Raspberry Pi, Android, IoT és Bluetooth -alapú drón: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

A Raspberry Pi használatával a fedélzeti logika érdekében ez a kompakt, mobil számítógép helyi portot hoz létre, amely valós időben közvetíti a videót, miközben Bluetooth-aljzatokat hoz létre az egyéni androidos alkalmazások által küldött értékek olvasásához. Az alkalmazás szinkronizál a drónnal, és felhasználói bevitelt használva azonnal utasításokat küld a drónnak.

Ezt a projektet meglehetősen nehéz megvalósítani a semmiből. Remélhetőleg az alábbi információk betekintést nyújtanak több drón alkalmazáshoz. A projekthez kapcsolódó összes szoftver és áramkör -terv megtalálható. Nyugodtan módosítsa és ossza meg a kódot tetszése szerint. Kérjük, felelősségteljesen használja a megadott információkat, és nyugodtan hagyjon megjegyzést alább.

1. lépés: A hardver

Az alábbiakban felsorolom a használt hardvereket.

• Raspberry Pi 3 B modell
• Málna PI kamera modul
• L298N motorvezérlő
• 2, DC motorok
• Billentyűzet, bármilyen monitor, egér, Ethernet -kábel és HDMI -kábel (a pi -hez)
• 8 GB -os MicroSD kártya
• Csavarok, szalagok, stb.
• 2 kerék
• Android Bluetooth eszköz (a telefonom)
• 2, 18650 Sejtek
• 5 voltos szabályozó
• Számítógép az alkalmazás programozásához

A Raspberry Pi: Nagyobb adatfolyam -felbontásokhoz (vagy kezdőknek) a B modell legújabb verzióját javasolnám, míg a kompaktabb változatok használhatják a legújabb A+ modellt vagy a Pi Zero -t (kameraverzió). Ne feledje, hogy ha málna pi nullát használ, akkor Bluetooth- és/vagy WiFi -kulcsra lesz szüksége. Ez az oktatóanyag feltételezi, hogy Raspberry Pi 3 B -t használ.

Motorhajtó: L298N -t használtam, bár minden motoros meghajtónak működnie kell. Csak győződjön meg arról, hogy képes kezelni a motor feszültségét és áramát.

2 DC motor: Győződjön meg róla, hogy bírja a drón súlyát.

Karosszéria: Használt is tartsa az összes alkatrészt. Általában a kemény műanyag vagy alumínium tartós, könnyű anyag. Az optimális eredmény érdekében akár 3D nyomtató is használható.

Áramforrás: Alkatrészek kiválasztásakor szinte mindig a legnehezebb döntés. A szükséges akkumulátor az áramfelvételtől függ. Kis teljesítményű alkalmazásokhoz (például 1 vagy 2 amper) elegendő egy 9 voltos elem. Nagyobb áramerősség esetén vagy 18650 -es lítium -ion cellát vagy lítium -polimer akkumulátort javaslok, mivel könnyűek, méretükhöz képest sok energiát képesek tárolni és újratölthetők.

2 kerék: Csak győződjön meg arról, hogy a kerekei lyukméretűek, mint a motor tengelye. Győződjön meg arról is, hogy a kerekek átmérője elég nagy a drónhoz. Mivel ezekre a projektekre többféle variáció és kivitel is létezik, többféle típusú és méretű kerék használható.

Feszültségszabályozók: A pi tápellátásához akkumulátorról 5 voltos szabályozó szükséges. LM2596 DC-DC buck konvertert használtam.

A linkekben szereplő termékek többségét ebben a projektben használták fel, és akkoriban a legjobb ajánlatokat találtam.

Most, hogy megvan minden, amire szüksége van, állítsa be a pi -t.

2. lépés: A Raspberry Pi beállítása

Ez a lépés megmutatja, hogyan kell beállítani a Raspberry Pi -t a kódolás megkezdéséhez. Ha már van pi beállítása a Raspbian segítségével, akkor nyugodtan lépjen tovább a következő lépésre.

Először le kell töltenie a málna operációs rendszerét. Kérjen NOOBS -ot, ha kezdő. Ha már van jelentős tapasztalata a málna pi -vel kapcsolatban, akkor érdekelheti a Raspbian. Feltételezem, hogy a NOOBS -t használja ehhez az oktatóanyaghoz.

Letöltés közben formázza meg az SD -kártyát SD formázóval.

Most bontsa ki és másolja a letöltött tartalmat az SD -kártya gyökerébe. A gyökér egyszerűen azt jelenti, hogy nincs a mappákban. Ha új mappát hoztak létre az összes kibontott fájl tárolására, másolja át a fájlt.

Ezután csatlakoztassa az SD -kártyát a pi -hez. Behelyezés közben vagy "kattanni" kell, vagy csak a pi alján kell ülni.

