Robot bezpieczeństwa 4WD: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Głównym celem tego projektu było zbudowanie robota mobilnego zabezpieczającego, zdolnego do poruszania się i zbierania danych wideo w trudnym terenie. Taki robot mógłby posłużyć do patrolowania otoczenia wokół domu lub trudno dostępnych i niebezpiecznych miejsc. Robot może być wykorzystywany do nocnych patroli i inspekcji, ponieważ został wyposażony w mocny reflektor, który oświetla otaczający go teren. Wyposażony jest w 2 kamery i pilota o zasięgu ponad 400 metrów. Daje ogromne możliwości ochrony swojej własności siedząc wygodnie w domu.

Parametry robota

• Wymiary zewnętrzne (DxSxW): 266x260x235 mm
• Całkowita waga 3,0 kg
• Prześwit: 40 mm

Krok 1: Lista części i materiałów

Postanowiłem, że skorzystam z gotowego podwozia modyfikując je nieco, dokładając dodatkowe komponenty. Podwozie robota wykonane jest w całości ze stali malowanej na czarno.

Elementy robota:

• SZDoit C3 Inteligentny zestaw robotów DIY lub podwozie samochodu 4WD Smart RC Robot
• 2x metalowy przycisk włączania/wyłączania
• Bateria Lipo 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• Czujnik podczerwieni do unikania przeszkód x1
• Płytka czujnika ciśnienia atmosferycznego BMP280 (opcjonalnie)
• Tester napięcia akumulatora Lipo x2
• 2x sterownik silnika BTS7960B
• Bateria Lipo 11,1 V 5500 mAh
• Panoramiczna inteligentna kamera WIFI Xiaomi 1080P
• Kamera fpv RunCam Split HD

Kontrola:

RadioLink AT10 II 2.4G 10-kanałowy nadajnik RC lub FrSky Taranis X9D Plus

Podgląd kamery:

Gogle Eachine EV800D

Krok 2: Montaż obudowy robota

Montaż podwozia robota jest dość łatwy. Wszystkie kroki są pokazane na powyższych zdjęciach. Kolejność głównych operacji jest następująca:

1. Przykręć silniki prądu stałego do bocznych profili stalowych
2. Przykręć boczne profile aluminiowe z silnikami prądu stałego do podstawy
3. Przykręć przedni i tylny profil do podstawy
4. Zainstaluj niezbędne wyłączniki zasilania i inne elementy elektroniczne (patrz w następnej sekcji)

Krok 3: Połączenie części elektronicznych

Głównym kontrolerem w tym układzie elektronicznym jest Arduino Mega 2560. Do sterowania czterema silnikami użyłem dwóch sterowników silników BTS7960B (H-Bridges). Dwa silniki z każdej strony są podłączone do jednego sterownika silnika. Każdy ze sterowników silnika może być obciążony prądem do 43A, co daje wystarczający margines mocy nawet dla robota mobilnego poruszającego się po nierównym terenie. Układ elektroniczny wyposażony jest w dwa źródła zasilania. Jeden do zasilania silników DC i serw (akumulator LiPo 11,1V, 5200 mAh), drugi do zasilania Arduino, kamery fpv, reflektora led i czujników (akumulator LiPo 7,4V, 5000 mAh). Baterie zostały umieszczone w górnej części robota, dzięki czemu w każdej chwili możesz je szybko wymienić

Połączenia modułów elektronicznych są następujące:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_PL - 22
• MotorRight_L_PL - 23
• MotorLeft_R_PL - 26
• MotorLeft_L_EN - 27
• obr./min1 - 2
• Lpwm1 - 3
• obr.wm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

Odbiornik R12DS 2,4 GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Lotka
• ch3 - 8 // Winda
• VCC - 5V
• GND - GND

Przed uruchomieniem sterowania robotem z nadajnika RadioLink AT10 2,4GHz należy wcześniej powiązać nadajnik z odbiornikiem R12DS. Procedura wiązania została szczegółowo opisana w moim filmie.

Krok 4: Mega kod Arduino

Przygotowałem następujące przykładowe programy Arduino:

• Test odbiornika RC 2,4 GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (plik w załączniku)

Pierwszy program „RC 2.4GHz Receiver Test” pozwoli na łatwe uruchomienie i sprawdzenie odbiornika 2,4 GHz podłączonego do Arduino, drugi „RadioLinkAT10” pozwala kontrolować ruch robota. Przed kompilacją i przesłaniem przykładowego programu upewnij się, że wybrałeś "Arduino Mega 2560" jako platformę docelową, jak pokazano powyżej (Arduino IDE -> Narzędzia -> Płytka -> Arduino Mega lub Mega 2560). Do odbiornika wysyłane są komendy z nadajnika RadioLink AT10 2,4 GHz. Kanały 2 i 3 odbiornika są podłączone do cyfrowych pinów Arduino odpowiednio 7 i 8. W standardowej bibliotece Arduino znajdziemy funkcję „pulseIn()”, która zwraca długość impulsu w mikrosekundach. Wykorzystamy ją do odczytania sygnału PWM (Pulse Width Modulation) z odbiornika, który jest proporcjonalny do nachylenia nadajnika przycisk kontroli. Funkcja pulseIn() przyjmuje trzy argumenty (pin, wartość i limit czasu):

1. pin (int) - numer pinu, na którym chcesz odczytać puls
2. wartość (int) - rodzaj odczytywanej wartości impulsu: WYSOKI lub NISKI
3. timeout (int) - opcjonalna liczba mikrosekund oczekiwania na zakończenie impulsu

Odczytana wartość długości impulsu jest następnie odwzorowywana na wartość z zakresu od -255 do 255, która reprezentuje prędkość do przodu/do tyłu („moveValue”) lub skręcania w prawo/w lewo („turnValue”). Na przykład, jeśli przesuniemy drążek sterujący całkowicie do przodu, otrzymamy „moveValue” = 255, a przesuniecie całkowicie do tyłu otrzymamy „moveValue” = -255. Dzięki tego typu sterowaniu możemy regulować prędkość ruchu robota w pełnym zakresie.

Krok 5: Testowanie robota zabezpieczającego

Te filmy pokazują testy robota mobilnego opartego na programie z poprzedniego rozdziału (Arduino Mega Code). Pierwszy film przedstawia testy robota 4WD na śniegu w nocy. Robot sterowany jest przez operatora zdalnie z bezpiecznej odległości na podstawie widoku z fpv google. Potrafi poruszać się dość szybko w trudnym terenie, co widać na drugim filmie. Na początku tej instrukcji możesz również zobaczyć, jak dobrze radzi sobie w trudnym terenie.