PiCar: Avtonom Avtomobil Platforması Yaratmaq: 21 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu Təlimat bir PiCar qurmaq üçün lazım olan addımları ətraflı izah edir

PiCar nədir?

PiCar, açıq mənbəli avtonom bir avtomobil platformasıdır. Özbaşına deyil, ancaq Arduino və ya Raspberry Pi ilə maşını idarə etmək üçün sensorlar əlavə edə bilərsiniz.

Niyə RC avtomobili əvəzinə PiCar istifadə etməli?

PiCar istifadə etmək, RC avtomobilini platforma kimi istifadə etməyə çox bənzəyir. Bununla birlikdə, PiCar sizə daha çox nəzarət verir və dəyişdirilməsi RC avtomobillərindən daha asandır. PiCar üçün şassi 3D çapdır və lazım olduqda avtomobilə daha çox yer əlavə etmək üçün 3D modelini asanlıqla düzəldə bilərsiniz. Bundan əlavə, bütün hissələr ya onlayn olaraq asanlıqla əldə edilə bilər, ya da 3D çap edilə bilər.

PiCar kim etdi?

PiCar, St Louisdəki Vaşinqton Universitetində Humberto Gonzalez və Silvia Zhang'ın laboratoriyasında hazırlanmışdır. Avtomobil 2017 -ci ilin may ayında dizayn edilmiş və iyun ayında robototexnika yarışmasına girmişdir. PiCar, Çinin Xi'an şəhərindəki Xi'an Jiaotong Universitetində keçirilən İpək Yolu Robototexnika İnnovasiyalar Yarışmasında 30+ beynəlxalq komandadan ilk 10 -a girdi. İşdə FlowBot -un YouTube videosuna bir keçid.

Bu təlimat yalnız PiCar -ın necə qurulacağını izah edir. PiCar ilə nümunə kod istifadə etmək istəyirsinizsə, nümunə kodu və əlavə sənədlərə daxil olmaq üçün GitHub depomuza müraciət edin.

Addım 1: Parça siyahısı

Parça siyahısı:

• Fırçasız motor və ESC (32.77 dollar)
• Batareya (10.23 dollar)
• Servo Motor (6.15 dollar)
• Təkərlər (28 dollar; əlavə və təkərə yapışdırılmış)
• Aks, 6 mm (19,38 dollar)
• Hex Təkər Adaptörləri ($ 3.95)
• Böyük Ötürücü (8.51 dollar)
• Pinion Gear (5.49 dollar)
• 3 mm Delikli Rulmanlar, 8 mm Xarici Çap (8,39 dollar)
• 2 mm Delikli Rulmanlar, 5 mm Xarici Çap (9,98 dollar)
• Dingil Rulmanları (30,68 dollar)
• M3 və M2 Vintlər ($ 9.99)
• 3D printerə giriş

Cəmi: $ 176.00

İsteğe bağlı:

• ESC Proqramlaşdırma Kartı ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC Proqramlaşdırma Kartı

• Batareya şarj cihazı ($ 24.50)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC Batareya Şarj Cihazı (ABŞ Plug)

• Alan açar dəsti (9,12 dollar)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Wrench-Metric-13-Pie…

• Alıcı ilə RC Nəzarətçisi ($ 22.58)

  https://hobbyking.com/az_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• Arduino (10.9 dollar)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• Çörək lövhəsi ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless…

• Müxtəlif tellər ($ 6.99)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

Cəmi: $ 89.48

Parçalar üç meyarla seçildi:

• İşlevsellik
• Əlçatanlıq
• Məlumat Vərəqinin Mövcudluğu

Parçalar istədikləri kimi işləmələri və uzun müddət davam etmələri üçün yaxşı işləməlidir. Digər insanların PiCar'ı təkrarlaya bilməsi üçün onları asanlıqla onlayn almaq lazımdır. Bu vacibdir, çünki laboratoriyamız gələcəkdə daha çox maşın istehsal edəcək və maşının bütün ölkədəki insanlara əlçatan olmasını istəyirik. Parçalarda məlumat vərəqləri olmalıdır, çünki PiCar ilə təcrübələr aparacağıq. Akademik təcrübələr apararkən, istifadə etdiyiniz avadanlığa nə daxil olduğunu dəqiq bilmək vacibdir. Məlumat vərəqələrinin olması təcrübəni təkrar etməyə imkan verir.

Addım 2: 3D Modellərə daxil olmaq

Onshape -də yerləşdirilən CAD fayllarına necə daxil olmaq olar:

1. https://cad.onshape.com/signin ünvanına daxil olun.

