ข้ามไปที่เนื้อหาหลัก

โปรเจค หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino UNO + HY-SRF05



โปรเจค นี้จะเป็นการนำ Arduino UNO R3 + L298P Motor Shield และ เซ็นเซอร์วัดระยะทาง HY-SRF05 มาทำเป็น หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง โดยให้หุ่นยนต์ตัดสินใจโดยอัตโนมัติ ด้วยการวัดระยะทาง จาก สิ่งกีดขวาง และ เมื่อมีสิ่งกีดขวางอยู่ในระยะที่กำหนดไว้ ในตัวอย่างคือ น้อยกว่า 20 เซ็นติเมตร ให้หุ่นยนต์ หยุด - ถอยหลัง แล้ว เลี้ยวซ้าย หลบสิ่งกีดขวางนั้นเสมอ โดยในขณะที่ทำงาน เมื่อมีสิ่งกีดขวางอยู่ในระยะน้อยกว่า 20 เซ็นติเมตร ให้ส่งเสียงเตือนจาก Buzzer ออดไฟฟ้า ของ L298P ออกมาด้วย



อุปกรณ์ที่ใช้



1. 2WD Smart Car Robot Chassis Kits

2. Arduino UNO R3 - Made in italy

3. L298P Motor Shield Board


4. Jumper (M2M) cable 20cm Male to Male

5. Jumper (F2M) cable 30cm Female to Male

6. สกรูหัวกลม+น็อตตัวเมีย ยาว 12 มม.

7. รางถ่าน 18650 แบบ 2 ก้อน

8. ถ่านชาร์จ 18650 Panasonic NCR18650B 3.7v  จำนวน 2 ก้อน

9. HY-SRF05 SRF05 Ultrasonic Distance Sensor

10. Mounting Bracket for HC-SR04 แบบสั้น





1. ประกอบหุ่นยนต์



เริ่มต้นด้วยการ ประกอบ หุ่นยนต์ Arduino UNO + L298P และ ทดสอบการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ตามลิงค์ บทความด้านล่าง


https://robotsiam.blogspot.com/2017/12/arduino-uno-l298p.html



2. ประกอบ HY-SRF05 Ultrasonic



เซ็นเซอร์วัดระยะทาง HY-SRF05


สำหรับเซ็นเซอร์วัดระยะทาง สามารถนำไปใช้ในการวัดขนาดสิ่งของ ตรวจจับสิ่งกีดขวางได้ โดยในด้าน Smart Farm มักนำไปใช้วัดระดับน้ำในถังน้ำ หรือนำไปใช้วัดระดับน้ำในบ่อน้ำ เพื่อให้แจ้งเตือน หรือเติมนำอัตโนมัติ สำหรับเซ็นเซอร์วัดระยะห่างจะมีทั้งแบบใช้แสง และใช้คลื่นเสียง


หลักการทำงานของ 
HY-SRF05

เซ็นเซอร์วัดระยะห่างรุ่น HY-SRF05 ใช้คลื่นเสียงในย่านอัลตร้าโซนิคในการทำงาน โดยหลักการคือตัวส่งเมื่อส่งเสียงออกไปแล้วเสียงไปกระทบกับวัตถุแล้วจะทำให้คลื่นนั้นสะท้อนกลับมาแล้วตัวรับทำหน้าที่รับเข้ามา ค่าเวลาที่วัดได้หลังส่งออกไปแล้วรับกลับมาจะถูกนำไปคำนวณโดยเทียบกับความเร็วเสียงทำให้ได้ระยะทางออกมา


การทำงานเริ่มจากเมื่อทริกสัญญาณเข้าที่ขา Trig ให้เป็น HIGH จะทำให้โมดูลเริ่มวัดระยะ แล้วส่งค่าที่วัดได้ออกมาเป็นความกว้างพัลส์ที่ขา Echo นำค่าเวลาความกว้างพัลส์ที่ส่งมาจากขา Echo เมื่อนำมาหาร 29 / 2 จะได้ค่าระยะออกมาเป็นเซ็นติเมตร โดยสามารถวัดระยะได้ตั้งแต่ 2 เซ็นติเมตร ไปจนถึง 4.5 เมตร ความผิดพลาดขึ้นอยู่กับระยะทางที่วัด


