HackerBoxes 0013: Avtosport: 12 qadam

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

AUTOSPORT: Bu oyda HackerBox Hackers avtomobil elektronikasini o'rganmoqda. Ushbu yo'riqnomada HackerBoxes #0013 bilan ishlash bo'yicha ma'lumotlar mavjud. Agar siz har oy shunday qutini pochta qutingizga olishni xohlasangiz, hozir HackerBoxes.com saytiga obuna bo'lish va inqilobga qo'shilish vaqti!

HackerBox uchun mavzular va o'quv maqsadlari:

• NodeMCU -ni Arduino uchun moslashtirish
• 2WD avtomobillar to'plamini yig'ish
• 2WD avtomobillar to'plamini boshqarish uchun NodeMCU simini ulash
• Blynk yordamida Wi -Fi orqali NodeMCU -ni boshqarish
• Avtonom navigatsiya uchun sensorlardan foydalanish
• Avtomobil tashish diagnostikasi (OBD) bilan ishlash

HackerBoxes - DIY elektronikasi va kompyuter texnologiyalari uchun har oylik obuna qutisi xizmati. Biz havaskorlar, ishlab chiqaruvchilar va tajribachilarmiz. Sayyorani buzish!

1 -qadam: HackerBoxes 0013: qutining tarkibi

• HackerBoxes #0013 yig'iladigan ma'lumotnoma
• 2WD avtomobil shassi to'plami
• NodeMCU WiFi protsessor moduli
• NodeMCU uchun dvigatel qalqoni
• Dvigatel qalqoni uchun o'tish bloki
• Batareya qutisi (4 x AA)
• HC-SR04 ultratovushli diapazon sensori
• TCRT5000 IQ reflektorli sensorlar
• 10 sm balandlikdagi dublonli ayol-urg'ochi ayollar
• Ikki qizil lazer moduli
• Mini-ELM327 bort diagnostikasi (OBD)
• HackerBoxes poygasi eksklyuziv

Boshqa foydali narsalar:

• To'rtta AA batareyasi
• Ikki tomonlama ko'pikli lenta yoki velkro chiziqlar
• microUSB kabeli
• Smartfon yoki planshet
• Arduino IDE bilan kompyuter

Eng muhimi, sizga sarguzasht hissi, DIY ruhi va xakerlarning qiziquvchanligi kerak bo'ladi. Sevimli elektronika bilan shug'ullanish har doim ham oson emas, lekin agar siz davom etsangiz va sarguzashtlardan zavqlansangiz, tirishqoqlik va loyihalaringizni ishga solishdan katta mamnuniyat olishingiz mumkin. Har bir qadamni asta -sekin bajaring, tafsilotlarga e'tibor bering va yordam so'rashdan tortinmang.

2 -qadam: Avtomobil elektronikasi va avtoulovlar

Avtomobil elektronikasi - bu avtomobil transportida ishlatiladigan har qanday elektron tizim. Bularga karputerlar, telematika, avtoulovdagi ko'ngilochar tizimlar va boshqalar kiradi. Avtomobil elektronikasi dvigatellarni boshqarish zaruratidan kelib chiqqan. Birinchisi dvigatel funktsiyalarini boshqarish uchun ishlatilgan va dvigatelni boshqarish bloklari (ECU) deb nomlangan. Elektron boshqaruv elementlari ko'proq avtomobillarda qo'llanila boshlagach, ECU qisqartmasi "elektron boshqaruv bloki" ning umumiy ma'nosini oldi va keyin o'ziga xos ECUlar ishlab chiqildi. Endi ECU modulli. Dvigatelni boshqarish modullari (ECM) yoki uzatishni boshqarish modullari (TCM) ikkita turga kiradi. Zamonaviy mashinada 100 ECU bo'lishi mumkin.

Radio boshqariladigan avtomobillar (R/C avtomashinalari)-bu maxsus uzatuvchi yoki masofadan boshqarish pulti yordamida masofadan turib boshqariladigan avtomobillar yoki yuk mashinalari. "R/C" atamasi "masofadan boshqariladigan" va "radio boshqariladigan" degan ma'noni anglatgan, ammo bugungi kunda "R/C" dan keng tarqalgan foydalanish odatda radiochastota aloqasi orqali boshqariladigan transport vositalarini bildiradi.

