Robot Rover FPV controlat Wi-Fi (cu motoare Arduino, ESP8266 și Stepper): 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Această instrucțiune arată cum să proiectați un robot robot cu două roți controlat de la distanță pe o rețea wi-fi, folosind un Arduino Uno conectat la un modul Wi-Fi ESP8266 și două motoare pas cu pas. Robotul poate fi controlat dintr-un browser de internet obișnuit, utilizând o interfață proiectată HTML. Un smartphone Android este utilizat pentru a difuza video și audio de la robot la interfața de control a operatorului.

Există o mulțime de kituri robotizate disponibile online cu diferite forme, dimensiuni și prețuri. Dar, în funcție de aplicația dvs., niciuna dintre ele nu se va potrivi și s-ar putea să aflați că sunt prea scumpe pentru experimentele dvs. Sau poate doriți doar să vă configurați structura mecanică în loc să cumpărați una completă. Acest instructabil arată, de asemenea, cum să proiectați și să construiți un cadru acrilic ieftin pentru propriul dvs. proiect robotizat, folosind doar instrumente obișnuite pentru cei care nu au acces la acele imprimante 3D sau tăietoare laser scumpe. Este prezentată o platformă robotică simplă.

Acest ghid ar putea fi adaptat pentru a modifica forma sau interfața de control. A fost adaptat pentru alte proiecte robotice ale mele („Robô da Alegria”), pe care le puteți verifica în linkurile de mai jos:

www.instructables.com/id/Joy-Robot-Rob%C3%B4-Da-Alegria-Open-Source-3D-Printed-A/

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-…

github.com/ferauche/RoboAlegria

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

[Atenție: unele dintre fotografii sunt învechite, deoarece designul a fost îmbunătățit și mai mult. Cu toate acestea, ideea prezentată aici este încă valabilă.]

Pasul 1: Instrumente

Pentru construcția acestui prototip sunt necesare următoarele instrumente:

• Ferăstrău manual (pentru efectuarea tăierilor inițiale ale foii de acril)
• Șurubelniță (pentru plasarea șuruburilor și piulițelor)
• Rigla (pentru măsurarea dimensiunilor)
• Cuțit utilitar (pentru tăierea foii acrilice)
• Mașină de găurit (pentru a crea găuri pentru șuruburi)
• Hârtie abrazivă (pentru a netezi marginile aspre)

Pasul 2: Structură mecanică și materiale

Pentru a construi un robot personalizat, mai întâi va trebui să vă proiectați structura mecanică. Ar putea fi ușor, în funcție de aplicația dvs., sau plin de detalii și constrângeri. S-ar putea să trebuiască să-l proiectați într-un software CAD 3D sau doar să-l desenați în 2D, în funcție de complexitatea modelului dvs.

De asemenea, puteți cumpăra structura completă online dacă nu doriți să vă construiți propria structură mecanică. Există o mulțime de truse robotizate disponibile online. În acest caz, puteți trece la pasul 6.

Pentru acest lucru instructiv, a fost proiectat un cadru acrilic ieftin pentru atașarea motoarelor și a altor componente. Structura prezentată în acest tutorial a fost proiectată 3D folosind software-ul 123D Design CAD. Fiecare parte a fost ulterior convertită în 2D folosind software-ul Draftsight.

Au fost utilizate următoarele materiale:

• Foaie acrilică de 2 mm
• Roți de 42x19mm cu anvelopă de cauciuc (x2)
• Roată omni cu bile de oțel de 49x20x32mm (x1)
• Șuruburi M2 x 10mm (x12)
• Piulițe M2 x 1, 5mm (x12)
• Șuruburi M3 x 10mm (x8)
• Piulițe M3 x 1, 5 mm (x8)
• Șuruburi de 5/32 "x 1" (x3)
• Nuci de 5/32 "(x6)
• Clipul portabil selfie stick
• Suport din aluminiu de 3 x 3 cm (x4)

Construcția structurii bazei este împărțită în următorii pași:

1. Tăiați baza acrilică în funcție de dimensiunile din desenul 2D;
2. Găuriți găurile în pozițiile prezentate în desenul 2D;
3. Montați componentele cu șuruburi și piulițe conform desenului 3D.

Din păcate, diametrul arborelui motorului pas cu pas este mai mare decât orificiul de pe roată. Deci, probabil că va trebui să utilizați lipici pentru a cupla aceste componente. Pentru acest tutorial am improvizat un cuplaj de lemn între arborele motorului și roată.

Pasul 3: Tăierea structurii

Mai întâi va trebui să transferați dimensiunile modelului dvs. pe foaia acrilică. Imprimați desenul 2D folosind o imprimantă obișnuită pe o hârtie adezivă, apoi tăiați hârtia în dimensiuni adecvate și aplicați masca respectivă pe suprafața acrilului.

S-ar putea să folosiți un ferăstrău manual pentru a tăia acrilul în funcție de dimensiunile dvs. sau să utilizați tehnica de rupere descrisă mai jos.

Cu un cuțit utilitar și cu ajutorul unei rigle sau a unei cântare, tăiați acrilicul în linii drepte. Nu va trebui să tăiați tot drumul prin coală, doar înscrieți-o pentru a crea câteva piese în care piesa va fi tăiată mai târziu.

