Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Lego este minunat pentru a învăța copiii despre cum funcționează lucrurile, lăsându-i să se distreze în același timp. Știu că mi-a plăcut întotdeauna să mă joc cu lego când eram copil. Acest instructiv descrie modul în care am construit un rezervor FPV (First Person View) din lego și un Raspberry Pi 3 (Raspi 3). Am încercat să-l păstrez cât mai simplu, doar pasul în care adaptați motoarele pentru a lucra cu lego necesită unelte și puțină abilitate.

Rezervorul utilizează practic două motoare, deci dacă nu doriți un rezervor, puteți face un robot de tip Romba, construcția va fi diferită, dar cablajul și programele vor fi exact aceleași.

### Acest proiect este practic o versiune 1, așa că, dacă doriți să-l îmbunătățiți (din care există o mulțime de spațiu de făcut), vă rugăm să lăsați un comentariu. De asemenea, tot codul va fi disponibil, pe pagina mea Github, linkurile sunt în pași

Lucruri de care veți avea nevoie:

• Unele Lego, am folosit un camion Lego Technic Arctic pe care îl aveam în jur. Folosiți-vă imaginația, totuși, acest set avea piese și totul pentru a le face să funcționeze, așa că a fost bun pentru acest proiect.
• Un Raspberry Pi, am folosit un Raspberry Pi 3 pentru că asta am avut, dacă aveți un model diferit s-ar putea să îl faceți să funcționeze, dar pinii GPIO vor diferi.
• Un card micro SD cu Raspian instalat, pentru Raspi 3.
• O cameră Pi, Adafruit vinde câteva, precum și diferite cabluri panglică de diferite lungimi. O mină cumpărată de la Aliexpress, are un obiectiv de ochi de pește și era ieftină. Este posibil să puteți utiliza o cameră web, dar o cameră Pi funcționează din cutie.
• O bancă de alimentare USB pentru a alimenta Raspi 3, cred că a mea a costat 8 dolari, 2000mah-ul său deci rulează Raspi 3 pentru o vreme.
• O baterie pentru alimentarea motoarelor, am folosit o baterie pe care am scos-o dintr-o mașină RC ieftină, are 7,2 volți, 500 mAh și reîncărcabilă, așa că funcționează destul de bine. O baterie de 9V ar fi bună, dar veți avea nevoie și de un conector.
• Cabluri jumper, pentru a conecta pinii GPIO împreună, cel puțin 5 mamă la mamă.
• L298N Motor Driver Board, acestea sunt destul de ieftine și vă permit să controlați separat motoarele. Acestea sunt, de asemenea, destul de standard pentru acest tip de aplicație.
• 2 x motor cutie de viteze DC, acestea de la Adafruit sunt bune, exact același poate fi cumpărat și de la Aliexpress

Diverse

• Banda dublă din spumă
• sârmă
• micșorarea căldurii
• bandă
• benzi de cauciuc
• cablu micro USB

Dacă aveți de gând să adaptați motoarele cutiei de viteze DC, așa cum am făcut eu, atunci veți avea nevoie de:

• taietor de cutii
• dremel cu lama de ferăstrău circulară
• mini fișiere
• Epoxidic de 5 minute

De asemenea, veți avea nevoie de propriul computer / laptop pentru a controla și programa Raspi 3.

Pasul 1: Construiți rezervorul

Deci, acestea nu sunt chiar instrucțiuni, deoarece acest pas ar trebui să fie cu adevărat propriul dvs. design. Voi vorbi despre unele lucruri pe care a trebuit să le iau în considerare atunci când construiesc acest lucru, dar adevărata distracție constă în a afla singur (la fel ca Lego-ul actual). Folosiți fotografiile dacă sunt utile, mi-a trebuit vârste pentru a dezvolta acest design, până la urmă, drumul simplu a fost cel mai bun.

