HackerBoxes 0013: Avtosport: 12 addım

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

AUTOSPORT: Bu ay HackerBox Hackers avtomobil elektronikasını araşdırır. Bu Təlimat, HackerBoxes #0013 ilə işləmək üçün məlumatları ehtiva edir. Hər ay poçt qutunuza belə bir qutu almaq istəyirsinizsə, indi HackerBoxes.com saytına abunə olmaq və inqilaba qoşulmaq vaxtıdır!

Bu HackerBox üçün mövzular və öyrənmə məqsədləri:

• NodeMCU -nun Arduino üçün uyğunlaşdırılması
• 2WD Avtomobil Kitinin yığılması
• 2WD Avtomobil Kitinə nəzarət etmək üçün NodeMCU -nun bağlanması
• Blynk istifadə edərək WiFi üzərindən NodeMCU -ya nəzarət
• Avtonom naviqasiya üçün sensorlardan istifadə
• Avtomobil Daxili Diaqnostika (OBD) ilə işləmək

HackerBoxes, DIY elektronikası və kompüter texnologiyası üçün aylıq abunə qutusu xidmətidir. Biz həvəskarlar, istehsalçılar və təcrübəçilərik. Planeti Hack et!

Addım 1: HackerBoxes 0013: Qutunun İçindəkilər

• HackerBoxes #0013 Toplanıla bilən İstinad Kartı
• 2WD Avtomobil Şassi dəsti
• NodeMCU WiFi Prosessor Modulu
• NodeMCU üçün Motor Qalxanı
• Motor qalxanı üçün tullanan blok
• Batareya qutusu (4 x AA)
• HC-SR04 Ultrasonik Ölçmə Sensoru
• TCRT5000 IR Yansıtma Sensorları
• DuPont qadın-qadın atlayıcıları 10 sm
• İki qırmızı lazer modulu
• Mini-ELM327 bort diaqnostikası (OBD)
• Eksklüziv HackerBoxes Racing Decal

Faydalı olacaq digər şeylər:

• Dörd AA Batareya
• İki tərəfli köpük bant və ya cırtdan zolaqlar
• microUSB Kabel
• Ağıllı Telefon və ya Tablet
• Arduino IDE ilə kompüter

Ən əsası, macəra hissinə, DIY ruhuna və hacker marağına ehtiyacınız olacaq. Hardcore hobbiist elektronika hər zaman asan olmur, ancaq inadkarlıq və macəradan zövq aldığınız zaman, inadkar olmaq və layihələrinizi işə salmaqdan böyük məmnunluq əldə edilə bilər. Sadəcə hər addımı yavaş -yavaş atın, detallara fikir verin və kömək istəməkdən çəkinməyin.

Addım 2: Avtomobil Elektronikası və Özüyeriyən Avtomobillər

Avtomobil elektronikası, yol nəqliyyat vasitələrində istifadə olunan hər hansı bir elektron sistemdir. Bunlara carputers, telematics, avtomobildə əyləncə sistemləri və s. Avtomobil elektronikası mühərrikləri idarə etmək ehtiyacından yarandı. Birincisi mühərrik funksiyalarını idarə etmək üçün istifadə edildi və mühərrik idarəetmə vahidləri (ECU) adlandırıldı. Elektron idarəetmə vasitələri daha çox avtomobil tətbiqləri üçün istifadə olunmağa başlandıqca, ECU qısaltması "elektron idarəetmə vahidi" nin daha ümumi mənasını aldı və sonra xüsusi ECU -lar inkişaf etdirildi. İndi ECU'lar moduldur. İki növə mühərrik idarəetmə modulları (ECM) və ya transmissiya idarəetmə modulları (TCM) daxildir. Müasir bir avtomobildə 100 -ə qədər ECU ola bilər.

Radio idarə olunan avtomobillər (R/C avtomobilləri) xüsusi bir ötürücü və ya uzaqdan idarəetmə vasitəsi ilə uzaqdan idarə oluna bilən avtomobillər və ya yük maşınlarıdır. "R/C" termini həm "uzaqdan idarə olunan", həm də "radio nəzarətli" mənasını vermək üçün istifadə edilmişdir, lakin bu gün "R/C" nin ümumi istifadəsi ümumiyyətlə bir radio tezlik bağlantısı ilə idarə olunan nəqliyyat vasitələrinə aiddir.

