หุ่นยนต์รักษาความปลอดภัย 4WD: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เป้าหมายหลักของโครงการนี้คือการสร้างหุ่นยนต์เคลื่อนที่รักษาความปลอดภัยที่สามารถเคลื่อนย้ายและรวบรวมข้อมูลวิดีโอในภูมิประเทศที่ขรุขระได้ หุ่นยนต์ดังกล่าวสามารถใช้ในการลาดตระเวนรอบ ๆ บ้านของคุณหรือเข้าถึงยากและสถานที่อันตราย หุ่นยนต์สามารถใช้สำหรับการลาดตระเวนกลางคืนและการตรวจสอบได้ เนื่องจากได้รับการติดตั้งเครื่องสะท้อนแสงอันทรงพลังซึ่งให้แสงสว่างแก่พื้นที่โดยรอบ มาพร้อมกล้อง 2 ตัว และรีโมทควบคุมระยะไกลกว่า 400 เมตร ให้โอกาสที่ดีในการปกป้องทรัพย์สินของคุณขณะนั่งอยู่ที่บ้านอย่างสบาย

พารามิเตอร์หุ่นยนต์

• ขนาดภายนอก (LxWxH): 266x260x235 mm
• น้ำหนักรวม 3.0 กก.
• ระยะห่างจากพื้น: 40 mm

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วนและวัสดุ

ฉันตัดสินใจว่าจะใช้แชสซีสำเร็จรูปในการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยโดยเพิ่มส่วนประกอบเพิ่มเติม แชสซีของหุ่นยนต์ทำจากเหล็กทาสีดำทั้งหมด

ส่วนประกอบของหุ่นยนต์:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT หรือ 4WD Smart RC Robot รถ แชสซี
• 2x ปุ่มเปิด/ปิดโลหะ
• แบตลิโพ 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• เซ็นเซอร์หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง IR x1
• บอร์ดเซนเซอร์ความดันบรรยากาศ BMP280 (อุปกรณ์เสริม)
• เครื่องทดสอบแรงดันไฟแบตเตอรี่ Lipo x2
• 2x ตัวขับมอเตอร์ BTS7960B
• แบตลิโพ 11.1V 5500mAh
• Xiaomi 1080P กล้องพาโนรามาสมาร์ท WIFI
• กล้อง RunCam Split HD fpv

ควบคุม:

RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC Transmitter หรือ FrSky Taranis X9D Plus

ตัวอย่างกล้อง:

Eachine EV800D Goggles

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ Robot Chassis

การประกอบโครงหุ่นยนต์นั้นค่อนข้างง่าย ขั้นตอนทั้งหมดแสดงในรูปภาพด้านบน ลำดับของการดำเนินการหลักมีดังนี้:

1. ขันมอเตอร์กระแสตรงเข้ากับโครงเหล็กด้านข้าง
2. ขันสกรูโปรไฟล์อลูมิเนียมด้านข้างด้วยมอเตอร์กระแสตรงเข้ากับฐาน
3. ขันสกรูด้านหน้าและด้านหลังเข้ากับฐาน
4. ติดตั้งสวิตช์ไฟที่จำเป็นและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ (ดูในหัวข้อถัดไป)

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ตัวควบคุมหลักในระบบอิเล็กทรอนิกส์นี้คือ Arduino Mega 2560 เพื่อให้สามารถควบคุมมอเตอร์ได้สี่ตัว ฉันใช้ไดรเวอร์มอเตอร์ BTS7960B (H-Bridges) สองตัว มอเตอร์สองตัวที่แต่ละด้านเชื่อมต่อกับตัวขับมอเตอร์ตัวเดียว ตัวขับมอเตอร์แต่ละตัวสามารถโหลดกระแสได้ถึง 43A ซึ่งให้พลังงานที่เพียงพอแม้สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่เคลื่อนที่ผ่านภูมิประเทศที่ขรุขระ ระบบอิเล็กทรอนิกส์มีแหล่งพลังงานสองแหล่ง หนึ่งสำหรับจัดหามอเตอร์ DC และเซอร์โว (แบตเตอรี่ LiPo 11.1V, 5200 mAh) และอื่น ๆ เพื่อจัดหา Arduino, กล้อง fpv, ตัวสะท้อนแสงและเซ็นเซอร์นำ (แบตเตอรี่ LiPo 7.4V, 5000 mAh) วางแบตเตอรี่ไว้ที่ส่วนบนของหุ่นยนต์แล้ว คุณจึงสามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็วทุกเมื่อ

