		digitalWrite(in3, LOW);
		digitalWrite(in4, HIGH);
		
		analogWrite(enA, 100);
		analogWrite(enB, 100);
	}
 
	if(dist<10 && !zastav)
	{
		digitalWrite(in1, LOW);
		digitalWrite(in2, LOW);
		digitalWrite(in3, LOW);
		digitalWrite(in4, LOW);
		
		delay(500);
		
		if(distleft>25 && distright<25)
		{
			otoc_dolava=true;
		}
		if(distright>25 && distleft<25)
		{
			otoc_doprava1=true;
		}
		if(distright>25 && distleft>25)
		{
			otoc_dolava=true;
		}
	}

Zdrojový kód : program.ino

Výsledok

Výsledkom bolo autíčko, ktoré bolo schopné vyhýbať sa prekážkam v priestore. To vykonávalo väčšinou spoľahlivo, ale naskytli sa aj chyby, ktoré boli zapríčinené nepresnými senzormi a hlavne tým, že motory nemali spätnú väzbu a teda pri otáčaní závisel uhol otáčania od šmykľavosti podlahy, a nabitosti batérií.