Trang này mô tả cách lắp ráp bộ điều khiển Android 13, bộ điều khiển chuyển động cho giàn thử nghiệm tổng hợp cảm biến và ánh sáng cho ITS-in-a-box. Thử nghiệm kết hợp cảm biến là một phần của Bộ kiểm tra hình ảnh máy ảnh (Camera ITS) trong Bộ kiểm tra khả năng tương thích (CTS). Bộ điều khiển Android 13 được thiết kế để dễ dàng lắp ráp và giảm chi phí so với các phiên bản bộ điều khiển trước đó. Các lợi ích bổ sung là cách ly nguồn cung cấp giữa thiết bị điện tử và động cơ servo cũng như điều khiển tối đa ba động cơ servo và ba đèn từ một bộ điều khiển duy nhất.
Tổng quan về bộ điều khiển Android 13
Điều khiển servo và ánh sáng trong giàn thử nghiệm
Giàn thử nghiệm phản ứng tổng hợp cảm biến cung cấp chuyển động cố định của điện thoại để thử nghiệm có thể lặp lại. Điện thoại được xoay trước mục tiêu bàn cờ để cho phép chụp ảnh bằng điện thoại ở nhiều vị trí khác nhau. Đối với test_sensor_fusion, servo sẽ xoay điện thoại quanh trục trung tâm camera 90 độ và quay lại sau khoảng 2 giây. Đối với test_video_stabilization, servo sẽ xoay điện thoại quanh trục trung tâm camera 10 độ và quay lại nhiều lần để bắt chước chuyển động của điện thoại khi quay video trong khi đi bộ. Hình 1 cho thấy hai điện thoại đang di chuyển trong giàn thử nghiệm phản ứng tổng hợp cảm biến. Hình 2 cho thấy một chiếc điện thoại đang di chuyển trong giàn thử nghiệm phản ứng tổng hợp cảm biến.
ITS-in-a-box cung cấp một môi trường thử nghiệm nhất quán với khoảng cách cố định giữa máy tính bảng thử nghiệm và điện thoại thử nghiệm, bên cạnh ánh sáng nhất quán mà không cần nguồn sáng bên ngoài. Đối với test_auto_flash, cần có môi trường tối và tắt đèn để kích hoạt chức năng flash tự động trên điện thoại thử nghiệm. Hình 3 cho thấy đèn trong ITS-in-a-box đang được bộ điều khiển Android 13 tắt và bật.
Hình 1. Chuyển động của điện thoại trong thiết bị thử nghiệm test_sensor_fusion
Hình 2. Chuyển động của điện thoại trong thiết bị thử nghiệm để kiểm tra test_video_stabilization
Hình 3. Đèn tắt và bật cho test_auto_flash
Điều khiển động cơ servo
Các động cơ servo tương tự trong thiết bị thử nghiệm là các động cơ servo định vị được điều khiển bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM). Một ví dụ điển hình về điều khiển vị trí được thể hiện trong Hình 3. Tín hiệu điều khiển có chu kỳ 20 ms. Việc thay đổi độ rộng xung thành độ rộng tối thiểu sẽ di chuyển động cơ về vị trí trung tính và thay đổi độ rộng xung thành độ rộng tối đa sẽ di chuyển động cơ 180 độ theo chiều kim đồng hồ.
Hình 4. Mô tả điều khiển servo điển hình
Video hướng dẫn
Đây là video hướng dẫn cách thiết lập bộ điều khiển Android 13.
Lịch sử sửa đổi
Bảng sau đây mô tả lịch sử sửa đổi của giàn Camera ITS WFoV và bao gồm các liên kết tải xuống từng phiên bản của tệp sản xuất.
| Ngày | Ôn tập | Tải tập tin sản xuất | Nhật ký thay đổi |
|---|---|---|---|
| tháng 12 năm 2022 | 1.1 |
| |
| tháng 3 năm 2022 | 1 |
|
Triển khai bộ điều khiển Android 13
Để điều khiển chuyển động của động cơ servo và đèn thông qua máy tính chủ, giàn thử nghiệm phản ứng tổng hợp cảm biến cần có kết nối USB. Bộ điều khiển Android 13 sử dụng bo mạch Arduino UNO R3 được kết nối USB với bảng định tuyến (hoặc tấm chắn ) tùy chỉnh được gắn phía trên. Tấm chắn hai lớp được thiết kế bằng công cụ thiết kế PCB trực tuyến nguồn mở và có sẵn tại https://oshwlab.com/leslieshaw1023/Cameraits_arduino_shield_populated . Chế độ xem trên và dưới của lá chắn định tuyến tùy chỉnh được hiển thị trong Hình 5 và 6.
