Wi-Fi vezérlésű FPV Rover robot (Arduino, ESP8266 és léptetőmotorokkal): 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez az oktatható útmutató bemutatja, hogyan lehet távirányítású kétkerekű robotjárót tervezni wi-fi hálózaton keresztül, egy ESP8266 Wi-Fi modulhoz csatlakoztatott Arduino Uno és két léptetőmotor segítségével. A robot egy közönséges internetes böngészőből vezérelhető, HTML tervezésű felület segítségével. Androidos okostelefon segítségével videót és hangot sugározhat a robotról a kezelő kezelőfelületére.

Rengeteg robotkészlet érhető el az interneten, különböző formákkal, méretekkel és árakkal. Az alkalmazástól függően azonban egyik sem illik hozzá, és rájöhet, hogy túl drágák a kísérleteihez. Vagy talán csak a mechanikai szerkezetét szeretné megtervezni, ahelyett, hogy komplettet vásárolna. Ez az oktatóanyag azt is bemutatja, hogyan lehet megtervezni és megépíteni egy olcsó akril keretet a saját robotprojektjéhez, csak közönséges eszközöket használva azok számára, akiknek nincs hozzáférést biztosít a drága 3D nyomtatókhoz vagy lézervágókhoz. Egy egyszerű robotplatformot mutatunk be.

Ez az útmutató úgy alakítható ki, hogy megváltoztassa az alakját vagy a kezelőfelületet. Más robotprojektjeimhez ("Robô da Alegria") készült, amelyet az alábbi linkeken ellenőrizhet:

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

[Figyelmeztetés: néhány fotó elavult, mert a design tovább javult. Az itt bemutatott elképzelés azonban továbbra is érvényes.]

1. lépés: Eszközök

A prototípus elkészítéséhez a következő eszközökre van szükség:

• Kézi fűrész (az akrillemez kezdeti vágásához)
• Csavarhúzó (csavarok és anyák elhelyezéséhez)
• Vonalzó (méretek méréséhez)
• Hasznos kés (az akril lap vágásához)
• Fúrógép (lyukak létrehozásához a csavarokhoz)
• Csiszolópapír (érdes élek simításához)

2. lépés: Mechanikai szerkezet és anyagok

Egyedi robot építéséhez először meg kell terveznie a mechanikai szerkezetét. Alkalmazásától függően könnyű lehet, vagy tele lehet részletekkel és korlátokkal. Előfordulhat, hogy a modell összetettségétől függően 3D CAD szoftverben kell megterveznie, vagy csak 2D -ben kell rajzolnia.

A teljes szerkezetet online is megvásárolhatja, ha nem szeretné saját mechanikai szerkezetét felépíteni. Rengeteg robotkészlet érhető el az interneten. Ebben az esetben ugorhat a 6. lépésre.

Ehhez az oktatható, olcsó akril keretet terveztek a motorok és más alkatrészek rögzítéséhez. Az oktatóanyagban bemutatott szerkezetet 3D -ben tervezték, 123D Design CAD szoftverrel. Később minden részt 2D -re alakítottak át a Draftsight szoftver segítségével.

A következő anyagokat használták:

• 2 mm -es akril lap
• 42x19 mm -es kerekek gumiabroncs gumival (x2)
• 49x20x32mm acélgolyós omni kerék (x1)
• M2 x 10 mm -es csavarok (x12)
• M2 x 1, 5 mm -es anyák (x12)
• M3 x 10 mm -es csavarok (x8)
• M3 x 1, 5 mm -es anyák (x8)
• 5/32 "x 1" csavarok (x3)
• 5/32 "-os anyák (x6)
• Kézi szelfi bot klip
• 3 x 3 cm -es alumínium konzol (x4)

Az alap szerkezetének felépítése a következő lépésekre oszlik:

1. Vágja le az akril alapot a 2D rajz méretei szerint;
2. Fúrja ki a lyukakat a 2D rajzon látható pozíciókba;
3. Szerelje fel az alkatrészeket csavarokkal és anyákkal a 3D rajz szerint.

Sajnos a léptetőmotor tengelyének átmérője nagyobb, mint a kerék nyílása. Tehát valószínűleg ragasztót kell használnia az alkatrészek összekapcsolásához. Ehhez az oktatóanyaghoz rögtönztem egy fából készült tengelykapcsolót a motor tengelye és a kerék között.

3. lépés: A szerkezet vágása

Először át kell vinnie a modell méreteit az akril lapra. Nyomtassa ki 2D -s rajzát szokásos nyomtatóval ragasztópapírra, majd vágja le a papírt megfelelő méretben, és vigye fel a maszkot az akril felületére.

Használhat kézi fűrészt az akril vágásához a méretei szerint, vagy használhatja az alábbiakban ismertetett töréstechnikát.

Hasznos késsel, vonalzó vagy mérleg segítségével vágja egyenes vonalakba az akrilt. Nem kell végigvágnia a lapot, csak pontozással hozhat létre néhány számot, ahol a darabot később kivágják.

Helyezze az akrilt egy sík felületre, tartsa a helyén néhány szorítóval, és gyakoroljon nyomást, amíg a lap ketté nem törik. Ismételje meg ezt a folyamatot, amíg az összes vágást el nem végzi. Ezt követően csiszolópapírral simíthatja a durva éleket.

