Wi-Fi kontrolēts FPV Rover robots (ar Arduino, ESP8266 un Stepper Motors): 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šī pamācība parāda, kā izveidot attālināti vadāmu divriteņu robotu roveri, izmantojot Wi-Fi tīklu, izmantojot Arduino Uno, kas savienots ar ESP8266 Wi-Fi moduli un diviem soļu motoriem. Robotu var vadīt no parastas interneta pārlūkprogrammas, izmantojot HTML veidotu saskarni. Android viedtālrunis tiek izmantots, lai pārraidītu video un audio no robota uz operatora vadības saskarni.

Tiešsaistē ir pieejams daudz robotu komplektu ar dažādām formām, izmēriem un cenām. Bet, atkarībā no jūsu pielietojuma, neviens no tiem nav piemērots, un jūs varat uzzināt, ka tie ir pārāk dārgi jūsu eksperimentiem. Vai varbūt jūs vienkārši vēlaties izveidot savu mehānisko struktūru, nevis iegādāties pilnu. Šī pamācība arī parāda, kā izveidot un izveidot zemu izmaksu akrila rāmi savam robotikas projektam, izmantojot tikai parastus instrumentus tiem, kam nav piekļuvi šiem dārgajiem 3D printeriem vai lāzera griezējiem. Tiek piedāvāta vienkārša robotu platforma.

Šo rokasgrāmatu var pielāgot tā formas vai vadības saskarnes maiņai. Tas tika pielāgots citiem maniem robotikas projektiem ("Robô da Alegria"), kurus varat pārbaudīt zemāk esošajās saitēs:

www.instructables.com/id/Joy-Robot-Rob%C3%B4-Da-Alegria-Open-Source-3D-Printed-A/

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-…

github.com/ferauche/RoboAlegria

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

[Brīdinājums: daži fotoattēli ir novecojuši, jo dizains tika vēl vairāk uzlabots. Tomēr šeit sniegtā ideja joprojām ir spēkā.]

1. darbība: rīki

Lai izveidotu šo prototipu, ir nepieciešami šādi rīki:

• Rokas zāģis (lai veiktu akrila loksnes sākotnējos griezumus)
• Skrūvgriezis (skrūvju un uzgriežņu ievietošanai)
• Lineāls (izmēru mērīšanai)
• Sadzīves nazis (akrila loksnes griešanai)
• Urbšanas mašīna (lai izveidotu caurumus skrūvēm)
• Smilšpapīrs (lai izlīdzinātu raupjas malas)

2. darbība: mehāniskā struktūra un materiāli

Lai izveidotu pielāgotu robotu, vispirms jums būs jāizstrādā sava mehāniskā struktūra. Tas var būt viegli, atkarībā no jūsu lietojumprogrammas, vai arī pilns ar informāciju un ierobežojumiem. Atkarībā no modeļa sarežģītības jums, iespējams, vajadzēs to noformēt 3D CAD programmatūrā vai vienkārši uzzīmēt 2D formātā.

Jūs varat arī iegādāties visu konstrukciju tiešsaistē, ja nevēlaties izveidot savu mehānisko struktūru. Tiešsaistē ir pieejams daudz robotu komplektu. Šajā gadījumā varat pāriet uz 6. darbību.

Šim norādījumam motoru un citu sastāvdaļu piestiprināšanai tika izstrādāts lēts akrila rāmis. Šajā apmācībā izklāstītā struktūra tika veidota 3D formātā, izmantojot 123D Design CAD programmatūru. Katra daļa vēlāk tika pārveidota 2D formātā, izmantojot programmatūru Draftsight.