Avtonom avtomobil (sürücüsüz avtomobil, sürücüsüz avtomobil, robotlu maşın) ətraf mühiti hiss edə bilən və insanların iştirakı olmadan gedə bilən bir vasitədir. Avtonom avtomobillər radar, lidar, GPS, odometriya və kompüter görmə kimi müxtəlif üsullardan istifadə edərək ətrafı aşkar edə bilir. İnkişaf etmiş idarəetmə sistemləri, uyğun naviqasiya yollarını, maneələri və müvafiq işarələri müəyyən etmək üçün sensor məlumatları şərh edir. Avtonom avtomobillər, yolda olan müxtəlif avtomobilləri ayırmaq üçün sensor məlumatları təhlil edə bilən idarəetmə sistemlərinə malikdir və bu, istədiyiniz yerə gedən yolu planlaşdırmaqda çox faydalıdır.

Addım 3: NodeMCU üçün Arduino

NodeMCU açıq mənbə IoT platformasıdır. Buraya Espressif Sistemlərindən ESP8266 Wi-Fi SoC ilə çalışan firmware və ESP-12 moduluna əsaslanan aparat daxildir.

Arduino IDE, NodeMCU modullarını digər Arduino inkişaf platformaları kimi proqramlaşdırmaq üçün asanlıqla genişləndirilə bilər.

Başlamaq üçün, Arduino IDE-nin (www.arduino.cc), həmçinin istifadə etdiyiniz NodeMCU modulunda uyğun Serial-USB çipinin sürücülərinin quraşdırıldığından əmin olun. Hal-hazırda əksər NodeMCU modullarına CH340 Serial-USB çipi daxildir. CH340 çiplərinin istehsalçısı (WCH.cn) bütün populyar əməliyyat sistemləri üçün sürücülərə malikdir. Saytları üçün Google tərcümə səhifəsinə baxın.

Ardino IDE -ni işə salın, seçimlərə daxil olun və "Əlavə İdarəçi URL -ləri" daxil etmək üçün sahəni tapın.

Bu URL -ə yapışdırın:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

ESP8266 üçün İdarə Heyəti Menecerini quraşdırmaq.

Quraşdırdıqdan sonra IDE -ni bağlayın və sonra yenidən başladın.

İndi microUSB kabelindən istifadə edərək NodeMCU modulunu kompüterinizə qoşun (əksər cib telefonlarında və planşetlərdə istifadə olunur).

NodeMCU 1.0 olaraq Arduino IDE -də lövhə növünü seçin

Hər şeyin düzgün işlədiyinə əmin olmaq üçün həmişə yeni bir Arduino lövhəsində yanıb sönmə demosunu yükləməyi və sınamağı sevirik. NodeMCU istisna deyil, ancaq tərtib etməzdən və yükləməzdən əvvəl LED pinini pin13 -dən pin16 -ya dəyişməlisiniz. Arduino NodeMCU ilə daha mürəkkəb bir işə keçməzdən əvvəl bu sürətli testin düzgün işlədiyinə əmin olun.

Bir neçə fərqli tətbiq nümunəsi ilə Arduino NodeMCU üçün quraşdırma prosesindən keçən bir təlimat. Buradakı məqsəddən bir az uzaqdır, amma ilişib qalmısınızsa başqa bir nöqtəyə baxmaq faydalı ola bilər.

Addım 4: 2WD Avtomobil Şassi Kiti

2WD Avtomobil Şassi Kitinin məzmunu:

• Alüminium Şassi (rənglər dəyişir)
• İki FM90 DC Motor
• Kauçuk Təkərli İki Təkər
• Sərbəst fırlanan təkər
• Quraşdırma Avadanlıqları
• Avadanlıqların Quraşdırılması

FM90 DC Motors, FS90, FS90R və ya SG92R kimi ümumi mikro servolarla eyni plastik korpusda qurulduqları üçün mikro servolara bənzəyir. Ancaq FM90 servo deyil. FM90, plastik dişli qatarı olan bir DC mühərrikidir.

FM90 mühərrikinin sürəti puls genişliyi modulyasiyası (PWM) ilə idarə olunur. İstiqamət, hər hansı bir fırçalanmış DC motorunda olduğu kimi, güc polaritesini dəyişdirməklə idarə olunur. FM90 4-6 Volt DC-də işləyə bilər. Kiçik olsa da, kifayət qədər cərəyan çəkir ki, birbaşa mikrokontrolör pinindən çəkilməsin. Bir motor sürücüsü və ya H körpüsü istifadə edilməlidir.