4. lépés: Az alap fúrása

Fúrja ki a lyukakat a 2D rajzban (a maszkban feltüntetett) látható pozíciókba fúrógéppel.

Az akril viszonylag könnyen fúrható. Tehát ha nem dobja el a fúrógépet, akkor a lyukakat kézzel fúrhatja éles szerszámmal, például egy késsel. Használhatja kis lyukak nagyítására is, hogy illeszkedjen a csavarok méretéhez.

Távolítsa el a maszkot, és az alap készen áll.

5. lépés: A szerkezet összeszerelése

Szerelje fel az alkatrészeket csavarokkal és anyákkal a képek szerint, és a szerkezet készen áll a használatra.

Az M3 csavarokat a léptetőmotorok felszerelésére használják, míg az 5/32 csavarokat az első kerék és az okostelefon klip felszerelésére.

Most tartson szünetet, és kezdje el összeszerelni az áramkört a következő lépésben…

6. lépés: Elektronika

A következő elektronikus alkatrészekre lesz szüksége:

• Arduino Uno (vásárlás)
• ESP8266 (vásárlás)
• Protoshield (a kompaktabb verzióhoz) vagy egy közönséges kenyérlap (vásárlás)
• 1 kohm ellenállás (x2)
• 10 kohm ellenállás (x1)
• Néhány jumper vezeték
• Léptetőmotor ULN2003 meghajtóval (x2) (vásárlás / vásárlás)
• Számítógép (Arduino kód összeállításához és feltöltéséhez)
• Power Bank (vásárlás)
• USB kábel

Az áramkör összeszereléséhez nincs szükség speciális eszközökre. Az összes összetevő megtalálható online a kedvenc e-kereskedelmi áruházában. Az áramkört az Arduino USB -portjához csatlakoztatott tápegység táplálja.

Csatlakoztassa az összes komponenst a vázlat szerint. Szükséged lesz néhány áthidaló vezetékre az ESP-8266 modul és a léptetőmotorok csatlakoztatásához. Használhat protoshieldet (kompaktabb áramkörhöz), közönséges kenyérlapot, vagy saját tervezésű Arduino pajzsot. Csatlakoztassa az USB -kábelt az Arduino Uno kártyához, és folytassa a következő lépéssel.

7. lépés: Arduino kód

Telepítse a legújabb Arduino IDE -t. Ebben a projektben a léptetőmotorok vezérlésére a stepper.h könyvtárat használták. Az ESP-8266 modullal való kommunikációhoz nem volt szükség további könyvtárra. Kérjük, ellenőrizze az ESP8266 adatátviteli sebességét, és állítsa be megfelelően a kódban.

Töltse le az Arduino kódot (stepperRobot.ino), és cserélje le a XXXXX -et a wifi -útválasztó SSID -jére, és YYYYY az útválasztó jelszavára. Csatlakoztassa az Arduino kártyát a számítógép USB -portjához, és töltse fel a kódot.

8. lépés: Android IP kamera

Androidos okostelefonnal továbbították a videót és a hangot a robotról a vezérlő felületre. Az alkalmazást megtalálhatja a Google Play áruházban (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Telepítse és lépjen a következő lépésre.

9. lépés: Helyezze az áramköröket a robotba

Szerelje be az áramköröket a robot tetejére néhány M1 csavar segítségével, a képek szerint.

Ezt követően kétoldalas ragasztószalaggal ragassza be a power bankját a robot hátuljába (mert később könnyen eltávolítható), és helyezze az okostelefonját a klipbe.

10. lépés: Web-alapú vezérlő interfész

A robot vezérlésére egy html felületet terveztek.

Töltse le az interface.rar fájlt, és bontsa ki az összes fájlt egy adott mappába. Ezután nyissa meg Firefox -on.

Az adott felületen egy szövegdoboz űrlapot használnak az ESP modul és a video/audió szerver IP -címeinek megadásához (az Android IP webkamera alkalmazásból).

Van egy teszt, de a robot addig forog, amíg az anoter parancs meg nem érkezik. A billentyűzet nyilaival a robot előre vagy hátra mozgatható, illetve balra vagy jobbra forgatható.

11. lépés: Használat

Az Arduino újraindításakor automatikusan megpróbálja csatlakoztatni a Wi-Fi hálózatot. A Soros monitor használatával ellenőrizze, hogy a kapcsolat sikeres volt-e, és hogy az IP-címet az útválasztó rendelte-e az ESP-8266 készülékhez. Nyissa meg a html fájlt egy internetes böngészőben (Firefox), és adja meg ezt az IP -címet a szövegmezőben.

Használhat más eszközöket is, hogy megtudja, melyik IP -címet rendelte hozzá a router az eszközéhez.

Húzza ki az Arduino Uno -t a számítógépről, és csatlakoztassa a tápegységhez. Várja meg, amíg újra csatlakozik.

Indítsa el az IP webkamera alkalmazást a robothoz csatlakoztatott okostelefonon. Írja be a video/audio IP -t a vezérlő felületen, és csatlakozzon a szerverhez, és készen áll a használatra. Lehet, hogy csökkentenie kell a videó felbontását az alkalmazásban, hogy csökkentse az átvitel közötti késést.

Kattintson és tartsa lenyomva a billentyűzet nyílgombjait a robot elforgatásához vagy előre/hátra mozgatásához, és szórakozzon a környezet felfedezésén.