1. Construiți mai întâi osiile spate

   1. și asigurați-vă că lăsați suficient spațiu pentru motoare și faceți-le suficient de largi pentru ca componentele dvs. să se potrivească în interior. Am vrut ca a mea să fie destul de largă, așa cum am vrut ca totul să stea în interiorul axelor, ceea ce a permis ca rezervorul să fie destul de scăzut și să alerge pisica.
   2. Roțile de pe șenile de aici au o gaură care se potrivește cu o axă transversală Lego, așa că rețineți că aici se vor monta motoarele dvs.
   3. Aveți nevoie de suficient spațiu pentru pista din spate și din față. Puteți observa în imaginea 2 că bucățile "L" nu sunt semetrice, aceasta pentru a permite sala de pistă. Le-am avut inițial semetric, dar pista a continuat să se frece și la un moment dat s-a blocat și a rupt adaptorul motorului.
2. După ce ați construit axele, le puteți conecta
   1. folosind biți lungi cu suporturi încrucișate la intervale regulate. Asigurați-vă că spațiați suporturile încrucișate astfel încât componentele să se potrivească între ele, ceea ce vă ajută să păstrați un profil redus.
   2. lungimea va fi determinată de câtă pistă aveți. Această pistă nu are întindere, așa că este nevoie de un pic de slăbiciune. Dacă aveți o pistă de cauciuc, o puteți face mai strânsă. De asemenea, o roată de rulare este o idee frumoasă, dar în general nu este necesară.
   3. Acest pas a fost puțin simplu înainte și implică doar un pic de încercare și eroare.
3. Motoarele sunt lipite în esență cu bandă de spumă pe două fețe, astfel încât să ofere o suprafață mare pentru a fi lipite de ele.
4. Suportul camerei pe care l-am făcut este destul de gunoi, ar trebui să încercați cu siguranță să vă faceți propriul. Îmi place scăzut, deoarece se pare că călătorești rapid pe cameră. Acesta ar fi un loc răcoros pentru a face upgrade cu un servo sau două pentru a face camera mobilă.

Sperăm că aceste note sunt utile. Am construit acest lucru înainte de a scrie instructabilul și sunt puțin ezitant să-l despart acum, că se întâmplă. Chiar cred că se poate face un design mai bun, așa că cred că propria ta dezvoltare ar fi cea mai bună. Lasă un comentariu dacă vrei să îl transform într-un ghid complet, dacă există o cerere suficientă, o voi face.

Pasul 2: Adaptorul motorului cutiei de viteze DC la Lego

Din nou, am făcut acest lucru înainte de a scrie și nu am făcut nicio fotografie. Cred că există o grămadă de tutoriale diferite care fac asta. Adafruit vinde de fapt un adaptor, acesta este cel mai bun mod, plus că nu este nevoie să vă distrugeți suporturile pentru motor. Deși sunt în Noua Zeelandă, așa că Adafruit nu este disponibil, dar DIY este:-). Iată ce am făcut (îmi pare rău pentru diagramele proaste):

1. Pregătiți-vă toate instrumentele, vom tăia plasticul, deci acest lucru nu va fi extrem de dificil. Am folosit o pereche de ochelari de atelier, deoarece personal urăsc bucățile mici de plastic pe tot globul ocular. De asemenea, am folosit una dintre aceste tăieturi verzi, așa că nu mi-am încurcat masa.
2. Deci, diagrama prezintă o vedere de sus și laterală. Practic, griul este partea mică albă a motorului cutiei de viteze DC și roșu este locul în care tăiem. Roșul din partea de sus ar trebui să fie de fapt o secțiune transversală pentru o axă transversală Lego. Vom îndepărta acel material, astfel încât axa să se potrivească perfect în interior. Încercați și tăiați acest lucru cât mai aproape posibil de centru și aproape chiar în jos. Am început mai întâi tăind aproximativ cu ferăstrăul circular pe dremel, apoi un bărbierit început cu un tăietor de cutie până când am avut o potrivire perfectă.
3. Odată ce ați tăiat bitul și axa se potrivește mai mult sau mai puțin dreaptă (ar trebui să arate ca o ciudată pliată în jumătate de furcă) puteți epoxiza puntea transversală Lego. Înainte de a aplica orice epoxid, asigurați-vă că aplicați bandă de mascare peste carcasa galbenă. a motorului, astfel încât să nu lipiți arborele de carcasă. Amestecați bine epoxidicul de 5 minute și aplicați un strat gros peste vârful alb și axa transversală, căutăm un strat gros de 1-2 mm. Epoxidicul de 5 minute devine lipicios și inutilizabil destul de repede, așa că lucrați rapid aici.
4. Odată ce ați îmbrăcat haina și epoxidicul nu funcționează, ar trebui să terminați. Se execută puțin, așa că fii atent. Odată ce este setat la o consistență ca de cauciuc, puteți elimina cu ușurință orice exces de epoxidic, așa am obținut un capăt plat frumos pe al meu.
5. Lăsați-l să se usuce peste noapte și ar trebui să aveți un motor de cutie de viteze Lego DC până dimineața

Pasul 3: Cablare

Cablarea pentru acest proiect este destul de simplă. Vom folosi cele 4 cabluri jumper la femelă pentru a conecta pinii GPIO la controlerul motor L298N și un cablu jumper la mamă pentru a conecta solul Raspi 3 la solul controlerului motor L298N. De asemenea, vom folosi niște fire pentru a conecta motoarele la controlerul motorului L298N.