2. Əgər sizə hesab detalları verilibsə, daxil olmaq üçün bu etimadnamədən istifadə edin.

3. Əks halda, yeni bir hesab yaradın. Hesabınız qurulduqdan və daxil olduqdan sonra, Pi Avtomobil Montajına daxil olmaq üçün https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… ünvanına daxil olun.

4. Linki açmaq sizi yuxarıdakı şəkillərdə göründüyü kimi Pi Car Assembly faylına aparacaq. Təqdim olunan etimadnaməsini istifadə edirsinizsə, bu məclisə və bütün hissə sənədlərinə 'redaktə' etmək hüququnuz olacaq. Yeni bir istifadəçi hesabı istifadə edirsinizsə, montajın bir nüsxəsini yarada və bu şəkildə redaktə edə bilərsiniz.

5. Onshape öyrənmək üçün https://www.onshape.com/learn/learn-cad ünvanına daxil olun.

6. Yuxarıdakı şəkil hər bir hissəyə, montaja, alt montaja və ya rəsmə necə daxil olacağını göstərir.

7. Ölçüləri (hissələr arasındakı məsafə və ya bucaq) yoxlamağın ən yaxşı yolu, müvafiq hissəyə və ya montajın rəsminə getməkdir. Ölçüləri yoxlamadan əvvəl, yuxarıdakı şəkildə göründüyü kimi yeniləmə düyməsini tıklayaraq rəsmini müvafiq montaj və ya hissəsi ilə sinxronlaşdırdığınızdan əmin olun.

8. Müəyyən bir ölçüsü yoxlamaq üçün nöqtədən nöqtəyə, nöqtədən nöqtəyə, xətdən xəttə, bucağa və s. Ölçü alətindən istifadə edin və yuxarıda göstərildiyi kimi bir cüt nöqtəyə/xəttə vurun. şəkil.

Addım 3: 3D Modellərin Yüklənməsi

İndi 3D modellərə daxil olduğunuz üçün onları 3D çapa yükləməlisiniz

Yükləmək üçün 9 hissə:

• Şassi Final
• Ackermann əsas bağlantısı
• Ackermann servo buynuzu

• Təkər altıbucağı 12 mm

  (x2) Hər iki tərəf eyni hissələrdir

• Ackermann qolu

  (x2) Həm sol, həm də sağ tərəflər; bu fayllar bir -birinin güzgü şəkilləridir

• Ackermann pin bağlantısı

  (x2) Hər iki tərəf eyni hissələrdir

1. Yuxarıdakı hissələri yükləmək üçün OnShape -də əsas PiCar Assambleyasına gedin
2. Yükləmək istədiyiniz hissəni sağ vurun
3. İxrac et düyməsini basın
4. Faylı.stl faylı olaraq qeyd edin
5. Bütün 9 faylı.stl faylları olaraq saxlamaq üçün bu addımları təkrarlayın

Faylların yükləyə bilmədiyi bir problemlə qarşılaşsanız, addım fayllarını və ya stl fayllarını GitHub -da tapa bilərsiniz. Əsas səhifədə hw, şassi və nəhayət stl_files və ya step_files düyməsini basın.

Addım 4:. STL Dosyalarını 3D Yazdırın

Bütün.stl fayllarını çap etmək üçün seçdiyiniz 3D printerdən istifadə edin

Çapların çoxunun dayaqlarla çap edilməsi lazımdır, amma gördüm ki, onlardan bir neçəsi onsuz daha yaxşı çap olunur. Ackermann servo buynuzu, Təkər altıbucağı 12 mm və Ackermann qol hissələrini ayrı bir çapda və dayaqlar olmadan çap etməyi məsləhət görürəm. Bu, ümumi çap müddətini azaldacaq və çap keyfiyyətini artıracaq.

Bütün hissələri 100% doldurmaqla çap etdim, amma bu şəxsi seçim idi. İstəsəniz, 20% -ə qədər doldurula bilərsiniz. Parçaların gücünü artırmaq üçün belə yüksək doldurulma ilə çap etməyə qərar verdim.

Çaplarım 0,1 mm təbəqə hündürlüyündə qurulmuşdu. Bu qərarı verdim, çünki 3D printerim üçün standart parametr 0.1 mm -dir. Parçaların hündürlüyü 0,1 mm -dən 0,2 mm -ə qədər çap etməyi məsləhət görürəm.

