Arduino 장애물 회피 자동차 제작하기 (Mecanum Wheel 사용)

오늘은 Mecanum Wheel을 사용하여 Arduino 장애물 회피 자동차를 만드는 과정을 안내해 드리겠습니다.

 

프로젝트 개요:

이 프로젝트에서는 초음파 센서를 사용하여 장애물과의 거리를 측정하고, 감지된 거리에 따라 차량이 적절한 조치를 취하게 됩니다. 예를 들어, 20cm 이내의 장애물이 감지되면 차량은 전방향 이동을 수행하여 경로를 변경합니다.

필요한 부품 목록:

국제 (아마존):

• 아두이노 우노
• L298D 모터 드라이버
• 초음파 센서
• 기어 모터
• 메카넘 휠
• 배터리 홀더
• 배터리 (오래된 보조 배터리에 넣으십시오)

인도 (석영 부품):

• 아두이노 우노
• L298D 모터 드라이버
• 초음파 센서
• 기어 모터
• 메카넘 휠
• 배터리 홀더
• 배터리

필요한 도구:

• 납땜 인두 키트
• 와이어커터
• 아교총

공급

프로젝트 과정:

1. 기본 구성 설정: 아두이노 우노와 L298D 모터 드라이버를 연결합니다.
2. 센서 설치: 초음파 센서를 차량 앞쪽에 설치하고 아두이노 우노에 연결합니다.
3. 모터 연결: 기어 모터와 메카넘 휠을 연결하고 모터 드라이버에 연결합니다.
4. 배터리 연결: 배터리 홀더와 배터리를 연결하여 전원을 공급합니다.
5. 코딩 및 테스트: 아두이노에 코드를 업로드하고 차량의 작동을 테스트합니다.

1단계: Thinkercad에서 섀시 모델링

Tinkercad를 사용하여 프로젝트를 계획하고 설계했습니다. 저는 이 섀시를 세 가지 요소, 즉 쉬운 조립, 3D 프린팅 가능성, 경제성을 염두에 두고 설계했습니다. 디자인을 완성한 후 파일을 STL 형식으로 내보내 3D 프린팅 준비가 되었는지 확인했습니다. 첨부 파일에는 정확한 인쇄와 간단한 조립을 위해 필요한 모든 구성 요소와 치수가 포함되어 있습니다. 더 큰 경제성을 위해 아크릴 시트에서 섀시 프레임을 CNC로 절단하는 것도 고려할 수 있습니다.

자동차 섀시

휠 커플

모터 클립

첨부 파일

• 

  자동차 Chassis.svg
  다운로드

2단계: 회로 연결

다음 단계를 수행합니다.

1. Arduino uno 및 L298D 모터 드라이버 Sheild를 섀시에 장착합니다.
2. 기어 모터 와이어를 모터 드라이버 모터 핀에 연결합니다. (회로도에 표시된 대로)
3. 뜨거운 접착제를 사용하여 초음파 센서를 섀시 전면부에 조심스럽게 장착합니다.
4. 이미지 3의 초음파 센서 연결을 따르십시오.
5. 그런 다음 이미지에 표시된 대로 배터리 홀더를 섀시에 장착합니다.

3단계: 스케치 업로드

~ USB 케이블을 Arduino Uno에 연결합니다.

~ 초음파 센서의 Echo 및 Trig 핀을 분리하여 코드가 성공적으로 업로드되었는지 확인합니다.

코드:

//Arduino Obstacle Avoiding Car With Mecanum Wheel
//Created By roboattic Lab
//Please Subscribe and Support us - https://youtube.com/@roboatticLab
//Contact me here https://www.instagram.com/roboattic_lab/
//You need to include AF Motor.h library before uploading the sketch, otherwise you'll get compilation error message.


