6WD Remote Terrain Remote Control: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Sebilangan besar robot yang saya buat setakat ini adalah robot beroda 4 dengan kapasiti muatan beberapa kilogram. Kali ini saya memutuskan untuk membina robot yang lebih besar yang akan dengan mudah mengatasi pelbagai rintangan dalam perjalanannya dan akan dapat bergerak dengan muatan sekurang-kurangnya selusin kilogram. Saya juga beranggapan bahawa robot itu harus dapat mengatasi keadaan yang sukar seperti pasir, salji dan runtuhan. Untuk memungkinkan, saya membina casis 6 roda yang dilengkapi dengan 6 motor dengan daya tinggi yang mencukupi dan pemacu motor dan bekalan kuasa yang sesuai. Saya juga mahu robot saya dikendalikan dari jarak jauh (sekurang-kurangnya 200 meter) jadi saya menggunakan pemancar dan penerima 2.4GHz berkualiti.

Setelah semua syarat di atas dipenuhi dan ujian pertama berjaya, saya memutuskan untuk melanjutkan projek dengan manipulator dan dua kamera. Terima kasih kepada gambar dari kamera, anda dapat mengawal robot walaupun tidak dapat dilihat. Ciri ini membolehkan pengendali robot melakukan tugas pemeriksaan jarak jauh di kawasan yang sukar diakses atau berbahaya bagi manusia.

Dari penerangan projek ini, anda akan belajar bagaimana:

• membina casis robot beroda 6 yang mampu mengangkut sekurang-kurangnya sedozen kilogram

  • membolehkan anda mengangkut barang yang lebih berat
  • kemungkinan penggunaan komersial dan bukan hanya robot sebagai mainan!

• mengawal robot seperti itu dari jarak jauh

  • ikat pemancar 2.4 GHz dengan penerima
  • membaca arahan dari penerima 2.4 GHz melalui Arduino
  • kawalan kedudukan robot
• tetapkan pratonton dari kamera di komputer atau telefon pintar anda

  pelaksanaan penghantaran video jarak jauh tanpa wayar pada 5.8 GHz

Parameter robot (versi asas):

• Dimensi luaran (LxWxH): 405x340x120 mm
• Berat keseluruhan: 5 kg
• Pelepasan tanah: 45 mm

Versi lanjutan (dengan manipulator dan kamera):

• Dimensi luaran (LxWxH): 405x340x220 mm (robot disediakan untuk pengangkutan)
• Berat keseluruhan: 6.5 kg

Langkah 1: Senarai Bahagian dan Bahan

Casis robot dibuat sepenuhnya dari aluminium dan duralumin. Dalam projek ini saya menggunakan 6 roda Monster Truck dengan diameter 125 mm yang memudahkan mengatasi halangan kecil. Robot ini digerakkan oleh 6 motor DC 12 V berkuasa tinggi (180 RPM, 27 kg-cm) dengan gear logam. Sebagai pemandu motor anda boleh menggunakan mana-mana pemandu yang mampu memberikan arus berterusan sekurang-kurangnya 10A per motor cth: VNH2SP30, BTS7960B.

Bahagian yang diperlukan dalam projek ini:

1. Motor Turus Gear Reducer Tinggi 12V 180RPM x6
2. Penyambung Motor Gear Hex DC 6mm x6
3. Suis Berhenti Kecemasan x1
4. Suis Tombol Kuasa Keluli Tahan Karat x2
5. 7.4V 2700mAh 10C Lipo Bateri x1
6. 11.1V 5500mAh 3S 45C Bateri Lipo x1
7. Pemandu Motor misalnya: VNH2SP30 x6 atau BTS7960B x2
8. Arduino mega 2560 x1
9. Rim Roda & Tayar HSP 1:10 Monster Truck x2
10. Papan USB Mikro x1

Kawal:

1. Pemancar FrSky TARANIS Q X7 2.4GHz 7CH x1
2. Penerima FrSky V8FR-II 2.4GHz x1

Bahan (casis):

1. Lembaran Duralumin tebal 2mm (LxW): 345x190 mm x2
2. Pendakap sudut aluminium berbentuk L tebal 2mm: 190x40x20 mm x2
3. Kurung sudut aluminium berbentuk C tebal 2mm: 341x40x20 mm x2

4. Mur dan selak:

   • M3 10 mm x10
   • M2 6 mm x8

Alat:

Bor Mini HILDA Electric

Versi tambahan:

1. RunCam Split kamera x1
2. 2 paksi gimbal x1
3. Lengan Robotik x1
4. Pencengkam logam robot x1
5. Sensor ToF Laser VL53L0X x1

