GiP | Niels Warrens

Raspberry Pi

De component die alles gaat besturen en centraal zit is de Raspberry pi 4b. Deze Raspberry gaat alle andere componenten besturen met de GPIO pinnen. De Raspberry gaat ook voor voeding zorgen bij verschillende componenten. Deze is verbonden met de server zodat er een duplex communicatielijn opgesteld wordt met de server en alle voertuigen.

We hebben een paar redenen waarom we een Raspberry Pi gebruiken in plaats van een Arduino of een andere microcontroller. De eerste reden om deze te gebruiken is omdat hij beschikt over een chip die zorgt dat we Wi-Fi kunnen gebruiken en zo ook met de server een verbinding kunnen maken. Een tweede reden is dat we deze kunnen programmeren in Java. Bij een Arduino zouden we alleen maar met Arduino (C++) kunnen programmeren. Java biedt ook meer mogelijkheden zoals de mogelijkheid om object georiënteerd te programmeren. De reden waarom we de 4b versie van de Raspberry Pi gebruiken is omdat hij een krachtigere processor heeft, hierdoor minimaliseren we vertragingen. We hadden hier ook al een exemplaar van ter beschikking.

Voeding

Om de motoren en alle elektronische componenten te voeden gaan we gebruik maken van een powerbank. De powerbank waar we gebruik van maken is een VARTA 57965 Powerbank. Deze heeft een capaciteit van 6000 mAh en levert 3,7V.

We hebben voor deze powerbank als voeding gekozen omdat hij een gelijkaardige vorm heeft als het voertuig zelf. De powerbank zal dus makkelijk te integreren zijn in het voertuig. Hij bevat ook een capaciteit va 6000 mAh, dit betekent dat we maar één voedingsbron nodig hebben voor de Raspberry en de motoren, hierdoor besparen we nog meer plaats op het voertuig.

Dual H-Bridge

We gebruiken L298N (dual H bridge ) motor drivers om onze motoren aan te sturen. Deze drivers zorgen ervoor dat de motoren naar allebei de richtingen kunnen draaien en ook dat we de snelheid kunnen regelen. Op elke driver kunnen er twee motor op aangesloten worden. We hebben dus twee drivers nodig per voertuig.

De drivers zijn nodig om het voertuig in de correcte richting te laten rijden en om ze met de correcte hoek te laten draaien, dit omdat een Raspberry Pi geen negatieve spanningen kan zetten op zijn uitgangen. De drivers zorgen er ook voor dat de motoren naar alle richtingen kunnen gestuurd worden. Ze werken dus goed samen met de mecanum wielen.

DC Motor

Om de wielen te laten draaien maken we gebruik van DC Gearbox TT-motoren. Deze worden aangesloten op de dual H brug. De DC Drivers gaan bepalen of de motor achteruit of vooruit moet draaien. De drivers gaan dan naar elke motor een elektrisch signaal sturen tussen 3V en 6V.

We gebruiken deze motoren omdat ze genoeg kracht leveren. Dit komt doordat er een tandwielkast aanwezig is in de motor waardoor het koppel van de motor groter wordt. Deze motoren zijn ook lichter en kleiner vergeleken met motoren met een hoger vermogen. Motoren met een groter vermogen zouden ook te veel gebruiken. Deze motoren zijn dus de beste keuze voor onze voertuigen.

Status LED

Op ons voertuig gaat een RGB LED staan. We gebruiken LEDs met een common anode. Dit betekent dat de common pin van de LED aangesloten moet worden met 5V en de RGB-pinnen aangesloten moeten worden op de GPIO-pinnen van de Raspberry.

We gebruiken de RGB LEDs om de status weer te geven van de verbinding tussen de server en het voertuig. Als de RGB LED groen brandt dan is het voertuig correct verbonden met de server. Wanneer de verbinding dan weer wegvalt zal de LED rood branden.

Magnetometer

Op elk voertuig staat er een magnetometer (GY271M). Een magnetometer is een elektronisch component die werkt zoals een kompas. Het bevat dus magneten waardoor het de richting kan bepalen naar waar hij gedraaid staat. De gegevens van de richting worden verstuurd door de magnetometer.