Гусеничный робот с дистанционным управлением, использующий Arduino - шаг за шагом: 3 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Привет, ребята, я вернулся с еще одним классным шасси для роботов от BangGood. Надеюсь, вы прошли через наши предыдущие проекты - Spinel Crux V1 - The Gesture Controlled Robot, Spinel Crux L2 - Arduino Pick and Place Robot with Robotic Arms и The Badland Brawler, которые мы опубликовали в прошлом месяце. Круто смотрится при ярком свете, не так ли?

На этот раз у меня есть робот для пересеченной местности с полным приводом и специальной подвеской, чтобы он мог перемещаться по пересеченной местности. Проверить это. Почему бы не построить его себе? Здесь мы узнаем, как построить внедорожный беспроводной многоцелевой полноприводный гусеничный робот Arduino для плавной езды по пересеченной местности - беспроводной гусеничный робот для бездорожья с подвеской.

Мы предоставим вам дизайн, код, принципиальные схемы и ссылки для покупки собственного комплекта робота, шасси и сенсорных модулей, используемых в этом проекте.

Интернет-производитель печатных плат - JLCPCB

JLCPCB - одна из лучших онлайн-компаний по производству печатных плат, где вы можете без проблем заказать печатные платы онлайн. Компания работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю без перерыва. Благодаря высокотехнологичному оборудованию и автоматизированному рабочему процессу они могут производить огромное количество высококачественных печатных плат за считанные часы.

JLCPCB может разрабатывать печатные платы различной сложности. Они разрабатывают простые и дешевые печатные платы с однослойной платой для любителей и энтузиастов, а также сложные многослойные платы для промышленных приложений с высокими стандартами. JLC работает с крупными производителями продукции и может быть печатной платой используемых вами устройств, таких как ноутбук или мобильные телефоны, которые были произведены на этом заводе.

HC12

HC 12 - это действительно дешевый беспроводной модуль большого радиуса действия, который можно использовать для беспроводной последовательной связи на большом расстоянии до 1,7 км. Модуль действительно компактный, легкий и удобный для макетирования, что делает его лучшим беспроводным контроллером для нашего проекта.

Джойстик

Это наиболее широко используемый роботизированный контроллер, который поставляется с различными наборами роботов DIY / манипуляторами, созданными для работы с Arduino. Конструкция довольно проста и очень удобна в использовании. Он использует два потенциометра для расчета движения по оси x и оси y и переключатель для определения нажатия кнопки. Его можно легко подключить к аналоговым выводам Arduino и напрямую считывать аналоговые значения.

Код для тестирования джойстика доступен внизу. Не стесняйтесь загружать / редактировать его по своему усмотрению. Скачать Перед загрузкой основного кода убедитесь, что ваш джойстик работает с этим кодом.

Загрузите код по указанной выше ссылке.

В этом примере мы просто собираем данные с аналоговых выходов джойстика, используя аналоговые контакты (A0, A1, A2) Arduino. Эти значения сохраняются в переменных и позже выводятся на серийный монитор.

Arduino Pro Mini

Эта крохотная доска была разработана для приложений и проектов, где мало места, а установка постоянна. Маленький, доступен в версиях 3,3 В и 5 В, питание от ATmega328. Из-за ее небольшого размера в этом проекте мы будем использовать эту плату для управления платой драйвера двигателя на базе Arduino.

Шаг 1: Разработка схемы и макета печатной платы

Объяснение платы Arduino Motor Shield

Характеристики платы Pro Mini Motor Shield PCB управляет 2 двигателями одновременно Независимое управление скоростью с использованием PWMCompact Design 5 В, 12 В и разъемов Gnd для дополнительных компонентов. Увеличьте мощность с помощью PiggybackingSupport Wireless Module HC12 Теперь давайте взглянем на схему нашей платы драйвера двигателя. Выглядит немного беспорядочно?

Не волнуйтесь, я вам объясню. Регулятор Входное питание подключается к регулятору 7805. 7805 - это стабилизатор 5 В, который преобразует входное напряжение 7-32 В в постоянное напряжение 5 В постоянного тока. Питание 5 В подключается к входу напряжения Arduino, а также для логических операций микросхемы L293D.

На клеммах 12 В и 5 В имеются светодиоды для облегчения поиска и устранения неисправностей. Таким образом, вы можете подключить к этой цепи входное напряжение от 7 до 32 В. Для своего бота я предпочитаю Lipo Battery на 11,1 В. Сделайте свою собственную печатную плату для защиты двигателя Arduino Motor Shield. Теперь позвольте мне рассказать вам, как я разработал схему и получил эту печатную плату из JLCPCB.

Создание прототипа

Сначала соедините все компоненты вместе на макетной плате, чтобы я мог легко устранить неполадки, если что-то пойдет не так. Как только у меня все заработало, я попробовал это на роботе и некоторое время играл с ним. На этот раз я убедился, что схема работает исправно и не нагревается.

Шаг 2 - Схемы Для рисования схем и проектирования печатных плат у нас есть онлайн-инструменты проектирования печатных плат от EasyEDA, обеспечивающие все необходимые возможности для онлайн-проектирования печатных плат и печатных плат печатных плат с сотнями компонентов и несколькими слоями с тысячами дорожек.

Я нарисовал схему в EasyEDA, которая включала все компоненты на макетной плате - микросхемы, Arduino Nano и модуль HC12, которые подключены к цифровому выводу Arduino.

