Robot di sicurezza 4WD: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

L'obiettivo principale di questo progetto era costruire un robot mobile di sicurezza in grado di spostare e raccogliere dati video su terreni accidentati. Un simile robot potrebbe essere utilizzato per pattugliare i dintorni della casa o luoghi difficili da raggiungere e pericolosi. Il robot può essere utilizzato per pattuglie e ispezioni notturne perché è stato dotato di un potente riflettore che illumina l'area circostante. È dotato di 2 telecamere e telecomando con una portata di oltre 400 metri. Ti offre grandi opportunità per proteggere la tua proprietà stando comodamente seduto a casa.

Parametri del robot

• Dimensioni esterne (LxPxH): 266x260x235 mm
• Peso totale 3,0 kg
• Luce libera da terra: 40 mm

Passaggio 1: l'elenco delle parti e dei materiali

Ho deciso che utilizzerò chassis già pronti modificandolo leggermente con l'aggiunta di componenti aggiuntivi. Il telaio del robot è realizzato interamente in acciaio verniciato nero.

Componenti di un robot:

• SZDoit C3 KIT robot fai da te intelligente o telaio per auto robot intelligente RC 4WD
• 2x pulsante di accensione/spegnimento in metallo
• Batteria Lipo 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• Sensore di prevenzione degli ostacoli IR x1
• Scheda Sensore Pressione Atmosferica BMP280 (opzionale)
• Tester di tensione della batteria Lipo x2
• 2x driver motore BTS7960B
• Batteria Lipo 11,1 V 5500 mAh
• Telecamera WIFI intelligente panoramica Xiaomi 1080P

• Fotocamera RunCam Split HD fpv

Controllo:

Trasmettitore RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC o FrSky Taranis X9D Plus

Anteprima della fotocamera:

Occhiali Eachine EV800D

Passaggio 2: assemblaggio del telaio del robot

L'assemblaggio del telaio del robot è abbastanza semplice. Tutti i passaggi sono mostrati nelle foto sopra. L'ordine delle operazioni principali è il seguente:

1. Avvitare i motori DC ai profili in acciaio laterali
2. Avvitare i profili laterali in alluminio con motori DC alla base
3. Avvitare il profilo anteriore e posteriore alla base
4. Installare gli interruttori di alimentazione necessari e altri componenti elettronici (vedere nella sezione successiva)

Passaggio 3: collegamento delle parti elettroniche

Il controller principale di questo sistema elettronico è Arduino Mega 2560. Per poter controllare quattro motori ho utilizzato due BTS7960B Motor Drivers (H-Bridges). Due motori su ciascun lato sono collegati a un driver del motore. Ciascuno dei Motor Driver può essere caricato dalla corrente fino a 43A che fornisce un margine di potenza sufficiente anche per il robot mobile che si muove su terreni accidentati. Il sistema elettronico è dotato di due sorgenti di alimentazione. Uno per l'alimentazione dei motori DC e dei servi (batteria LiPo 11,1V, 5200 mAh) e l'altro per l'alimentazione di Arduino, telecamera fpv, riflettore led e sensori (batteria LiPo 7,4V, 5000 mAh). Le batterie sono state posizionate nella parte superiore del robot in modo da poterle sostituire velocemente in qualsiasi momento

Le connessioni dei moduli elettronici sono le seguenti:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_IT - 22
• MotorRight_L_IT - 23
• MotorLeft_R_IT - 26
• MotorLeft_L_IT - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

Ricevitore R12DS 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Alettone
• ch3 - 8 // Ascensore
• VCC - 5V
• GND - GND

Prima di avviare il controllo del robot dal trasmettitore RadioLink AT10 2.4GHz è necessario associare preventivamente il trasmettitore al ricevitore R12DS. La procedura di rilegatura è descritta in dettaglio nel mio video.

Passaggio 4: codice Arduino Mega

Ho preparato i seguenti programmi Arduino di esempio:

• Test del ricevitore RC 2,4 GHz
• Robot 4WD RadioLinkAT10 (file in allegato)

Il primo programma "RC 2.4GHz Receiver Test" permetterà di avviare e controllare facilmente il ricevitore 2.4 GHz connesso ad Arduino, il secondo "RadioLinkAT10" permette di controllare il movimento del robot. Prima di compilare e caricare il programma di esempio, assicurati di aver scelto "Arduino Mega 2560" come piattaforma di destinazione come mostrato sopra (Arduino IDE -> Strumenti -> Scheda -> Arduino Mega o Mega 2560). I comandi dal trasmettitore RadioLink AT10 2,4 GHz vengono inviati al ricevitore. I canali 2 e 3 del ricevitore sono collegati rispettivamente ai pin digitali 7 e 8 di Arduino. Nella libreria standard di Arduino possiamo trovare la funzione "pulseIn()" che restituisce la lunghezza dell'impulso in microsecondi. La useremo per leggere il segnale PWM (Pulse Width Modulation) dal ricevitore che è proporzionale all'inclinazione del trasmettitore bastone di controllo. La funzione pulseIn() accetta tre argomenti (pin, value e timeout):

1. pin (int) - il numero del pin su cui si vuole leggere l'impulso
2. valore (int) - tipo di impulso da leggere: ALTO o BASSO
3. timeout (int) - numero opzionale di microsecondi di attesa per il completamento dell'impulso

Il valore della lunghezza dell'impulso letto viene quindi mappato su un valore compreso tra -255 e 255 che rappresenta la velocità avanti/indietro ("moveValue") o svolta a destra/sinistra ("turnValue"). Quindi, per esempio, se spingiamo lo stick di controllo completamente in avanti dovremmo ottenere "moveValue" = 255 e spingendo completamente indietro otterremo "moveValue" = -255. Grazie a questo tipo di controllo, possiamo regolare la velocità di movimento del robot nell'intera gamma.

Passaggio 5: test del robot di sicurezza

Questi video mostrano i test del robot mobile basati sul programma della sezione precedente (Arduino Mega Code). Il primo video mostra i test del robot 4WD sulla neve di notte. Il robot è comandato dall'operatore a distanza da distanza di sicurezza in base alla vista da fpv google. Può muoversi abbastanza velocemente su terreni difficili, come puoi vedere nel secondo video. All'inizio di questa istruzione puoi anche vedere come si comporta bene su terreni accidentati.