FM90 DC Motor Xüsusiyyətləri:

• Ölçülər: 32.3mm x 12.3mm x 29.9mm / 1.3 "x 0.49" x 1.2"
• Spline sayı: 21
• Çəkisi: 8.4g
• Yük sürəti yoxdur: 110RPM (4.8v) / 130RPM (6v)
• Çalışan cərəyan (yük olmadan): 100mA (4.8v) / 120mA (6v)
• Maksimum dayanma torku (4.8v): 1.3 kq/sm/18.09 oz/in
• Maksimum dayanma torku (6v): 1.5 kq/sm/20.86 oz/in
• Durma Cərəyanı: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

Addım 5: Avtomobil Şassisi: Mexaniki Quraşdırma

Avtomobil Şassisi bu sxemə görə asanlıqla yığılır.

Qeyd edək ki, iki kiçik çanta aparatı var. Bunlardan birinə, uyğun vintlər və qoz-fındıqlarla birlikdə 5 mm-M3 ölçülü altı pirinç dayanıqlı montaj aparatı daxildir. Bu montaj qurğusu, idarəedicilərin, sensorların və digər elementlərin şassiyə quraşdırılmasının sonrakı mərhələlərində faydalı ola bilər.

Bu addım üçün, aşağıdakıları ehtiva edən Montaj Avadanlıqlarından istifadə edəcəyik.

• Mühərrikləri bağlamaq üçün dörd ədəd nazik M2x8 bolt və kiçik uyğun qoz -fındıq
• Dörd qalın M3x10 bolt və daha böyük təkər bağlamaq üçün uyğun qoz -fındıq
• Təkərləri mühərriklərə bağlamaq üçün qaba yivli iki PB2.0x8 vida

Qeyd edək ki, FM90 mühərrikləri tel telləri yığılmış şassinin arxasından uzanacaq şəkildə yönəldilmişdir.

Addım 6: Avtomobil Şassisi: Güc Paketi və Nəzarətçi əlavə edin

ESP-12E motor qalxan lövhəsi birbaşa NodeMCU modulunun bağlanmasını dəstəkləyir. Motor qalxanına L293DD itələyən motor sürücüsü çipi (məlumat cədvəli) daxildir. Motor telləri, motor qalxanındakı A+/A- və B+/B vintli terminallərə (bağlayıcıları çıxardıqdan sonra) bağlanmalıdır. Batareya açarları batareyanın giriş vint terminallarına bağlanmalıdır.

Təkərlərdən biri yanlış istiqamətə dönərsə, müvafiq mühərrikin telləri vida terminallarında dəyişdirilə bilər və ya istiqamət biti kodda ters çevrilə bilər (növbəti addım).

Batareyanın girişini aktivləşdirmək üçün mühərrikin qalxanında plastik bir güc düyməsi var. Keçid bloku, motor qalxanından NodeMCU -ya enerji ötürmək üçün istifadə edilə bilər. Jumper bloku quraşdırılmadan NodeMCU özünü USB kabelindən istifadə edə bilər. Jumper bloku quraşdırıldıqda (göstərildiyi kimi), batareya gücü mühərrikləri təmin edir və eyni zamanda NodeMCU moduluna yönəldilir.

Motor qalxanı və batareya paketi, alüminium şassisdəki boşluqları olan vida deliklərini düzərək şassiyə quraşdırıla bilər. Bununla birlikdə, onları iki tərəfli köpük lent və ya yapışqan cırtdan zolaqlar istifadə edərək şassisə yapışdırmağı daha asan hesab edirik.

Addım 7: Avtomobil Şassisi: Proqramlaşdırma və Wi-Fi Nəzarəti

Blynk, Arduino, Raspberry Pi və digər avadanlıqları İnternet üzərindən idarə etmək üçün iOS və Android tətbiqləri olan bir platformadır. Sadəcə widgetları sürükləyərək buraxaraq layihəniz üçün bir qrafik interfeysi qura biləcəyiniz rəqəmsal bir paneldir. Hər şeyi qurmaq çox sadədir və dərhal fikirləşməyə başlayacaqsınız. Blynk sizi İnternetə aparacaq və Əşyalarınızın İnternetinə hazır olacaq.

Buraya daxil olan HBcar.ino Arduino skriptində, 2WD avtomobil şassisindəki mühərrikləri idarə etmək üçün Blynk layihəsindəki dörd düymənin (irəli, tərs, sağ və sol) necə birləşdiriləcəyi göstərilir.