Așezați acrilul pe o suprafață plană, țineți-l în loc cu niște cleme și aplicați o presiune până când foaia se sparge în două. Repetați acest proces până când toate tăieturile sunt terminate. După aceea, ați putea folosi un șmirghel pentru a netezi marginile aspre.

Pasul 4: găurirea bazei

Găuriți găurile în pozițiile prezentate în desenul 2D (indicat în mască) cu o mașină de găurit.

Acrilul este relativ ușor de găurit. Deci, dacă nu eliminați o mașină de găurit, puteți găuri manual cu un instrument ascuțit, ca un cuțit utilitar. De asemenea, s-ar putea să-l utilizați pentru a mări găurile mici pentru a se potrivi dimensiunilor șuruburilor.

Scoateți masca și baza dvs. va fi gata.

Pasul 5: Asamblarea structurii

Montați componentele cu șuruburi și piulițe conform imaginilor, iar structura dvs. va fi gata de lucru.

Șuruburile M3 sunt utilizate pentru instalarea motoarelor pas cu pas, în timp ce cele de 5/32 sunt utilizate pentru instalarea roții din față și a clipului pentru smartphone.

Acum ia o pauză și începe să asamblezi circuitul în pasul următor …

Pasul 6: Electronică

Veți avea nevoie de următoarele componente electronice:

• Arduino Uno (cumpărați)
• ESP8266 (cumpărați)
• Protoshield (pentru o versiune mai compactă) sau un panou obișnuit (cumpărați)
• 1 rezistor de kohm (x2)
• Rezistor de 10 kohm (x1)
• Unele fire jumper
• Motor pas cu pas cu driver ULN2003 (x2) (cumpărați / cumpărați)
• Un computer (pentru compilarea și încărcarea codului Arduino)
• Power bank (cumpărați)
• cablu USB

Nu veți avea nevoie de instrumente specifice pentru asamblarea circuitului. Toate componentele pot fi găsite online în magazinul dvs. preferat de comerț electronic. Circuitul este alimentat de o bancă de alimentare conectată la portul USB Arduino.

Conectați toate componentele conform schemei. Veți avea nevoie de câteva fire jumper pentru a conecta modulul ESP-8266 și motoarele pas cu pas. S-ar putea să utilizați un ecran protector (pentru un circuit mai compact), o placă obișnuită sau să proiectați propriul ecran Arduino. Conectați cablul USB la placa Arduino Uno și continuați cu pasul următor.

Pasul 7: Cod Arduino

Instalați cel mai recent IDE Arduino. În acest proiect biblioteca stepper.h a fost utilizată pentru controlul motoarelor pas cu pas. Nu a fost necesară nicio bibliotecă suplimentară pentru comunicarea cu modulul ESP-8266. Vă rugăm să verificați rata de transmisie a ESP8266 și să o setați corect în cod.

Descărcați codul Arduino (stepperRobot.ino) și înlocuiți XXXXX cu SSID-ul dvs. router wifi și AAAAA cu parola routerului. Conectați placa Arduino la portul USB al computerului și încărcați codul.

Pasul 8: Android IP Cam

Un smartphone Android a fost folosit pentru a transmite video și audio de la robot la interfața de control. Puteți găsi aplicația în magazinul Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Instalați-l și treceți la pasul următor.

Pasul 9: Puneți circuitele în robot

Instalați circuitele în partea de sus a robotului folosind niște șuruburi M1, așa cum se arată în imagini.

După aceea, lipiți-vă banca de alimentare în spatele robotului folosind o bandă dublă (deoarece este ușor de îndepărtat mai târziu) și puneți smartphone-ul în clip.

Pasul 10: Interfață de control bazată pe web

O interfață html a fost concepută pentru controlul robotului.

Descărcați interface.rar și extrageți toate fișierele într-un folder dat. Apoi deschideți-l pe Firefox.

Un formular de casetă text este utilizat în acea interfață pentru a introduce adresele IP ale modulului ESP și ale serverului video / audio (din aplicația Android IP Webcam).

Există un test, dar care va face robotul să se învârtă până când se primește o comandă anoter. Tastele săgeată de la tastatură sunt utilizate pentru deplasarea robotului înainte sau înapoi și pentru a se roti la stânga sau la dreapta.

Pasul 11: utilizare

Când Arduino este repornit, va încerca să vă conecteze automat rețeaua wi-fi. Utilizați Serial Monitor pentru a verifica dacă conexiunea a fost reușită și pentru a obține ce IP a fost atribuit ESP-8266 de către router. Deschideți fișierul html într-un browser de internet (Firefox) și informați această adresă IP în caseta de text.

De asemenea, puteți utiliza alte mijloace pentru a afla ce adresă IP ați atribuit routerul dispozitivului dvs.

Deconectați Arduino Uno de la computer și conectați-l la banca de alimentare. Așteptați să se conecteze din nou.

Lansați aplicația IP Webcam în smartphone-ul atașat robotului. Tastați IP-ul video / audio pe interfața de control și conectați-vă la server și veți fi gata de plecare. Este posibil să fie nevoie să reduceți rezoluția videoclipului din aplicație pentru a reduce întârzierea dintre transmisie.

Faceți clic și țineți apăsat butoanele săgeți ale tastaturii pentru a roti robotul sau a-l muta înainte / înapoi și pentru a vă distra explorând mediul înconjurător.