yourDroid 4WD Smart Car Roboter Anleitung

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Anleitung yourDroid 4WD Smart Car Roboter

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Inhaltszusammenfassung für yourDroid 4WD Smart Car Roboter

Seite 1 Anleitung yourDroid 4WD Smart Car Roboter www.your-droid.com...
Seite 2 Inhaltsverzeichnis Aufbau ............................2 Arduino IDE installieren ......................17 Bibliotheken hinzufügen und den seriellen Monitor öffnen ............23 Blink Beispiel ..........................29 Servo ............................34 Ultraschallsensor ........................35 LCD Modul 1602 I2C ........................38 Infrarot-Fernbedienung ....................... 40 Tracking Sensor ......................... 44 Bluetooth-Modul ........................
Seite 3 Packliste www.your-droid.com...
Seite 4 1. Aufbau www.your-droid.com...
Seite 5 www.your-droid.com...
Seite 6 www.your-droid.com...
Seite 7 www.your-droid.com...
Seite 8 www.your-droid.com...
Seite 9 www.your-droid.com...
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Seite 11 www.your-droid.com...
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Seite 19: Arduino Ide Installieren
2. Arduino IDE installieren Die Arduino Integrated Development Environment ist die Entwicklungsumgebung und Software der Arduino Plattform. In dieser Lektion lernen Sie Ihren Computer einzurichten, um Arduino Boards nutzen zu können. Die Arduino Software erlaubt es Ihnen Arduinos und andere Entwicklungsplatinen zu programmieren. Die Software ist verfügbar für Windows, Mac und Linux.
Seite 20: Installation Unter Windows
Schritt 3: Download Starten „Just Download“ auswählen. Installation unter Windows 1. Installationsdatei starten 2. Lizenzbedingungen akzeptieren www.your-droid.com...
Seite 21 3. Auf „Next“ klicken 4. Installationspfad auswählen oder „Install“ drücken www.your-droid.com...
Seite 22 5. Installation abwarten 6. Arduino USB-Treiber installieren lassen www.your-droid.com...
Seite 23: Installation Unter Linux
7. Zurück zum Desktop und die Verknüpfung der Arduino IDE doppelklicken 8. Das war die Installation unter Windows. Installation unter Linux 1. Package extrahieren 2. Install Script starten Entweder im entpackten Archiv die „install.sh“ starten oder im Terminal zum Dateipfad navigieren und „./install.sh“...
Seite 24: Arduino Installation Unter Macos
Arduino Installation unter MacOS 1. Die Installationsdatei ist im Zip-Format. Wenn Sie Safari nutzen, wird der Inhalt automatisch entpackt. Die Installationsdatei doppelklicken, falls noch nicht bereits installiert, werden Sie aufgefordert die Java Runtime Library zu installieren. 2. Die Arduino IDE kann nun gestartet werden. www.your-droid.com...
Seite 25: Bibliotheken Hinzufügen Und Den Seriellen Monitor Öffnen
3. Bibliotheken hinzufügen und den seriellen Monitor öffnen Installieren zusätzlicher Arduino Bibliotheken Sobald Sie sich mit der Arduino IDE vertraut gemacht haben und die integrierten Beispiele ausprobiert haben, können Sie mit Bibliotheken mehr Potenzial aus Ihrem Arduino Board schöpfen. Was sind Bibliotheken? Bibliotheken sind Codesammlung um Sensoren, Module, Displays oder Funktionen wesentlich einfacher programmieren zu können.
Seite 26 .zip Bibliothek importieren Es kann vorkommen, dass eine Bibliothek nicht im Bibliotheksverwalter zu finden ist. In diesem Fall muss man auf eine externe Quelle zurückgreifen und die Bibliothek importieren. Hierzu in der Arduino IDE unter „Sketch“ zu „ Bibliothek einbinden“ navigieren und „.ZIP Bibliothek hinzufügen…“ anklicken. Sie werden aufgefordert mit dem Dateiexplorer eine ZIP Bibliothek zu öffnen.
