Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A Lego kiválóan alkalmas arra, hogy megtanítsa a gyerekeknek a dolgok működését, miközben lehetővé teszi számukra a szórakozást. Tudom, hogy gyerekkoromban mindig szerettem "játszani" a legóval. Ez az oktatható leírás leírja, hogyan építettem FPV (First Person View) tankot a legóból és a Raspberry Pi 3 -ból (Raspi 3). megpróbáltam a lehető legegyszerűbbé tenni, csak ahhoz a lépéshez, ahol a motorokat a legóval való együttműködéshez igazítja, eszközök és némi ügyesség szükséges.

A tartály alapvetően két motort használ, így ha nem akar tankot, akkor Romba típusú robotot készíthet, a felépítés más lesz, de a kábelezés és a programok pontosan ugyanazok.

### Ez a projekt alapvetően az 1 -es verzió, ezért ha javítani szeretne (amin bőven van teendő), írjon megjegyzést. Szintén minden kód elérhető lesz, a Github oldalamon a linkek a lépésekben találhatók

Amire szüksége lesz:

• Néhány Lego, használtam egy Lego Technic sarkvidéki teherautót, amin feküdtem. Használd a fantáziádat, ennek a szettnek voltak nyomai és minden, hogy ezek működjenek, így jó volt ez a projekt.
• A Raspberry Pi, én a Raspberry Pi 3 -at használtam, mert ez volt nálam, ha más modellje van, akkor képes lesz működésre bírni, de a GPIO csapok eltérnek.
• Micro SD kártya Raspian telepítéssel a Raspi 3 számára.
• A Pi kamera, az Adafruit néhány, valamint különböző hosszúságú szalagkábelt kínál. Az Aliexpress -ből vett bánya, halszem lencsével rendelkezik, és olcsó volt. Lehet, hogy használhat webkamerát, de a Pi kamera működik a dobozból.
• Egy USB Power Bank a Raspi 3 táplálásához, szerintem az enyém 8 dollárba került, a 2000 mAh -ja tehát egy ideig a Raspi 3 -at futtatja.
• Akkumulátor a motorok táplálásához, egy olcsó RC autóból kihúzott akkumulátort használtam, 7,2 voltos, 500 mAh, és újratölthető, így elég jól működik. Jó lenne egy 9V -os akkumulátor, de akkor szükség lesz egy csatlakozóra is.
• Átkötő kábelek, a GPIO csapok összekapcsolásához, legalább 5 hüvelyből hüvelybe.
• L298N Motor Driver Board, ezek meglehetősen olcsók, és lehetővé teszik a motorok külön vezérlését. Ezek szintén meglehetősen szabványosak az ilyen típusú alkalmazásokhoz.
• 2 x egyenáramú sebességváltó motor, ezek az Adafruit -tól jók, pontosan ugyanaz vásárolható meg az Aliexpress -től is

Vegyes

• Kétoldalas habszalag
• huzal
• hő zsugorodik
• szalag
• gumiszalagok
• mikro USB kábel

Ha az egyenáramú sebességváltó motorjait úgy kívánja átalakítani, mint én, akkor szüksége lesz:

• doboz vágó
• dremel körfűrészlappal
• mini fájlok
• 5 perces epoxi

Szüksége lesz saját számítógépére/laptopjára is a Raspi 3 vezérléséhez és programozásához.

Lépés: Építse fel a tartályt

Tehát ezek nem igazán utasítások, mert ennek a lépésnek valóban a saját tervezésének kell lennie. Beszélek néhány dologról, amelyeket figyelembe kellett vennem ennek építésekor, de az igazi mulatság abban rejlik, hogy saját maga találja ki (hasonlóan a valódi Lego -hoz). Használd a fotókat, ha hasznosak, sok évbe telt, amíg kifejlesztettem ezt a formatervezést, végül az egyszerű út volt a legjobb.