Csatlakoztassa az egeret és a billentyűzetet a pi -hez. Ezután csatlakoztasson egy HDMI -kábelt a monitorhoz. Végül csatlakoztasson egy 3 amperes mikro USB fali aljzat adaptert a pi -hez. Bár a fali konnektor ajánlott, a laptopomat használtam áramforrásként (USB a laptopomról a Micro USB -re a pi -ben).

Hadd tegye a pi a dolgát. Ha a rendszer kéri, válassza a Raspbian lehetőséget, és hagyja, hogy települjön. Kövesse a telepítő utasításait. Beletelhet egy kis időbe. Ha minden jól megy, akkor a fentihez hasonló asztali képernyőt kell látnia.

Csatlakoztasson egy Ethernet -kábelt az útválasztóból a pi -hez. Ezután nyissa meg a parancssort (A fekete "doboz" ikon a képernyő tetején). A pi -t vezetékes hálózaton keresztül frissítenie kell, hogy vezeték nélküli hálózathoz csatlakozzon.

Ezután kattintson a Kábel ikonra a képernyő tetején. Írja be a hálózat adatait, amikor a rendszer kéri.

Írja be a szöveget a következő sorba pontosan az ábrán látható módon, és nyomja meg az Enter billentyűt. Ez frissíti a pi -t. Eltarthat egy ideig. Csak hadd tegye a dolgát.

sudo apt-get update

Ezután írja be a kódot a következő sorba. Ez is eltart egy ideig. Ne tegyen semmit, amíg be nem fejeződik.

sudo apt-get dist-upgrade

Most már képesnek kell lennie leválasztani az Ethernet -kábelt, kattintson a képernyő tetején található vezeték nélküli ikonra, adja meg hálózati adatait, és végül vezeték nélkül csatlakozzon a hálózathoz.

Most kódoljuk a drónnak azt a részét, amely kezeli a mozgásokat.

3. lépés: Mozgások kezelése (Bluetooth szerver)

A mozgások kezeléséhez a "Python 3" programozási nyelvet kell használni. Az üzeneteket, amelyek azt mondják a robotnak, hogy mozogjon, Bluetooth -on keresztül kell elküldeni az alkalmazásból.

Először telepítenie kell a Bluetooth könyvtárat. Ehhez írja be a következő parancsokat.

sudo apt-get update

sudo apt-get install bluetooth

sudo apt-get install bluez

sudo apt-get install python-bluez

Most az asztalon kattintson a Start menü ikonra, majd a Programozás, majd a Python 3. Ezután az eszköztáron kattintson a Fájl, új elemre. Új ablaknak kell megjelennie.

Másolja a "bluetoothpi.rtf" melléklet tartalmát az ablakba.

Az eszköztáron kattintson a Fájl, Mentés másként elemre. Mentse el a/home/pi/Desktop/könyvtárba motion.py néven.

A kód teszteléséhez kattintson a képernyő jobb felső sarkában található Bluetooth ikonra. Párosítsa a málna pi -t androidos eszközével. Töltse le a BlueTerm nevű alkalmazást androidos eszközére. Ezután írja be a parancssorba a következő kódot vastag betűvel. Ez végrehajtja a python kódot.

sudo python /home/pi/Desktop/movements.py

A "Várakozás a kapcsolatokra" szövegnek a pi -n kell megjelennie.

Indítsa el a BlueTerm alkalmazást, és kattintson a beállítások ikonra, majd a "kapcsolatok keresése" gombra.

Az alkalmazásban a málna pi nevének kell megjelennie. Kattintson a pi nevű gombra. Az "Elfogadott kapcsolat innen" szöveg jelenik meg a pi -n, majd annak címe. Most bármit is ír be a telefonba, meg kell jelennie a pi -ben.

Sikeresen kódolta saját Bluetooth szerver aljzatát!

4. lépés: Az Android -alkalmazás (Bluetooth -ügyfél)

Az Android Studio letöltése innen. Telepítse és kövesse a telepítő utasításait.

Indítson el egy új projektet. Hozzon létre egy üres tevékenységet MainActivity néven.

Másolja a "Logic.txt" melléklet tartalmát a "MainActivity.java" fájlba (lap). Ez tartalmazza az alkalmazás mögötti logikát. Lehet, hogy módosítania kell eszközének nevét a fájl alján.

Ezután másolja a "GUI" fájl tartalmát a "activity_main.xml" fájlba (lap). Ez egy nagyon egyszerű grafikus felületet tartalmaz az alkalmazáshoz.

Most importálnia kell a nyílgombokat (képeket) az alkalmazásba. Csomagolja ki a mellékletet Arrows.zip. Az android stúdió bal oldalán nyissa meg a fájlstruktúrát az alkalmazás, a res, a minimap megjelenítéséhez. Másolja a nyílképeket-p.webp

Végül másolja át a "Manifest" fájl tartalmát az "AndroidManifest.xml" fájlba (lap).