Seite 27 Wenn die Bibliothek erfolgreich eingebunden wurde, erscheint im Hauptfenster folgende Nachricht: Nun Können Sie, wie aufgefordert, unter „Sketch -> Bibliotheken einbinden“ nach unten scrollen um zu schauen ob die Bibliothek aufgelistet wird. www.your-droid.com...
Seite 28 Hinweis: Die Beispiele unter „Datei – Beispiele“ tauchen erst nach einem Neustart der Arduino auf. Bibliotheken manuell installieren Um Bibliotheken manuell zu installieren, müssen Sie die .ZIP Datei entpacken und den Ordner nach „Dokumente/Arduino/Libraries“ kopieren. Wichtig ist, dass der Ordner wie die Bibliothek heißt und eine .cpp und .h Datei enthält.
Seite 29 Einmal geöffnet sieht er ungefähr so aus: Einstellungen des seriellen Monitors Der serielle Monitor der Arduino IDE hat nur wenige Einstellungen, die aber für die meisten Anwendungen ausreichen dürften. Die wichtigste Einstellung ist die baud rate. www.your-droid.com...
Seite 30 Mit der baud rate wird die Datenrate in Bit pro Sekunde für die serielle Datenübertragung festgelegt. Wenn die baud rate falsch eingestellt ist, werden die Daten nicht korrekt angezeigt und die Kommunikation wird nicht funktionieren. Autoscroll ist sehr praktisch, kann aber bei Bedarf ausgeschaltet werden.
Seite 31: Blink Beispiel
4. Blink Beispiel In diesem Kapitel zeigen wir Ihnen durch das beliebte Blink Beispiel, wie Sie das Arduino UNO kompatible Board über die offizielle Software programmieren. Auf dem Arduino UNO ist eine kleine LED angebracht, die wir steuern möchten. Standardmäßig wird das Board bereits mit dem Blink Sketch ausgeliefert, also sollte die LED bereits blinken sobald es angeschlossen wird.
Seite 32 Die Arduino-Software liefert einige Programmbeispiele mit, für dieses Projekt benutzen wir einfach das "Blink"-Beispiel. Für dieses Beispiel klicken wir oben links auf "Datei" und wählen unter dem Reiter "Beispiele - 01.Basics - Blink" aus. Dann öffnet sich ein neuer Sketch, welcher hier nochmal mit deutschen Kommentaren versehen ist:  Blink  Schaltet eine LED für 1 Sekunde an und für eine Sekunde aus.
Seite 33 Hinweis: Die grau hinterlegten Kommentare nach // haben keine Programmfunktion. Sie dienen nur der   Erklärung des Programms. Zwischen /* und */ befinden sich Block-Kommentare, die sich über mehrere Zeilen erstrecken können. Jeder Arduino Sketch benötigt eine „Setup“-Funktion, die einmalig beim Start ausgeführt wird. In unserem Beispiel wird hier nur die Anweisung erteilt, dass der Pin 13 als Ausgang deklariert wird.
Seite 34 • Treiber nicht richtig installiert. In diesem Fall müssen Sie im Geräte-Manager Ihr Arduino finden und im Fenster „Eigenschaften“ den Treiber deinstallieren und anschließen neu installieren. Falscher Port ausgewählt. In der Arduino IDE unter „Werkzeuge“ den Port erneut • überprüfen. Falsches Board ausgewählt.
Seite 35 Ergebnis Wenn alles funktioniert hat, blinkt unsere LED im 1-Sekunden-Takt. Als nächstes können Sie die Verzögerungen ändern und die LED schneller oder langsamer blinken lassen. Ändern Sie den Delay von 1000 auf 500, um die LED alle 500 ms blinken zu lassen. Nach der Änderung den Sketch erneut uploaden und Sie müssten sehen, dass die LED doppelt so schnell blinkt.