1. Először építse meg a hátsó tengelyeket

   1. és ügyeljen arra, hogy elegendő helyet hagyjon a motoroknak, és legyen elég széles ahhoz, hogy az alkatrészek elférjenek benne. Azt akartam, hogy az enyém meglehetősen széles legyen, mivel azt akartam, hogy minden a tengelyekben üljön, ez lehetővé tette, hogy a tartály meglehetősen alacsonyan illeszkedjen a dolgok alá, és üldözze a macskát.
   2. A pályák kerekei egy lyukkal rendelkeznek, amely illeszkedik egy Lego kereszttengelyhez, ezért ne feledje, hogy a motorjait erre szerelik fel.
   3. Elegendő távolságra van szüksége a pálya hátulján és elöl. A 2. képen észreveheti, hogy az "L" csíkok nem szemetrikusak, ez lehetővé teszi a pályateret. Eredetileg félkörívesek voltak, de a pálya folyamatosan súrlódott, és egy ponton elakadt, és eltörte a motor adaptert.

2. Miután felépítette a tengelyeket, csatlakoztathatja őket

   1. rendszeres időközönként keresztirányú hosszú bitek használata. Ügyeljen arra, hogy a kereszttartókat úgy helyezze el, hogy az alkatrészek illeszkedjenek közéjük, ez segít az alacsony profil fenntartásában.
   2. a hosszát az határozza meg, hogy mennyi pályája van. Ez a pálya nem nyúlik, így egy kis lazaságra van szükség. Ha gumicsíkja van, feszesebbé teheti. A futókerék is jó ötlet, de összességében nincs rá szükség.
   3. Ez a lépés kicsinyes volt, és csak egy kis próbát és hibát tartalmaz.
3. A motorok alapvetően kétoldalas habszalaggal vannak ragasztva, így nagy felületet biztosítanak a ragasztáshoz.
4. Az általam készített kamera tartó meglehetősen szemét, feltétlenül meg kell próbálnia saját kezűleg elkészíteni. Szeretem az alacsony, mert úgy tűnik, gyorsan utazik a kamerával. Ez jó hely lenne egy vagy két szervóval frissíteni, hogy a kamera mozgatható legyen.

Remélhetőleg ezek a megjegyzések hasznosak. Ezt a dolgot még az utasítás elkészítése előtt építettem fel, és kissé tétovázom, hogy széthúzzam -e most, hogy megy. Valóban hiszek abban, hogy jobb tervezést lehet készíteni, így azt gondolom, hogy a saját fejlesztése lenne a legjobb. Ha szeretné, hogy teljes útmutatót készítsek, hagyjon megjegyzést, ha van elég kereslet, megteszem.

2. lépés: DC sebességváltó motor és Lego adapter

Ismét ezt készítettem írás előtt, és nem készítettem fényképeket. Azt hiszem, van egy csomó különböző oktatóanyag, ami ezt teszi. Az Adafruit valójában adaptert árul, ez a legjobb módja, ráadásul nem kell megsemmisítenie a motor tartóit. Új-Zélandon vagyok, így az Adafruit nem kapható, de a barkácsolás az:-). Ezt tettem (elnézést a rossz diagramokért):