Tika izmantoti šādi materiāli:

• 2 mm akrila loksne
• 42x19 mm riteņi ar gumijas protektora riepu (x2)
• 49x20x32mm tērauda lodīšu ritenis (x1)
• M2 x 10 mm skrūves (x12)
• M2 x 1, 5 mm uzgriežņi (x12)
• M3 x 10 mm skrūves (x8)
• M3 x 1, 5 mm uzgriežņi (x8)
• 5/32 "x 1" skrūves (x3)
• 5/32 collu uzgriežņi (x6)
• Rokas selfiju nūjas klips
• 3 x 3 cm alumīnija kronšteins (x4)

Pamatnes struktūras uzbūve ir sadalīta šādos posmos:

1. Izgrieziet akrila pamatni atbilstoši izmēriem 2D zīmējumā;
2. Izurbiet caurumus pozīcijās, kas parādītas 2D zīmējumā;
3. Uzstādiet komponentus ar skrūvēm un uzgriežņiem saskaņā ar 3D zīmējumu.

Diemžēl soļu motora vārpstas diametrs ir lielāks nekā riteņa atvere. Tātad, lai savienotu šīs sastāvdaļas, jums, iespējams, būs jāizmanto līme. Šajā apmācībā es improvizēju koka savienojumu starp motora vārpstu un riteni.

3. solis: struktūras griešana

Vispirms modeļa izmēri jāpārnes uz akrila loksni. Drukājiet savu 2D zīmējumu, izmantojot parastu printeri, uz līmpapīra, pēc tam sagrieziet papīru piemērotos izmēros un uzklājiet šo masku uz akrila virsmas.

Jūs varat izmantot rokas zāģi, lai sagrieztu akrilu atbilstoši jūsu izmēriem, vai izmantot zemāk aprakstīto pārtraukuma tehniku.

Ar nazi un lineāla vai skalas palīdzību sagrieziet akrilu taisnās līnijās. Jums nevajadzēs sagriezt visu lapu, vienkārši izveidojiet punktu skaitu, lai izveidotu dažas dziesmas, kur gabals vēlāk tiks izgriezts.

Novietojiet akrilu uz līdzenas virsmas, turiet to vietā ar dažām skavām un izdariet nelielu spiedienu, līdz loksne sadalās divās daļās. Atkārtojiet šo procesu, līdz tiek veikti visi griezumi. Pēc tam raupju malu izlīdzināšanai varat izmantot smilšpapīru.

4. solis: pamatnes urbšana

Ar urbjmašīnu urbiet caurumus vietās, kas parādītas 2D zīmējumā (norādīts maskā).

Akrilu ir salīdzinoši viegli urbt. Tātad, ja jūs neizmetat urbjmašīnu, varat urbt caurumus manuāli ar asu instrumentu, piemēram, komunālo nazi. Varat to izmantot arī mazu caurumu palielināšanai, lai tie atbilstu skrūvju izmēriem.

Noņemiet masku, un jūsu pamatne būs gatava.

5. solis: struktūras montāža

Uzstādiet komponentus ar skrūvēm un uzgriežņiem atbilstoši attēliem, un jūsu struktūra būs gatava darbam.

M3 skrūves tiek izmantotas soļu motoru uzstādīšanai, bet 5/32 - priekšējā riteņa un viedtālruņa skavas uzstādīšanai.

Tagad paņemiet pārtraukumu un sāciet samontēt ķēdi nākamajā solī …

6. darbība: elektronika

Jums būs nepieciešami šādi elektroniskie komponenti:

• Arduino Uno (pirkt)
• ESP8266 (pirkt)
• Protoshield (kompaktākai versijai) vai parasts maizes dēlis (nopirkt)
• 1 kohma rezistors (x2)
• 10 kohm rezistors (x1)
• Daži džemperu vadi
• Stepper motors ar ULN2003 vadītāju (x2) (pirkt / pirkt)
• Dators (Arduino koda apkopošanai un augšupielādei)
• Barošanas banka (nopirkt)
• USB kabelis

Ķēdes montāžai jums nebūs nepieciešami īpaši instrumenti. Visas sastāvdaļas var atrast tiešsaistē jūsu iecienītākajā e-komercijas veikalā. Ķēdi darbina strāvas banka, kas savienota ar Arduino USB portu.

