DonkeyCar入门教程-DIY小车

DonkeyCar入门教程-DIY小车

说明:

  • 介绍如何制作自己的DonkeyCar小车的方法和建议

快速指南:

  • 您的小车车需要从Raspberry Pi轻松控制
  • 你的车不需要太大,因为它太重且危险(而且很贵)
  • 你的车不能太小,因为它需要携带一定数量的设备
  • 您的汽车需要满足最低的动力和控制性能标准,才能使其适合该模型
  • 即使在低速情况下,您的车也需要平稳地进行控制

这通常意味着:

  • 您的汽车需要为电机(ESC)提供一个速度控制器,该控制器采用标准的RC 3针控制信号(RC PWM)
  • 你的汽车需要一个转向伺服器,它需要一个标准的RC 3针控制信号(RC PWM)
  • 您的汽车需要有一个无线电接收器,每个ESC和转向伺服器都包含标准的100-mil(2.54毫米)针脚头。
  • 你的车需要在1/16刻度(最小刻度)和1/8刻度(最大刻度)之间
  • 你的车需要使用有刷马达或感应无刷马达。 无传感器无刷电机在低速时太粗糙。
  • 如果您购买带有无刷电机的小车车,它总是一个无传感器无刷电机,需要随ESC一起更换。
  • 许多小车制造商最终都在寻找“集成式”RC爱好汽车,因为它们通常比较便宜。
  • 然而,这些更便宜的原因是,他们会将电子和机械的许多部分集成到一个包中,这意味着我们无法将相应的信号交叉在一起以使用Raspberry Pi控制小车。
  • 事实上,在整合的汽车中甚至可能根本不存在预期的信号。
  • 您还需要了解一些有关电子元件的事情,例如电源轨和控制信号之间的差异,微秒的持续时间以及伏特,安培,瓦特,小时,欧姆和其他测量单位的关系。

伺服特性

  • 一个RC伺服器用于控制小车的方向盘。
  • 该伺服通常需要电源线上的输入电压为4.8V至6V左右(因汽车而异)和信号线上的PWM控制信号。
  • 通常情况下,三根导线是黑色 - 红白色或棕红 - 黄色,其中黑线(黑色/棕色)是研磨的,中心导线(红色)是电源,而导线(白色/黄色 )是控制。
  • 控制信号是RC型PWM,其中一个脉冲每秒发送60次,并且该脉冲的宽度控制伺服转向的左/右方向。
  • 当这个脉冲是1500微秒时,伺服处于中心; 当脉冲为1000微秒时,伺服器完全向左(或向右)转动,当脉冲为2000微秒时,伺服器完全转向另一个方向。
  • 这不是您用来控制电机的占空比或LED亮度的PWM。
  • 伺服电源通常来自内置BEC(电池消除器电路)的电机ESC。

ESC特性

  • ESC的作用是获取一个RC PWM控制信号(脉冲在1000和2000微秒之间),并用它来控制电机的功率,从而使电机在正转或反转时以不同的功率旋转。
  • 再次,1500微秒通常意味着“中心”,对于电动机来说意味着“停止”。
  • 电池通常使用比简单控制信号更粗的电线直接连接到ESC,因为电机比控制器吸收更多的电流。
  • 然后ESC连接到具有相同厚度电源线的电机。
  • 标准的donkey马达和ESC可能具有大约12A的峰值电流; 具有强大无刷电机的1/8级RC车可以达到200A的峰值功率!
  • 另外,ESC通常包含一个线性或开关电压转换器,用于输出控制转向伺服所需的功率; 这通常在4.8V至6V的范围内。
  • 大多数嵌入到ESC中的BEC不会提供大于1A的电流,因此通常不可能从BEC为转向伺服和树莓派供电。

接收机特性

  • 如果您购买被列为“需要接收器”的“套件车”,那么您无需购买接收器。
  • Raspberry Pi和PCA9685板承担接收器的角色,向汽车输出控制信号。
  • 购买带有转向伺服,电机和ESC的“套件车”,而不是接收机,实际上是确保您制造的车具有正确信号的好方法,因为任何具有独立接收器的RC车将是为适当的PWM信号而设计。
  • 如果您的汽车配备了接收器,请确保它有适当的三引脚接头,用于转向伺服和ESC控制。
  • 一些接收器可能会有额外的三针接头供额外的通道使用,这些通道可能是空的,或者可能控制诸如喇叭,灯光等花式附件。
  • 对收集训练数据时使用RC接收机驾驶汽车的Donkey汽车进行了修改;
  • 这将比通常使用PlayStation控制器或手机获得更好的控制。
  • 但是,它也需要用外部微控制器更换PCA9685板,并更改Donkey的软件以使用它。
  • 最后,除了PWM控制信号外,一些接收器还可以输出包含控制信号的串行数据包。
  • 这种接收器的一个例子是FS-i6B,它有6个PWM信号输出通道,但可以以115,200bps的数据输出10个通道的数据作为串行数据,
  • 你可以通过外部微控制器读取数据,甚至可以使用树莓 Pi(需要重新配置Pi引导加载程序,以及对Donkey软件进行自定义修改)。