1. Készítse elő az összes szerszámát, műanyagot vágunk, így ez nem lesz nehéz. Egy műhelyszemüveget használtam, mert személy szerint utálom a kis műanyagszemeket a szemgolyómon. Én is használtam egy ilyen zöld vágódeszkát, így nem rontottam el az asztalt.
2. Tehát a diagram felülről és oldalról is látható. Alapvetően a szürke a kis fehér rész az egyenáramú sebességváltó motorján, a piros pedig az, ahol vágunk. A felülnézet vörösének valójában egy Lego kereszttengely keresztmetszete kell lennie. Ezt az anyagot eltávolítjuk, hogy a tengely jól illeszkedjen a belsejébe. Próbálja meg a lehető legközelebb a középponthoz vágni, és majdnem egészen az aljáig. Először azzal kezdtem, hogy nagyjából a körömfűrésszel vágtam a dremelemen, majd elkezdtem borotválni a darabokat egy dobozvágóval, amíg tökéletesen illeszkedtem.
3. Miután elvágta ezt a darabot, és a tengely többé -kevésbé egyenesen illeszkedik (úgy kell kinéznie, mint egy furcsa, félig összehajtott villa), epoxálhatja a Lego kereszttengelyt. Mielőtt bármilyen epoxigyanta felhordásra kerülne, feltétlenül ragasztószalagot kell felhelyezni a sárga tokra a motort, hogy véletlenül se ragassza a tengelyt a házhoz. Keverjük jól össze az 5 perces epoxit, és vigyünk fel egy vastag réteget a fehér bitre és a kereszttengelyre, 1-2 mm vastag réteget keresünk. Az 5 perces epoxi nagyon gyorsan ragadós és használhatatlan, így gyorsan dolgozzon itt.
4. Miután felvette a desent kabátot, és az epoxi nem fut, akkor kész. Kicsit fut, csak óvatosan. Ha gumi állagú, könnyen levághatja a felesleges epoxit, így szép lapos vége lett az enyémnek.
5. Hagyja száradni egy éjszakán át, és reggelre legyen egy Lego DC sebességváltó motorja

3. lépés: Csatlakoztassa

Ennek a projektnek a kábelezése nagyon egyszerű. A 4 női -női áthidaló kábelt fogjuk használni, hogy GPIO -csapjainkat az L298N motorvezérlőhöz, és egy férfi -női áthidaló kábelt csatlakoztassuk a Raspi 3 földeléséhez az L298N motorvezérlő földjéhez. Néhány vezetéket is használunk a motorok L298N motorvezérlőhöz való csatlakoztatásához.

Azért választom ezt a tűkombinációt a Raspi -n, mert össze vannak csoportosítva. Nyugodtan használjon bármilyen GPIO -tű és GND készletet. Csak ne felejtse el megváltoztatni a kódban.

Használhatja a kapcsolási rajzot, vagy kövesse az alábbi lépéseket:

Raspi 3 L298N

GND (14. láb) GND

GPIO27 (13. láb) IN1

GPIO22 (15. láb) IN2

GPIO23 (16. láb) IN3

GPIO24 (18. láb) IN4

A motorok és a szerelés módja szerint így kötöttem össze őket.

Out2, Out3 negatív

Out1, Out4 pozitív

Lényegében negatív volt hátrafelé, pozitív pedig előre. Ha fordítva kapja meg őket, akkor a tartály csak az ellenkező irányba halad, ami szoftverben könnyen rögzíthető.

4. lépés: A programozás

Tehát ehhez a lépéshez néhány dolgot be kell állítanunk, ha még nem tette meg.

• Raspian
• Python 2 vagy 3
• Git
• MJPG-Streamer

A Raspian telepítése

Először is szükségünk van egy Raspian -ra egy micro SD -kártyán, tehát legyen legalább 8 GB -os formázott SD (készen áll a NOOBS lite telepítésére is, ha csak 4 GB -os kártyája van).

A Raspian telepítéséhez javaslom a NOOBS használatát. A hivatalos link itt található. Töltse le a zip fájlt a számítógépére, és bontsa ki a fájlokat az sd kártyára. Győződjön meg arról, hogy a fájlok és mappák ott vannak, és nem a noobs mappában.

Miután ezt megtette, csatlakoztassa az SD -kártyát a Raspi 3 -hoz, csatlakoztasson egy képernyőt (A HDMI -vel ellátott TV jól működik, ha nincs monitorja), valamint egy billentyűzetet és egeret.

Látnia kell a telepítési képernyő betöltését, csatlakoznia kell a wifi -hez (wifi szükséges a projekt működéséhez) és telepíteni, csak az alapértelmezett beállításokat használom, mivel jól működnek.

