Ρομπότ ασφαλείας 4WD: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Ο κύριος στόχος αυτού του έργου ήταν η κατασκευή ενός ρομπότ ασφαλείας ασφαλείας ικανό να μετακινεί και να συλλέγει δεδομένα βίντεο σε ανώμαλο έδαφος. Ένα τέτοιο ρομπότ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για περιπολία στα περίχωρα του σπιτιού σας ή σε δυσπρόσιτα και επικίνδυνα μέρη. Το ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για νυχτερινές περιπολίες και επιθεωρήσεις επειδή έχει εξοπλιστεί με έναν ισχυρό ανακλαστήρα που φωτίζει την περιοχή γύρω του. Είναι εξοπλισμένο με 2 κάμερες και τηλεχειριστήριο με εμβέλεια άνω των 400 μέτρων. Σας δίνει μεγάλες ευκαιρίες να προστατεύσετε την ιδιοκτησία σας ενώ κάθεστε άνετα στο σπίτι.

Παράμετροι ρομπότ

• Εξωτερικές διαστάσεις (ΜxΠxΥ): 266x260x235 mm
• Συνολικό βάρος 3,0 kg
• Απόσταση από το έδαφος: 40 mm

Βήμα 1: Ο κατάλογος μερών και υλικών

Αποφάσισα ότι θα χρησιμοποιήσω έτοιμο πλαίσιο για να το τροποποιήσω ελαφρώς προσθέτοντας επιπλέον εξαρτήματα. Το πλαίσιο του ρομπότ είναι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ατσάλι βαμμένο μαύρο.

Συστατικά ενός ρομπότ:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT ή 4WD Smart RC Robot Car Chassis
• 2x μεταλλικό κουμπί ενεργοποίησης/απενεργοποίησης
• Μπαταρία Lipo 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• Αισθητήρας αποφυγής εμποδίων IR x1
• Πίνακας αισθητήρων ατμοσφαιρικής πίεσης BMP280 (προαιρετικό)
• Δοκιμαστής τάσης μπαταρίας Lipo x2
• 2x πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα BTS7960B
• Μπαταρία Lipo 11.1V 5500mAh
• Xiaomi 1080P Πανοραμική έξυπνη κάμερα WIFI
• RunCam Split HD fpv κάμερα

Ελεγχος:

RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC Transmitter ή FrSky Taranis X9D Plus

Προεπισκόπηση κάμερας:

Everyine EV800D Goggles

Βήμα 2: Συναρμολόγηση του πλαισίου ρομπότ

Η συναρμολόγηση του πλαισίου ρομπότ είναι αρκετά εύκολη. Όλα τα βήματα φαίνονται στις παραπάνω φωτογραφίες. Η σειρά των κύριων λειτουργιών έχει ως εξής:

1. Βιδώστε τους κινητήρες DC στα πλευρικά χαλύβδινα προφίλ
2. Βιδώστε τα πλαϊνά προφίλ αλουμινίου με κινητήρες DC στη βάση
3. Βιδώστε το μπροστινό και το πίσω προφίλ στη βάση
4. Εγκαταστήστε τους απαραίτητους διακόπτες ισχύος και άλλο ηλεκτρονικό εξάρτημα (δείτε στην επόμενη ενότητα)

Βήμα 3: Σύνδεση ηλεκτρονικών ανταλλακτικών

Ο κύριος ελεγκτής σε αυτό το ηλεκτρονικό σύστημα είναι το Arduino Mega 2560. Για να μπορώ να ελέγχω τέσσερις κινητήρες χρησιμοποίησα δύο προγράμματα οδήγησης κινητήρα BTS7960B (H-Bridges). Δύο κινητήρες σε κάθε πλευρά συνδέονται με έναν οδηγό κινητήρα. Κάθε ένα από τα προγράμματα οδήγησης κινητήρα μπορεί να φορτωθεί με ρεύμα έως 43Α που δίνει επαρκές περιθώριο ισχύος ακόμη και για το κινητό ρομπότ που κινείται σε ανώμαλο έδαφος. Το ηλεκτρονικό σύστημα είναι εξοπλισμένο με δύο πηγές ενέργειας. Το ένα για την τροφοδοσία των κινητήρων DC και των σερβομηχανισμών (μπαταρία LiPo 11.1V, 5200 mAh) και το άλλο για την τροφοδοσία Arduino, κάμερας fpv, ανακλαστήρα led και αισθητήρων (μπαταρία LiPo 7.4V, 5000 mAh). Οι μπαταρίες έχουν τοποθετηθεί στο πάνω μέρος του ρομπότ, ώστε να μπορείτε να τις αντικαταστήσετε γρήγορα ανά πάσα στιγμή

