4WD Sicherheitsroboter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Das Hauptziel dieses Projekts war es, einen mobilen Sicherheitsroboter zu bauen, der in der Lage ist, sich in unwegsamem Gelände zu bewegen und Videodaten zu sammeln. Ein solcher Roboter könnte verwendet werden, um die Umgebung um Ihr Haus oder schwer zugängliche und gefährliche Orte zu patrouillieren. Der Roboter kann für Nachtpatrouillen und Inspektionen verwendet werden, da er mit einem leistungsstarken Reflektor ausgestattet ist, der die Umgebung ausleuchtet. Es ist mit 2 Kameras und Fernbedienung mit einer Reichweite von über 400 Metern ausgestattet. Es bietet Ihnen großartige Möglichkeiten, Ihr Eigentum zu schützen, während Sie bequem zu Hause sitzen.

Roboterparameter

• Außenmaße (LxBxH): 266x260x235 mm
• Gesamtgewicht 3,0 kg
• Bodenfreiheit: 40 mm

Schritt 1: Die Liste der Teile und Materialien

Ich habe mich entschieden, fertige Chassis zu verwenden, die es durch Hinzufügen zusätzlicher Komponenten leicht modifizieren. Das Chassis des Roboters besteht komplett aus schwarz lackiertem Stahl.

Komponenten eines Roboters:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT oder 4WD Smart RC Robot Car Chassis
• 2x Metall-Ein/Aus-Taste
• Lipo-Akku 7,4V 5000mAh
• Arduino Mega 2560
• IR-Hindernisvermeidungssensor x1
• Atmosphärendrucksensorplatine BMP280 (optional)
• Lipo Batteriespannungsprüfer x2
• 2x Motortreiber BTS7960B
• Lipo-Akku 11.1V 5500mAh
• Xiaomi 1080P Panorama-Smart-WIFI-Kamera
• RunCam Split HD fpv-Kamera

Steuerung:

RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC-Sender oder FrSky Taranis X9D Plus

Kameravorschau:

Eachine EV800D Schutzbrille

Schritt 2: Zusammenbau des Robotergehäuses

Die Montage des Roboterchassis ist recht einfach. Alle Schritte sind in den Fotos oben gezeigt. Die Reihenfolge der Hauptoperationen ist wie folgt:

1. Schrauben Sie die Gleichstrommotoren an die seitlichen Stahlprofile
2. Schrauben Sie die seitlichen Aluminiumprofile mit DC-Motoren an den Sockel
3. Verschrauben Sie das vordere und hintere Profil mit dem Sockel
4. Installieren Sie die erforderlichen Netzschalter und andere elektronische Komponenten (siehe im nächsten Abschnitt)

Schritt 3: Anschluss elektronischer Teile

Der Hauptcontroller in diesem elektronischen System ist Arduino Mega 2560. Um vier Motoren steuern zu können, habe ich zwei BTS7960B-Motortreiber (H-Brücken) verwendet. Zwei Motoren auf jeder Seite sind mit einem Motortreiber verbunden. Jeder der Motortreiber kann mit einem Strom von bis zu 43 A belastet werden, was auch für den mobilen Roboter, der sich über unwegsames Gelände bewegt, einen ausreichenden Leistungsspielraum bietet. Das elektronische System ist mit zwei Stromquellen ausgestattet. Einer zur Versorgung der DC-Motoren und Servos (LiPo-Akku 11,1V, 5200 mAh) und der andere zur Versorgung von Arduino, FPV-Kamera, LED-Reflektor und Sensoren (LiPo-Akku 7,4V, 5000 mAh). Die Batterien wurden im oberen Teil des Roboters platziert, sodass Sie sie jederzeit schnell austauschen können

Die Anschlüsse der Elektronikmodule sind wie folgt:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_DE - 22
• MotorRight_L_DE - 23
• MotorLeft_R_DE - 26
• MotorLeft_L_DE - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• Masse - Masse

R12DS 2.4GHz Empfänger -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Querruder
• ch3 - 8 // Aufzug
• VCC - 5V
• Masse - Masse

Bevor Sie die Steuerung des Roboters über den RadioLink AT10 2,4 GHz-Sender starten, sollten Sie den Sender zuvor mit dem R12DS-Empfänger binden. Die Bindungsprozedur ist in meinem Video ausführlich beschrieben.

Schritt 4: Arduino Mega-Code

Ich habe die folgenden Arduino-Beispielprogramme vorbereitet:

• RC 2.4GHz Empfängertest
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (Datei im Anhang)

Mit dem ersten Programm "RC 2.4GHz Receiver Test" können Sie den an Arduino angeschlossenen 2,4 GHz-Empfänger einfach starten und überprüfen, das zweite "RadioLinkAT10" ermöglicht die Steuerung der Roboterbewegung. Stellen Sie vor dem Kompilieren und Hochladen des Beispielprogramms sicher, dass Sie wie oben gezeigt "Arduino Mega 2560" als Zielplattform ausgewählt haben (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega oder Mega 2560). Die Befehle vom RadioLink AT10 2,4 GHz Sender werden an den Empfänger gesendet. Die Kanäle 2 und 3 des Empfängers sind mit den Arduino-Digitalpins 7 bzw. 8 verbunden. In der Arduino-Standardbibliothek finden wir die Funktion "pulseIn()", die die Länge des Impulses in Mikrosekunden zurückgibt. Wir werden sie verwenden, um das PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) vom Empfänger zu lesen, das proportional zur Neigung des Senders ist Steuerknüppel. Die Funktion pulseIn() benötigt drei Argumente (Pin, Wert und Timeout):

1. pin (int) - die Nummer des Pins, an dem Sie den Puls lesen möchten
2. value (int) - zu lesender Impulstyp: entweder HIGH oder LOW
3. timeout (int) - optionale Anzahl von Mikrosekunden, die gewartet werden soll, bis der Impuls abgeschlossen ist

Der gelesene Impulslängenwert wird dann auf einen Wert zwischen -255 und 255 abgebildet, der die Vorwärts-/Rückwärts- ("moveValue") oder die Rechts-/Links-Drehgeschwindigkeit ("turnValue") repräsentiert. Wenn wir zum Beispiel den Steuerknüppel ganz nach vorne drücken, erhalten wir den "moveValue" = 255 und wenn wir ihn ganz nach hinten drücken, erhalten wir "moveValue" = -255. Dank dieser Art der Steuerung können wir die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters in vollem Umfang regulieren.

Schritt 5: Testen des Sicherheitsroboters

Diese Videos zeigen Tests von mobilen Robotern basierend auf dem Programm aus dem vorherigen Abschnitt (Arduino Mega Code). Das erste Video zeigt Tests des 4WD-Roboters auf Schnee bei Nacht. Der Roboter wird vom Bediener aus sicherer Entfernung basierend auf der Ansicht von fpv google ferngesteuert. Es kann sich in schwierigem Gelände recht schnell bewegen, was Sie im zweiten Video sehen können. Am Anfang dieser Anleitung können Sie auch sehen, wie gut es in unwegsamem Gelände zurechtkommt.