Robot Rover FPV terkawal Wi-fi (dengan Arduino, ESP8266 dan Stepper Motors): 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Instruksional ini menunjukkan cara merancang rover robot roda dua yang dikendalikan dari jarak jauh melalui rangkaian wi-fi, menggunakan Arduino Uno yang disambungkan ke modul Wi-fi ESP8266 dan motor dua stepper. Robot dapat dikendalikan dari penyemak imbas internet biasa, menggunakan antara muka yang dirancang HTML. Telefon pintar Android digunakan untuk menyiarkan video dan audio dari robot ke antara muka kawalan pengendali.

Terdapat banyak kit robot yang tersedia dalam talian dengan pelbagai bentuk, dimensi dan harga. Tetapi, bergantung pada aplikasi anda, tidak satu pun yang sesuai, dan anda mungkin akan mengetahui bahawa aplikasi itu terlalu mahal untuk percubaan anda. Atau mungkin anda hanya mahu membuat struktur mekanikal anda dan bukannya membeli yang lengkap. Instruksional ini juga menunjukkan cara merancang dan membina bingkai akrilik kos rendah untuk projek robotik anda sendiri, hanya menggunakan alat biasa untuk mereka yang tidak mempunyai akses ke pencetak 3D atau pemotong laser yang mahal itu. Platform robotik ringkas dipersembahkan.

Panduan ini mungkin disesuaikan agar bentuk atau antara muka kawalannya berubah. Ia disesuaikan untuk projek robotik saya yang lain ("Robô da Alegria"), yang boleh anda periksa di pautan di bawah:

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

[Peringatan: beberapa foto sudah usang, kerana reka bentuknya telah diperbaiki lagi. Walau bagaimanapun, idea yang dikemukakan di sini masih berlaku.]

Langkah 1: Alat

Alat berikut diperlukan untuk pembinaan prototaip ini:

• Gergaji tangan (untuk melakukan pemotongan awal kepingan akrilik)
• Pemutar Skru (untuk pemasangan bolt dan mur)
• Pembaris (untuk pengukuran dimensi)
• Pisau utiliti (untuk memotong kepingan akrilik)
• Mesin penggerudian (untuk membuat lubang untuk bolt)
• Kertas pasir (untuk melicinkan tepi kasar)

Langkah 2: Struktur dan Bahan Mekanikal

Untuk membina robot tersuai, pertama anda harus merancang struktur mekanikal anda. Mungkin mudah, bergantung pada aplikasi anda, atau penuh dengan perincian dan kekangan. Anda mungkin perlu merancangnya dalam perisian CAD 3D atau melukisnya dalam bentuk 2D, bergantung pada kerumitan model anda.

Anda mungkin juga membeli struktur lengkap dalam talian jika anda tidak mahu membina struktur mekanikal anda sendiri. Terdapat banyak kit robot yang terdapat dalam talian. Dalam kes ini, anda mungkin melangkah ke Langkah 6.

Untuk instruksional ini, bingkai akrilik kos rendah dirancang untuk pemasangan motor dan komponen lain. Struktur yang ditunjukkan dalam tutorial ini dirancang 3D menggunakan perisian 123D Design CAD. Setiap bahagian kemudian ditukar dalam 2D menggunakan perisian Draftsight.

Bahan berikut digunakan:

• Lembaran akrilik 2mm
• Roda 42x19mm dengan tayar tapak getah (x2)
• Roda omni bola keluli 49x20x32mm (x1)
• Selak M2 x 10mm (x12)
• Kacang M2 x 1, 5mm (x12)
• Selak M3 x 10mm (x8)
• Kacang M3 x 1, 5mm (x8)
• Baut 5/32 "x 1" (x3)
• Kacang 5/32 "(x6)
• Klip tongkat selfie pegang tangan
• Kurungan aluminium 3 x 3 cm (x4)

Pembinaan struktur pangkalan terbahagi kepada langkah-langkah berikut:

1. Potong asas akrilik mengikut dimensi dalam lukisan 2D;
2. Bor lubang pada kedudukan yang ditunjukkan dalam lukisan 2D;
3. Pasang komponen dengan bolt dan mur mengikut lukisan 3D.

Sayangnya diameter aci motor stepper lebih besar daripada lubang di roda. Oleh itu, anda mungkin perlu menggunakan gam untuk memasangkan komponen tersebut. Untuk tutorial ini, saya membuat gandingan kayu antara batang motor dan roda.

Langkah 3: Memotong Struktur

Mula-mula anda perlu memindahkan dimensi model anda ke kepingan akrilik. Cetak gambar 2D anda menggunakan pencetak biasa pada kertas pelekat, kemudian potong kertas dalam dimensi yang sesuai dan sapukan topeng itu di permukaan akrilik.

Anda mungkin menggunakan gergaji tangan untuk memotong akrilik mengikut dimensi anda atau menggunakan teknik rehat yang dijelaskan di bawah.

Dengan pisau utiliti dan dengan bantuan pembaris atau skala, potong akrilik dalam garis lurus. Anda tidak perlu memotong sepanjang helaian, hanya mencetaknya untuk membuat beberapa trek di mana potongan itu kemudian akan dipotong.

Letakkan akrilik di permukaan rata, pegang di tempatnya dengan beberapa pengapit dan tekan sedikit sehingga kepingan pecah menjadi dua. Ulangi proses ini sehingga semua pemotongan selesai. Selepas itu, anda mungkin menggunakan kertas pasir untuk melicinkan tepi kasar.