การเชื่อมต่อของโมดูลอิเล็กทรอนิกส์มีดังต่อไปนี้:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_EN - 22
• MotorRight_L_EN - 23
• MotorLeft_R_EN - 26
• MotorLeft_L_EN - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

ตัวรับ R12DS 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aileron
• ch3 - 8 // ลิฟต์
• VCC - 5V
• GND - GND

ก่อนเริ่มการควบคุมของหุ่นยนต์จากเครื่องส่ง RadioLink AT10 2.4GHz ก่อนหน้านี้ คุณควรผูกเครื่องส่งกับเครื่องรับ R12DS เสียก่อน ขั้นตอนการผูกได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในวิดีโอของฉัน

ขั้นตอนที่ 4: Arduino Mega Code

ฉันได้เตรียมตัวอย่างโปรแกรม Arduino ต่อไปนี้:

• RC 2.4GHz ตัวรับ ทดสอบ
• หุ่นยนต์ 4WD RadioLinkAT10 (ไฟล์แนบ)

โปรแกรมแรก "RC 2.4GHz Receiver Test" จะช่วยให้คุณเริ่มต้นและตรวจสอบตัวรับสัญญาณ 2.4 GHz ที่เชื่อมต่อกับ Arduino ได้อย่างง่ายดาย "RadioLinkAT10" ตัวที่สองช่วยให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ได้ ก่อนรวบรวมและอัปโหลดโปรแกรมตัวอย่าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือก "Arduino Mega 2560" เป็นแพลตฟอร์มเป้าหมายดังที่แสดงด้านบน (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega หรือ Mega 2560) คำสั่งจากเครื่องส่ง RadioLink AT10 2.4 GHz จะถูกส่งไปยังเครื่องรับ ช่อง 2 และ 3 ของเครื่องรับเชื่อมต่อกับพินดิจิตอล Arduino 7 และ 8 ตามลำดับ ในไลบรารีมาตรฐาน Arduino เราจะพบฟังก์ชัน "pulseIn()" ที่คืนค่าความยาวของพัลส์เป็นไมโครวินาที เราจะใช้เพื่ออ่านสัญญาณ PWM (Pulse Width Modulation) จากเครื่องรับซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเอียงของเครื่องส่งสัญญาณ แท่งควบคุม ฟังก์ชัน pulseIn() รับสามอาร์กิวเมนต์ (พิน ค่า และระยะหมดเวลา):

1. พิน (int) - จำนวนพินที่คุณต้องการอ่านพัลส์
2. ค่า (int) - ประเภทของพัลส์ที่จะอ่าน: สูงหรือต่ำ
3. หมดเวลา (int) - ตัวเลือกจำนวนไมโครวินาทีเพื่อรอให้พัลส์เสร็จสิ้น

จากนั้น ค่าความยาวพัลส์ที่อ่านจะถูกจับคู่กับค่าระหว่าง -255 ถึง 255 ที่แสดงความเร็วไปข้างหน้า/ข้างหลัง ("moveValue") หรือเลี้ยวขวา/ซ้าย ("turnValue") ตัวอย่างเช่น หากเราดันคันบังคับไปข้างหน้าจนสุด เราควรได้ "moveValue" = 255 และดันกลับจนสุดเพื่อรับ "moveValue" = -255 ด้วยการควบคุมประเภทนี้ เราจึงสามารถควบคุมความเร็วของการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ได้อย่างเต็มที่

ขั้นตอนที่ 5: การทดสอบหุ่นยนต์รักษาความปลอดภัย

วิดีโอเหล่านี้แสดงการทดสอบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามโปรแกรมจากส่วนก่อนหน้า (Arduino Mega Code) วิดีโอแรกแสดงการทดสอบหุ่นยนต์ 4WD บนหิมะในเวลากลางคืน หุ่นยนต์ถูกควบคุมโดยผู้ปฏิบัติงานจากระยะไกลจากระยะที่ปลอดภัยโดยพิจารณาจากมุมมองจาก fpv google มันสามารถเคลื่อนที่ได้ค่อนข้างเร็วในภูมิประเทศที่ยากลำบาก ดังที่คุณเห็นในวิดีโอที่สอง ในตอนต้นของคำแนะนำนี้ คุณยังสามารถดูได้ว่าคำแนะนำนี้รับมือได้ดีเพียงใดในภูมิประเทศที่ขรุขระ