Tərtib etməzdən əvvəl proqramda üç sətrin dəyişdirilməsi lazımdır:

• Wi-Fi SSID (Wi-Fi giriş nöqtəniz üçün)
• Wi-Fi Şifrəsi (Wi-Fi giriş nöqtəniz üçün)
• Blynk Yetkilendirme Token (Blynk layihənizdən)

Nümunə kodundan motor qalxanındakı L293DD çipinin aşağıdakı kimi bağlandığını unutmayın:

• Motor A sürəti üçün GPIO pin 5
• A mühərriki üçün GPIO pin 0
• Motor B sürəti üçün GPIO pin 4
• B mühərriki üçün GPIO pin 2

Addım 8: Muxtar Naviqasiya üçün Sensorlar: Ultrasonik Range Finder

HC-SR04 ultrasəs diapazonu (məlumat cədvəli) 3 mm-ə qədər dəqiqliklə təxminən 2 sm-dən 400 sm-ə qədər ölçülər təmin edə bilər. HC-SR04 moduluna ultrasəs ötürücü, qəbuledici və nəzarət dövrəsi daxildir.

Dörd qadın-qadın atlayıcını HC-SR04 sancaqlarına bağladıqdan sonra, bağlayıcıların ətrafına bir neçə bant sarılması həm əlaqələri alüminium şassiyə bağlamaqdan izolyasiya etməyə, həm də ön tərəfdəki yuvaya yapışmaq üçün elastik bir kütlə təmin etməyə kömək edə bilər. şassi göstərildiyi kimi.

Bu nümunədə, HC-SR04 üzərindəki dörd pin motor qalxanına bağlana bilər:

• VCC (HC-SR04-də) VIN-ə (motor qalxanında)
• Tetik (HC-SR04-də) D6-ya qədər (motor qalxanında)
• Echo (HC-SR04-də) D7-dən (motor qalxanında)
• GND (HC-SR04-də)-GND-ə (motor qalxanında)

VIN, yalnız 5V tələb edən HC-SR04-ə təxminən 6VDC təmin edəcək. Lakin, bu yaxşı işləyir kimi görünür. Digər mövcud elektrik xətti (3.3V) bəzən HC-SR04 modulunu işə salmaq üçün kifayətdir (əlbəttə sınayın), lakin bəzən kifayət qədər gərginlik olmur.

Bu tel bağlandıqdan sonra, HC-SR04-ün işini yoxlamaq üçün NodeMCUping.ino nümunə kodunu sınayın. Sensordan istənilən obyektə olan məsafə seriyalı monitorda (9600 lövhə) santimetrlə çap olunur. Hökmdarımızı alın və düzgünlüyünü sınayın. Etkileyicidir, deyilmi?

İndi bu ipucu aldığınız üçün, toqquşmanın qarşısını alan, avtonom bir vasitə üçün belə bir şey sınayın:

1. <10 sm məsafəyə qədər irəli
2. dayandırmaq
3. kiçik bir məsafəni geri çəkin (isteğe bağlı)
4. təsadüfi bir açı çevirmək (vaxt)
5. 1 -ci addıma keçin

Bəzi ümumi məlumat üçün, burada HC-SR04 modulunun istifadəsi ilə bağlı detallarla dolu bir dərs videosu var.

Addım 9: Avtonom Naviqasiya üçün Sensorlar: İnfraqırmızı (IR) Yansıtma

IR Reflective Sensor modulu rəng və məsafəni aşkar etmək üçün TCRT5000 (məlumat cədvəli) istifadə edir. Modul İQ işığı yayır və sonra əks aldıqlarını algılar. Bir səthin ağ və ya qara olduğunu hiss etmə qabiliyyəti sayəsində, bu sensor tez -tez kommunal sayğaclarda robotların və avtomatik məlumatların qeydini izləmək üçün istifadə olunur.

Ölçmə məsafəsi 1 mm -dən 8 mm -ə qədərdir və mərkəzi nöqtə təxminən 2,5 mm -dir. Həssaslığı tənzimləmək üçün göyərtədə potensiometr də var. IR diod, modul gücə qoşulduqda davamlı olaraq İQ işığı yayacaq. Yayılan infraqırmızı işıq yansıtılmadıqda, triod söndürülmüş vəziyyətdə olacaq (rəqəmsal (D0) çıxışın aşağı bir məntiq göstərməsinə səbəb olacaq).

Addım 10: Lazer şüaları

Bu ümumi 5mW 5V lazer modulları, 5V gücə malik olan hər şeyə qırmızı lazer şüaları əlavə etmək üçün istifadə edilə bilər.

Qeyd edək ki, bu modullar asanlıqla zədələnə bilər, buna görə HackerBox #0013-də bir yedekləmə təmin etmək üçün bir cüt var. Lazer modullarınızla diqqətli olun!