Savienojiet visus komponentus saskaņā ar shēmu. Lai savienotu ESP-8266 moduli un pakāpju motorus, jums būs nepieciešami daži džemperu vadi. Jūs varat izmantot protoshield (kompaktākai shēmai), parastu maizes dēli vai dizainu, kas jums pieder Arduino vairogs. Pievienojiet USB kabeli Arduino Uno plāksnei un pārejiet pie nākamās darbības.

7. darbība: Arduino kods

Instalējiet jaunāko Arduino IDE. Šajā projektā stepper.h bibliotēka tika izmantota soļu motoru vadībai. Saziņai ar moduli ESP-8266 nebija nepieciešama papildu bibliotēka. Lūdzu, pārbaudiet ESP8266 datu pārraides ātrumu un pareizi iestatiet to kodā.

Lejupielādējiet Arduino kodu (stepperRobot.ino) un nomainiet XXXXX ar wifi maršrutētāja SSID un YYYYY ar maršrutētāja paroli. Pievienojiet Arduino plati datora USB portam un augšupielādējiet kodu.

8. darbība: Android IP kamera

Video un audio pārraidīšanai no robota uz vadības saskarni tika izmantots Android viedtālrunis. Lietotni varat atrast Google Play veikalā (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Instalējiet to un pārejiet pie nākamās darbības.

9. solis: ievietojiet ķēdes robotā

Instalējiet ķēdes robota augšpusē, izmantojot dažas M1 skrūves, kā parādīts attēlos.

Pēc tam pielīmējiet barošanas bloku robota aizmugurē, izmantojot abpusēju lenti (jo to ir viegli noņemt vēlāk), un ievietojiet viedtālruni klipā.

10. darbība: tīmekļa vadības saskarne

Robota vadībai tika izstrādāts html interfeiss.

Lejupielādējiet interface.rar un izvelciet visus failus noteiktā mapē. Pēc tam atveriet to pārlūkprogrammā Firefox.

Šajā saskarnē tiek izmantota tekstlodziņa veidlapa, lai ievadītu ESP moduļa un video/audio servera IP adreses (no lietotnes Android IP tīmekļa kamera).

Ir tests, bet tas liks robotam griezties, līdz tiek saņemta anotera komanda. Tastatūras bulttaustiņus izmanto, lai robotu pārvietotu uz priekšu vai atpakaļ un pagrieztu pa kreisi vai pa labi.

11. darbība: lietošana

Kad Arduino tiek restartēts, tas mēģinās automātiski izveidot savienojumu ar jūsu Wi-Fi tīklu. Izmantojiet sērijas monitoru, lai pārbaudītu, vai savienojums bija veiksmīgs, un lai noskaidrotu, kuru IP maršrutētājs piešķīra jūsu ESP-8266. Atveriet html failu interneta pārlūkprogrammā (Firefox) un tekstlodziņā informējiet šo IP adresi.

Varat arī izmantot citus līdzekļus, lai uzzinātu, kuru IP adresi maršrutētājs piešķīra jūsu ierīcei.

Atvienojiet Arduino Uno no datora un pievienojiet to strāvas bankai. Pagaidiet, līdz tas atkal izveidos savienojumu.

Palaidiet lietotni IP Webcam viedtālrunī, kas pievienots robotam. Ierakstiet video/audio IP savā vadības saskarnē un izveidojiet savienojumu ar serveri, un jūs būsit gatavs darbam. Lai samazinātu aizkavi starp pārraidi, iespējams, jums būs jāsamazina lietotnē esošā video izšķirtspēja.

Noklikšķiniet un turiet tastatūras bulttaustiņus, lai pagrieztu robotu vai pārvietotu to uz priekšu/atpakaļ un izklaidētos, izpētot savu vidi.