Я также добавил несколько заголовков, которые связаны с аналоговыми выводами, а цифровые выводы этих кнопок будут полезны в будущем. Подключения Также есть 5V, 12V, Gnd, беспроводной модуль, цифровые и аналоговые контактные разъемы на случай, если вы захотите добавить датчики и снимать показания в будущем.

Полное сопоставление контактов объясняется в разделах ниже.

Драйвер двигателя 1

Включить 1 - A0

ИнМ1А - 2

ИнМ1Б - 3

Включить 2-8

ИнМ2А - 7

ИнМ2Б - 4

HC12

Вин - 5В

Земля - Земля

Tx / Rx - D10

Tx / Rx - D11

Реле

Реле 1 - 12

Реле 2-13

Я также добавил стабилизатор 7805, который помог мне обеспечить входное напряжение от 7 до 35 вольт на входе, так что я могу использовать источник питания на 7 вольт, 9-вольтовую батарею или даже литий-полимерную батарею на 12 вольт без любые вопросы. Шаг 3 - Создание макета печатной платы Затем проектируем печатную плату. Макет печатной платы на самом деле является важной частью проектирования печатных плат, мы используем макеты печатных плат, чтобы делать печатные платы из схем.

Я разработал печатную плату, на которой можно было спаять все компоненты вместе. Для этого сначала сохраните схемы и в верхнем списке инструментов нажмите кнопку преобразования и выберите «Преобразовать в печатную плату».

Это откроет окно. Здесь вы можете разместить компоненты внутри границы и расположить их так, как вам нужно. Самый простой способ маршрутизации всех компонентов - это процесс «авто-маршрутизации». Для этого нажмите на инструмент «Маршрут» и выберите «Авто-маршрутизатор».

Это откроет страницу конфигурации автоматического маршрутизатора, где вы можете предоставить такие детали, как зазор, ширина дорожки, информация о слое и т. Д. После того, как вы это сделаете, нажмите «Выполнить». Вот ссылка на схемы EasyEDA и файлы Gerber платы L293D Arduino Motor Shield Board. Пожалуйста, не стесняйтесь загружать или редактировать схемы / макет печатной платы. Вот и все, ваш макет готов. Это двухслойная печатная плата, что означает, что разводка выполняется с обеих сторон печатной платы. Теперь вы можете загрузить файл Gerber и использовать его для изготовления вашей печатной платы из JLCPCB.

Шаг 2: получение качественной печатной платы от JLCPCB

JLCPCB - компания по производству печатных плат с полным производственным циклом. Это означает, что они начинаются с буквы «А» и заканчиваются буквой «Z» производственного процесса печатной платы. От сырья до готовой продукции - все делается прямо под крышей.

Перейдите на сайт JLCPCBs и создайте бесплатную учетную запись. После того, как вы успешно создали учетную запись, нажмите «Цитировать сейчас» и загрузите свой файл Gerber.

Файл Gerber содержит информацию о вашей печатной плате, такую как информация о компоновке печатной платы, информация о слоях, информация о расстоянии, дорожки и многие другие.

Под предварительным просмотром печатной платы вы увидите множество опций, таких как количество печатной платы, текстура, толщина, цвет и т. Д. Выберите все, что вам необходимо. Когда все будет сделано, нажмите «Сохранить в корзину».

На следующей странице вы можете выбрать способ доставки и оплаты и безопасно оформить заказ. Вы можете использовать Paypal или кредитную / дебетовую карту для оплаты. Вот и все, ребята. Это сделано.

Печатная плата будет изготовлена и отправлена в течение нескольких дней и будет доставлена к вашему порогу в течение указанного периода времени.

Шаг 3. Тест-драйв

Как только вы получите печатную плату в руки, все, что вам нужно сделать, это припаять контакты разъема и все остальные компоненты. Как только это будет сделано, подключите адаптер питания, и вы увидите, что LED1 загорится.

Значит, работает.

Код

Здесь я поделюсь кодом для пульта дистанционного управления HC12 и RC-робота. Просто загрузите этот код на свой пульт дистанционного управления, а также в свой DIY RC Robot.

Это код для DIY RC Off Road Robot.

Пульт дистанционного управления

В предыдущем посте я показал вам, как вы можете настроить дистанционный контроллер большого радиуса действия для вашего RC-робота. Вы можете использовать один и тот же пульт дистанционного управления с тем же кодом для этого проекта.

Копирование L293D (бонусный совет)

Комбинированная конфигурация L293D - это простой способ удвоить (или, в моем случае, утроить) ток, а также мощность микросхемы драйвера двигателя L293D для управления двигателем с высоким крутящим моментом / сильноточным двигателем / нагрузкой с высоким сопротивлением. (Эта стратегия должна работать для любых микросхем L293D). L293D Piggyback - это быстрый и простой способ удвоить ток, подаваемый на двигатель.

Таким образом, вся идея заключается в том, чтобы просто припаять еще один чип L293D поверх существующего. Закрепить на булавке. Это переводит две микросхемы в параллельный режим, поэтому напряжение остается таким же, как и раньше, но увеличивается ток. Эти микросхемы оцениваются при постоянном токе около 600 мА или кратковременном токе до 1,2 А. После объединения двух из них вместе они будут обеспечивать на выходе постоянный ток 1,2 А и 2,4 А в течение коротких периодов времени.