Avtonom avtoulov (haydovchisiz mashina, o'zini o'zi boshqaradigan mashina, robotli mashina)-bu atrof-muhitni sezish va odamlarning ishtirokisiz harakatlanish qobiliyatiga ega vosita. Avtonom avtoulovlar atrofni radar, lidar, GPS, odometriya va kompyuter ko'rish kabi turli xil usullar yordamida aniqlay oladi. Kengaytirilgan boshqaruv tizimlari sensorli ma'lumotlarni sharhlab, tegishli navigatsiya yo'llarini, shuningdek to'siqlarni va tegishli belgilarni aniqlaydi. Avtonom avtomashinalarda yo'ldagi turli xil mashinalarni farqlash uchun sensorli ma'lumotlarni tahlil qila oladigan boshqaruv tizimlari mavjud bo'lib, bu kerakli manzilga yo'lni rejalashtirishda juda foydali.

3 -qadam: NodeMCU uchun Arduino

NodeMCU - bu ochiq manbali IoT platformasi. Unga Espressif Systems ESP8266 Wi-Fi SoC-da ishlaydigan dasturiy ta'minot va ESP-12 moduliga asoslangan uskunalar kiradi.

Arduino IDE endi NodeMCU modullarini qo'llab -quvvatlash uchun osonlikcha kengaytirilishi mumkin, xuddi ular boshqa Arduino ishlab chiqish platformalaridek.

Boshlash uchun siz Arduino IDE (www.arduino.cc) o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling, shuningdek siz foydalanayotgan NodeMCU modulida tegishli Serial-USB chipi uchun drayverlar. Hozirgi vaqtda NodeMCU modullarining ko'pchiligi CH340 Serial-USB chipini o'z ichiga oladi. CH340 chiplarini ishlab chiqaruvchisi (WCH.cn) barcha mashhur operatsion tizimlar uchun drayverlarga ega. O'z saytlari uchun Google tarjima sahifasiga qarang.

Ardino IDE -ni ishga tushiring, parametrlarga o'ting va "Qo'shimcha boshqaruv paneli URL -lari" maydonini toping.

URL manziliga kiriting:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

ESP8266 uchun boshqaruv menejerini o'rnatish.

O'rnatishdan so'ng, IDE -ni yoping va zaxiralashni boshlang.

Endi NodeMCU modulini microUSB kabeli yordamida kompyuteringizga ulang (aksariyat uyali telefonlar va planshetlarda ishlatiladi).

Arduino IDE -dagi taxta turini NodeMCU 1.0 sifatida tanlang

Biz har doim hamma narsa to'g'ri ishlayotganiga ishonch hosil qilish uchun yangi Arduino taxtasida miltillovchi demoni yuklashni va sinab ko'rishni yaxshi ko'ramiz. NodeMCU ham bundan mustasno emas, lekin kompilyatsiya va yuklashdan oldin siz LED pinini pin13dan pin16 ga o'zgartirishingiz kerak. Arduino NodeMCU bilan murakkabroq narsaga o'tishdan oldin, bu tezkor test to'g'ri ishlashiga ishonch hosil qiling.

Bu erda Arduino NodeMCU -ni o'rnatish jarayonini har xil misollar bilan ko'rib chiqadigan ko'rsatma. Bu erda maqsaddan biroz adashgan bo'lamiz, lekin qotib qolsangiz, boshqa nuqtai nazarga qarash foydali bo'lishi mumkin.

4 -qadam: 2WD avtomobil shassislari to'plami

2WD avtomobil shassi to'plamining tarkibi:

• Alyuminiy shassi (ranglari har xil)
• Ikkita FM90 shahar dvigateli
• Kauchuk shinalari bo'lgan ikkita g'ildirak
• Erkin g'ildirakli g'ildirak
• O'rnatish uskunalari
• Uskuna o'rnatish

FM90 DC dvigatellari mikro servolarga o'xshaydi, chunki ular FS90, FS90R yoki SG92R kabi oddiy mikro servolar bilan bir xil plastik korpusda qurilgan. Biroq, FM90 servo emas. FM90-bu plastik tishli poezdli doimiy dvigatel.

FM90 dvigatelining tezligi elektr o'tkazgichlari puls kengligi modulyatsiyasi (PWM) yordamida boshqariladi. Yo'nalish har qanday cho'tkali shahar dvigatelidagi kabi, qutbni almashtirish orqali boshqariladi. FM90 4-6 voltsli shaharda ishlashi mumkin. Kichik bo'lsa -da, u etarli miqdordagi tokni tortadi, shuning uchun uni to'g'ridan -to'g'ri mikrokontroller pinidan haydash mumkin emas. Dvigatel haydovchisi yoki H-ko'prigidan foydalanish kerak.