Addım 11: Avtomobil Daxili Diaqnostikası (OBD)

Bort diaqnostikası (OBD), bir avtomobilin özünü tanıma və hesabat qabiliyyətinə aid bir avtomobil terminidir. OBD sistemləri avtomobil sahibinə və ya təmir texnikinə müxtəlif nəqliyyat vasitələrinin alt sistemlərinin vəziyyətinə giriş imkanı verir. OBD vasitəsi ilə mövcud olan diaqnostik məlumatların miqdarı, 1980-ci illərin əvvəllərində təyyarədə olan kompüter kompüterlərinin versiyalarında istifadəyə verildikdən sonra geniş şəkildə dəyişmişdir. OBD -nin erkən versiyaları, bir problem aşkar edilərsə, sadəcə bir nasazlıq göstərici işığını yandırar, ancaq problemin mahiyyəti ilə bağlı heç bir məlumat verməzdi. Müasir OBD tətbiqləri, nəqliyyat vasitəsindəki nasazlıqları tez bir zamanda müəyyən etməyə və aradan qaldırmağa imkan verən standart bir sıra diaqnostik problem kodlarına və ya DTC-lərə əlavə olaraq real vaxt məlumatları təmin etmək üçün standartlaşdırılmış rəqəmsal rabitə limanından istifadə edir.

OBD-II həm qabiliyyətdə, həm də standartlaşdırmada bir inkişafdır. OBD-II standartı, diaqnostik konnektorun növünü və pinoutunu, mövcud elektrik siqnal protokollarını və mesajlaşma formatını təyin edir. Həm də hər biri üçün məlumatların necə kodlaşdırılacağı ilə yanaşı izləniləcək avtomobil parametrlərinin namizəd siyahısını təqdim edir. Bağlayıcıda, tarama aləti üçün avtomobilin batareyasından enerji təmin edən bir pin var ki, bu da tarama alətini ayrı bir enerji mənbəyinə bağlamaq ehtiyacını aradan qaldırır. OBD-II Diaqnostik Problem Kodları, 4 rəqəmdən əvvəl bir hərflə yazılır: mühərrik və şanzıman üçün P (güc qurğusu), gövdə üçün B, şassi üçün C və şəbəkə üçün U. İstehsalçılar, real vaxt məlumat istəkləri və problem kodları da daxil olmaqla xüsusi OBD-II tətbiqinə xüsusi məlumat parametrləri əlavə edə bilərlər.

ELM327, əksər müasir avtomobillərdə tapılan daxili diaqnostika (OBD) interfeysi ilə əlaqə qurmaq üçün proqramlaşdırılmış bir mikro nəzarətçidir. ELM327 əmr protokolu ən məşhur PC-OBD interfeys standartlarından biridir və digər satıcılar tərəfindən də tətbiq olunur. Orijinal ELM327, Microchip Technology -dən PIC18F2480 mikro nəzarətçisində tətbiq olunur. ELM327, aşağı səviyyəli protokolu özündə cəmləşdirir və UART vasitəsi ilə adətən əl diaqnostik vasitəsi və ya USB, RS-232, Bluetooth və ya Wi-Fi ilə əlaqəli kompüter proqramı ilə çağırıla bilən sadə bir interfeys təqdim edir. Bu cür proqramın funksiyasına əlavə vasitə alətləri, səhv kodlarının bildirilməsi və səhv kodlarının silinməsi daxil ola bilər.

Torque, ehtimal ki, ən çox tanınan olsa da, ELM327 ilə istifadə edilə bilən bir çox tətbiq var.

Addım 12: Planeti sındırın

Avtomobil elektronikası ilə bağlı macəramızı paylaşdığınız üçün təşəkkür edirik. Bu Təlimatlardan zövq almışsınızsa və hər ay belə bir elektronika layihəsini poçt qutunuza çatdırmaq istəyirsinizsə, bura ABUNƏ OLaraq bizə qoşulun.

Uğurunuzu aşağıdakı şərhlərdə və/və ya HackerBoxes Facebook səhifəsində paylaşın. Əlbəttə ki, hər hansı bir sualınız varsa və ya bir şeyə ehtiyacınız varsa bizə bildirin. HackerBoxes -un bir hissəsi olduğunuz üçün təşəkkür edirəm. Zəhmət olmasa təklif və rəylərinizi bildirin. HackerBoxes sizin qutularınızdır. Gəlin böyük bir şey edək!