Itsestään liikkuva sähköajoneuvo

Abstract

Tämä insinöörityö käsittelee itsestään liikkuvan sähköajoneuvon ohjausyksikköä. Työn aihe on saatu Kajaanin ammattikorkeakoululta. Työ liittyy ammattikorkeakoululla olevaan ajoneuvojen tietojärjestelmät-koulutusohjelmaan. Aiheena oli suunnitella ja rakentaa itsestään liikkuvan sähköajoneuvon ohjausyksikkö. Työn tuloksia on tarkoitus käyttää myöhemmissä projekteissa Kajaanin ammattikorkeakoululla, liittyen ajoneuvojen tietojärjestelmät koulutukseen.

Itsestään liikkuvia ajoneuvoja käytetään esimerkiksi teollisuudessa, armeijassa ja luonnontieteellisissä tutkimuksissa. Yleensä näitä ajoneuvoja suunnitellaan tilanteisiin ja paikkoihin, jotka ovat ihmisille vaarallisia. Tietokoneohjattuja autoja suunnitellaan myös täysin liikennekäyttöön, tällöin niihin liittyy paljon ongelmia. Ongelmana on esimerkiksi, kuinka tietokoneohjauksessa oleva auto pääsee risteyksestä liikenteeseen, kun aggressiivisemmin ajavat ihmiset eivät anna sille tilaa.

Ohjausyksikön tehtävänä on huolehtia ajoneuvon moottoreiden ohjauksesta, ajoneuvon kääntymisestä ja sitä voidaan ohjata RS-232-sarjaliikenteen yli PC:llä. Työssä käsitellään miten ohjausyksikön elektroniikkaa ja ohjelmistoa suunnitteltiin. Askelmoottoria käytetään ajoneuvon kääntymisen ohjaamiseen. Askelmoottorin ohjaamiseen käytettävien L297-askelmoottorin ohjauspiirin ja L298-h-siltapiirin toimintaa käsitellään myös.

Työn tuloksena saatiin ajoneuvoon ohjausyksikkö, joka ohjaa askelmoottoria, ajoneuvon moottoria ja jota voidaan ohjata RS-232-sarjaliikenteen välityksellä. Myöhemmin ohjausyksikköön voidaan liittää jokin anturi konenäöksi, esimerkiksi ultraääni-anturi, jonka avulla ajoneuvosta saadaan tehtyä itsestään ohjautuva.

This Bachelor’s thesis was commissioned by the Kajaani University of Applied Sciences. The objective was to develop an electrical self-guided vehicle. The main goal was to create a central unit that controls the vehicle. The central unit controls the vehicle’s steering and motor and communicates with a PC over the RS-232 connection. The results of this thesis are planned to be used in the future projects.

The first step was to study how the motor of the vehicle can be controlled. The Next step was to study a solution for the steering of vehicle. Then the circuit board for the central unit was developed using the PADS software. The AVR Studio compiler was used to compile the program for the device. The C-programming language was used to program the circuit board.

The end result was a printed circuit board. The circuit board consists of a stepper-motor controller, Atmega128 microcontroller, motor controller and RS-232 controller. The device can be controlled with a PC over the RS-232 connection.

In conclusion, the work was a success. The central unit works as it should be working. Machine vision can be added to the device in the future projects.