FM90 DC dvigatelining texnik xususiyatlari:

• Olchamlari: 32,3 mm x 12,3 mm x 29,9 mm / 1,3 "x 0,49" x 1,2"
• Spline soni: 21
• Og'irligi: 8,4 g
• Yuklanish tezligi yo'q: 110 RPM (4,8 V) / 130 RPM (6 V)
• Ishlash oqimi (yuksiz): 100mA (4.8v) / 120mA (6v)
• Eng yuqori to'xtash momenti (4,8v): 1,3 kg/sm/18,09 oz/dyuym
• Eng yuqori to'xtash momenti (6v): 1,5 kg/sm/20,86 oz/dyuym
• To'xtash oqimi: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

5 -qadam: Avtomobil shassisi: mexanik yig'ilish

Avtomobil shassisini ushbu sxema bo'yicha osongina yig'ish mumkin.

E'tibor bering, ikkita kichik sumka apparat. Ulardan biri 5 mm-M3 guruchli oltita guruchli o'rnatish moslamalari, vintlar va yong'oqlar bilan mos keladi. Ushbu o'rnatish moslamasi boshqaruv elementlari, datchiklar va boshqa elementlarni shassisga o'rnatishning keyingi bosqichlarida foydali bo'lishi mumkin.

Ushbu qadam uchun biz montaj uskunalarini ishlatamiz, ular quyidagilarni o'z ichiga oladi.

• Dvigatellarni o'rnatish uchun to'rtta nozik M2x8 murvat va kichik mos keladigan yong'oqlar
• G'ildirakni o'rnatish uchun to'rtta qalinroq M3x10 murvat va kattaroq mos keladigan yong'oqlar
• G'ildiraklarni motorlarga o'rnatish uchun qo'pol ipli ikkita PB2.0x8 vint

E'tibor bering, FM90 dvigatellari yo'naltirilgan bo'lib, simlar yig'ilgan shassisning orqa qismidan chiqadi.

6 -qadam: Avtomobil shassisi: Power Pack va Controller -ni qo'shing

ESP-12E dvigatel qalqoni NodeMCU modulini to'g'ridan-to'g'ri ulashni qo'llab-quvvatlaydi. Dvigatel qalqoni L293DD itaruvchi motorli haydovchi chipini (ma'lumotlar sahifasi) o'z ichiga oladi. Dvigatel simlari motor qalqonidagi A+/A- va B+/B- vintli terminallarga ulanishi kerak (ulagichlarni olib tashlagandan so'ng). Batareya simlari batareyaning kirish vint terminallariga ulangan bo'lishi kerak.

Agar g'ildiraklardan biri noto'g'ri tomonga burilsa, mos keladigan dvigatelga simlar vintli terminallarda almashtirilishi mumkin yoki yo'nalish bitini kodga teskari burish mumkin (keyingi qadam).

Dvigatel qalqonida batareyaning kirish ta'minotini faollashtirish uchun plastik quvvat tugmasi mavjud. O'tkazgich bloki dvigatel qalqonidan NodeMCU ga quvvatni yo'naltirish uchun ishlatilishi mumkin. O'tish bloki o'rnatilmagan bo'lsa, NodeMCU o'zini USB kabelidan quvvatlantirishi mumkin. O'tkazgich bloki o'rnatilganda (ko'rsatilgandek), batareya quvvati dvigatellarni ta'minlaydi va NodeMCU moduliga ham yo'naltiriladi.

Dvigatel qalqoni va batareya to'plami vintlardek teshiklarni alyuminiy korpusda ochilishi bilan shassisga o'rnatilishi mumkin. Biroq, biz ularni ikki tomonlama ko'pikli lenta yoki yopishqoq velkro chiziqlar yordamida shassisga yopishtirish osonroq.

7-qadam: Avtomobil shassisi: dasturlash va Wi-Fi nazorati

Blynk - bu Internetda Arduino, Raspberry Pi va boshqa uskunalarni boshqarish uchun iOS va Android ilovalari o'rnatilgan platforma. Bu raqamli asboblar paneli, bu erda siz vidjetlarni sudrab tashlab, loyihangiz uchun grafik interfeys yaratishingiz mumkin. Hamma narsani sozlash juda oddiy va siz darhol o'ylashni boshlaysiz. Blynk sizni Internetga joylashtiradi va sizning narsalaringiz Internetiga tayyor bo'ladi.

Bu erda joylashgan HBcar.ino Arduino skriptida 2WD avtomobil shassisidagi dvigatellarni boshqarish uchun Blynk loyihasida to'rtta tugmani (oldinga, orqaga, o'ngga va chapga) qanday ulash mumkinligi ko'rsatilgan.

