ชื่อโปรเจกต์: รถของเล่น LEGO ควบคุมด้วย Bluetooth
แรงจูงใจ
แรงจูงใจของฉันคือลูก ๆ ฉันอยากจะใช้เวลาและสนุกกับพวกเขาไปพร้อมกับการสอนแนวคิดพื้นฐานบางอย่างเกี่ยวกับโปรเจกต์และอิเล็กทรอนิกส์
ในฐานะ PM ฉันได้มอบหมายงานบางอย่างให้กับหนึ่งในพวกเขาในโปรเจกต์นี้: สร้างรถ LEGO สำหรับติดตั้งบอร์ด Arduino, ล้อและมอเตอร์ที่เชื่อมต่อกัน และมีพื้นที่สำหรับติดตั้งแบตเตอรี่ 9V ภารกิจนี้ถูกมอบให้ในกระดาษพร้อมกำหนดวันที่แน่นอน ความตั้งใจของฉันคือการนำประสบการณ์นี้ไปใช้ในอนาคตอันใกล้สำหรับต้นแบบ GO-KART
แนวคิดเชิงทฤษฎี
แนวคิดคือการเลียนแบบแนวคิดเก่าในการสร้างรถของเล่น (TOY CAR) ที่ควบคุมด้วย Bluetooth จากสมาร์ทโฟน
ข้อกังวลหลัก
ความกังวลหลักของฉันเกี่ยวกับโปรเจกต์นี้คือไม่มีแบตเตอรี่ที่ราคาถูกและสามารถจ่ายไฟให้ของเล่นประเภทนี้ได้นานจริง ๆ ดังนั้น ชุมชนวิทยาศาสตร์จึงมีความท้าทายในการแก้ปัญหานี้: จะหาแหล่งจ่ายไฟที่ถูกและง่ายสำหรับอุปกรณ์พกพา ของเล่น และอุปกรณ์ในอนาคตอื่น ๆ ที่มีมอเตอร์ได้อย่างไร?
การพัฒนาโปรเจกต์
ในกรณีนี้ ฉันใช้วิธีการแบบ agile ในการพัฒนาโปรเจกต์: เอกสารน้อย, แผนภาพและแบบร่างอย่างรวดเร็ว, ไม่ได้ใช้หลักวิศวกรรมที่ซับซ้อน, เพียงแค่เลือกชิ้นส่วน, ซื้อชิ้นส่วน, เชื่อมต่อชิ้นส่วน, เชื่อมโยงชิ้นส่วน, เสียบปลั๊กและเล่นกับของเล่น ในโปรเจกต์ การเน้นแบบนี้เรียกว่า FFP - Fit For Purpose
ขั้นตอนต่าง ๆ คือ:
1. การเลือกและซื้อชิ้นส่วน:
2. การเชื่อมต่อชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน
3. การออกใบแจ้งรายการวัสดุ (Bill of Materials)
4. การประกอบชิ้นส่วนเข้ากับรถของเล่น LEGO
5. การพัฒนาโค้ด ดูรายละเอียดซอฟต์แวร์
6. การพัฒนา App - CarriTomas
7. การทดสอบรถของเล่น LEGO ในโรงรถต้นแบบ
ด้วย App ที่มีอยู่ เราได้ทดสอบคำสั่งและการเลือกความเร็วทั้งหมดที่มีให้สำหรับรถของเล่น LEGO
เราใช้เวลามากในการปรับแต่งคำสั่งเลี้ยวขวาและเลี้ยวซ้าย และสรุปได้ว่าการใช้ Direction ควบคุมด้วย Servo จะดีกว่าการใช้ Free Wheel พฤติกรรมของของเล่นเป็นแบบสุ่ม หากมองในแง่ดี พฤติกรรมสุ่มของรถ LEGO เป็นแหล่งความสนุกสำหรับเด็ก ๆ การใช้ Servo จะกินไฟมากขึ้นแต่มีการควบคุมที่ราบรื่นกว่า
ในวิดีโอนี้ เราสามารถเห็นการทดสอบใน "โรงรถ" ของรถของเล่น LEGO:
8. การทำงานปกติ
ข้อสังเกตสุดท้ายและบทเรียนที่ได้รับ