Aleg să folosesc această combinație de pini pe Raspi, deoarece acestea sunt grupate împreună. Cu toate acestea, nu ezitați să utilizați orice set de pini GPIO și GND. Nu uitați să-l modificați în cod.

Puteți utiliza schema de cablare sau urmați pașii de mai jos:

Raspi 3 L298N

GND (pin 14) GND

GPIO27 (pinul 13) IN1

GPIO22 (pinul 15) IN2

GPIO23 (pinul 16) IN3

GPIO24 (pinul 18) IN4

Pentru motoare și modul în care sunt montate, le-am conectat în acest fel.

Out2, Out3 negativ

Out1, Out4 pozitiv

Esențial negativ a fost spre spate și pozitiv a fost înainte. Dacă le obțineți invers, rezervorul circulă doar în direcția opusă, care este ușor de remediat în software.

Pasul 4: Programarea

Deci, pentru acest pas, va trebui să setăm câteva lucruri dacă nu ați făcut-o deja.

• Raspian
• Python 2 sau 3
• Git
• MJPG-Streamer

Instalarea Raspian

În primul rând, trebuie să avem Raspian pe un card micro SD, deci să aveți un format SD format de cel puțin 8 GB (Puteți instala și NOOBS lite dacă aveți doar un card de 4 GB).

Pentru a instala Raspian, aș recomanda utilizarea NOOBS. Link-ul oficial este aici. Descărcați fișierul zip pe computer și extrageți fișierele în cardul SD. Asigurați-vă că fișierele și folderele sunt acolo și nu într-un folder noobs.

După ce ați făcut acest lucru, conectați cardul SD la Raspi 3, conectați un ecran (un televizor cu HDMI funcționează bine dacă nu aveți un monitor) și o tastatură și mouse.

Ar trebui să vedeți încărcarea ecranului de instalare, să vă conectați la wifi (este nevoie de wifi pentru ca acest proiect să funcționeze) și să instalați, folosesc doar setările implicite, deoarece funcționează bine.

Configurare pentru modul fără cap

Deci, odată ce Raspian este instalat și sunteți conectat la Raspi 3, puteți începe să configurați Raspi 3 pentru a rula în modul fără cap (adică utilizați SSH în loc de ecran și tastatură). Doar o notă va trebui să utilizați sudo, așa că asigurați-vă că știți parola de root.

Deschideți un terminal și tastați „sudo raspi-config”, ar trebui să aveți un ecran albastru și gri ca în imagini. Treceți la „Opțiuni de interfață”, apăsați enter, apoi treceți la „P2 SSH” apăsați Enter și introduceți din nou pentru „da”, din nou pentru „ok”.

Acum reveniți la „opțiuni de interfață” și activați camera.

Înapoi în meniu, apăsați dreapta și introduceți pentru a selecta „terminați”.

Apoi trebuie să găsim adresa noastră IP, puteți face acest lucru tastând „ifconfig” în terminal. Găsiți blocul începând cu wlan0 (de obicei ultimul) și notați adresa dvs. IP. Ar trebui să fie pe a doua linie și să arate cam așa 192.168.1. XX dacă utilizați wifi-ul de acasă.

Excelent, acesta este sfârșitul configurației

Instalarea unui software suplimentar

Deci, pentru a rula scripturile pe care le am, va trebui să aveți instalat python 2 sau 3. Dacă doriți să învățați Python, aș recomanda să învățați Python 3, diferențele sunt minore, dar Python 3 este acum mai utilizat. Ar trebui să vină preinstalat cu Raspian, dar ar trebui să verificăm.

Tastați „python --version”, ar trebui să obțineți o ieșire precum „Python 2.7.13” ceea ce înseamnă că aveți python 2 instalat. Pentru a verifica dacă aveți python 3, tastați „python3 --version” și ar trebui să obțineți o ieșire similară. Dacă nu aveți python 2 sau 3, puteți tasta „sudo apt-get install python” sau „sudo apt-get install python3”, respectiv.

De asemenea, veți avea nevoie de Git pentru a obține codul, din nou, ar trebui să fie preinstalat. Tastați 'git --version' pentru a verifica și utiliza 'sudo apt-get install git' dacă nu îl aveți.

Instalarea MJPG-Streamer

MJPG-Streamer este unul dintre modurile în care am acces la Picamera. Vă permite să accesați camera prin intermediul unui browser și să manipulați imaginea. Este probabil cel mai frumos și mai ușor mod de a folosi camera dacă nu vă simțiți confortabil cu codul.

