Banana / Raspberry Pi + Arduino Rover с веб-камерой: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Проект, над которым я работал в свободное время. Это полноприводный 4-колесный робот, управляемый через веб-интерфейс. Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, пожалуйста, свяжитесь со мной. Сам этот проект использует детали, напечатанные на 3D-принтере, и определенные фрагменты кода, созданные другими людьми. Вы можете найти кредиты и взглянуть на оригинальные произведения в конце Instructuble.

Начнем?

Шаг 1. Необходимые компоненты

Вот список компонентов, которые я использовал со ссылками и альтернативами. Я живу в Шэньчжэне, Китай, и я покупал запчасти прямо на Taobao.

4-моторное шасси робота. Альтернатива: подойдет любое достаточно большое шасси. У этого есть 4 двигателя для некоторого дополнительного крутящего момента. Моторы - обычные дешевые моторы желтого цвета, оцененные за

Альтернатива клону L293D Arduino Motor Shield rev.1: лучший моторный щит, рассчитанный на больший ток

Альтернатива клону Arduino Uno: вы можете использовать любую другую плату Arduino без значительных изменений кода.

6V 4.5Ah Pb батарея Альтернатива: можно поэкспериментировать с меньшими LiPo батареями, если вы хотите более легкий робот / использовать только два двигателя.

Альтернатива Banana Pi: можно заменить на Raspberry Pi 1/2/3 или Orange Pi без значительных изменений кода. Я использовал Banana Pi только потому, что один у меня валялся.

Альтернатива веб-камере: используйте камеру CSI для Raspberry Pi / Banana Pi / Orange Pi

Крепление для панорамирования / наклона камеры с сервоприводами sg60 Альтернатива: например, для крепления на наклонно-поворотном устройстве 3D Print можно использовать его.

3D-печатные детали Альтернатива: позвольте своему воображению и талантам 3D-дизайна руководить вами! Также Thingverse:)

Шаг 2: Соедините двигатели с помощью кожуха двигателя L293D

Подключите каждый двигатель с помощью винтовых клемм для экрана двигателя. Вот схема подключения. Если у вас только два двигателя и вы не хотите менять код, подключите их к ДВИГАТЕЛЮ 1 и ДВИГАТЕЛЮ 3.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для тех, кто использует другие двигатели с более высоким номинальным током, вам может потребоваться другой драйвер двигателя. В качестве альтернативы, я недавно узнал, что вы можете добавить еще два драйвера L293D поверх существующего (это средний чип на плате)!

Шаг 3: Arduino Uno, сборка моторного щита

Поместите Arduino Uno в корпус и установите поверх него Motor Shield. Есть только один способ сделать это, если он не подходит, вы делаете что-то вонг!

Чехол Arduino Uno Snug

Вот случай, который я использовал, модель, созданная Эскило.

Шаг 4: Подключите питание к Banana Pi и Arduino

Я использовал интерфейс SATA для подачи питания на Banana Pi (6 В). Если у вас такая же плата, вы также можете это сделать, просто убедитесь, что напряжение составляет 5-6 В. Это нерегулируемый источник питания, поэтому я предполагаю, что на Banana Pi M1 есть схема защиты для питания SATA.

ВНИМАНИЕ: для Raspberry Pi у вас есть несколько вариантов: безопасный (с использованием разъема USB для обеспечения 5 В) и небезопасный (с использованием контактов GPIO). Вот ссылка, чтобы прочитать о подключении питания к контактам Raspberry Pi GPIO. Убедись, что ты

1) Используйте регулируемый источник питания

2) Установите напряжение на 5В

Схема защиты выводов GPIO отсутствует! Если вы сделаете что-то не так, есть серьезный шанс повредить электронику на плате.

Для Arduino просто подключите питание к входным винтовым клеммам на щите двигателя. Может потреблять до 12 В.

Шаг 5. Поместите Banana Pi в чехол с 3D-принтом, соберите остальную часть вездехода

Я использовал этот чехол для Banana Pi от thingverse, созданного GermanRobotics. Обложку для нее сделал сам.

