PiCar: Avtonom avtoulov platformasini yaratish: 21 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ushbu yo'riqnomada PiCar -ni yaratish uchun zarur bo'lgan qadamlar batafsil ko'rsatilgan

PiCar nima?

PiCar - bu ochiq manbali avtonom avtomobil platformasi. Bu avtonom emas, lekin siz mashinani Arduino yoki Raspberry Pi yordamida boshqarish uchun sensorlarni osongina qo'shishingiz mumkin.

Nima uchun RC avtomobili o'rniga PiCar -dan foydalanish kerak?

PiCar -dan foydalanish RC avtomashinasini platforma sifatida ishlatishga juda o'xshaydi. Biroq, PiCar sizga ko'proq boshqaruvni beradi va RC avtomobiliga qaraganda o'zgartirish osonroq. PiCar uchun shassi 3D bosma bo'lib, agar kerak bo'lsa, mashinaga ko'proq joy qo'shish uchun 3D modelini osongina tahrir qilishingiz mumkin. Bundan tashqari, barcha qismlarni Internetda osongina topish mumkin yoki 3D -bosma bilan chop etish mumkin.

PiCar -ni kim yaratgan?

PiCar Sent -Luisdagi Vashington universitetida Humberto Gonsales va Silviya Chjan laboratoriyasida ishlab chiqilgan. Avtomobil 2017 yil may oyida ishlab chiqilgan va iyun oyida robototexnika musobaqasida ishtirok etgan. PiCar Xitoyning Sian shahridagi Sian Jiaotong universitetida o'tkazilgan "Ipak yo'li robototexnika innovatsiyalari" tanlovida 30 dan ortiq xalqaro jamoalar orasida eng yaxshi 10talikka kirdi. Bu erda FlowBot -ning YouTube videosiga havola.

Bu yo'riqnomada faqat PiCar qanday qurilishi haqida batafsil ma'lumot berilgan. Agar siz PiCar -da namuna kodidan foydalanishni xohlasangiz, misol kodi va qo'shimcha hujjatlarga kirish uchun GitHub omborimizga murojaat qiling.

1 -qadam: qismlar ro'yxati

Qismlar ro'yxati:

• Cho'tkasi bo'lmagan dvigatel va ESC (32,77 dollar)
• Batareya ($ 10.23)
• Servo dvigatel (6,15 dollar)
• G'ildiraklar (28 dollar; g'ildirakka qo'shilgan va yopishtirilgan)
• Dingil, 6 mm (19,38 dollar)
• Olti burchakli g'ildirak adapterlari (3,95 dollar)
• Katta vites (8,51 dollar)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 mm teshikli rulmanlar, 8 mm tashqi diametri (8,39 dollar)
• 2 mm teshikli rulmanlar, 5 mm tashqi diametri (9,98 dollar)
• Aks o'qlari (30,68 dollar)
• M3 va M2 vintlardek ($ 9.99)
• 3D printerga kirish

Hammasi: $ 176.00

Majburiy emas:

• ESC dasturlash kartasi ($ 8.40)

  Turnigy TrackStar ESC dasturlash kartasi

• Batareya zaryadlovchi ($ 24.50)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC zaryadlovchi qurilmasi (AQSh vilkasi)

• Alan kaliti to'plami ($ 9.12)

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

• Qabul qilgichli RC boshqaruvchisi ($ 22.58)

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

• Arduino (10,9 dollar)

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

• Non taxtasi ($ 6.99)

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

• Har xil simlar ($ 6.99)

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

Hammasi: $ 89,48

Bo'limlar uchta mezon asosida tanlangan:

• Funktsionallik
• Maxsus imkoniyatlar
• Ma'lumotlar varag'ining mavjudligi

Ehtiyot qismlar yaxshi ishlashi kerak, shunda ular xohlagancha bajariladi va uzoq vaqt xizmat qiladi. Boshqa odamlar PiCar -ni takrorlashlari uchun ularni Internetda osongina sotib olish kerak. Bu juda muhim, chunki bizning laboratoriyamiz kelajakda ko'proq mashinalar ishlab chiqaradi va biz mashinaning butun mamlakat bo'ylab odamlar uchun qulay bo'lishini xohlaymiz. Qismlarda ma'lumotlar varaqlari bo'lishi kerak, chunki biz PiCar bilan tajriba o'tkazamiz. Akademik tajribalarni o'tkazishda, siz foydalanayotgan asbob -uskunalarga nima kirishini aniq bilish muhimdir. Ma'lumot varaqalari mavjudligi tajribani takrorlashga imkon beradi.

2 -qadam: 3D modellarga kirish

Onshape -da joylashgan SAPR fayllariga qanday kirish mumkin:

1. https://cad.onshape.com/signin saytiga o'ting.