Langkah 4: Menggerudi Pangkalan

Bor lubang pada kedudukan yang ditunjukkan dalam gambar 2D (ditunjukkan dalam topeng) dengan mesin penggerudi.

Akrilik sangat mudah dibor. Oleh itu, jika anda tidak membuang mesin penggerudi, anda boleh mengebor lubang secara manual dengan alat tajam, seperti pisau utiliti. Anda mungkin juga menggunakannya untuk membesarkan lubang kecil agar sesuai dengan ukuran baut.

Tanggalkan topeng dan pangkalan anda akan siap.

Langkah 5: Menyusun Struktur

Pasang komponen dengan baut dan mur sesuai dengan gambar, dan struktur anda akan siap digunakan.

Baut M3 digunakan untuk pemasangan motor stepper, sementara baut 5/32 digunakan untuk pemasangan roda depan dan klip telefon pintar.

Sekarang berehat sebentar dan mulakan pemasangan litar pada langkah berikut …

Langkah 6: Elektronik

Anda memerlukan komponen elektronik berikut:

• Arduino Uno (beli)
• ESP8266 (beli)
• Protoshield (untuk versi yang lebih ringkas) atau papan roti biasa (beli)
• 1 perintang kohm (x2)
• Perintang 10 kohm (x1)
• Beberapa wayar pelompat
• Motor stepper dengan pemacu ULN2003 (x2) (beli / beli)
• Komputer (untuk menyusun dan memuat naik kod Arduino)
• Bank kuasa (beli)
• wayar USB

Anda tidak memerlukan alat khusus untuk pemasangan litar. Semua komponen boleh didapati dalam talian di kedai e-dagang kegemaran anda. Litar ini dikuasakan oleh bank kuasa yang disambungkan ke port USB Arduino.

Sambungkan semua komponen mengikut skema. Anda memerlukan beberapa kabel jumper untuk menyambungkan modul ESP-8266 dan motor stepper. Anda mungkin menggunakan protoshield (untuk litar yang lebih padat), papan roti biasa, atau mereka bentuk pelindung Arduino sendiri. Pasangkan kabel USB ke papan Arduino Uno dan teruskan ke langkah seterusnya.

Langkah 7: Kod Arduino

Pasang Arduino IDE terkini. Dalam projek ini perpustakaan stepper.h digunakan untuk kawalan motor stepper. Tidak diperlukan perpustakaan tambahan untuk komunikasi dengan modul ESP-8266. Sila periksa baudrate ESP8266 anda dan tetapkan dengan betul dalam kod.

Muat turun kod Arduino (stepperRobot.ino) dan ganti XXXXX dengan SSID penghala wifi anda dan YYYYY dengan kata laluan penghala. Sambungkan papan Arduino ke port USB komputer anda dan muat naik kodnya.

Langkah 8: Cam IP Android

Telefon pintar Android digunakan untuk menyiarkan video dan audio dari robot ke antara muka kawalan. Anda mungkin menemui aplikasinya di gedung Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Pasang dan teruskan ke langkah seterusnya.

Langkah 9: Letakkan Litar di Robot

Pasang litar di bahagian atas robot menggunakan beberapa baut M1, seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Selepas itu, lekatkan power bank anda di bahagian belakang robot menggunakan pita dua sisi (kerana mudah dikeluarkan kemudian), dan masukkan telefon pintar anda ke dalam klip.

Langkah 10: Antaramuka Kawalan berasaskan Web

Antaramuka html dirancang untuk kawalan robot.

Muat turun interface.rar dan ekstrak semua fail ke folder tertentu. Kemudian buka di Firefox.

Bentuk kotak teks digunakan di antara muka untuk memasukkan alamat IP modul ESP dan pelayan video / audio (dari aplikasi Android Webcam IP).

Terdapat ujian tetapi, yang akan membuat robot berputar sehingga perintah anoter diterima. Kekunci anak panah papan kekunci digunakan untuk menggerakkan robot ke depan atau ke belakang, dan untuk memutar kiri atau kanan.

Langkah 11: Penggunaan

Apabila Arduino dimulakan semula, ia akan cuba menyambungkan rangkaian wi-fi anda secara automatik. Gunakan Monitor Serial untuk memeriksa apakah sambungan berjaya, dan untuk mendapatkan IP mana yang diberikan ke ESP-8266 oleh penghala anda. Buka fail html di penyemak imbas internet (Firefox) dan maklumkan alamat IP ini di kotak teks.

Anda mungkin juga menggunakan cara lain untuk mengetahui alamat IP mana yang diberikan oleh penghala ke peranti anda.

Putuskan sambungan Arduino Uno dari komputer anda dan sambungkan ke power bank. Tunggu ia bersambung lagi.

Lancarkan aplikasi Webcam IP di telefon pintar yang dipasang pada robot. Taipkan IP video / audio pada antara muka kawalan anda dan sambungkan ke pelayan dan anda sudah bersedia untuk pergi. Anda mungkin perlu mengurangkan resolusi video dalam aplikasi untuk mengurangkan kelewatan antara semasa penghantaran.

Klik dan tahan butang anak panah pada papan kekunci anda untuk memutar robot atau menggerakkannya ke hadapan / ke belakang dan bersenang-senang menjelajahi persekitaran anda.