Fej nélküli üzemmód beállítása

Tehát ha a Raspian telepítve van, és bejelentkezett a Raspi 3 -ba, elkezdheti konfigurálni a Raspi 3 fej nélküli módban történő futtatását (azaz SSH -t használjon képernyő és billentyűzet helyett). Csak egy megjegyzés, hogy a sudo -t kell használnia, ezért győződjön meg róla, hogy ismeri a root jelszót.

Nyisson meg egy terminált, és írja be a „sudo raspi-config” parancsot, kék és szürke képernyővel kell rendelkeznie, mint a képeken. Lépjen az „Interfészbeállítások” pontra, nyomja meg az enter billentyűt, majd lépjen a „P2 SSH” pontra, nyomja meg az enter billentyűt, majd nyomja meg ismét az „igen”, ismét az „ok” billentyűt.

Most térjen vissza az „interfész -beállításokhoz”, és engedélyezze a kamerát.

Visszatérve a menübe, nyomja meg a jobb oldali gombot, és válassza ki a „befejezés” gombot.

Ezután meg kell találnunk az IP -címünket, ezt megteheti az 'ifconfig' begépelésével a terminálba. Keresse meg a wlan0 -val kezdődő blokkot (általában az utolsó), és jegyezze fel az IP -címét. A második sorban kell lennie, és valahogy így nézhet ki, mint az 192.168.1. XX, ha otthoni wifi -t használ.

Nagyszerű, hogy vége a konfigurációnak

További szoftverek telepítése

Tehát a rendelkezésemre álló szkriptek futtatásához telepítenie kell a 2 -es vagy 3 -as python -ot. Ha meg szeretné tanulni a python -t, akkor a 3 -as python tanulását javaslom, a különbségek csekélyek, de a 3 -as python -t most szélesebb körben használják. Előre telepítve kell lennie a Raspian -nal, de csak ellenőriznünk kell.

Írja be a "python --version" parancsot, és olyan kimenetet kell kapnia, mint a "Python 2.7.13", ami azt jelenti, hogy a python 2 telepítve van. Annak ellenőrzéséhez, hogy van -e python 3, írja be a 'python3 --version' parancsot, és hasonló kimenetet kell kapnia. Ha nincs python 2 vagy 3, akkor írja be a "sudo apt-get install python" vagy a "sudo apt-get install python3" parancsot.

A kód megszerzéséhez a Gitre is szüksége lesz, ismét előtelepítve kell lennie. Gépelje be a „git --version” parancsot a „sudo apt-get install git” használatához, ha nincs meg.

Az MJPG-Streamer telepítése

Az MJPG-Streamer az egyik módja annak, hogy hozzáférjek a Picamera-hoz. Lehetővé teszi a kamera elérését böngészőn keresztül, és a kép manipulálását. Valószínűleg ez a szebb és egyszerűbb módja a fényképezőgép használatának, ha kényelmetlen a kód.

1. Ismét a Git -et fogjuk használni. Írja be a „git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git” szót a Raspi 3 terminálba. A szoftver letöltődik, nem tart sokáig.
2. Valószínűleg a legjobb dolog ezen a ponton a „README.md” fájl megtekintése és a telepítési utasítások követése. Zökkenőmentesen dolgoztak nálam. Ha bármilyen kérdése van, tegye meg őket a megjegyzésekben, és megpróbálok segíteni

Telepítés után futtatható. Az alábbiakban áttekintem, hogyan csinálom.