ใช้ จั้มเปอร์ ผู้-เมีย 
30cm เชื่อมต่อ HY-SRF05 เข้ากับ L298P ตามรูปด้านล่าง 


SRF05 <-> L298P

VCC <-> 5V
GND <-> Gnd
Trig <-> D7
Echo <-> D6




ใช้สาย USB เชื่อมต่อระหว่าง คอมพิวเตอร์ กับ Arduino UNO R3




เปิดโปรแกรม Arduino (IDE) และ Upload โค้ดนี้ ไปยัง บอร์ด Arduino UNO R3





const unsigned int TRIG_PIN=7;

const unsigned int ECHO_PIN=6;

const unsigned int BAUD_RATE=9600;



void setup() {

  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);

  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);

  Serial.begin(BAUD_RATE);

}



void loop() {

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);

  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  

 const unsigned long duration= pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);

 int distance= duration/29/2;

 if(duration==0){

   Serial.println("Warning: no pulse from sensor");

   } 

  else{

      Serial.print("distance to nearest object:");

      Serial.println(distance);

      Serial.println(" cm");

  }

 delay(100);


 }




ไปที่ Tools > Board เลือกเป็น Arduino/Genuino UNO


ไปที่ Tools > Port แล้วเลือกพอร์ตที่ปรากฏ (กรณีใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มี COM Port มากกว่าหนึ่ง  ให้เลือกตัวอื่นที่ไม่ใช่ COM1)

ในตัวอย่างเลือกเป็น "COM14"

(ถ้ายังว่าง หรือ เป็น COM1 ให้ตรวจสอบการติดตั้งไดร์เวอร์ การต่อสาย USB ของ Arduino UNO)


(ถ้าไม่พบให้ทำการติดตั้งไดร์เวอร์ก่อน) 
การติดตั้งโปรแกรม Arduino (IDE) และ การติดตั้งไดร์เวอร์



กดปุ่ม 
 เพื่ออัพโหลด




หากสามารถอัพโหลดโปรแกรมลงบอร์ดได้สำเร็จ จะแสดงคำว่า Done uploading. ที่แถบด้านล่าง


เปิดสวิตช์ไฟ จากรางถ่านเข้าสู่หุ่นยนต์


แล้วไปที่ Tools -> Serial Monitor



เลือก Both NL & CR และ เลือก 9600 baud

Serial Monitor จะแสดง ระยะทางที่ห่าง จาก สิ่งกีดขวาง มีหน่วยเป็น cm (เซนติเมตร)


แสดงว่า การเชื่อมต่อ SRF05 ของเรานั้นถูกต้อง และ พร้อมใช้งานแล้ว




3. ทดสอบการทำงาน


Upload โค้ดนี้ ไปยัง บอร์ด Arduino UNO R3





/*

    Obstacle Avoiding Robot with Arduino UNO + HY-SRF05
    For more details visit:
    https://robotsiam.blogspot.com/2017/12/arduino-uno-hy-srf05.html

*/

/*-------definning SRF05------*/

const unsigned int TRIG_PIN = 7;
const unsigned int ECHO_PIN = 6;
const unsigned int BAUD_RATE = 9600;

/*-------definning Outputs------*/

int MA1 = 12;     // Motor A1
int MA2 =  3;     // Motor A2
int PWM_A =  10;   // Speed Motor A

int MB1 =  13;     // Motor B1
int MB2 =  8;     // Motor B2
int PWM_B =  11;  // Speed Motor B

int SPEED = 200;  // Speed PWM สามารถปรับความเร็วได้ถึง 0 - 255

void setup() {

  pinMode(4, OUTPUT); //Buzzer

  //Setup Channel A
  pinMode(12, OUTPUT); //Motor A1
  pinMode(3, OUTPUT); //Motor A2
  pinMode(10, OUTPUT); //Speed PWM Motor A