2. Agar sizga hisob ma'lumotlari berilgan bo'lsa, tizimga kirish uchun ushbu ma'lumotlardan foydalaning.

3. Aks holda, yangi hisob yarating. Hisob qaydnomangiz o'rnatilgach va tizimga kirgan bo'lsangiz, Pi Car Assembleyasiga kirish uchun https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… manziliga o'ting.

4. Havolani ochish sizni yuqoridagi rasmlarda ko'rinib turganidek Pi Car Assembly fayliga olib boradi. Agar siz hisob ma'lumotlarini ishlatayotgan bo'lsangiz, siz ushbu yig'ilishga va uning barcha qismli fayllariga "tahrirlash" huquqiga ega bo'lasiz. Agar siz yangi foydalanuvchi hisobidan foydalanayotgan bo'lsangiz, siz montaj nusxasini yaratishingiz va shu tarzda tahrir qilishingiz mumkin.

5. Onshape-ni o'rganish uchun https://www.onshape.com/learn/learn-cad saytiga o'ting.

6. Yuqoridagi rasmda har bir qismga, yig'ilishga, yig'ilishga yoki chizishga qanday kirish mumkinligi ko'rsatilgan.

7. O'lchamlarni tekshirishning eng yaxshi usuli (qismlar orasidagi masofa yoki burchak) tegishli qism yoki yig'ilish chizmasiga o'tishdir. O'lchamlarni tekshirishdan oldin, yuqoridagi rasmda ko'rinib turganidek, yangilash tugmasini bosish orqali chizmani mos keladigan yig'indisi yoki qismi bilan sinxronlashtirganingizga ishonch hosil qiling.

8. Muayyan o'lchovni tekshirish uchun nuqta-nuqta, nuqta-chiziq, chiziq-chiziq, burchak va hokazo o'lchov vositasidan foydalaning va yuqoridagi rasmda ko'rsatilganidek, bir juft nuqta/chiziqni bosing. tasvir

3 -qadam: 3D modellarni yuklab olish

Endi siz 3D modellarga kirishingiz mumkin, siz ularni 3D bosib chiqarishga yuklab olishingiz kerak

Yuklab olishingiz kerak bo'lgan 9 qism:

• Final shassisi
• Ackermann asosiy havolasi
• Ackermann servo shoxi

• G'ildirak balandligi 12 mm

  (x2) Ikkala tomon ham bir xil qismlar

• Ackermann qo'li

  (x2) Ham chap, ham o'ng tomonlar; bu fayllar bir -birining oynali tasvirlari

• Ackermann pin havolasi

  (x2) Ikkala tomon ham bir xil qismlar

1. Yuqoridagi qismlarni yuklab olish uchun OnShape -dagi asosiy PiCar Assambleyasiga o'ting
2. Yuklamoqchi bo'lgan qismni o'ng tugmasini bosing
3. Eksportni bosing
4. Faylni.stl fayli sifatida saqlang
5. 9 ta faylni.stl fayl sifatida saqlash uchun ushbu amallarni takrorlang

Agar siz fayllarni yuklab ololmaydigan muammoga duch kelsangiz, qadam fayllarini yoki stl fayllarini GitHub -da topishingiz mumkin. Asosiy sahifada hw, shassis va nihoyat stl_files yoki step_files -ni bosing.

4 -qadam:. STL fayllarini 3D chop etish

Barcha.stl fayllarini chop etish uchun siz tanlagan 3D printerdan foydalaning

Ko'pgina bosmalar tayanchlar yordamida chop etilishi kerak, lekin men ularning bir nechtasi ularsiz yaxshiroq chop etishini topdim. Men sizga Ackermann servo shoxi, 12 mm g'ildirak va Ackermann qo'l qismlarini alohida bosma va tayanchlarsiz chop etishingizni maslahat beraman. Bu umumiy bosib chiqarish vaqtini qisqartiradi va bosim sifatini oshiradi.

Men barcha qismlarni 100% to'ldirish bilan chop etdim, lekin bu shaxsiy tanlov edi. Agar xohlasangiz, 20% gacha to'ldirishingiz mumkin. Men qismlarning mustahkamligini oshirish maqsadida shunday yuqori to'ldirilgan holda chop etishga qaror qildim.

Mening bosmalarim 0,1 mm qatlam balandligida o'rnatildi. Men shunday qarorga keldim, chunki 3D printerim uchun standart parametr 0,1 mm. Qatlam balandligi 0,1 mm dan 0,2 mm gacha bo'lgan qismlarni chop etishni tavsiya qilaman.