Összerakni az egészet

Remek, most készen kell állnunk az indulásra. Győződjön meg arról, hogy a Raspi 3 be van kapcsolva. Nyisson meg egy terminált a számítógépén/laptopján (feltételezem, hogy linuxot vagy Macet használ, ha Windows operációs rendszert használ, le kell töltenie a gittet. Rengeteg oktatóanyag található az interneten ennek használatáról, ne aggódjon, ez egyszerű) és írja be az 'ssh [email protected]. XX (feltételezve, hogy nem változtatta meg az alapértelmezett felhasználónevet) vagy a korábban talált IP -címét. Írja be jelszavát (ez biztosan nem lehet alapértelmezett). Remek, most egy terminál munkameneten van a Raspi 3 -on PC -n/laptopon keresztül.

Tehát a „git clone” terminálban https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T… Ez csak néhány másodpercet vesz igénybe, mivel a fájlok nagyon kicsik. Ezután navigálhat a könyvtárba a „cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank” használatával, most írja be az „ls” parancsot, és győződjön meg arról, hogy látja ezt az 5 fájlt: „demo.py”, „drive.py”, „Picamera_tank”. py, 'ready.jpg' és 'README.md'. Feltétlenül nézze meg a readme -t a frissítésekért.

demo.py

Ez a py szkript kiválóan alkalmas annak tesztelésére, hogy a vezetékei működnek -e. Ez csak a motorok előre -hátrahajtásának különböző kombinációin megy keresztül.

futtassa a 'python demo.py' parancsot. Körülbelül fél percet vesz igénybe.

meghajtó.py

Ez a py szkript, amelyet a tartály vezérléséhez futtat. Beállítja a GPIO tűleképezést, és defeket hoz létre a mozgatáshoz. Ezenkívül rögzíti a gombnyomásokat a tartály vezérléséhez.

A futtatáshoz használja a „python drive.py” parancsot. Adjon egy pillanatot, a terminálnak üresnek kell lennie.

mozgassa a 'w, a, s, d' billentyűket, és állítsa le a szóközt. Ha készen áll a program bezárására, nyomja meg az 'n' gombot.

Picamera_tank.py

Ez az én verzióm a kamerához tartozó streamerről. Ez csak a 3 -as python esetén fut (azaz használja a „python3 Picamera_tank.py” parancsot a futtatáshoz). Ez futtatható egy második terminál ablakban, vagy megnyomhatja a ctrl-z billentyűt, és begépelheti a bg parancsot a háttérben történő futtatáshoz ugyanazon a terminálon. Személy szerint szeretek külön terminált használni.

Nem kell külön telepítenie semmit, de ha a pip -t használja. Ha bármilyen problémába ütközik, írjon megjegyzést.

Miután ez fut a Raspi 3 készüléken, jelentkezzen be számítógépének/laptopjának böngészőjébe, és lépjen a 192.168.1. XX: 8000 (az előbb talált IP) címre. Látnia kell a kamera kimenetét. Ha a képet el kell forgatni, akkor szerkesztenie kell a py szkriptet. Az alsó részen egy megjegyzés található, alatta adja meg a szükséges forgásfokokat. Számomra 180 volt, mivel fejjel lefelé fordult a fényképezőgépem.

Az MJPG-Streamer futtatásához

Az-j.webp

Ha ez fut, menjen a 192.168.1. XX: 8080 oldalra (az IP, amelyet korábban találtunk), és kattintson a streaming lehetőségre. Játsszon a többi lehetőséggel, ezek hasznosak lehetnek az Ön számára.

És ez az. Most már képesnek kell lennie arra, hogy saját FPV -tartályát vezesse ott, ahol bármikor elérheti a wifit. Érezd jól magad.

5. lépés: Késztermék

És itt egy videó arról, hogy minden működik.

Csak egy megjegyzés, hogy a Raspi 3 csatlakoztatva van a laptopomhoz, hogy bekapcsolja a videót, mivel az energiabank elfogyott néhány tesztelés során. Majdnem egy órát tartott, aminek nagyon örültem.

Kérjük, hagyjon megjegyzést, ha van ilyen, és remélem, hogy élvezni fogja a Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank elkészítését, ha kipróbálja.

Kösz, Ben