Langkah 2: Pemasangan Chassis Robot

Pemasangan casis robot agak mudah. Semua langkah ditunjukkan dalam gambar di atas. Urutan operasi utama adalah seperti berikut:

1. Bor 3 lubang dengan diameter 13 mm profil aluminium sisi (Lubang untuk batang motor)
2. Bor 6 lubang dengan diameter aluminium sisi profil 3 mm (Lubang yang mengikat motor ke profil)
3. Skru motor DC ke profil aluminium sisi
4. Skru profil aluminium sisi dengan motor DC ke pangkal
5. Skru profil depan dan belakang ke pangkal
6. Pasang suis kuasa yang diperlukan dan komponen elektronik lain (lihat di bahagian seterusnya)

Langkah 3: Sambungan Bahagian Elektronik

Pengawal utama dalam sistem elektronik ini adalah Arduino Mega 2560. Untuk dapat mengawal enam motor saya menggunakan dua Pemacu Motor BTS7960B (H-Bridges). Tiga motor di setiap sisi disambungkan ke satu pemandu motor. Setiap Pemandu Motor dapat dimuat dengan arus hingga 43A yang memberikan margin kekuatan yang cukup bahkan untuk robot bergerak yang bergerak di atas medan yang kasar. Sistem elektronik dilengkapi dengan dua sumber kuasa. Satu untuk membekalkan motor DC dan servo (bateri LiPo 11.1V, 5500 mAh) dan yang lain untuk membekalkan Arduino, modul bluetooth, kamera fpv dan sensor (bateri LiPo 7.4V, 2700 mAh).

Sambungan modul elektronik adalah seperti berikut:

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

Penerima FrSky V8FR-II 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

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

Sambungan berwayar antara penerima 2,4 GHz dan Arduino ditunjukkan dalam rajah pendawaian di atas. Sambungkan wayar kuasa 5V dan GND dari Arduino ke pin penerima + (VCC) dan - (GND) masing-masing. Di samping itu, anda mesti menyambungkan saluran penerima terpakai (ch2 dan ch3) ke pin digital Arduino (mis. 7 dan 8 seperti dalam program). Sekiranya anda baru mula belajar elektronik dan anda tidak tahu bagaimana menyambungkan bekalan kuasa, suis dan pemacu motor, rajah pendawaian ini dari projek serupa saya akan sangat membantu. Sebelum memulakan kawalan robot dari pemancar 2.4 GHz Taranis Q X7 2.4GHz, anda harus mengikat pemancar dengan penerima sebelum ini. Prosedur pengikatan dijelaskan secara terperinci dalam video saya.

Langkah 4: Arduino Mega Code

Saya telah menyediakan contoh program Arduino berikut:

• Uji Penerima RC 2.4GHz
• Kawalan Robot 6WD

Program pertama "RC 2.4GHz Receiver Test" akan membolehkan anda memulakan dan memeriksa penerima 2.4 GHz yang disambungkan ke Arduino dengan mudah, "Kawalan Robot 6WD" kedua memungkinkan untuk mengawal pergerakan robot. Sebelum menyusun dan memuat naik contoh program, pastikan anda telah memilih "Arduino Mega 2560" sebagai platform sasaran seperti yang ditunjukkan di atas (Arduino IDE -> Alat -> Papan -> Arduino Mega atau Mega 2560). Perintah dari pemancar Taranis Q X7 2.4 GHz dikirim ke penerima. Saluran 2 dan 3 penerima masing-masing disambungkan ke pin digital Arduino 7 dan 8. Di perpustakaan standard Arduino kita dapat mencari fungsi "pulseIn ()" yang mengembalikan panjang nadi dalam mikrodetik. Kami akan menggunakannya untuk membaca isyarat PWM (Pulse Width Modulation) dari penerima yang sebanding dengan kecondongan pemancar tongkat kawalan. Fungsi pulseIn () mengambil tiga argumen (pin, nilai dan timeout):

• pin (int) - bilangan pin di mana anda mahu membaca nadi
• nilai (int) - jenis nadi untuk dibaca: sama ada TINGGI atau RENDAH
• timeout (int) - bilangan pilihan mikrodetik untuk menunggu nadi selesai

Nilai panjang denyut baca kemudian dipetakan ke nilai antara -255 dan 255 yang mewakili kelajuan maju / mundur ("moveValue") atau belok kanan / kiri ("turnValue"). Jadi, sebagai contoh jika kita menolak batang kawalan sepenuhnya ke hadapan kita harus mendapatkan "moveValue" = 255 dan menolak sepenuhnya mendapatkan "moveValue" = -255. Berkat jenis kawalan ini, kita dapat mengatur kelajuan pergerakan robot dalam jarak penuh.