5 -qadam: Rulmanlarni 3D bosilgan old ko'zoynak tizimiga suring

3 mm rulman Ackermann Arm 3D bosilgan ikkala qismiga ham kiradi

Barmoqlaringiz bilan rulmanlarni itarishingiz kerak. Ammo, agar ko'proq kuch talab etilsa, men ko'proq kuch bilan itarish uchun rulmanga tekis narsalarni bosishni maslahat beraman. O'tkir narsadan foydalanmaslikka harakat qiling yoki rulmanga keskin ta'sir qilmang.

Ackermann Arm -ning ikkala qismiga 2 mm diametrli ikkita rulmanni bosing

Ackermann Pin Linkning har ikkala qismiga 2 mm rulmanni bosing

Barcha rulmanlar qayerga ketayotganini tushunish uchun rasmlarga qarang. Aytish oson bo'lishi kerak, chunki rulmanlar faqat to'g'ri o'lchamdagi teshikka tushadi.

6 -qadam: Ackermann Servo shoxini servoga burab qo'ying

Servo yuqori qismidagi Ackermann Servo Horn 3D bosilgan qismini bosing.

Ackermann Servo Horn darhol qulflanishi kerak. Agar bunday bo'lmasa, siz servo uchini kesishingiz mumkin. Birinchi fotosuratda ko'rib turganingizdek, men sizga qanday ko'rinishini ko'rsatish uchun servo uchini kesib tashladim.

Ackermann Servo shoxini servoga burab qo'yish uchun servo bilan birga kelgan vintlardan birini ishlating

Bu qadam juda to'g'ri. Vida qismlarning ishonchli ulanishini ta'minlaydi.

7 -qadam: 3D bosilgan old g'ildiraklar yig'ilishini ulash

Ackermann Arm -ning ikkita qismini ikkita M2 vint va yong'oq bilan Ackermann Base Link -ga ulang

Ushbu qadam uchun markaziy rulmani ishlating. Iltimos, Ackermann Arm qismlarini qaerga yopishtirish kerakligini ko'rish uchun rasmlarga qarang. Ikkala tomon ham bir -birining ko'zgusi bo'lishi kerak.

Ikkita Ackermann Pin Link qismini Ackermann Arm qismlariga ikkita M2 vint va yong'oq yordamida ulang.

Rulmanga ega bo'lmagan Ackermann Pin Link -ning oxiri - bu Ackermann qo'lini ulash uchun ishlatiladigan uchi. Parchalarning yo'nalishini to'g'ri bilish uchun rasmlarga qarang.

MUHIM: chap va o'ng Ackermann Pin Link qismlari bir -biriga nisbatan aylantiriladi

Bu shuni anglatadiki, fotosuratlarda ko'rinib turganidek, bir rulman uchi boshqasidan yuqorisida suzishi kerak.

8 -qadam: Servo -ni oldingi g'ildiraklar yig'ilishiga ulang

M2 vintini va gaykani ishlatib, servoni oldingi g'ildirak yig'ilishiga ulang

Ackermann servo shoxi Ackermann Pushti bog'lanishining ikkita qismi o'rtasida ketadi. Qismlarning yo'nalishini to'g'ri aniqlash uchun rasmlarga qarang.

9 -qadam: G'ildiraklarni oldingi g'ildiraklar yig'ilishiga ulang

G'ildirakli olti burchakli 12 mm o'lchamdagi 3D qismni ikkita g'ildirakka joylashtiring

3D bosilgan bu qism g'ildirak va mashina orasidagi bo'shliq vazifasini bajaradi. Bu shinalarni tegizmasdan, shassiga iloji boricha yaqinroq bo'lishiga imkon beradi.

Ikkita g'ildirakni oldingi g'ildirak birikmasiga ulash uchun ikkita M3 vint va yong'oqdan foydalaning

Vintning boshi g'ildirakning tashqi tomoniga, non esa ichkariga kiradi. Bu oldingi g'ildirak yig'ilishini yakunlaydi.

10 -qadam: Pinion tishli qutisini motor miliga o'rnating

Pinion tishli qutini motor miliga urish kerak

Men ehtiyot qismlarga zarar bermaslik uchun plastik bolg'adan foydalanishni maslahat beraman. Pinion tishli qutini mil chetiga yaqin joyda saqlang.

11 -qadam: o'qni uzunlikka kesib oling

Aksni 69 mm gacha kesib oling

6 mm diametrli o'q McMaster Carrdan kelganida uzunligi 200 mm. Ushbu qurilish uchun o'q 69 mm gacha kesilishi kerak.

Men aylanadigan diskli silliqlash moslamasi bo'lgan Dremel -dan foydalanishni maslahat beraman. Dingil zanglamaydigan po'latdan yasalganligi uchun uni uzunligiga kesish uchun bir necha daqiqa silliqlash kerak bo'ladi. Bu qurilish uchun akselni kesishimga atigi 5 daqiqa vaqt ketdi. Men o'qni uchiga pah kesish uchun Dremel -dan foydalanishni maslahat beraman. Bu o'rnatilgan rulmanlar va tishli uzatmalarning siljishini osonlashtiradi.