Kompilyatsiya qilishdan oldin dasturda uchta qatorni o'zgartirish kerak:

• Wi-Fi SSID (Wi-Fi kirish nuqtasi uchun)
• Wi-Fi paroli (Wi-Fi kirish nuqtasi uchun)
• Blynk avtorizatsiya belgisi (Blynk loyihangizdan)

Misol kodidan, dvigatel qalqonidagi L293DD chipi quyidagicha ulanganligiga e'tibor bering.

• Dvigatel A tezligi uchun GPIO pin 5
• A dvigateli uchun GPIO pin 0
• Dvigatel B tezligi uchun GPIO pin 4
• Dvigatel B yo'nalishi uchun GPIO pin 2

8 -qadam: Avtonom navigatsiya uchun sensorlar: Ultrasonik masofani topuvchi

HC-SR04 ultratovushli diapazon topuvchisi (ma'lumotlar jadvali) 2 mm dan 400 sm gacha o'lchovlarni 3 mm gacha aniqlik bilan ta'minlay oladi. HC-SR04 moduli ultratovushli uzatgichni, qabul qilgichni va boshqaruv sxemasini o'z ichiga oladi.

HC-SR04 pimlariga to'rtta urg'ochi-ayolni biriktirgandan so'ng, ulagichlarga bir nechta lentani o'rash ulanishlarni alyuminiy korpusga tutashishdan izolyatsiyalashga yordam beradi, shuningdek, old qismidagi uyaga mahkamlash uchun egiluvchi massa beradi. shassi ko'rsatilganidek.

Ushbu misolda HC-SR04 dagi to'rtta pinni motor qalqoniga ulash mumkin:

• VCC (HC-SR04-da) VIN-ga (motor qalqonida)
• Trigger (HC-SR04 da) D6 ga (motor qalqonida)
• Echo (HC-SR04da) dan D7gacha (dvigatel qalqoni ustida)
• GND (HC-SR04 da) dan GND gacha (motor qalqoni ustida)

VIN HC-SR04 ga atigi 5V ga 6VDC etkazib beradi. Biroq, bu yaxshi ishlayotganga o'xshaydi. Boshqa mavjud elektr uzatish liniyasi (3.3V) ba'zan HC-SR04 modulini quvvatlantirish uchun etarli bo'ladi (albatta sinab ko'ring), lekin ba'zida kuchlanish etarli emas.

Bu ulanganidan so'ng, HC-SR04 ishini tekshirish uchun NodeMCUping.ino misol kodini sinab ko'ring. Sensordan har qanday ob'ektgacha bo'lgan masofa ketma -ket monitorda (9600 ta doska) santimetrda chop etiladi. Hukmdorimizni oling va uning to'g'riligini tekshiring. Ta'sirchan, shunday emasmi?

Endi sizda shunday maslahat borki, to'qnashuvni oldini oluvchi avtonom avtomobil uchun shunday harakat qilib ko'ring:

1. <10 sm masofaga qadar oldinga
2. to'xtatish
3. kichik masofani teskari burish (ixtiyoriy)
4. tasodifiy burchakka burilish (vaqt)
5. 1 -bosqichga o'ting

Ba'zi umumiy ma'lumot uchun, bu erda HC-SR04 modulidan foydalanish tafsilotlari bilan to'la o'quv qo'llanmasi.

9 -qadam: Avtonom navigatsiya uchun sensorlar: infraqizil (IQ) aks ettirish

IR Reflective Sensor moduli rang va masofani aniqlash uchun TCRT5000 (ma'lumotlar sahifasi) dan foydalanadi. Modul IQ nurini chiqaradi va keyin aks ettirishni aniqlaydi. Sirt oq yoki qora ekanligini sezish qobiliyati tufayli, bu sensor tez -tez robotlar va xizmat ko'rsatish hisoblagichlarida avtomatik ma'lumotlarni qayd qilishda ishlatiladi.

O'lchash masofasi diapazoni 1 mm dan 8 mm gacha, markaziy nuqtasi esa taxminan 2,5 mm. Hassoslikni sozlash uchun bortdagi potansiyometr ham mavjud. Modul quvvat manbaiga ulanganda IQ diodi doimiy ravishda IQ nurini chiqaradi. Chiqarilgan infraqizil nur aks ettirilmasa, triod o'chirilgan holatda bo'ladi, natijada raqamli (D0) chiqish mantiq pastligini ko'rsatadi.

10 -qadam: lazer nurlari

Bu umumiy 5 mVt 5V lazer modullari 5V quvvatga ega bo'lgan deyarli hamma narsaga qizil lazer nurlarini qo'shish uchun ishlatilishi mumkin.