电池:

  • Donkey配备了镍氢电池(NiMH),这足以让电动机在需要充电之前持续一段时间(5-10分钟)。
  • 这款电池的规格是6个电池,1100 mAh。
  • 由于NiHM电池的电压范围为0.9V至1.35V,“标称”电压为1.2V,因此您可以看到电压范围为5.4V至8.1V。
  • 镍氢电池具有每重量和体积的中等能量容量。
  • 因此,通过升级到锂聚合物电池(LiPo),您可以提高磁铁车的运行时间和性能。
  • 通常情况下,您将获得2芯电池(2S),而锂电池每个电池的电压为3.2V至4.2V, 将会看到6.4V至8.4V范围内的电压。
  • 此外,锂聚合物电池通常具有更高的电流容量(电池在行驶期间可以在一点上提供的安培量)以及能量存储(电池在完全充电时存储的安培小时数),因此它也可以持续更长时间。
  • 请注意,电池可持有的电量(运行时间)以安培小时或毫安时表示,而驾驶时电池可瞬时发出的电流量仅以安培计量。
  • 但是为了不让事情变得更加混乱,安培通常会根据能源内容的倍数重新计算,再除以一小时; 这个比例通常被称为“C”。
  • 因此,额定10C和2000mAh的LiPo在驾驶时可以提供20安培的电流。
  • 额定电流为5C和1100mAh的NiHM可在驾驶时提供5.5安培的电流。
  • 电池通常会在很短的时间内提供比C级更高的电池容量,但会升高或增大内部电阻,使其不能用于正常操作。
  • 对于您的定制汽车,请注意汽车电调和电机所需的电压,并确保获得电压匹配的电池。
  • 较小的遥控车将配备镍氢电池供电,或2S锂电供电。
  • 较大的遥控车将使用3S(11.1V)或4S(14.8V)或甚至6S(22.2V)锂电池,因此需要使ESC和电机组合匹配。
  • 最后,一定要找到与您的电池相匹配的充电器。
  • 如果您有LiPo电池,请使用与您的电池匹配的平衡插头,以获得优质的锂电池充电器。
  • 切勿将锂电池每个电池放电至3.2V以下;
  • 如果让它失效,它不会再次被充电到正常电压,试图这样做可能会过热电池并点燃它!
  • 取而代之的是,获取电池报警,插入电池平衡连接器,当电池放电太多时应该发出嘟嘟声,以便断开连接并对其充电。

物理限制

  • 将自行驾驶的附加电池和电子设备添加到玩具车上会增加比轿车最初设计的更多的负载。 对于一辆大型1/8规模的汽车来说,这可能不是什么大问题。
  • 对于小于18磅的小型汽车,额外的重量和顶部重量会导致汽车对转向输出的反应不佳,这可能会导致自行驾驶模式不能很好地控制汽车。
  • 如果您使用的不是标准Magnet的汽车,至少您必须弄清楚如何安全地安装所有硬件。
  • 只是堆放东西,并希望布线将它保持在适当的位置,对于实际驱动和转向的东西无效。
  • 找到好的安装点,并且用你拥有的汽车的测量结果来制作你自己的“底板”,可能是必要的。
  • 您可以使用3D打印,激光切割,数控铣削,甚至只是钻成薄片胶合板来制作此底板,但要与您的底盘保持良好配合非常重要,所以请勿匆忙或尝试切角。
  • Doug LaRue还在Thingiverse/ https://www.thingiverse.com/thing:2781404中构建了一个配置器,使人们可以轻松制作定制的3d印版。

其他:

  • 你可以使用1/5比例的Nitro Dragster制造一辆自驾车。
  • 您只需要了解更多关于解决方案的不同部分,并且自己弄清楚所有必要的集成。
  • Nitro汽车的控制信号是相同的,所以这可能不是很难。
  • 然而,用于Donkey赛车聚会的室内赛场不允许使用燃油汽车,只有电动汽车
  • 是的,您可以使用带有直接PWM控制功能的LM298 H-桥,将廉价的两轮底盘制作成自驾车,以“坦克转向”两个车轮。
  • 但是,您必须修改Donkey软件以输出正确的转向控制,并且您还必须弄清楚如何以对您有意义的方式将H桥连接到Pi;
  • PCA9685板输出的PWM信号是RC控制类型,不是电机控制类型!
  • 此外,大多数价格实惠的两轮驱动机器人底盘实际上不够大,足够坚固,并且机械上足够一致,足以使Donkey候选车成为好车。

参考:

  • http://docs.donkeycar.com/roll_your_own/

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标签: donkeycar入门教程