12 -qadam: O'rnatilgan rulmanlarni o'qga siljiting

O'rnatilgan rulmanlarni o'qga siljitish kerak

Bu orqa g'ildirak yig'ilishini qurishni boshlaydi

13 -qadam: Spur mexanizmini o'qga joylashtiring

Tishli uzatmani o'qning o'ng tomoniga siljiting

Qulflash vintining tishli qutining ichki tomonida joylashganligiga ishonch hosil qiling.

Taqdim etilgan kalitdan foydalanib, qulflash vintini o'qga mahkam o'rnaguncha burab qo'ying

Qulflash vintini hozircha bo'sh qoldiring va keyinroq to'liq torting. Bu tishli tishli tishlarning pinion tishli bilan yaxshi bog'lanishini ta'minlaydi.

14 -qadam: olti burchakli adapterlarni 2 g'ildirakka ulang

Ikki olti burchakli g'ildirak adapterini g'ildiraklarga vintlar yordamida burab qo'ying.

Vintlar to'liq mahkamlanganligiga ishonch hosil qiling.

15 -qadam: G'ildiraklarni va yostiqsimon rulmanlarni o'qga ulang

Ikkala g'ildirakni ham o'qning uchiga siljiting

Qulflash vintlarini mahkamlang, shunda g'ildiraklar joyiga o'rnatiladi

16 -qadam: Cho'tkasi bo'lmagan motorni shassisga o'rnating

Dvigatelni shassiga M2 uchta vint yordamida ulang.

Agar siz simlarni shassisning ichki tomoniga qaragan qilib yo'naltirsangiz, bu keyinchalik foydali bo'ladi.

17 -qadam: Orqa g'ildirak yig'ilishini shassisga o'rnatish

Orqa g'ildirak moslamasini to'rtta M3 vint va yong'oq yordamida shassisga o'rnating.

Tishli tishli va pinion tishli moslashtirilganligiga va ularning tishlari bir -biriga yaxshi yopishganligiga ishonch hosil qiling.

Agar tishlar bir -biriga yaxshi yopishmasa, tishli vintni qulflash vintini bo'shating. Tishli tishli o'qni pinion tishli qismga ulanmaguncha o'q bo'ylab harakatlantiring.

18 -qadam: Old g'ildirak yig'ilishini shassisga ulang

Old g'ildirak moslamasini to'rtta M3 vint va yong'oq yordamida shassisga mahkamlang.

Servisni shassidagi to'rtburchaklar servo qutiga joylashtiring.

19 -qadam: ESC -ni cho'tkasi bo'lmagan motorga ulang

Dvigateldagi bir xil rangli simlarni ESC simlariga ulang

Bu simlar dvigatelga quvvat beradi. Dvigatel cho'tkasi bo'lmagan dvigateldir, ya'ni u o'zgaruvchan tokning uchta to'plamdagi rullarda harakatlanishini anglatadi. ESC ma'lumot kabelidan olingan pwm signaliga qarab, oqimni qachon o'zgartirish kerakligini hal qiladi.

20 -qadam: ESC va motor ma'lumot kabellarini qabul qilgichga ulang

Qabul qilgich uchun pozitiv va tuproq to'g'ri joyda ekanligiga ishonch hosil qiling. Ijobiy (qizil) simlarning barchasi bir qatorda bo'lishi juda muhim.

Har bir kabelning qaysi manzilga o'tishi kerakligini aniqlash uchun RC boshqaruvchisining qo'llanmasiga qarang. Mening kontrollerim uchun servo kabel birinchi kanalda, ESC kabeli esa ikkinchi kanalda.

21 -qadam: Hammasini LiPo batareyasi bilan quvvatlantiring va RC boshqaruvchisi bilan tekshiring

Butun tizimni quvvatlantirish uchun LiPo batareyasini ESC ga ulang Endi siz mashinani RC kontrolleringiz bilan boshqarishingiz mumkin. Sinab ko'ring, butun tizim maqsadga muvofiq ishlaydi.

Mashinaning to'g'ri harakatlanishini ta'minlash uchun sizga servo moslamani sozlash kerak bo'ladi. Ko'pgina RC kontrollerlari bu burchakni sozlash imkonini beradi. Shuningdek, mashina ishga tushguncha g'ildirakni qanchalik burishingizni sozlashingiz mumkin. Men sizning turli xil funktsiyalarni tushunish uchun RC kontrolleringiz uchun qo'llanmani o'qishni tavsiya qilaman.