Rover FPV Rover s Wi-Fi kontrolom (s Arduino, ESP8266 i koračnim motorima): 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ovo uputstvo pokazuje kako dizajnirati daljinski upravljani robotski rover na dva kotača preko wi-fi mreže, koristeći Arduino Uno spojen na ESP8266 Wi-fi modul i dva koračna motora. Robotom se može upravljati iz običnog internetskog preglednika, koristeći HTML sučelje. Android pametni telefon koristi se za emitiranje videa i zvuka od robota do upravljačkog sučelja operatora.

Na internetu postoji mnogo robotskih kompleta različitih oblika, dimenzija i cijena. No, ovisno o vašoj aplikaciji, nijedna od njih neće odgovarati, pa ćete možda otkriti da su preskupi za vaše eksperimente. Ili možda samo želite napraviti svoju mehaničku strukturu umjesto da kupite cjelovitu. Ovo uputstvo također pokazuje kako dizajnirati i izgraditi jeftin akrilni okvir za vlastiti robotski projekt, koristeći samo obične alate za one koji nemaju pristup tim skupim 3D štampačima ili laserskim rezačima. Predstavljena je jednostavna robotska platforma.

Ovaj bi se vodič mogao prilagoditi promjeni oblika ili upravljačkog sučelja. Prilagođen je za druge moje robotske projekte ("Robô da Alegria"), koje možete provjeriti na donjim vezama:

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

[Upozorenje: neke fotografije su zastarjele jer je dizajn dodatno poboljšan. Međutim, ideja predstavljena ovdje još uvijek vrijedi.]

Korak 1: Alati

Za izradu ovog prototipa potrebni su sljedeći alati:

• Ručna pila (za izvođenje početnih rezova akrilnog lima)
• Odvijač (za postavljanje vijaka i matica)
• Ravnalo (za mjerenje dimenzija)
• Pomoćni nož (za rezanje akrilnog lima)
• Mašina za bušenje (za stvaranje rupa za vijke)
• Brusni papir (za izglađivanje grubih rubova)

Korak 2: Mehanička struktura i materijali

Da biste izgradili prilagođenog robota, prvo morate dizajnirati svoju mehaničku strukturu. To može biti jednostavno, ovisno o vašoj aplikaciji, ili puno detalja i ograničenja. Možda ćete ga morati dizajnirati u 3D CAD softveru ili jednostavno nacrtati u 2D -u, ovisno o složenosti vašeg modela.

Kompletnu strukturu možete kupiti i na mreži ako ne želite izgraditi vlastitu mehaničku strukturu. Na internetu postoji mnogo robotskih kompleta. U ovom slučaju možete prijeći na korak 6.

Za ovu instrukciju dizajniran je jeftin akrilni okvir za pričvršćivanje motora i drugih komponenti. Struktura predstavljena u ovom vodiču 3D je dizajnirana pomoću 123D Design CAD softvera. Svaki dio kasnije je pretvoren u 2D pomoću Draftsight softvera.

Korišteni su sljedeći materijali:

• 2 mm akrilni lim
• Točkovi 42x19 mm sa gumom od gazećeg sloja (x2)
• 49x20x32mm čelični loptasti omni kotač (x1)
• M2 x 10 mm vijci (x12)
• M2 x 1, 5 mm matice (x12)
• M3 x 10 mm vijci (x8)
• M3 x 1, 5 mm matice (x8)
• 5/32 "x 1" vijci (x3)
• Matice 5/32 "(x6)
• Ručna kopča za selfie štapiće
• Aluminijski držač 3 x 3 cm (x4)

Izgradnja strukture baze podijeljena je u sljedeće korake:

1. Izrežite akrilnu podlogu prema dimenzijama na 2D crtežu;
2. Izbušite rupe na pozicijama prikazanim na 2D crtežu;
3. Montirajte komponente vijcima i maticama prema 3D crtežu.

Nažalost, promjer osovine koračnog motora veći je od otvora na kotaču. Stoga ćete vjerojatno morati koristiti ljepilo za spajanje tih komponenti. Za ovaj vodič sam improvizirao drvenu spojku između osovine motora i kotača.

Korak 3: Rezanje strukture

Prvo morate prenijeti dimenzije svog modela na akrilnu ploču. Odštampajte svoj 2D crtež pomoću običnog štampača na lepljivom papiru, zatim isecite papir u odgovarajućim dimenzijama i nanesite tu masku na površinu akrila.

Za rezanje akrila prema vašim dimenzijama možete upotrijebiti ručnu pilu ili upotrijebiti tehniku loma opisanu ispod.

Pomoćnim nožem i uz pomoć ravnala ili vage izrežite akril u ravne linije. Nećete morati rezati do kraja kroz list, samo ga bodite da biste stvorili neke pjesme na kojima će komad kasnije biti izrezan.

Postavite akril na ravnu površinu, držite ga na mjestu s nekim stezaljkama i pritiskajte dok se list ne raspukne. Ponavljajte ovaj postupak dok se ne završe svi rezovi. Nakon toga možete upotrijebiti brusni papir za glačanje grubih rubova.