Hình 5. Lá chắn định tuyến tùy chỉnh (nhìn từ trên xuống)
Hình 6. Lá chắn định tuyến tùy chỉnh (nhìn từ dưới lên)
Bộ điều khiển Android 13 có thể điều khiển tối đa ba giàn kết hợp cảm biến và ba ITS trong một hộp từ một máy tính chủ. Chế độ xem trên cùng hiển thị đường viền màn hình lụa để gắn ba đầu động cơ 3 chân dọc theo trục trung tâm và ba giắc cắm nguồn LED. Chế độ xem phía dưới hiển thị các đường viền màn hình lụa cho các kết nối tiêu đề 4 và 8 chân cần thiết để kết hợp với UNO, giắc cắm nguồn 5 V và tụ điện rẽ nhánh 10 uF.
Để cách ly dòng điện servo và đèn chiếu sáng, nguồn điện cho servo được cung cấp thông qua giắc cắm 5 V bên ngoài. Các thiết bị điện tử UNO được cấp nguồn riêng thông qua đầu nối USB và không có sự chia sẻ nguồn điện giữa hai bo mạch. Lưu ý rằng giắc cắm nguồn bên ngoài hiện có trên UNO không được sử dụng và được che đi trong thiết kế bao vây để tránh nhầm lẫn khi cắm nguồn vào bộ điều khiển.
Hình 7. Đèn chiếu sáng và nguồn 12V được kết nối với bộ điều khiển Android 13
Tùy thuộc vào kích thước thùng của nguồn điện chiếu sáng, hãy sử dụng bộ chuyển đổi nếu cần.
Hình 8. Adaptor kết nối nguồn điện chiếu sáng với bộ điều khiển
Lắp ráp bộ điều khiển Android 13
Hóa đơn vật liệu (BOM)
| Số lượng | Sự miêu tả | PN/Liên kết |
|---|---|---|
| 1 | Tấm chắn Arduino CameraITS dày 1,6 mm | https://oshwlab.com/leslieshaw1023/Cameraits_arduino_shield_populated |
| 1 | Arduino UNO R3 | https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3 |
| 6 | Giắc cắm xuyên lỗ 2,1x5,5 mm, 5 V, góc vuông | 101179 |
| 2 | Tụ điện tantalum 35 V, 10%, 10 uF | 2290863 |
| 2 | Tụ điện gắn gốm 1206 50 V, 5%, 100 pF | 12065A101JAT2A |
| 3 | 1 kΩ, điện trở gắn trên bề mặt | CRCW08051K00FKEAC |
| 3 | MOSFET điện | RFP30N06LE |
| 3 | 1x3x, bước 100 mil (2,54 mm), đầu đực xuyên lỗ | 732-5316-ND |
| 1 | Khoảng cách 1x8x, 100 mil (2,54 mm), đầu đực xuyên lỗ | 732-5321-ND |
| 1 | Khoảng cách 1x4x, 100 mil (2,54 mm), đầu đực xuyên lỗ | 732-5317-ND |
| 3 | Dây buộc nylon cái-cái 11 mm (chiều rộng 5 mm, sợi M3-0,5) | 92319a317 |
| 4 | Dây nylon nam-nữ 6 mm (chiều rộng 5 mm, sợi M3-0,5) | 95783a004 |
| 3 | Vít nylon đầu chảo M3-0.5 6 mm | 92492A716 |
| 4 | Vít máy đầu phẳng M3-0.5 8 mm | XM2510008A20000 |
| 2 | Vít máy đầu phẳng M3-0.5 6 mm | XM2510006A20000 |
| 6 | Vít kim loại tấm đầu tròn số 4, 1/2 inch | 90925A110 |
| 1 | Bộ nguồn 5 V, 15 W được liệt kê theo tiêu chuẩn UL, phích cắm 2,1x5,5 mm (động cơ) | KSAS0180500300VU-VI |
| 1 | Bộ nguồn 12 V, 60 W được liệt kê theo tiêu chuẩn UL, phích cắm 2,1x5,5 mm (đèn) | GSM60A12-P1J |
Các công cụ khác cần thiết
- Mỏ hàn, que hàn, que hàn
- Tua vít đầu Phillips nhỏ
- Tua vít Torx cỡ T10
Điền vào bảng định tuyến