E'tibor bering, bu modullar osonlikcha shikastlanishi mumkin, shuning uchun HackerBox #0013 zaxira nusxasini taqdim etish uchun juftlikni o'z ichiga oladi. Lazer modullariga ehtiyot bo'ling!

11-qadam: Avtomobil bortidagi diagnostika (OBD)

Bort diagnostikasi (OBD)-bu avtotransport vositasining o'zini diagnostika qilish va hisobot berish qobiliyatini bildiruvchi atama. OBD tizimlari avtotransport egasiga yoki ta'mirlash ustasiga turli xil avtosistemalar maqomini olish imkoniyatini beradi. OBD orqali mavjud bo'lgan diagnostika ma'lumotlarining miqdori 1980-yillarning boshlarida bortli kompyuter kompyuterlarining versiyalari paydo bo'lganidan beri juda xilma-xildir. OBD ning dastlabki versiyalari, agar muammo aniqlansa, nosozlik ko'rsatkichini yoritadi, lekin muammoning mohiyati to'g'risida hech qanday ma'lumot bermaydi. Zamonaviy OBD dasturlari standartlashtirilgan raqamli aloqa portidan foydalanadi, bu avtotransportdagi nosozliklarni tezda aniqlash va bartaraf etishga imkon beradigan, standart diagnostika xato kodlari yoki DTC-larga qo'shimcha ravishda real vaqtda ma'lumotlarni taqdim etadi.

OBD-II-bu ham qobiliyat, ham standartlashtirishning yaxshilanishi. OBD-II standarti diagnostik ulagichning turini va uning pinoutini, elektr signalizatsiya protokollarini va xabar almashish formatini ko'rsatadi. Shuningdek, u har bir kishi uchun ma'lumotlarni qanday kodlash kerakligi bilan bir qatorda kuzatiladigan avtomobil parametrlarining nomzodlar ro'yxatini taqdim etadi. Ulagichda avtomobil akkumulyatoridan skanerlash vositasini quvvat bilan ta'minlaydigan pin mavjud, bu skaner asbobini quvvat manbaiga alohida ulash zaruratini bartaraf etadi. OBD-II diagnostik nosozlik kodlari 4 xonali bo'lib, oldidan harf qo'yiladi: dvigatel va transmissiya uchun P (quvvat uzatgichi), korpus uchun B, shassis uchun C va tarmoq uchun U. Ishlab chiqaruvchilar, shuningdek, OBD-II dasturiga maxsus ma'lumotlar parametrlarini qo'shishlari mumkin, shu jumladan real vaqtda ma'lumot so'rovlari va muammo kodlari.

ELM327-bu zamonaviy avtomobillarning ko'pchiligida mavjud bo'lgan diagnostika (OBD) interfeysi bilan bog'lanish uchun dasturlashtirilgan mikrokontroller. ELM327 buyruqlar protokoli kompyuter-OBD interfeysining eng mashhur standartlaridan biri bo'lib, boshqa sotuvchilar tomonidan ham amalga oshiriladi. Original ELM327 Microchip Technology PIC18F2480 mikrokontrollerida amalga oshiriladi. ELM327 past darajali protokolni tuzadi va UART orqali chaqiriladigan oddiy interfeysni taqdim etadi, odatda qo'lda tashxis qo'yish vositasi yoki USB, RS-232, Bluetooth yoki Wi-Fi orqali ulangan kompyuter dasturi. Bunday dasturiy ta'minotning vazifasi qo'shimcha avtomobil asboblari, xato kodlari haqida xabar berish va xato kodlarini tozalash bo'lishi mumkin.

Tork, ehtimol, eng taniqli bo'lsa -da, ELM327 bilan ishlatilishi mumkin bo'lgan ko'plab ilovalar mavjud.

12 -qadam: Sayyorani buzish

Bizning avtomobil elektroniği haqidagi sarguzashtimiz bilan bo'lishganingiz uchun tashakkur. Agar siz ushbu ko'rsatmalarni yoqtirgan bo'lsangiz va elektronika loyihalari kabi har oy sizning pochta qutingizga etkazib berishni xohlasangiz, bu erga obuna bo'lish orqali bizga qo'shiling.

Quyidagi izohlarda va/yoki Facebook -dagi HackerBoxes sahifasida muvaffaqiyatga erishing. Albatta, agar sizda biron bir savol bo'lsa yoki yordamga muhtoj bo'lsangiz, bizga xabar bering. HackerBoxes -ning bir qismi bo'lganingiz uchun tashakkur. Iltimos, takliflaringiz va mulohazalaringizni keltiring. HackerBox - bu sizning qutilaringiz. Keling, ajoyib narsa qilaylik!