  //Setup Channel B
  pinMode(13, OUTPUT);  //Motor B1
  pinMode(8, OUTPUT);  //Motor B2
  pinMode(11, OUTPUT); //Speed PWM Motor B

  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  Serial.begin(BAUD_RATE);

}

void loop() {

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);

  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);



  const unsigned long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);

  int distance = duration / 29 / 2;

  if ((distance > 1) && (distance < 20))  {

    digitalWrite(4, HIGH);
    Stop(500);
    digitalWrite(4, LOW);
    Backward(400);
    turnLeft(400);
    Serial.print("distance to nearest object:");
    Serial.println(distance);
    Serial.println(" cm");

  }

  else {

    digitalWrite(4, LOW);
    Forward(10);
    Serial.print("distance to nearest object:");
    Serial.println(distance);
    Serial.println(" cm");

  }

  delay(100);

}

void Backward(int time)
{
  digitalWrite(MA1, LOW);
  digitalWrite(MA2, HIGH);
  analogWrite(PWM_A, SPEED);

  digitalWrite(MB1, HIGH);
  digitalWrite(MB2, LOW);
  analogWrite(PWM_B, SPEED);

  delay(time);
}

void Forward (int time)
{
  digitalWrite(MA1, HIGH);
  digitalWrite(MA2, LOW);
  analogWrite(PWM_A, SPEED);

  digitalWrite(MB1, LOW);
  digitalWrite(MB2, HIGH);
  analogWrite(PWM_B, SPEED);

  delay(time);
}

void turnLeft(int time)
{
  digitalWrite(MA1, HIGH);
  digitalWrite(MA2, LOW);
  analogWrite(PWM_A, SPEED);

  digitalWrite(MB1, LOW);
  digitalWrite(MB2, LOW);
  analogWrite(PWM_B, 0);

  delay(time);
}

void turnRight(int time)
{
  digitalWrite(MA1, LOW);
  digitalWrite(MA2, LOW);
  analogWrite(PWM_A, 0);

  digitalWrite(MB1, LOW);
  digitalWrite(MB2, HIGH);
  analogWrite(PWM_B, SPEED);

  delay(time);
}

void Stop(int time)
{
  digitalWrite(MA1, LOW);
  digitalWrite(MA2, LOW);
  analogWrite(PWM_A, 0);

  digitalWrite(MB1, LOW);
  digitalWrite(MB2, LOW);
  analogWrite(PWM_B, 0);

  delay(time);

}




วีดีโอผลลัพธ์ 
หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง Arduino UNO + HY-SRF05


โพสต์ยอดนิยมจากบล็อกนี้

การใช้งาน IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor Module

โมดูลเซ็นเซอร์แสงสำหรับตรวจจับวัตถุกีดขวาง   IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor Module โมดูลเซ็นเซอร์แสงสำหรับตรวจจับวัตถุกีดขวาง    IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor Module โดยโมดูลนี้ จะมีตัวรับและตัวส่ง infrared ในตัว ตัวสัญญาณ(สีขาว) infrared จะส่งสัญญาณออกมา และเมื่อมีวัตถุมาบัง คลื่นสัญญาณ infrared  ที่ถูกสั่งออกมาจะสะท้องกลับไปเข้าตัวรับสัญญาณ (สีดำ) สามารถนำมาใช้ตรวจจับวัตถุที่อยู่ตรงหน้าได้ และสามารถปรับความไว ระยะการตรวจจับ ใกล้หรือไกลได้ ภายตัวเซ็นเซอร์แบบนี้จะมีตัวส่ง Emitter และ ตัวรับ Receiver ติดตั้งภายในตัวเดียวกัน ทำให้ไม่จำเป็นต้องเดินสายไฟทั้งสองฝั่ง เหมือนแบบ Opposed Mode ทำให้การติดตั้งใช้งานได้ง่ายกว่า แต่อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องติดตั้งตัวแผ่นสะท้อนหรือ Reflector ไว้ตรงข้ามกับตัวเซ็นเซอร์เอง โดยโฟโต้เซ็นเซอร์แบบที่ใช้แผ่นสะท้อนแบบนี้จะเหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีลักษณะทึบแสงไม่เป็นมันวาว เนื่องจากอาจทำให้ตัวเซ็นเซอร์เข้าใจผิดว่าเป็นตัวแผ่นสะท้อน และ ทำให้ทำงานผิดพลาดได้ เซ็นเซอร์แบบนี้จะมีช่วงในการทำงาน หรือ ระยะในการตรวจจับจะได้ใกล้กว่าแบบ O