- เด็ก ๆ สนุกกับโปรเจกต์นี้มาก และเป็นไปไม่ได้ที่จะห้ามไม่ให้พวกเขาสัมผัสชิ้นส่วน ดังนั้นโปรดแน่ใจว่าคุณมีแนวทางปฏิบัติด้านความปลอดภัยที่ดีที่สุดเสมอ โปรดจำไว้ว่า ควรตรวจสอบแนวทางปฏิบัติของคุณ ออกแบบการแยกส่วน ก่อนที่จะเริ่มเล่นของเล่นกับเด็ก ๆ App ควรดำเนินการโดยผู้ใหญ่เสมอ
- เรายังห่างไกลจากการมีแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์และราคาถูกที่สามารถใช้กับของเล่นประเภทนี้ได้ – นี่คือโอกาสทางการตลาด
- โปรเจกต์ GO-Kart ของฉันควรพัฒนาโดยใช้ combustion motors (เครื่องยนต์สันดาป) ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็น หากฉันต้องการให้การลงทุนคุ้มค่าด้วยต้นทุนแหล่งพลังงานในการขับเคลื่อนที่ต่ำ
- เทคนิคโปรเจกต์ SCRUM ที่ใช้กับต้นแบบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาลักษณะนี้
- การควบคุมด้วย Bluetooth อาจหลุดการเชื่อมต่อได้หากรถของคุณเคลื่อนที่เร็วและอยู่ห่างจากคุณ หรือในสภาวะสุ่ม ดังนั้นจึงควรติดตั้งสวิตช์เปิด/ปิดในตัวเครื่อง และอยู่ใกล้รถให้มากที่สุดตลอดเวลา
- เมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (ที่ใช้จ่ายไฟให้กับมอเตอร์) ลดลง อาจทำให้การควบคุมมอเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งสำหรับคำสั่งเดินหน้าและถอยหลังหลุดได้
- L298N bridge มีประสิทธิภาพและกำลังขับที่ดีมาก ดังนั้นความคิดสร้างสรรค์ในการใช้ชิ้นส่วนนี้จึงถูกกระตุ้นขึ้นจากการสร้างต้นแบบนี้
- แพลตฟอร์ม Android studio สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วสำหรับความต้องการของ App นี้
รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม
การทำให้ของเล่นคลาสสิกทันสมัยด้วยดิจิทัล
โปรเจกต์นี้เชื่อมโยงโลกของ **LEGO Technic** เข้ากับการควบคุมด้วยสมาร์ทโฟนสมัยใหม่ โดยเพิ่ม "สมอง" ที่ใช้ Arduino เข้าไปในโครงตัวถังอิฐแบบคลาสสิก
- **การเชื่อมต่อมอเตอร์ LEGO**: ใช้ **LN298N driver** เพื่อควบคุม LEGO DC motors มาตรฐาน (ซึ่งทำงานที่ 9V) Arduino จะจัดการ pulse-width modulation (PWM) เพื่อให้เกิดการเร่งความเร็วที่ราบรื่น
- **การประมวลผลคำสั่งจากมือถือ**: รับคำสั่งนำทาง ('F', 'B', 'L', 'R') จาก Android app ผ่าน **HC-05 or HC-06 Bluetooth module**
การปรับแต่งโครงตัวถัง
- **น้ำหนักและการทรงตัว**: มุ่งเน้นไปที่การรวมแบตเตอรี่ 9V และ Arduino เข้ากับโครงสร้าง LEGO เพื่อรักษาสมดุลในระหว่างการเลี้ยวด้วยความเร็วสูงบนพื้นผิวที่เรียบ