Seite 36: Funktionsweise
5. Servo In diesem Kapitel zeigen wir anhand der Servo.h Bibliothek wie man einen Servomotor mit einem Arduino kompatiblem Board ansteuert. Servomotoren sind sehr vielseitig einsetzbar, sie sind beliebt in RC- Modellen, Robotern, Automaten und bringen Bewegung in sämtlich DIY-Elektronik Projekte. Funktionsweise Ein Servomotor (kurz Servo) ist ein Elektromotor, der sehr genau angesteuert werden kann.
Seite 37 6. Ultraschallsensor Ultraschallsensoren sind perfekt für Elektronik-Projekte, bei denen Abstände gemessen oder Hindernisse erkannt werden sollen. Der HC-SR04 ist ein günstiger, einfach zu nutzender Ultraschallsensor mit einer Messreichweite von 2 cm bis 400 cm und ca. 3 mm Genauigkeit. Er besteht aus einem Ultraschall- Sender und Ultraschall-Empfänger auf einer Steuerplatine.
Seite 38 Anschlussplan Ultraschallsensor Arduino Echo Trig www.your-droid.com...
Seite 39 Code Laden Sie Code für Lektion 6 auf den Arduino. Wenn Sie Probleme beim Hochladen haben, schlagen Sie in Lektion 4 nach. Nachdem der Code hochgeladen wurde, können Sie die gemessene Distanz im seriellen Monitor auslesen. www.your-droid.com...
Seite 40 7. LCD Modul 1602 I2C In dieser Lektion zeigen wir Ihnen, wie Sie das LCD Display mit 16 Zeichen und 2 Zeilen über I2C ansteuern. Das 16x2 LCD-Modul mit dem integriertem HD44780 Controller ermöglicht die Darstellung von 16x2 Zeichen in weißer Schrift auf blauem Grund. Der Vorteil des I2C Controller ist, dass das Display mit geringem Verkabelungsaufwand an bspw.
Seite 41 LCD Display Arduino Code Laden Sie Code für Lektion 7 auf den Arduino. Wenn Sie Probleme beim Hochladen haben, schlagen Sie in Lektion 4 nach. Ohne die LiquidCrystal_I2C Bibliothek funktioniert der Code nicht, wie Sie Bibliotheken installieren, können Sie in Lektion 3 nachlesen. www.your-droid.com...
Seite 42: Infrarot-Fernbedienung
8. Infrarot-Fernbedienung In diesem Kapitel zeigen wir Ihnen, wie sie den Infrarotempfänger und die Infrarotfernbedienung mit Ihrem Arduino UNO kompatiblen Board verwenden. Infrarotfernbedienungen sind aus dem Alltag nicht wegzudenken und funktionieren auch super in der DIY-Elektronik, um Projekte zu steuern. Wie funktioniert eine Infrarot-Fernbedienung? IR-Fernbedienungen senden binäre Impulse als Signal im unsichtbaren Infrarotbereich aus.
Seite 43 Tasten-Codes der Fernbedienung www.your-droid.com...
Seite 44 Anschlussplan IR-Empfänger Arduino UNO S oder Y(Signal) - oder G(GND) + oder R(VCC) Hinweis: Je nach Charge sind die Pins anders beschriftet. Code Laden Sie den Code für Lektion 8 hoch. Falls Sie Probleme mit dem Hochladen haben, können Sie in Lektion 4 nachschlagen.
Seite 45 Nachdem der Code hochgeladen wurde, können Sie die gesendeten Codes der Fernbedienung im seriellen Monitor auslesen. www.your-droid.com...
Seite 46 9. Tracking Sensor In dieser Lektion zeigen wir Ihnen, wie Sie einen Trackingsensor verwenden. Mit dem Tracking Sensor und der integrierten LED auf Pin 13 lässt sich eine einfache Schaltung aufbauen, um die Funktion zu testen. Dieser Tracking Sensor kann weiße oder schwarze Linien erkennen. Der Sensor liefert ein stabiles TTL Signal als Output, für eine zuverlässige Erkennung der Linien.