#include <AFMotor.h>  // Include the AFMotor library for motor control


AF_DCMotor motor1(1, MOTOR12_1KHZ); 
AF_DCMotor motor2(2, MOTOR12_1KHZ); 
AF_DCMotor motor3(3, MOTOR34_1KHZ);
AF_DCMotor motor4(4, MOTOR34_1KHZ);


// Define the ultrasonic sensor pins
const int trigPin = A1;  // Change to a digital pin if needed
const int echoPin = A0;  // Change to a digital pin if needed


void setup() {
  Serial.begin(9600);  // Start serial communication for debugging
  // Set motor speed (adjust as needed)
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  motor1.setSpeed(150);
  motor2.setSpeed(150);
  motor3.setSpeed(150);
  motor4.setSpeed(150);
  randomSeed(analogRead(0));  // Initialize random seed
}


long duration;
int distance;


void loop() {
  // Get the distance from the ultrasonic sensor
  digitalWrite(trigPin, LOW); 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);


  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration / 2) / 29.1;


  // Print the distance to the serial monitor (for debugging)
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");


    // Obstacle avoidance logic
    if (distance < 20) {  // Adjust the threshold distance as needed
      // Obstacle detected - Stop the car
      stopCar();
      // Back up for a short time
      backUp(1000);
      // Turn to the left or right randomly to avoid the obstacle
      int randomTurn = random(0, 2);
      if (randomTurn == 0) {
        strafeLeft(1000);  // Adjust strafing time as needed
      } else {
        strafeRight(1000);
      }
      // Move forward again
      moveForward();
    } else {
      // No obstacle detected - Move forward
      moveForward();
    }
  delay(50);  // Delay between readings
}


// Function to move the car forward
void moveForward() {
  motor1.setSpeed(150);
  motor1.run(FORWARD);
  motor2.setSpeed(150);
  motor2.run(FORWARD);
  motor3.setSpeed(150);
  motor3.run(FORWARD);
  motor4.setSpeed(150);
  motor4.run(FORWARD);
}


// Function to stop the car
void stopCar() {
  motor1.run(RELEASE);
  motor2.run(RELEASE);
  motor3.run(RELEASE);
  motor4.run(RELEASE);
}


// Function to move the car backward
void backUp(unsigned long duration) {
  motor1.setSpeed(150);
  motor1.run(BACKWARD);
  motor2.setSpeed(150);
  motor2.run(BACKWARD);
  motor3.setSpeed(150);
  motor3.run(BACKWARD);
  motor4.setSpeed(150);
  motor4.run(BACKWARD);
  delay(duration);
  stopCar();
}


// Function to strafe the car left
void strafeLeft(unsigned long duration) {
  motor1.setSpeed(150);
  motor1.run(BACKWARD);
  motor2.setSpeed(150);
  motor2.run(FORWARD);
  motor3.setSpeed(150);
  motor3.run(BACKWARD);
  motor4.setSpeed(150);
  motor4.run(FORWARD);
  delay(duration);
  stopCar();
}


// Function to strafe the car right
void strafeRight(unsigned long duration) {
  motor1.setSpeed(150);
  motor1.run(FORWARD);
  motor2.setSpeed(150);
  motor2.run(BACKWARD);
  motor3.setSpeed(150);
  motor3.run(FORWARD);
  motor4.setSpeed(150);
  motor4.run(BACKWARD);
  delay(duration);
  stopCar();
}

mecanum_wheel_obstracl_avoiding_car.ino

0.00MB

Wheel Couple.stl

0.11MB

Circuit Diagram.jpg

0.88MB

Car Chassis.stl

0.02MB

결론:

이 프로젝트를 통해 초음파 센서와 Mecanum Wheel을 활용하여 장애물을 회피하는 Arduino 자동차를 성공적으로 제작할 수 있습니다. 이 과정을 통해 전자공학과 프로그래밍의 기초를 배우고, 창의적인 프로젝트를 완성하는 성취감을 느낄 수 있습니다. 앞으로도 다양한 프로젝트에 도전해 보세요!

여러분의 창의적인 작품을 기대하겠습니다! 🚗✨

이 튜토리얼이 유익하고 재미있었길 바랍니다. 즐거운 제작 시간 되세요! 😊