Az alkalmazás teszteléséhez futtatnia kell azt az eszközén. Ehhez be kell állítania az eszközt fejlesztői módba, és engedélyeznie kell az USB hibakeresést. A legtöbb eszköz esetében el kell mennie a "Beállítások", "A telefonról" elemre, görgessen az aljára, és kattintson hétszer a "Build Number" gombra, amíg meg nem jelenik az "Most fejlesztő vagy!" Üzenet. Menjen vissza, és most megjelenik a "Fejlesztői beállítások" lap. Kattintson rá, és engedélyezze az USB hibakeresést.

Csatlakoztassa androidos eszközét a számítógéphez USB -n keresztül, kattintson az Android Studio futtatás ikonjára, és válassza ki az eszközt.

A pi -n indítsa el a 3. lépésben létrehozott python -kódot, írja be a vastag betűs parancsot:

sudo python /home/pi/Desktop/movements.py

Ezután kattintson a csatlakozás gombra az alkalmazásban. Csatlakozáskor néhány nyílnak most meg kell jelennie az alkalmazásban. Amikor rákattint valamelyikre, frissíti a pi "lépés" állapotát.

Nem baj, ha az alkalmazás háttere hibát jelez. Ezt később kijavítják.

Most hozta létre saját alkalmazását és Bluetooth -ügyfélét.

5. lépés: A hardver csatlakoztatása

Forrasztja a csatlakozásokat a fenti ábrán. Csatlakoztassa a kamera modult a pi -hez.

Futtassa az alkalmazást, és hajtsa végre a judes.py fájlt. Ha a motorok megfelelően mozognak az alkalmazás használatakor, nyugodtan tegye az összes alkatrészt a drón végleges burkolatába. Lehet, hogy módosítania kell a "HIGH" és "LOW" kódokat, hogy megfelelően mozogjon.

A következő lépésben hozzáadjuk a drón streaming szolgáltatását.

6. lépés: Streamelés

Többféle módon lehet videót streamelni Pi segítségével, de az uv4l használata messze a legegyszerűbb, gyakorlatilag késés nélkül.

Csak mellékes megjegyzés: ha már összerakta a drónt, és nem tudja csatlakoztatni a monitorhoz és a billentyűzethez, akkor SSH -t kell csatlakoztatnia a drónhoz. Ehhez töltse le a Putty alkalmazást a számítógépére. Nyissa meg, és írja be a málna IP -címét (keresse meg az IP -címet az ifconfig parancs beírásával). Felhasználónév és jelszó megadását kéri. Az alapértelmezett felhasználónév és jelszó pi, illetve málna. Most bármit is írhat be a parancssorba, olyan lesz, mint a parancsok közvetlen beírása a drónba.

az uv4l beállítása

Írja be ezt a parancsot:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Adja hozzá a következő sort a fájl utolsó sorába.

deb https://www.linux-projects.org/listing/uv4l_repo/raspbian/ jessie main

Lépjen ki és mentse a fájlt a Ctrl-X billentyű lenyomásával, majd az Igen gombbal.

Ezután írja be a következő sort, és nyomja meg az enter billentyűt.

sudo apt-get update

akkor ezt:

sudo apt-get install uv4l uv4l-raspicam

Írja be soronként a következő parancsokat. Várja meg, amíg befejezi a műveletet, mielőtt beírja a következő sort.

sudo apt-get install uv4l-raspicam-extras

sudo szolgáltatás uv4l_raspicam újraindítása

sudo rpi-update

sudo apt-get install uv4l-server uv4l-uvc uv4l-xscreen uv4l-mjpegstream uv4l-dummy uv4l-raspidisp

sudo apt-get install uv4l-webrtc

sudo apt-get install uv4l-xmpp-bridge

sudo apt-get install uv4l-raspidisp-extras

Ezt követően mindössze annyit kell tennie, hogy beírja a következő parancsot a streaming megkezdéséhez (cserélje le a "raspberrypi" szót a málna IP -címére/ gazdagépnevére a hálózatában)

cvlc https:// raspberrypi: 8080/stream/video.mjpeg

Ez valós időben elkezdi a videó streamingjét a 8080 -as porton. A streamet most az alkalmazás hátterében kell látni. A stream bármely böngészőben történő megtekintéséhez írja be ezt az URL -t (ahol a "raspberrypi" a drónok IP -címe).

https:// raspberrypi: 8080/stream/video.mjpeg

Gratulálunk, befejezte a kémdrónját.

7. lépés: Hajtás

Fordítsa el a főkapcsolót, és kezdje el felfedezni.

Ha szeretné tudni, hogyan készítsen mást, kérdezzen tőlem, és meglátom, mit tehetek.

Ha bármilyen kérdése van, kérjük, írjon megjegyzést alább, és mindent megteszek, hogy válaszoljak.

Köszönöm, hogy elolvasta!