Rover FPV Rover Robot (z Arduino, ESP8266 in koračnimi motorji): 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta navodila kažejo, kako oblikovati daljinsko vodeni dvokolesni robotski rover prek omrežja wi-fi z uporabo Arduino Uno, povezanega z modulom Wi-Fi ESP8266 in dvema koračnimi motorji. Robota je mogoče upravljati iz običajnega spletnega brskalnika z uporabo vmesnika, oblikovanega v HTML. Pametni telefon Android se uporablja za oddajanje videa in zvoka od robota do vmesnika za upravljanje operaterja.

Na spletu je na voljo veliko robotskih kompletov različnih oblik, dimenzij in cen. Toda glede na vašo aplikacijo se nobena od njih ne bo ujemala in morda boste ugotovili, da so predragi za vaše poskuse. Ali pa preprosto želite narediti svojo mehansko strukturo, namesto da kupite popolno. Ta navodila kažejo tudi, kako oblikovati in zgraditi poceni akrilni okvir za svoj lastni robotski projekt z uporabo navadnih orodij za tiste, ki nimajo dostop do teh dragih 3D tiskalnikov ali laserskih rezalnikov. Predstavljena je preprosta robotska platforma.

Ta priročnik bi lahko spremenili tako, da bi spremenili obliko ali nadzorni vmesnik. Prilagojen je bil za druge moje robotske projekte ("Robô da Alegria"), ki jih lahko preverite na spodnjih povezavah:

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

[Opozorilo: nekatere fotografije so zastarele, ker so obliko dodatno izboljšali. Vendar je ideja, predstavljena tukaj, še vedno veljavna.]

1. korak: Orodja

Za izdelavo tega prototipa so potrebna naslednja orodja:

• Ročna žaga (za začetne reze akrilne pločevine)
• Izvijač (za namestitev vijakov in matic)
• Ravnilo (za merjenje dimenzij)
• Pripomočni nož (za rezanje akrilne pločevine)
• Vrtalni stroj (za ustvarjanje lukenj za vijake)
• Brusni papir (za glajenje hrapavih robov)

2. korak: Mehanska zgradba in materiali

Za izdelavo robota po meri morate najprej oblikovati svojo mehansko strukturo. Morda bo preprosto, odvisno od vaše aplikacije, ali polno podrobnosti in omejitev. Morda ga boste morali oblikovati v 3D CAD programski opremi ali pa ga preprosto narisati v 2D, odvisno od zahtevnosti vašega modela.

Celotno strukturo lahko kupite tudi na spletu, če ne želite zgraditi lastne mehanske strukture. Na spletu je na voljo veliko robotskih kompletov. V tem primeru lahko skočite na 6. korak.

Za to navodilo je bil zasnovan poceni akrilni okvir za pritrditev motorjev in drugih sestavnih delov. Struktura, predstavljena v tej vadnici, je bila 3D zasnovana s programsko opremo 123D Design CAD. Vsak del je bil kasneje s programsko opremo Draftsight pretvorjen v 2D.

Uporabljeni so bili naslednji materiali:

• 2 mm akrilna plošča
• Platišča 42x19 mm z gumijasto pnevmatiko (x2)
• 49x20x32mm jeklena kroglica omni wheel (x1)
• Vijaki M2 x 10 mm (x12)
• M2 x 1, 5 mm matice (x12)
• Vijaki M3 x 10 mm (x8)
• M3 x 1, 5 mm matice (x8)
• 5/32 "x 1" vijaki (x3)
• 5/32 "matice (x6)
• Ročna sponka za selfi
• 3 x 3 cm aluminijast nosilec (x4)

Konstrukcija podstavka je razdeljena na naslednje korake:

1. Izrežite akrilno podlago glede na dimenzije na 2D risbi;
2. Izvrtajte luknje v položajih, prikazanih na 2D risbi;
3. Sestavite sestavne dele z vijaki in maticami v skladu s 3D risbo.

Na žalost je premer gredi koračnega motorja večji od odprtine na kolesu. Zato boste verjetno morali uporabiti lepilo za povezovanje teh komponent. Za to vadnico sem improviziral leseno sklopko med gredjo motorja in kolesom.

3. korak: Rezanje strukture

Najprej morate dimenzije svojega modela prenesti na akrilno ploščo. Natisnite 2D risbo z običajnim tiskalnikom na lepilni papir, nato papir izrežite v ustreznih dimenzijah in to masko nanesite na površino akrila.

Za rezanje akrila v skladu z vašimi dimenzijami lahko uporabite ročno žago ali uporabite spodnjo tehniko loma.

Z pomožnim nožem in s pomočjo ravnila ali tehtnice razrežite akril v ravne črte. Ne bo vam treba rezati vse do lista, samo ga zarežite, da ustvarite nekaj skladb, kjer bo kos kasneje izrezan.

Akril položite na ravno površino, ga držite na mestu z nekaj sponkami in pritiskajte, dokler se list ne razpoči na dva dela. Ta postopek ponavljajte, dokler niso narezani vsi rezi. Po tem lahko z brusnim papirjem poravnate grobe robove.