Οι συνδέσεις των ηλεκτρονικών ενοτήτων είναι οι ακόλουθες:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_EL - 22
• MotorRight_L_EL - 23
• MotorLeft_R_EL - 26
• MotorLeft_L_EL - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

Δέκτης R12DS 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aileron
• ch3 - 8 // Ανελκυστήρας
• VCC - 5V
• GND - GND

Πριν ξεκινήσετε τον έλεγχο του ρομπότ από τον πομπό RadioLink AT10 2.4GHz, θα πρέπει προηγουμένως να συνδέσετε τον πομπό με τον δέκτη R12DS. Η διαδικασία δέσμευσης περιγράφεται λεπτομερώς στο βίντεό μου.

Βήμα 4: Arduino Mega Code

Έχω προετοιμάσει τα ακόλουθα δείγματα προγραμμάτων Arduino:

• Δοκιμή δέκτη RC 2.4GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (αρχείο στο συνημμένο)

Το πρώτο πρόγραμμα "RC 2.4GHz Receiver Test" θα σας επιτρέψει να ξεκινήσετε και να ελέγξετε εύκολα τον δέκτη 2,4 GHz που είναι συνδεδεμένος στο Arduino, το δεύτερο "RadioLinkAT10" επιτρέπει τον έλεγχο της κίνησης του ρομπότ. Πριν από τη σύνταξη και τη μεταφόρτωση του δείγματος προγράμματος, βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει το "Arduino Mega 2560" ως πλατφόρμα -στόχο όπως φαίνεται παραπάνω (Arduino IDE -> Εργαλεία -> Πίνακας -> Arduino Mega ή Mega 2560). Οι εντολές από τον πομπό RadioLink AT10 2,4 GHz αποστέλλονται στον δέκτη. Τα κανάλια 2 και 3 του δέκτη συνδέονται με τις ψηφιακές ακίδες Arduino 7 και 8 αντίστοιχα. Στην τυπική βιβλιοθήκη Arduino μπορούμε να βρούμε τη συνάρτηση "pulseIn ()" που επιστρέφει το μήκος του παλμού σε μικροδευτερόλεπτα. Θα το χρησιμοποιήσουμε για να διαβάσουμε το σήμα PWM (Pulse Width Modulation) από τον δέκτη που είναι ανάλογο με την κλίση του πομπού ραβδί ελέγχου. Η συνάρτηση pulseIn () λαμβάνει τρία ορίσματα (pin, τιμή και χρονικό όριο):

1. pin (int) - ο αριθμός του πείρου στον οποίο θέλετε να διαβάσετε τον παλμό
2. τιμή (int) - τύπος παλμού για ανάγνωση: είτε Υ HIGHΗΛΟΣ είτε ΧΑΜΗΛΟΣ
3. timeout (int) - προαιρετικός αριθμός μικροδευτερολέπτων για να περιμένετε να ολοκληρωθεί ο παλμός

Η τιμή του μήκους παλμού ανάγνωσης αντιστοιχίζεται στη συνέχεια σε μια τιμή μεταξύ -255 και 255 που αντιπροσωπεύει την ταχύτητα προς τα εμπρός/πίσω ("moveValue") ή στροφής δεξιά/αριστερά ("turnValue"). Έτσι, για παράδειγμα, αν σπρώξουμε πλήρως το μπαστούνι ελέγχου προς τα εμπρός, θα πρέπει να πάρουμε το "moveValue" = 255 και να σπρώξουμε πλήρως πίσω "moveValue" = -255. Χάρη σε αυτόν τον τύπο ελέγχου, μπορούμε να ρυθμίσουμε την ταχύτητα της κίνησης του ρομπότ σε όλο το εύρος.

Βήμα 5: Δοκιμή ρομπότ ασφαλείας

Αυτά τα βίντεο δείχνουν δοκιμές κινητού ρομπότ με βάση το πρόγραμμα της προηγούμενης ενότητας (Arduino Mega Code). Το πρώτο βίντεο δείχνει δοκιμές ρομπότ 4WD στο χιόνι τη νύχτα. Το ρομπότ ελέγχεται από τον χειριστή από απόσταση από ασφαλή απόσταση με βάση την προβολή από το fpv google. Μπορεί να κινηθεί αρκετά γρήγορα σε δύσκολο έδαφος αυτό που μπορείτε να δείτε στο δεύτερο βίντεο. Στην αρχή αυτής της οδηγίας μπορείτε επίσης να δείτε πόσο καλά αντέχει σε ανώμαλο έδαφος.