Addım 5: Rulmanları 3D Çaplı Ön Boyama Sisteminə itələyin

3 mm -lik bir rulman, Ackermann Arm 3D -nin hər iki hissəsinə daxil olur

Barmaqlarınızı istifadə edərkən yataqları itələməyi bacarmalısınız. Bununla birlikdə, daha çox güc tələb olunarsa, daha çox güclə itələmək üçün yatağa düz bir cisim basmağı məsləhət görürəm. Kəskin bir cisimdən istifadə etməməyə və ya yatağa birdən zərbə vurmamağa çalışın.

Ackermann qolunun hər iki hissəsinə 2 mm -lik iki rulmanı sıxın

2 mm -lik bir rulmanı Ackermann Pin Link hissələrinin hər ikisinə sıxın

Bütün rulmanların hara getdiyini anlamaq üçün fotoşəkillərə baxın. Rulmanların yalnız düzgün ölçülü bir çuxura girəcəyi üçün söyləmək asan olmalıdır.

Addım 6: Ackermann Servo Hornunu Servo üzərinə vidalayın

Ackermann Servo Horn 3D çap hissəsini servonun üstünə basın.

Ackermann Servo Horn dərhal daxil olmalıdır. Əks halda servonun ucunu kəsə bilərsiniz. İlk fotoda gördüyünüz kimi, bunun necə görünəcəyini göstərmək üçün servomun ucunu kəsdim.

Ackermann Servo Hornunu servoya bağlamaq üçün servo ilə birlikdə gələn vintlərdən birini istifadə edin

Bu addım olduqca düzdür. Vida, hissələrin etibarlı şəkildə bağlanmasını təmin edəcək.

Addım 7: 3D Çaplı Ön Təkər Komplektinin birləşdirilməsi

İki Ackermann Arm hissəsini iki M2 vida və qoz ilə Ackermann Base Linkə bağlayın

Bu addım üçün orta yatağı istifadə edin. Ackermann Arm hissələrinin haraya yapışdırılacağını görmək üçün şəkillərə baxın. İki tərəf bir -birinin güzgü şəkli olmalıdır.

İki Ackermann Pin Link hissəsini iki M2 vida və somun istifadə edərək Ackermann Arm hissələrinə bağlayın.

Rulmana malik olmayan Ackermann Pin Linkinin sonu, Ackermann qolunu bağlamaq üçün istifadə etdiyiniz ucdur. Parçaların istiqamətini düzgün bilmək üçün fotoşəkillərə baxın.

Vacibdir: Sol və sağ Ackermann Pin Link hissələri bir -birinə nisbətən çevrilir

Bu, fotoşəkillərdə göründüyü kimi, bir daşıyıcı ucun digərinin üstündə üzməsi deməkdir.

Adım 8: Servo -nu Ön Təkər Montajına bağlayın

Bir M2 vida və qoz istifadə edərək, servoyu ön təkər dəstəsinə bağlayın

Ackermann servo buynuzu iki Ackermann Pink Link hissəsi arasında gedir. Parçaların istiqamətini düzgün öyrənmək üçün fotoşəkillərə baxın.

Addım 9: Təkərləri Ön Təkər Montajına qoşun

İki təkər altıbucaqlı 12 mm 3D çaplı iki hissəni iki təkərə daxil edin

Bu 3D çaplı hissə təkərlə avtomobil arasında boşluq rolunu oynayır. Bu, şinlərin toxunmadığı müddətdə şassiyə mümkün qədər yaxın olmasını təmin edir.

İki təkəri ön təkər dəstəsinə bağlamaq üçün iki M3 vida və qoz -fındıq istifadə edin

Vidanın başı təkərin kənarına, qoz isə içəriyə keçir. Bu, ön təkər yığımını tamamlayır.

Addım 10: Pinion dişlini motor milinə quraşdırın

Pinyon dişli motorun şaftına vurulmalıdır

Parçalara zərər verməmək üçün plastik bir çəkic istifadə etməyi məsləhət görürəm. Pinyon dişlini fotoda göründüyü kimi milin kənarına yaxın saxlayın.

Addım 11: Dingilin uzunluğunu kəsin

Dingili 69 mm -ə qədər kəsin

6 mm diametrli ox McMaster Carr -dan gəldikdə 200 mm uzunluğundadır. Bu quruluş üçün ox 69 mm -ə qədər kəsilməlidir.

Bir fırlanan diskli daşlama qurğusu olan bir Dremel istifadə etməyi məsləhət görürəm. Dingil paslanmayan poladdan hazırlandığından, uzunluğunu kəsmək üçün bir neçə dəqiqəlik daşlama tələb olunacaq. Bu quruluş üçün aksamı kəsməyim 5 dəqiqədən çox çəkdi. Bir oxu oxun ucuna kəsmək üçün Dremel istifadə etməyi məsləhət görürəm. Bu, quraşdırılmış rulmanların və düz dişlilərin sürüşməsini asanlaşdıracaq.