การติดตั้ง Library ของ DHT Sensor DHT11 , DHT21 , DHT22

การติดตั้ง Library ของ DHT Sensor ไลบรารี DHT ใช้สำหรับในการให้เซ็นเซอร์ DHT  อ่านอุณหภูมิและความชื้นด้วย  Arduino หรือ ESP8266 ได้ คลิกที่นี่เพื่อดาวน์โหลดไลบรารี ของเซ็นเซอร์ DHT https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library เปิดโปรแกรม Arduino IDE  ไปที่ Skecth -> Include Library -> Add .ZIP Library... ไปที่ ไลบรารี DHT-sensor-library ที่เรา ดาวน์โหลด มา ตรวจสอบที่ Skecth -> Include Library  จะพบ ไลบรารี DHT sensor library เพิ่มเข้ามาใน Arduino IDE ของเรา ไปที่ Skecth -> Include Library -> Manage Libraries... ไปที่ช่องค้นหา พิมพ์ DHT -> Enter (เพื่อค้นหา DHT sensor library ) เมื่อพบ DHT sensor library แล้ว ให้คลิก More info คลิกที่ Select Vers.. ในตัวอย่าง เลือก Version 1.2.3 คลิก Install คลิก Close เพิ่ม #include <DHT.h> ไปที่ส่วนบนสุดของโค้ด #include <DHT.h> void setup() {   // put your setup code here, to run once: } void loop() {   // put your main

ESP32 #2: การติดตั้ง Arduino core for ESP32 WiFi chip

ในบทความนี้จะเป็นการแนะนำการติดตั้งโปรแกรม Arduino IDE ตั้งแต่ต้น ไปจนถึงการติดตั้งชุดพัฒนา Arduino core for ESP32 WiFi chip และ การตรวจสอบว่าติดตั้งสำเร็จหรือไม่ “Arduino” แต่เดิมเป็นแพลตฟอร์มที่ใช้ในการพัฒนาเฟิร์มแวร์ให้กับบอร์ด Arudino เท่านั้น แต่ภายหลังกลุ่มผู้พัฒนาโปรแกรม Arduino IDE ได้เริ่มรองรับการติดตั้งชุดพัฒนาเฟิร์มแวร์ให้กับบอร์ดอื่น ๆ ด้วย ทำให้บอร์ดอื่น ๆ ที่รองรับการเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C/C++ สามารถเข้ามาใช้โปรแกรม Arduino IDE ในการพัฒนาได้ นอกจากข้อดีของโปรแกรม Arduino IDE แล้ว ชุดไลบารี่ต่าง ๆ ที่ทำมารองรับกับแพลตฟอร์ม Arduino ก็จะสามารถนำมาใช้งานกับบอร์ดอื่น ๆ ได้ด้วย การจะใช้ Arduino core for ESP32 กับ Arduino IDE ได้นั้น มีขั้นตอนดังนี้ คือ 1. ติดตั้งโปรแกรม Arduino (IDE) ลิงค์ดาวโหลด Arduino (IDE)  https://www.arduino.cc/en/Main/Software 2. ติดตั้ง แพลตฟอร์ม ESP32 ในการเริ่มต้นเราจะต้องอัปเดตผู้จัดการบอร์ดด้วย URL ที่กำหนดเอง เปิด Arduino IDE และไปที่ File > Preferences คัดลอก URL ด้านล่างลงใน Additional Board Manager URLs: แล้ว คลิก