Robot an ninh 4WD: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Mục tiêu chính của dự án này là xây dựng một robot di động an ninh có khả năng di chuyển và thu thập dữ liệu video trên địa hình gồ ghề. Một robot như vậy có thể được sử dụng để tuần tra xung quanh ngôi nhà của bạn hoặc những nơi khó tiếp cận và nguy hiểm. Robot có thể được sử dụng để tuần tra và kiểm tra ban đêm vì nó đã được trang bị một gương phản xạ cực mạnh chiếu sáng khu vực xung quanh nó. Nó được trang bị 2 camera và điều khiển từ xa với phạm vi hơn 400 mét. Nó mang đến cho bạn những cơ hội tuyệt vời để bảo vệ tài sản của bạn trong khi ngồi thoải mái ở nhà.

Thông số Robot

• Kích thước bên ngoài (LxWxH): 266x260x235 mm
• Tổng trọng lượng 3.0 kg
• Khoảng sáng gầm xe: 40 mm

Bước 1: Danh sách các bộ phận và vật liệu

Tôi quyết định rằng tôi sẽ sử dụng khung làm sẵn, sửa đổi nó một chút bằng cách thêm các thành phần bổ sung. Khung của robot được làm hoàn toàn từ thép sơn đen.

Các thành phần của rô bốt:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT hoặc 4WD Smart RC Robot Car Chassis
• Nút Bật / Tắt 2x kim loại
• Pin Lipo 7.4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• Cảm biến tránh chướng ngại vật hồng ngoại x1
• Bo mạch cảm biến áp suất khí quyển BMP280 (tùy chọn)
• Máy kiểm tra điện áp pin Lipo x2
• 2x Trình điều khiển động cơ BTS7960B
• Pin Lipo 11.1V 5500mAh
• Camera WIFI thông minh toàn cảnh 1080P của Xiaomi
• Máy ảnh fpv RunCam Split HD

Điều khiển:

RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC Transmitter hoặc FrSky Taranis X9D Plus

Xem trước máy ảnh:

Kính bảo hộ Eachine EV800D

Bước 2: Lắp ráp khung robot

Việc lắp ráp khung gầm robot khá dễ dàng. Tất cả các bước được hiển thị trong các bức ảnh trên. Thứ tự của các hoạt động chính như sau:

1. Vặn các động cơ DC vào các thanh thép bên
2. Vặn các thanh nhôm định hình bên có động cơ DC vào đế
3. Vặn mặt trước và mặt sau vào đế
4. Lắp đặt các công tắc nguồn cần thiết và các thành phần điện tử khác (xem trong phần tiếp theo)

Bước 3: Kết nối các bộ phận điện tử

Bộ điều khiển chính trong hệ thống điện tử này là Arduino Mega 2560. Để có thể điều khiển bốn động cơ, tôi đã sử dụng hai Trình điều khiển động cơ BTS7960B (Cầu H). Hai động cơ ở mỗi bên được kết nối với một trình điều khiển động cơ. Mỗi Trình điều khiển động cơ có thể được tải bởi dòng điện lên đến 43A mang lại mức công suất vừa đủ ngay cả cho rô bốt di động di chuyển trên địa hình gồ ghề. Hệ thống điện tử được trang bị hai nguồn điện. Một để cung cấp động cơ DC và servo (pin LiPo 11.1V, 5200 mAh) và một để cung cấp Arduino, camera fpv, phản xạ led và cảm biến (pin LiPo 7.4V, 5000 mAh). Pin đã được đặt ở phần trên của robot để bạn có thể nhanh chóng thay pin bất cứ lúc nào

Các kết nối của các mô-đun điện tử như sau:

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

Bộ thu R12DS 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aileron
• ch3 - 8 // Thang máy
• VCC - 5V
• GND - GND

Trước khi bắt đầu điều khiển rô bốt từ bộ phát RadioLink AT10 2,4GHz, trước đó bạn nên kết nối bộ phát với bộ thu R12DS. Quy trình ràng buộc được mô tả chi tiết trong video của tôi.

Bước 4: Mã Arduino Mega

Tôi đã chuẩn bị các chương trình Arduino mẫu sau:

• Kiểm tra máy thu RC 2.4GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (tệp đính kèm)

Chương trình đầu tiên "Kiểm tra bộ thu RC 2,4GHz" sẽ cho phép bạn dễ dàng khởi động và kiểm tra bộ thu 2,4 GHz được kết nối với Arduino, chương trình thứ hai "RadioLinkAT10" cho phép điều khiển chuyển động của robot. Trước khi biên dịch và tải lên chương trình mẫu, hãy đảm bảo rằng bạn đã chọn "Arduino Mega 2560" làm nền tảng mục tiêu như hình trên (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega hoặc Mega 2560). Các lệnh từ bộ phát RadioLink AT10 2,4 GHz được gửi đến bộ thu. Kênh 2 và 3 của bộ thu được kết nối với các chân kỹ thuật số 7 và 8 của Arduino tương ứng. Trong thư viện chuẩn Arduino, chúng ta có thể tìm thấy hàm "xungIn ()" trả về độ dài của xung tính bằng micro giây. Chúng ta sẽ sử dụng nó để đọc tín hiệu PWM (Điều chế độ rộng xung) từ bộ thu tỷ lệ với độ nghiêng của bộ phát Thanh điều khiển. Hàm xungIn () nhận ba đối số (pin, giá trị và thời gian chờ):

1. pin (int) - số pin mà bạn muốn đọc xung
2. value (int) - loại xung để đọc: CAO hoặc THẤP
3. timeout (int) - số micro giây tùy chọn để đợi xung hoàn thành

Giá trị độ dài xung đọc sau đó được ánh xạ thành một giá trị trong khoảng -255 đến 255 đại diện cho tốc độ tiến / lùi ("moveValue") hoặc rẽ phải / trái ("turnValue"). Vì vậy, ví dụ: nếu chúng ta đẩy thanh điều khiển về phía trước hoàn toàn, chúng ta sẽ nhận được "moveValue" = 255 và đẩy hoàn toàn về phía sau nhận được "moveValue" = -255. Nhờ loại điều khiển này, chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển của robot trong phạm vi đầy đủ.

Bước 5: Kiểm tra Robot an ninh

Các video này cho thấy các bài kiểm tra robot di động dựa trên chương trình từ phần trước (Arduino Mega Code). Video đầu tiên cho thấy các thử nghiệm của robot 4WD trên tuyết vào ban đêm. Robot được điều khiển bởi người điều khiển từ xa từ khoảng cách an toàn dựa trên góc nhìn từ fpv google. Nó có thể di chuyển khá nhanh ở những địa hình khó như những gì bạn có thể thấy trong video thứ hai. Ở phần đầu của hướng dẫn này, bạn cũng có thể thấy nó đối phó tốt như thế nào trong địa hình gồ ghề.