1. Din nou vom folosi Git. Tastați „git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git” în terminalul Raspi 3. Software-ul va fi descărcat, nu durează prea mult.
2. Probabil cel mai bun lucru de făcut în acest moment este să vă uitați la fișierul „README.md” și să urmați instrucțiunile de instalare. Au lucrat perfect pentru mine. Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentarii și voi încerca să vă ajut

Odată instalat îl puteți rula. Voi trece prin modul în care fac asta mai jos.

Punând totul împreună

Super, acum ar trebui să fim gata să plecăm. Asigurați-vă că Raspi 3 este pornit. Pe computerul / laptopul dvs., deschideți un terminal (presupun că utilizați Linux sau Mac, dacă utilizați Windows va trebui să descărcați chit. Există o mulțime de tutoriale online despre cum să utilizați acest lucru, nu vă faceți griji, este ușor) și tastați 'ssh [email protected]. XX (presupunând că nu ați schimbat numele de utilizator implicit) sau care a fost adresa dvs. IP pe care am găsit-o mai devreme. Introduceți parola (aceasta nu ar trebui să fie implicită). Minunat, acum vă aflați într-o sesiune de terminal pe Raspi 3 prin intermediul computerului / laptopului dvs.

Deci, în terminalul de tip 'git clone https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T … Acest lucru ar trebui să dureze doar câteva secunde, deoarece fișierele sunt foarte mici. Apoi puteți naviga în director folosind „cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank”, tastați acum „ls” și asigurați-vă că vedeți aceste 5 fișiere: „demo.py”, „drive.py”, „Picamera_tank”. py, 'finished.jpg' și 'README.md'. Asigurați-vă că vă uitați la readme pentru orice actualizări.

demo.py

Acest script Py este excelent pentru a testa cablarea funcționează. Trece doar prin diferite combinații de acționare a motoarelor înapoi și înainte.

folosiți „python demo.py” pentru a rula. Durează jumătate de minut sau cam așa ceva pentru a finaliza.

drive.py

Acesta este scriptul py pe care îl veți rula pentru a controla rezervorul. Setează maparea pinului GPIO și creează definiții pentru mișcare. De asemenea, captează apăsările de taste pentru a controla rezervorul.

Utilizați „python drive.py” pentru a rula. Dă-i o secundă, terminalul tău ar trebui să rămână necompletat.

folosiți „w, a, s, d” pentru a vă deplasa și bara de spațiu pentru a vă opri. Când sunteți gata să închideți programul, apăsați „n”.

Picamera_tank.py

Aceasta este versiunea mea a unui streamer pentru cameră. Acest lucru rulează numai cu python 3 (adică utilizați „python3 Picamera_tank.py” pentru a rula). Acest lucru poate fi rulat într-o a doua fereastră a terminalului sau puteți apăsa ctrl-z și tastați bg pentru al rula în fundal pe același terminal. Personal îmi place să folosesc un terminal separat.

Nu ar trebui să instalați nimic în plus, dar dacă utilizați pip. Dacă întâmpinați probleme, lăsați un comentariu.

Odată ce acest lucru rulează pe Raspi 3, conectați-vă la browserul computerului / laptopului dvs. și accesați 192.168.1. XX: 8000 (adresa IP pe care am găsit-o mai devreme). Ar trebui să vedeți ieșirea camerei. Dacă imaginea trebuie rotită, va trebui să editați scriptul py. Aproape de jos este un comentariu, mai jos introduceți gradele de rotație de care aveți nevoie. Pentru mine au fost 180, deoarece camera mea este cu capul în jos.

Pentru a rula MJPG-Streamer

Pentru a rula MJPG-Streamer, navighez la „mjpg-streamer / mjpg-streamer-experimental” și rulez './mjpg_streamer -o "output_http.so -w./www" -i "input_raspicam.so -hf"'.

Odată ce rulează, mergeți la 192.168.1. XX: 8080 (adresa IP pe care am găsit-o mai devreme) și faceți clic pe streaming. Joacă-te cu celelalte opțiuni, ar putea fi utile pentru tine.

Si asta e. Acum ar trebui să poți conduce propriul tău rezervor FPV în orice loc îți poți obține wifi-ul. A se distra.

Pasul 5: Produsul finit

Și iată un videoclip cu totul funcționează.

Doar o notă că am Raspi 3 conectat la laptop pentru al alimenta în videoclip, deoarece banca de alimentare s-a epuizat în timpul unor teste. A durat aproape o oră de care eram destul de fericit.

Vă rugăm să lăsați comentarii dacă aveți și sper că vă face plăcere să creați acest Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank dacă dați o încercare.

Mulțumiri, Ben