Seite 47 Tracking Sensor Arduino UNO G (GND) V+ (VCC) Code Laden Sie Code für Lektion 9 auf den Arduino. Wenn Sie Probleme beim Hochladen haben, schlagen Sie in Lektion 4 nach. Wenn der Infrarot-Sender Strahlen auf ein Stück Papier sendet, werden die Strahlen von der weißen Oberfläche reflektiert.
Seite 48: Bluetooth-Modul
Bluetooth-Modul In dieser Lektion zeigen wir Ihnen, wie die Kommunikation über Bluetooth eingerichtet wird. Das HC06 ist ein Bluetooth-Modul mit seriellem Anschluss und Bluetooth V2.0+EDR (Enhanced Data Rate) 3Mbps Modulation mit komplettem 2.4GHz Funk-Transceiver und Basisband. Es verwendet ein CSR Blue core 04-External single chip Bluetooth System mit CMOS Technologie und AFH (Adaptive Frequency Hopping Feature) Anschlussplan...
Seite 49 Code Öffnen Sie das Programm aus Lektion 10 und laden Sie es auf Ihren Arduino. ACHTUNG: Das Bluetooth-Modul muss vor jedem Upload abgezogen werden, sonst schlägt das Hochladen des Programms fehl. Erst nachdem das Programm erfolgreich hochgeladen wurde, können Sie das Bluetooth-Modul wieder anschließen! Einrichtung der App Zuerst laden Sie die APK Datei aus Lektion 8 auf Ihr Smartphone und installieren...
Seite 50: Pinbelegung
L298N Motortreiber Mit dem L298N Modul lassen sich zwei DC Motoren unabhängig voneinander und in beide Richtungen steuern. Das L298N Modul besteht aus einer doppelten H-Brücke und eignet sich ideal für Robotik- Projekte und ferngesteuerte Autos. Mit dem L298N Modul können Sie auch einen Schrittmotor steuern, darauf gehen wir in dieser Anleitung aber nicht ein.
Seite 51 Anschlussplan www.your-droid.com...
Seite 52 Code Nach der Verkabelung können Sie den L2098N Code aus Lektion 11 öffnen und hochladen. Sollten Sie Probleme beim Hochladen haben, können Sie in Lektion 3 nachschlagen. Wenn alles funktioniert hat, sollten die Motoren 2 Sekunden im Uhrzeigersinn mit einer Geschwindigkeit von 200 (PWM-gesteuert) drehen und für 2 Sekunden anhalten.
Seite 53: Auto Als Linienfolger
Auto als Linienfolger Schritt 1: Bereiten Sie eine Schwarze Linie mit 20-30mm Dicke auf weißem Untergrund vor. Hinweis: Bei Winkeln über 90° kann es sein, dass der Linienfolger von der Strecke abkommt. Schritt 2: Passen Sie die Empfindlichkeit der Sensoren an. Schalten Sie das Auto ein und drehen Sie mit einem Schraubenzieher an den Potentiometern der Sensoren, bis Sie die beste Empfindlichkeit eingestellt haben.
Seite 54 Schaltplan Anschlussplan www.your-droid.com...
Seite 55 Code Nach dem Verkabeln können Sie den Code aus Lektion 12 hochladen. Sollten Sie Probleme beim Hochladen haben, können Sie in Lektion 4 nachschlagen. Ohne die LiquidCrystal_I2C Bibliothek funktioniert der Code nicht, wie Sie Bibliotheken installieren, können Sie in Lektion 3 nachlesen. Setzen Sie das Auto auf der schwarzen Linie ab und es folgt automatisch der aufgemalten Strecke.
