Робот-охранник 4WD: 5 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Основная цель этого проекта заключалась в создании безопасного мобильного робота, способного перемещаться и собирать видеоданные на пересеченной местности. Такого робота можно использовать для патрулирования окрестностей вокруг вашего дома или труднодоступных и опасных мест. Робот можно использовать для ночных патрулей и инспекций, поскольку он оснащен мощным отражателем, который освещает территорию вокруг него. Он оснащен 2 камерами и пультом дистанционного управления с дальностью действия более 400 метров. Это дает вам прекрасные возможности защитить свое имущество, удобно устроившись дома.

Параметры робота

• Внешние размеры (ДxШxВ): 266x260x235 мм
• Общий вес 3,0 кг
• Дорожный просвет: 40 мм

Шаг 1: Список деталей и материалов

Решил, что буду использовать готовое шасси, немного доработав его, добавив дополнительные компоненты. Шасси робота полностью изготовлено из стали, окрашенной в черный цвет.

Компоненты робота:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT или 4WD Smart RC Robot Car Chassis
• 2x металлическая кнопка включения / выключения
• Lipo аккумулятор 7,4 В 5000 мАч
• Ардуино Мега 2560
• ИК-датчик избегания препятствий x1
• Плата датчика атмосферного давления BMP280 (опция)
• Тестер напряжения аккумулятора Lipo x2
• 2x драйвер двигателя BTS7960B
• Батарея Lipo 11.1V 5500mAh
• Панорамная интеллектуальная WIFI-камера Xiaomi 1080P
• RunCam Split HD fpv камера

Контроль:

Передатчик RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC или FrSky Taranis X9D Plus

Предварительный просмотр камеры:

Очки Eachine EV800D

Шаг 2: Сборка шасси робота

Сборка шасси робота довольно проста. Все шаги показаны на фотографиях выше. Порядок выполнения основных операций следующий:

1. Привинтите двигатели постоянного тока к боковым стальным профилям.
2. Прикрутите боковые алюминиевые профили с двигателями постоянного тока к основанию.
3. Прикрутите передний и задний профиль к основанию.
4. Установите необходимые выключатели питания и другие электронные компоненты (см. В следующем разделе)

Шаг 3: Подключение электронных компонентов

Основным контроллером в этой электронной системе является Arduino Mega 2560. Чтобы управлять четырьмя двигателями, я использовал два драйвера двигателей BTS7960B (H-мосты). Два двигателя с каждой стороны подключены к одному приводу двигателя. Каждый драйвер двигателя может быть нагружен током до 43 А, что дает достаточный запас мощности даже для мобильного робота, перемещающегося по пересеченной местности. Электронная система оснащена двумя источниками питания. Один для питания двигателей и сервоприводов постоянного тока (батарея LiPo 11,1 В, 5200 мАч), а другой - для питания Arduino, камеры FPV, светодиодного отражателя и датчиков (батарея LiPo 7,4 В, 5000 мАч). Батареи размещены в верхней части робота, поэтому вы можете быстро заменить их в любой момент.

Подключения электронных модулей следующие:

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 - 5 В
• GND - GND

Приемник R12DS 2,4 ГГц -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Элерон
• ч3 - 8 // Лифт
• VCC - 5 В
• GND - GND

Перед запуском управления роботом с передатчика RadioLink AT10 2,4 ГГц необходимо предварительно связать передатчик с приемником R12DS. Подробно процедура привязки описана в моем видео.

Шаг 4: Мега-код Arduino

Я подготовил следующие образцы программ Arduino:

• Тест приемника RC 2,4 ГГц
• 4WD Робот RadioLinkAT10 (файл во вложении)

Первая программа «RC 2.4GHz Receiver Test» позволит вам легко запустить и проверить подключенный к Arduino приемник 2,4 ГГц, вторая «RadioLinkAT10» позволяет контролировать движение робота. Перед компиляцией и загрузкой примера программы убедитесь, что вы выбрали «Arduino Mega 2560» в качестве целевой платформы, как показано выше (Arduino IDE -> Инструменты -> Плата -> Arduino Mega или Mega 2560). Команды от передатчика RadioLink AT10 2,4 ГГц отправляются на приемник. Каналы 2 и 3 приемника подключены к цифровым контактам 7 и 8 Arduino соответственно. В стандартной библиотеке Arduino мы можем найти функцию «pulseIn ()», которая возвращает длину импульса в микросекундах. Мы будем использовать ее для считывания сигнала ШИМ (широтно-импульсной модуляции) с приемника, который пропорционален наклону передатчика. джойстик управления. Функция pulseIn () принимает три аргумента (вывод, значение и тайм-аут):

1. pin (int) - номер пина, на котором вы хотите считать пульс
2. value (int) - тип считываемого импульса: HIGH или LOW
3. timeout (int) - необязательное количество микросекунд для ожидания завершения импульса

Затем значение длительности считываемого импульса сопоставляется со значением от -255 до 255, которое представляет скорость вперед / назад («moveValue») или скорость поворота вправо / влево («turnValue»). Так, например, если мы полностью выдвинем ручку управления вперед, мы должны получить «moveValue» = 255, а при полном нажатии назад получить «moveValue» = -255. Благодаря такому типу управления мы можем регулировать скорость движения робота в полном диапазоне.

Шаг 5: Тестирование робота-охранника

В этих видеороликах показаны тесты мобильного робота на основе программы из предыдущего раздела (Arduino Mega Code). В первом видео показаны испытания полноприводного робота на снегу в ночное время. Робот управляется оператором удаленно с безопасного расстояния на основе вида из fpv google. Он может довольно быстро перемещаться по сложной местности, что вы можете увидеть на втором видео. В начале этой инструкции вы также можете увидеть, насколько хорошо он справляется с бездорожьем.