Robot de seguretat 4WD: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

L’objectiu principal d’aquest projecte era construir un robot mòbil de seguretat capaç de moure i recopilar dades de vídeo en terrenys difícils. Aquest robot es podria utilitzar per patrullar els voltants de casa o llocs difícils d’accedir i perillosos. El robot es pot utilitzar per a patrulles i inspeccions nocturnes, perquè ha estat equipat amb un potent reflector que il·lumina la zona que l’envolta. Està equipat amb 2 càmeres i comandament a distància amb un abast de més de 400 metres. T’ofereix grans oportunitats per protegir la teva propietat mentre t’asseus còmodament a casa.

Paràmetres del robot

• Dimensions externes (LxWxH): 266x260x235 mm
• Pes total 3,0 kg
• Distància al terra: 40 mm

Pas 1: la llista de peces i materials

Vaig decidir que utilitzaré un xassís ja fet per modificar-lo lleugerament afegint components addicionals. El xassís del robot està fabricat completament en acer pintat de negre.

Components d'un robot:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT o 4WD Smart RC Robot Car Chassis
• 2x botó d'encès / apagat de metall
• Bateria Lipo 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• Sensor d'evitació d'obstacles IR x1
• Taula de sensors de pressió atmosfèrica BMP280 (opcional)
• Probador de tensió de la bateria Lipo x2
• 2x Controlador de motor BTS7960B
• Bateria Lipo 11.1V 5500mAh
• Càmera WIFI intel·ligent panoràmica Xiaomi 1080P
• Càmera RunCam Split HD fpv

Control:

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

Previsualització de la càmera:

Ulleres Eachine EV800D

Pas 2: Muntatge del xassís del robot

El muntatge del xassís del robot és bastant senzill. Tots els passos es mostren a les fotos anteriors. L'ordre de les operacions principals és el següent:

1. Cargoleu els motors de corrent continu als perfils laterals d’acer
2. Cargoleu els perfils laterals d'alumini amb motors de corrent continu a la base
3. Cargoleu el perfil frontal i posterior a la base
4. Instal·leu els interruptors d’alimentació necessaris i altres components electrònics (vegeu la secció següent)

Pas 3: Connexió de peces electròniques

El controlador principal d’aquest sistema electrònic és Arduino Mega 2560. Per poder controlar quatre motors he utilitzat dos controladors de motor BTS7960B (ponts H). Dos motors a cada costat estan connectats a un controlador de motor. Cadascun dels controladors de motor es pot carregar fins a 43A de corrent, cosa que proporciona un marge de potència suficient fins i tot perquè el robot mòbil es mogui per terrenys difícils. El sistema electrònic està equipat amb dues fonts d’energia. Un per subministrar motors i servos de corrent continu (bateria LiPo 11,1V, 5200 mAh) i l’altre per subministrar Arduino, càmera fpv, reflector led i sensors (bateria LiPo 7,4V, 5000 mAh). Les bateries s'han col·locat a la part superior del robot perquè pugueu substituir-les ràpidament en qualsevol moment

Les connexions dels mòduls electrònics són les següents:

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

Receptor R12DS a 2,4 GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aleró
• ch3 - 8 // Ascensor
• VCC - 5V
• GND - GND

Abans d’iniciar el control del robot des del transmissor RadioLink AT10 a 2,4 GHz, prèviament hauríeu d’enllaçar el transmissor amb el receptor R12DS. El procediment d’enquadernació es descriu detalladament al meu vídeo.

Pas 4: Mega Codi Arduino

He preparat els següents exemples de programes Arduino:

• Prova del receptor RC 2,4 GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (fitxer adjunt)

El primer programa "Prova del receptor RC 2,4 GHz" us permetrà iniciar i comprovar fàcilment el receptor 2,4 GHz connectat a Arduino, el segon "RadioLinkAT10" permet controlar el moviment del robot. Abans de compilar i carregar el programa de mostra, assegureu-vos que heu triat "Arduino Mega 2560" com a plataforma de destinació, tal com es mostra més amunt (Arduino IDE -> Eines -> Tauler -> Arduino Mega o Mega 2560). Les ordres del transmissor RadioLink AT10 de 2,4 GHz s’envien al receptor. Els canals 2 i 3 del receptor estan connectats als pins digitals 7 i 8 d’Arduino respectivament. A la biblioteca estàndard Arduino podem trobar la funció "pulseIn ()" que retorna la longitud del pols en microsegons. L'utilitzarem per llegir el senyal PWM (Pulse Width Modulation) del receptor que és proporcional a la inclinació del transmissor pal de control. La funció pulseIn () té tres arguments (pin, valor i temps d'espera):

1. pin (int): el número del pin en què voleu llegir el pols
2. value (int): tipus de pols a llegir: HIGH o LOW
3. timeout (int): nombre opcional de microsegons per esperar a completar el pols

El valor de la longitud del pols de lectura es mapeja a un valor entre -255 i 255 que representa l'avanç / retrocés ("moveValue") o gira a la dreta / esquerra ("turnValue"). Per tant, per exemple, si empenyem la barra de control completament cap endavant hauríem d'obtenir el valor "moveValue" = 255 i empènyer-lo completament cap endavant per obtenir "moveValue" = -255. Gràcies a aquest tipus de control, podem regular la velocitat del moviment del robot en tota la seva gamma.

Pas 5: prova del robot de seguretat

Aquests vídeos mostren proves de robots mòbils basats en el programa de la secció anterior (Mega Code Arduino). El primer vídeo mostra proves de robot 4WD sobre la neu a la nit. L'operador controla el robot de forma remota des d'una distància de seguretat basada en la vista de fpv google. Es pot moure força ràpid en terrenys difícils, com es pot veure al segon vídeo. Al començament d'aquesta instrucció també podeu veure el bon comportament que té en terrenys difícils.