Dán các bộ phận vừa khít với đường viền của chúng ở mặt trên và mặt dưới của bảng định tuyến. Đối với phần dưới cùng của bảng, các tiêu đề nam có thể được căn chỉnh bằng cách đặt các tiêu đề vào đúng vị trí trong bảng Arduino và đặt bảng định tuyến lên trên các đầu nối. Sau đó, các tiêu đề 1x8 và 1x4 có thể được hàn tại chỗ, đảm bảo sự liên kết tốt giữa Arduino và bảng định tuyến. Điều tương tự cũng có thể được thực hiện đối với giắc cắm nguồn, nhưng cần có miếng chêm để lắp ráp chặt chẽ vì giắc cắm nguồn không nằm trên Arduino sau khi lắp ráp. Sau khi hàn tụ điện bypass, mặt trên của bo mạch có thể được lắp sáu đầu đực 1x3 để điều khiển động cơ. Lưu ý rằng tiêu đề phải được định hướng sao cho phần dưới cùng của đầu nối khớp hướng về phía động cơ để tạo khoảng trống tối đa cho giá đỡ động cơ.
Khi tất cả các bộ phận được hàn vào đúng vị trí, hệ thống có thể được lắp ráp bằng cách sử dụng các giá đỡ và vít. Có bốn chân đế 6 mm nam-nữ để mang lại sự ổn định cơ học giữa Arduino và đáy vỏ nhựa. Tuy nhiên, chỉ có ba khoảng cách giữa cái và cái 11 mm giữa Arduino và tấm chắn tùy chỉnh vì một lỗ trên Arduino (lỗ gần chân SCL) không thể sử dụng được do nó nằm gần với đầu cái trên Arduino. Vặn ba điểm cân bằng nữ-nữ vào ba điểm cân bằng nam-nữ để đảm bảo các điểm cân bằng cho Arduino. Sau đó gắn tấm chắn bảng định tuyến vào bệ đỡ bằng ba vít M3. Hình 9 cho thấy sơ đồ của tấm chắn Arduino.
Hình 9. Sơ đồ tấm chắn Arduino
Vỏ điều khiển
Bộ điều khiển bao gồm một vỏ tùy chỉnh. Bộ điều khiển đã lắp ráp được gắn vào vỏ thông qua bốn vít chìm xuyên qua tấm đáy của vỏ. Lắp ráp vỏ bằng sáu vít lắp ráp đầu tròn và hai vít đầu phẳng. Thông tin liên quan, chẳng hạn như servo và nguồn điện bên ngoài 5 V, được khắc vào mặt trên bằng nhựa. Hình 10 hiển thị hình ảnh của bộ điều khiển bên trong vỏ lắp ráp.
Hình 10. Tấm chắn dân cư và hệ thống lắp ráp trong vỏ bọc
Kiểm soát phần mềm từ máy chủ
Có thể tải vi mã xuống UNO để gán các chân xung cho tín hiệu động cơ và xác định phạm vi độ rộng xung cho các góc khác nhau. Mã vi mô để điều khiển vòng quay servo của sáu động cơ HS-755MB có trong Tài nguyên khác . Phần đó cũng bao gồm một liên kết đến một chương trình đơn giản có tên là rotator.py , chương trình này sẽ xoay các servo.
Sử dụng bộ điều khiển Android 13
Cách sử dụng ITS của máy ảnh:
python tools/run_all_tests.py device=device_id camera=0 rot_rig=arduino:1 scenes=sensor_fusion
Với tập lệnh kiểm tra đi kèm:
python rotator.py --ch 1 --dir ON --debug
Bộ điều khiển trước đây và khả năng tương thích
Bộ điều khiển Rev. 2 và bộ điều khiển Rev. 1 (hiển thị trong Hình 11 và 12) không tương thích với Android 13 và không hỗ trợ test_preview_stabilization, test_video_stabilization và test_auto_flash vì chúng không cho phép chuyển động tinh tế cần thiết để ổn định và chiếu sáng điều khiển.
Hình 11. Bộ điều khiển Arduino Rev. 2
Hình 12. Bộ điều khiển Cana