Langkah 5: Ujian Robot Bergerak

Video-video ini menunjukkan ujian robot mudah alih berdasarkan program dari bahagian sebelumnya (Arduino Mega Code). Video pertama menunjukkan ujian robot 6WD di bilik saya. Robot ini mampu membawa muatan beberapa kilogram dengan sangat mudah, pada video itu mengangkut 8 botol air bersamaan dengan 12 kg. Robot juga dapat dengan mudah mengatasi rintangan yang dihadapi dalam perjalanannya seperti mengekang tempat meletak kenderaan yang dapat anda lihat dalam video kedua. Pada permulaan arahan ini, anda juga dapat melihat seberapa baiknya mengatasi masalah di kawasan yang sukar.

Langkah 6: Contoh Penambahbaikan Reka Bentuk

Anda boleh melanjutkan projek ini dengan komponen tambahan seperti:

• pencengkam robot
• lengan robot (dijelaskan dalam arahan ini)
• gimbal dengan kamera

Di atas anda akan menemui dua video yang menunjukkan penambahbaikan yang disebutkan. Video pertama menunjukkan cara mengawal kamera pan-tilt dan gripper robot menggunakan pemancar Taranis Q X7 2.4GHz dan penerima FrSky V8FR-II. Video seterusnya menunjukkan pengenalan pantas bagaimana menyambung dan mengawal gimbal 2 paksi menggunakan set pemancar dan penerima yang sama pada 2.4 GHz.

Langkah 7: Penalaan Lengan Robot

Saya membuat lengan robot lebih awal dan menerangkannya dalam arahan ini. Walau bagaimanapun, saya memutuskan untuk sedikit mengubahsuai projek asal dan menambah tahap kebebasan (wirst) dan kamera FPV. Robot ini mempunyai 4 sendi putar:

• Kekang
• Siku
• Bahu
• Pangkalan

Putaran dalam 4 paksi memungkinkan mencengkam dan memanipulasi objek dengan mudah di ruang kerja robot. Pencengkam berputar yang melakukan peranan pergelangan tangan membolehkan anda mengambil objek yang diletakkan pada sudut yang berbeza. Ia dibuat dari bahagian-bahagian berikut:

• Servo Digital LF 20MG 20 KG x1
• Kurungan Servo x1
• Silinder Duralumin dengan ketebalan 4 mm dan diameter 50 mm
• Lembaran Duralumin 36x44 mm dan ketebalan 2 mm
• Selak dan mur M3 x4
• Kamera FPV - RunCam OWL Plus x1

Kamera diletakkan tepat di atas gripper untuk memudahkan pengendali merebut objek kecil sekalipun.

Langkah 8: Memeriksa Status Robot dan Bersedia untuk Pengangkutan

Lengan robot dan dudukan kamera dilipat, yang menjadikan pengangkutan robot lebih mudah. Panel belakang robot dilengkapi dengan 3 LED. Dua daripadanya menunjukkan status kuasa elektronik, motor dan servo (hidup atau mati). LED RGB ketiga menunjukkan status dan kegagalan bateri. Untuk pengaturcaraan yang lebih mudah, robot ini dilengkapi dengan port USB mikro. Penyelesaian ini menjadikan pengujian lebih mudah tanpa perlu mengeluarkan perumahan robot.

Langkah 9: Menguji Pratonton Dari Kamera Wifi dan Fpv

Dua kamera dipasang pada robot. Kamera Wifi diletakkan pada pemegang aluminium yang boleh disesuaikan di bahagian belakang robot. Kamera fpv kecil diletakkan tepat di atas gripper robot.

Kamera yang digunakan dalam ujian ini:

• RunCam OWL Plus
• Kamera Wifi XiaoMi YI

Video pertama menunjukkan ujian kedua-dua kamera. Pandangan dari kamera wifi dipaparkan pada telefon pintar dan pandangan dari kamera fpv pada komputer riba. Seperti yang dapat kita lihat pada video, kelewatan pratonton kecil dan untuk kamera Wifi kelewatan ini sedikit lebih besar.

Dalam video kedua, saya menunjukkan kepada anda langkah demi langkah bagaimana mendapatkan pratonton dari kamera fpv 5.8 GHz di komputer anda. Gambar dari kamera dihantar dari pemancar ke penerima 5.8 GHz. Kemudian ia pergi ke pemungut video yang disambungkan ke komputer riba melalui port usb dan akhirnya dipaparkan pada pemain VLC.