Поместите Banana Pi в корпус, накройте его крышкой, с помощью клеевого пистолета прикрепите Arduino Uno к корпусу Banana Pi.

Закройте аккумулятор этой крышкой и прикрепите к верхней части кронштейн для панорамирования / наклона веб-камеры.

Если вы используете Banana Pi, вам понадобится USB-концентратор, так как у него всего два USB-разъема (у Raspberry 2, 3 их четыре). Чисто из эстетических соображений я решил использовать USB-концентратор OTG 1-2 и спрятать провода внутри корпуса Banana Pi.

Шаг 6: Сборка оборудования завершена

Давайте быстро подведем итоги того, что мы уже сделали.

Мы собрали платформу робота, подключили питание к Banana Pi, Arduino Uno, подключили двигатели и сервоприводы к драйверу двигателя и использовали USB-концентратор для подключения USB-камеры и Arduino Uno к Banana Pi. Теперь вы можете тестировать и устранять неполадки оборудования. Схема подключения, показывающая все подключения, представлена на рисунке для этого шага.

Шаг 7: Конфигурация системы

Я использовал образ Raspbian Lite для системы на моем пи. Облегченная версия не имеет графического интерфейса и поставляется с установленными только базовыми пакетами. Но он занимает гораздо меньше места, а это значит, что мы можем использовать SD-карту меньшего размера. Если вам неудобно без графического интерфейса, вы также можете установить полный образ.

Подключите ваш Pi к Интернету с помощью кабеля Ethernet. После загрузки первым шагом будет подключение к Wi-Fi.

Выполните следующую команду в терминале

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Отредактируйте файл конфигурации, указав свои учетные данные WiFi.

сеть = {ssid = "testing" psk = "testingPassword"}

Перезагрузите пи. Вуаля! Теперь вы подключены к Wi-Fi.

Далее нам нужно установить pip (диспетчер пакетов Python)

sudo apt-get install python-setuptools

sudo easy_install pip

Теперь мы используем pip для установки Flask для запуска веб-сервера и pyserial для pi для связи с Arduino через последовательное соединение.

sudo pip установить колбу

sudo pip установить pyserial

Последним будет установка и настройка пакета движения, который мы используем для потоковой передачи видео с нашей веб-камеры.

Для этого следуйте этой великой инструкции.

Теперь мы готовы к бою!

Шаг 8: Запуск программного обеспечения

Помните, как я сказал, что мы готовы к бою?

Хорошо, еще немного измельчения, и тогда мы можем начать грохотать:)

Скачиваем все необходимые файлы из моего репозитория на github.

git clone

Загрузите rover.ino в Arduino Uno. Если вы вносили изменения в оборудование (например, используя другой моторный щит), вам необходимо изменить эскиз.

Если вы используете веб-камеру, измените строку в нижней части файла index.html в папке шаблона. Измените URL-адрес в строке IFRAME, чтобы он соответствовал URL-адресу src для вашего видеопотока.

Теперь вы можете запустить веб-сервер. Выполните следующую команду

sudo python pi_rover.py

Если вы внимательно следили за моей сборкой и подключили Arduino, вы увидите следующее (первое изображение) в терминале.

Введите IP-адрес вашего робота в веб-браузере (например, в моем случае это был 192.168.1.104), вы можете проверить IP-адрес с помощью команды $ ifconfig в Linux.

/ танцуй здесь праздничный танец! /

Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь задавать их мне в комментариях. Это руководство предназначено для начинающих, но не для начинающих, поэтому я был довольно краток о вещах, которые вы можете просто использовать в Google (например, записать образ системы на SD-карту, загрузить эскиз Arduino и т. Д.).

Шаг 9: кредиты

Идея и код веб-сервера взяты из этого замечательного руководства от jscottb. Я модифицировал его, чтобы использовать более обычное оборудование, например Arduino Uno.

Детали, напечатанные на 3D-принтере от Thingverse.

www.thingiverse.com/thing:994827

www.thingiverse.com/thing:2816536/files

www.thingiverse.com/thing:661220