Seite 56: Auto Mit Infrarotfernbedienung Steuern
Auto mit Infrarotfernbedienung steuern In diesem Kapitel steuern wir den Roboter mit dem IR-Empfänger und der IR-Fernbedienung. Die Fernbedienung sendet ein Infrarotsignal, welches vom IR-Empfänger aufgefangen und anschließend vom Arduino analysiert wird. Der Arduino entschlüsselt das Signal und setzt die entsprechenden Befehle für die Motoren um.
Seite 57 Schaltplan Anschlussplan www.your-droid.com...
Seite 58 Code Nach dem Verkabeln können Sie den Code aus Lektion 9 hochladen. Sollten Sie Probleme beim Hochladen haben, können Sie in Lektion 4 nachschlagen. Nun können Sie den Roboter mit der Fernbedienung steuern. www.your-droid.com...
Seite 59: Auto Mit Hinderniserkennung
Auto mit Hinderniserkennung In diesem Kapitel wird das Roboter Auto komplett durch den Arduino gesteuert. Der Ultraschallsensor erkennt Hindernisse und kommuniziert mit dem Arduino UNO. Der Arduino verarbeitet das Signal und korrigiert die Position des Autos. Anschließend fährt das Auto weiter, bis es wieder ein Hindernis erkennt.
Seite 60 Schaltplan schlussplan www.your-droid.com...
Seite 61 Code Nach dem Verkabeln können Sie den Code aus Lektion 10 hochladen. Ohne die <Servo> Bibliothek funktioniert der Code nicht, wie Sie Bibliotheken installieren, können Sie in Lektion 3 nachlesen. Wenn Sie Probleme beim Hochladen haben, schlagen Sie in Lektion 4 nach. Wenn alles funktioniert hat, fährt Ihr 2WD Roboter herum und weicht Hindernissen aus.
Seite 62: Auto Mit Bluetooth-Steuerung
Auto mit Bluetooth-Steuerung In dieser Lektion werden Befehle mit dem Smartphone per Bluetooth an das Bluetooth-Modul gesendet und anschließend vom Arduino verarbeitet. Das Arduino Board empfängt die Signale vom Bluetooth Modul und steuert anschließend den Motortreiber an, um die Motoren zu bewegen. Zusätzlich können Sie auf dem 1602 LCD-Status, Geschwindigkeit, Winkel des Motors und den Abstand zwischen dem Auto und dem nächsten Hindernis ablesen.
Seite 63: Einführung
Einführung 1. Verbinden Sie das Arduino Board mit dem Bluetooth-Modul und koppeln Sie ihr Smartphone (wie in Kapitel 10 beschrieben). 2. Die App sendet die Befehle „U“, „D“, „L“ „R“ S“, je nach Tastendruck. 3. Das Bluetoothmodul sendet die empfangenen Signale an den Arduino, welcher die Befehle umsetzt um das Auto zu steuern.
Seite 64 Schaltplan Anschlussplan www.your-droid.com...
Seite 65 Code Öffnen Sie das Programm aus Lektion 15 und laden Sie es auf Ihren Arduino. ACHTUNG: Das Bluetooth-Modul muss vor jedem Upload abgezogen werden, sonst schlägt das Hochladen des Programms fehl. Erst nachdem das Programm erfolgreich hochgeladen wurde, können Sie das Bluetooth-Modul wieder anschließen! www.your-droid.com...
Seite 66 Multifunktionales Auto In diesem Projekt werden die vier Funktionen Linienfolger, Hinderniserkennung, Bluetooth- und IR- Fernsteuerung in einem Auto kombiniert. www.your-droid.com...
Seite 67 Schaltplan Anschlussplan www.your-droid.com...
Seite 68 Code Öffnen Sie das Programm aus Lektion 16 und laden Sie es auf Ihren Arduino. ACHTUNG: Das Bluetooth-Modul muss vor jedem Upload abgezogen werden, sonst schlägt das Hochladen des Programms fehl. Erst nachdem das Programm erfolgreich hochgeladen wurde, können Sie das Bluetooth-Modul wieder anschließen! Das Auto wird mit der IR-Fernbedienung und dem Smartphone gesteuert.