4. korak: Vrtanje baze

Z vrtalnim strojem izvrtajte luknje v položajih, prikazanih na 2D risbi (označeni v maski).

Akril je relativno enostavno vrtati. Torej, če vrtalnega stroja ne zavržete, lahko luknje ročno izvrtate z ostrim orodjem, kot je pomožni nož. Uporabite ga lahko tudi za povečanje majhnih lukenj, ki ustrezajo velikosti vijakov.

Odstranite masko in vaša podlaga bo pripravljena.

5. korak: Sestavljanje strukture

Sestavite sestavne dele z vijaki in maticami v skladu s slikami in vaša struktura bo pripravljena za uporabo.

Vijaki M3 se uporabljajo za namestitev koračnih motorjev, 5/32 pa za namestitev sprednjega kolesa in sponke za pametni telefon.

Zdaj si vzemite odmor in začnite zbirati vezje v naslednjem koraku …

6. korak: Elektronika

Potrebovali boste naslednje elektronske komponente:

• Arduino Uno (nakup)
• ESP8266 (kupi)
• Protoshield (za bolj kompaktno različico) ali navadna plošča (nakup)
• 1 komski upor (x2)
• 10 komski upor (x1)
• Nekaj mostičnih žic
• Koračni motor z voznikom ULN2003 (x2) (nakup / nakup)
• Računalnik (za sestavljanje in nalaganje kode Arduino)
• Power bank (nakup)
• USB kabel

Za sestavljanje vezja ne potrebujete posebnih orodij. Vse komponente lahko najdete na spletu v vaši najljubši trgovini z e-trgovino. Vezje napaja napajalnik, priključen na vrata USB Arduino.

Vse komponente povežite v skladu s shemo. Za povezavo modula ESP-8266 in koračnih motorjev boste potrebovali nekaj mostičnih žic. Uporabite lahko protoshield (za bolj kompaktno vezje), navadno ploščo ali pa zasnujete Arduino ščit. Priključite kabel USB na ploščo Arduino Uno in nadaljujte z naslednjim korakom.

Korak 7: Koda Arduino

Namestite najnovejšo Arduino IDE. V tem projektu je bila knjižnica stepper.h uporabljena za krmiljenje koračnih motorjev. Za komunikacijo z modulom ESP-8266 ni bila potrebna dodatna knjižnica. Preverite hitrost prenosa podatkov vašega ESP8266 in jo pravilno nastavite v kodi.

Prenesite kodo Arduino (stepperRobot.ino) in zamenjajte XXXXX s svojim SSID usmerjevalnikom WiFi in YYYYY z geslom usmerjevalnika. Ploščo Arduino priključite na vrata USB računalnika in naložite kodo.

8. korak: Android IP Cam

Pametni telefon Android je bil uporabljen za predvajanje videa in zvoka od robota do nadzornega vmesnika. Aplikacijo lahko najdete v trgovini Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Namestite ga in pojdite na naslednji korak.

9. korak: Vstavite vezja v robota

Namestite vezja na vrh robota z nekaj vijaki M1, kot je prikazano na slikah.

Po tem z dvostranskim trakom (ker ga je pozneje enostavno odstraniti) zlepite svoj power bank na zadnji strani robota in vstavite pametni telefon v sponko.

10. korak: Spletni nadzorni vmesnik

Za nadzor robota je bil zasnovan vmesnik html.

Prenesite interface.rar in izvlecite vse datoteke v določeno mapo. Nato ga odprite v Firefoxu.

Obrazec z besedilnim poljem se v tem vmesniku uporablja za vnos naslovov IP modula ESP in strežnika za video/zvok (iz aplikacije Android IP Webcam).

Obstaja test, ki bo robota zavrtel, dokler ne prejme anonetnega ukaza. Puščične tipke na tipkovnici se uporabljajo za premikanje robota naprej ali nazaj ter za vrtenje levo ali desno.

11. korak: Uporaba

Ko se Arduino znova zažene, bo poskušal samodejno povezati omrežje wi-fi. S serijskim monitorjem preverite, ali je bila povezava uspešna, in ugotovite, kateri IP je usmerjevalnik dodelil vašemu ESP-8266. Odprite datoteko html v spletnem brskalniku (Firefox) in v naslovno polje vnesite ta naslov IP.

Uporabite lahko tudi druge načine, da ugotovite, kateri naslov IP je usmerjevalnik dodelil vaši napravi.

Odklopite Arduino Uno iz računalnika in ga povežite z napajalnikom. Počakajte, da se znova poveže.

V pametnem telefonu, priključenem na robota, zaženite aplikacijo IP Webcam. V nadzorni vmesnik vnesite video/avdio IP in se povežite s strežnikom, da boste pripravljeni. Morda boste morali zmanjšati ločljivost videoposnetka v aplikaciji, da zmanjšate zakasnitev med prenosom.

Pritisnite in držite puščične tipke na tipkovnici, da zavrtite robota ali ga premaknete naprej/nazaj in se zabavate pri raziskovanju svojega okolja.