Addım 12: Montajlı Rulmanları Dingilə Kaydırın

Quraşdırılmış yataklar oxun üzərinə sürüşdürülməlidir

Bu, arxa təkər qurğusunun inşasına başlayır

Addım 13: Spur Dişlini Aksa Dağı

Düz dişlini oxun sağ tərəfinə sürüşdürün

Kilid vidasının dişli çarxın iç tərəfinə baxdığından əmin olun.

Təqdim olunan bərkidici açarı istifadə edərək, kilid vintini oxa möhkəm bağlanana qədər vidalayın

Kilid vidasını indiyə qədər gevşetmək və daha sonra tamamilə sıxmaq daha yaxşı olar. Bu, dişli dişlilərin dişlərinin dişli dişli ilə yaxşı birləşməsini təmin edəcək.

Addım 14: Hex Adaptörlərini 2 Təkərə Bərkidin

Verilən vintlərdən istifadə edərək iki altıbucaqlı təkər adapterini təkərlərə vidalayın.

Vintlərin tam sıxıldığından əmin olun.

Addım 15: Təkərləri və Yastıq Blok Rulmanlarını Aksa Bağlayın

Hər iki təkəri oxun hər iki ucuna sürüşdürün

Təkərlərin yerində sabit olması üçün kilid vintlərini sıxın

Addım 16: Fırçasız Motoru Şassiyə Montaj edin

Üç M2 vint istifadə edərək mühərriki şassiyə bağlayın.

Telləri şassinin iç tərəfinə baxacaq şəkildə istiqamətləndirsəniz, daha sonra faydalıdır.

Addım 17: Arxa Təkər Quruluşunu Şassiyə Montaj edin

Arxa təkər qurğusunu dörd M3 vida və qoz -fındıq istifadə edərək şassiyə quraşdırın.

Düz dişli ilə dişli dişlinin hizalandığından və dişlərinin yaxşı örüldüyündən əmin olun.

Dişlər yaxşı ağlanmırsa, dişli dişli kilid vidasını gevşetin. Qıvrımlı dişli dişli ilə dişli dişli ilə birləşənə qədər ox boyunca hərəkət etdirin.

Addım 18: Ön Təkər Qurğusunu Şassiyə bağlayın

Dörd M3 vida və qoz -fındıq istifadə edərək ön təkər qurğusunu şassiyə quraşdırın.

Servanı şassidəki düzbucaqlı servo qutuya yerləşdirin.

Addım 19: ESC -ni Fırçasız Motora qoşun

Motordakı eyni rəngli telləri ESC -də olan tellərə bağlayın

Bu tellər motora enerji verir. Motor fırçasız bir mühərrikdir, yəni üç dəstə bobində alternativ cərəyanla idarə olunur. ESC, məlumat kabelindən aldığı pwm siqnalına görə cərəyanın nə vaxt dəyişdiriləcəyinə qərar verir.

Addım 20: ESC və Motor Məlumat Kabellərini Alıcıya qoşun

Müsbət və zəminin alıcı üçün doğru yerdə olduğundan əmin olun. Müsbət (qırmızı) tellərin hamısının eyni cərgədə olması çox vacibdir.

Kabellərin hər birinin hansı yerə getməli olduğunu müəyyən etmək üçün RC nəzarətçinizin istifadə təlimatına baxın. Nəzarətçim üçün servo kabel birinci kanalda, ESC kabeli isə ikinci kanaldadır.

Addım 21: Hər şeyi LiPo Batareyası ilə Gücləndirin və RC Nəzarətçisi ilə Test edin

Bütün sistemi işə salmaq üçün LiPo batareyasını ESC -ə qoşun İndi avtomobili RC idarəedicinizlə idarə edə bilərsiniz. Bütün sistemin istədiyi kimi işlədiyini yoxlayın.

Avtomobilin düz hərəkət etməsi üçün servoyu tənzimləməyiniz lazım ola bilər. Əksər RC nəzarətçiləri bu bucağı tənzimləməyə imkan verir. Avtomobil işə düşənə qədər təkəri nə qədər döndüyünüzü də tənzimləyə bilərsiniz. Müxtəlif funksiyalarını başa düşmək üçün RC nəzarətçiniz üçün istifadəçi təlimatını oxumağı məsləhət görürəm.