Korak 4: Bušenje baze

Mašinom za bušenje izbušite rupe u položajima prikazanim na 2D crtežu (naznačeno na masci).

Akril se relativno lako buši. Dakle, ako ne odlažete stroj za bušenje, možete ručno izbušiti rupe oštrim alatom, poput pomoćnog noža. Možete ga koristiti i za povećanje malih rupa kako bi odgovarale veličinama vijaka.

Uklonite masku i vaša baza će biti spremna.

Korak 5: Sastavljanje strukture

Montirajte komponente vijcima i maticama prema slikama i vaša će struktura biti spremna za rad.

Vijci M3 koriste se za ugradnju koračnih motora, dok se oni 5/32 koriste za ugradnju prednjeg kotača i kopče za pametni telefon.

Sada napravite pauzu i počnite sa sastavljanjem kola u sljedećem koraku …

Korak 6: Elektronika

Trebat će vam sljedeće elektroničke komponente:

• Arduino Uno (kupiti)
• ESP8266 (kupiti)
• Protoshield (za kompaktniju verziju) ili obična ploča (kupite)
• 1 komski otpornik (x2)
• 10 komski otpornik (x1)
• Neke kratkospojne žice
• Step motor sa ULN2003driverom (x2) (kupiti / kupiti)
• Računalo (za sastavljanje i postavljanje Arduino koda)
• Power bank (kupiti)
• USB kabel

Za sastavljanje kruga neće vam biti potrebni posebni alati. Sve komponente možete pronaći na mreži u vašoj omiljenoj trgovini e-trgovine. Krug se napaja iz banke napajanja spojene na Arduino USB priključak.

Spojite sve komponente prema shemi. Za povezivanje ESP-8266 modula i koračnih motora trebat će vam neke kratkospojne žice. Možete koristiti protoshield (za kompaktnije krugove), običnu ploču ili dizajnirati Arduino štit. Priključite USB kabel na Arduino Uno ploču i prijeđite na sljedeći korak.

Korak 7: Arduino kod

Instalirajte najnoviji Arduino IDE. U ovom projektu stepper.h biblioteka je korištena za upravljanje koračnim motorima. Za komunikaciju s modulom ESP-8266 nije bila potrebna dodatna biblioteka. Molimo provjerite brzinu prijenosa vašeg ESP8266 i ispravno je postavite u kôd.

Preuzmite Arduino kôd (stepperRobot.ino) i zamijenite XXXXX pomoću SSID -a vašeg WiFi rutera, a GGGGG lozinkom usmjerivača. Spojite Arduino ploču na USB priključak računara i prenesite kôd.

Korak 8: Android IP kamera

Za emitiranje videa i zvuka od robota do upravljačkog sučelja korišten je Android pametni telefon. Aplikaciju možete pronaći u trgovini Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Instalirajte ga i prijeđite na sljedeći korak.

Korak 9: Stavite kola u robota

Instalirajte krugove na vrhu robota pomoću nekoliko vijaka M1, kao što je prikazano na slikama.

Nakon toga zalijepite svoju bateriju napajanja u stražnju stranu robota pomoću dvostrane trake (jer je kasnije lako ukloniti) i umetnite pametni telefon u kopču.

Korak 10: Kontrolno sučelje zasnovano na webu

Za upravljanje robotom dizajnirano je html sučelje.

Preuzmite interface.rar i izdvojite sve datoteke u datu mapu. Zatim ga otvorite na Firefoxu.

Obrazac za tekstualni okvir se koristi u tom sučelju za unos IP adresa ESP modula i video/audio servera (iz aplikacije Android IP web kamera).

Postoji test ali koji će natjerati robota da se okreće dok se ne primi anonimna naredba. Tipke sa strelicama na tipkovnici koriste se za pomicanje robota naprijed ili natrag te za rotiranje ulijevo ili udesno.

Korak 11: Upotreba

Kada se Arduino ponovo pokrene, pokušat će automatski povezati vašu wi-fi mrežu. Pomoću serijskog monitora provjerite je li veza bila uspješna i kako biste saznali koji IP je vaš usmjerivač dodijelio vašem ESP-8266. Otvorite html datoteku u internetskom pregledniku (Firefox) i unesite ovu IP adresu u okvir za tekst.

Možete koristiti i druge načine da saznate koju ste IP adresu usmjerivač dodijelili vašem uređaju.

Odvojite Arduino Uno sa računara i spojite ga na banku napajanja. Sačekajte da se ponovo poveže.

Pokrenite aplikaciju IP web kamera na pametnom telefonu priključenom na robota. Upišite video/audio IP na svoje kontrolno sučelje i povežite se na server i bit ćete spremni za rad. Možda ćete morati smanjiti rezoluciju videozapisa u aplikaciji kako biste smanjili kašnjenje između prijenosa.

Pritisnite i držite tipke sa strelicama na tipkovnici kako biste rotirali robota ili ga pomaknuli naprijed/nazad i zabavite se istražujući svoje okruženje.