Robot zabezpečenia 4WD: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Hlavným cieľom tohto projektu bolo vybudovanie bezpečnostného mobilného robota, ktorý sa dokáže pohybovať a zbierať video dáta v nerovnom teréne. Takýto robot by mohol byť použitý na obhliadku okolia vášho domu alebo ťažko dostupných a nebezpečných miest. Robota je možné použiť na nočné hliadky a kontroly, pretože bol vybavený výkonným reflektorom, ktorý osvetľuje okolie. Je vybavený 2 kamerami a diaľkovým ovládaním s dosahom viac ako 400 metrov. Ponúka vám skvelé príležitosti na ochranu vášho majetku, zatiaľ čo budete pohodlne sedieť doma.

Parametre robota

• Vonkajšie rozmery (DxŠxV): 266x260x235 mm
• Celková hmotnosť 3,0 kg
• Svetlá výška: 40 mm

Krok 1: Zoznam dielov a materiálov

Rozhodol som sa, že použijem hotový podvozok, ktorý ho mierne upraví pridaním ďalších komponentov. Podvozok robota je vyrobený výlučne z ocele lakovanej na čierno.

Komponenty robota:

• Súprava SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT alebo podvozok do auta Smart RC robot 4WD
• 2x kovové zapínacie/vypínacie tlačidlo
• Lipo batéria 7,4 V, 5000 mAh
• Arduino Mega 2560
• IR snímač vyhýbania sa prekážkam x1
• Doska snímača atmosférického tlaku BMP280 (voliteľné)
• Tester napätia batérie Lipo x2
• 2x Ovládač motora BTS7960B
• Lipo batéria 11,1 V, 5500 mAh
• Panoramatická inteligentná WIFI kamera Xiaomi 1080P
• Fpv kamera RunCam Split HD

Ovládanie:

Rádiový vysielač RadioLink AT10 II 2,4 G 10CH RC alebo FrSky Taranis X9D Plus

Ukážka fotoaparátu:

Okuliare Everyine EV800D

Krok 2: Zostavenie podvozku robota

Montáž podvozku robota je veľmi jednoduchá. Všetky kroky sú uvedené na fotografiách vyššie. Poradie hlavných operácií je nasledujúce:

1. Priskrutkujte jednosmerné motory na bočné oceľové profily
2. Na základňu priskrutkujte bočné hliníkové profily s jednosmernými motormi
3. Predný a zadný profil priskrutkujte k základni
4. Nainštalujte potrebné vypínače a ďalšie elektronické súčiastky (pozri v ďalšej časti)

Krok 3: Pripojenie elektronických súčiastok

Hlavným regulátorom v tomto elektronickom systéme je Arduino Mega 2560. Na ovládanie štyroch motorov som použil dva motorové ovládače BTS7960B (H-Bridges). Dva motory na každej strane sú spojené s jedným vodičom motora. Každý z vodičov motora môže byť nabitý prúdom až 43 A, čo poskytuje dostatočnú rezervu energie aj pre mobilného robota pohybujúceho sa po nerovnom teréne. Elektronický systém je vybavený dvoma zdrojmi energie. Jeden na napájanie jednosmerných motorov a serv (batéria LiPo 11,1 V, 5200 mAh) a druhý na napájanie Arduina, fpv kamery, LED reflektora a senzorov (batéria LiPo 7,4 V, 5 000 mAh). Batérie sú umiestnené v hornej časti robota, aby ste ich mohli kedykoľvek rýchlo vymeniť

Pripojenia elektronických modulov sú nasledujúce:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_SK - 22
• MotorRight_L_EN - 23
• MotorLeft_R_EN - 26
• MotorLeft_L_EN - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

Prijímač R12DS 2,4 GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Krídlo
• ch3 - 8 // Výťah
• VCC - 5V
• GND - GND

Pred spustením ovládania robota z vysielača RadioLink AT10 2,4 GHz by ste mali najskôr prepojiť vysielač s prijímačom R12DS. Postup väzby je podrobne popísaný v mojom videu.

Krok 4: Mega kód Arduino

Pripravil som nasledujúce ukážkové programy Arduino:

• Test prijímača RC 2,4 GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (súbor v prílohe)

Prvý program „Test prijímača RC 2,4 GHz“vám umožní jednoduché spustenie a kontrolu prijímača 2,4 GHz pripojeného k Arduinu, druhý „RadioLinkAT10“umožňuje ovládať pohyb robota. Pred zostavením a odoslaním ukážkového programu sa uistite, že ste ako cieľovú platformu vybrali „Arduino Mega 2560“, ako je uvedené vyššie (Arduino IDE -> Nástroje -> Doska -> Arduino Mega alebo Mega 2560). Príkazy z vysielača RadioLink AT10 2,4 GHz sú odoslané do prijímača. Kanály 2 a 3 prijímača sú pripojené k digitálnym pinom 7 a 8 Arduino. V štandardnej knižnici Arduino nájdeme funkciu „pulseIn ()“, ktorá vracia dĺžku impulzu v mikrosekundách. Použijeme ho na čítanie signálu PWM (Pulse Width Modulation) z prijímača, ktorý je úmerný náklonu vysielača ovládacia páčka. Funkcia pulseIn () má tri argumenty (pin, hodnota a časový limit):

1. pin (int) - číslo kolíka, na ktorom chcete odčítať pulz
2. hodnota (int) - typ čítaného impulzu: HIGH alebo LOW
3. timeout (int) - voliteľný počet mikrosekúnd na čakanie na dokončenie impulzu

Hodnota dĺžky načítaného impulzu je potom mapovaná na hodnotu medzi -255 a 255, ktorá predstavuje rýchlosť vpred/vzad („moveValue“) alebo rýchlosť doprava/doľava („turnValue“). Ak napríklad zatlačíte ovládaciu páčku úplne dopredu, mali by ste dostať „moveValue“= 255 a úplné zatlačenie dozadu, aby ste dostali „moveValue“= -255. Vďaka tomuto druhu ovládania dokážeme regulovať rýchlosť pohybu robota v celom rozsahu.

Krok 5: Testovanie bezpečnostného robota

Tieto videá ukazujú testy mobilného robota na základe programu z predchádzajúcej časti (Arduino Mega Code). Prvé video ukazuje testy robota 4WD na snehu v noci. Robota ovláda operátor na diaľku z bezpečnej vzdialenosti na základe pohľadu z fpv google. V ťažkom teréne sa dokáže pohybovať pomerne rýchlo, čo môžete vidieť na druhom videu. Na začiatku tohto pokynu môžete tiež vidieť, ako dobre si poradí v nerovnom teréne.