Հեռակառավարվող 6WD All Terrain Robot. 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Մինչ այժմ իմ կառուցած ռոբոտների մեծ մասը 4 անիվ ունեցող ռոբոտներ էին `մի քանի կիլոգրամ բեռնատարողությամբ: Այս անգամ ես որոշեցի կառուցել ավելի մեծ ռոբոտ, որը հեշտությամբ կհաղթահարի իր ճանապարհին տարատեսակ խոչընդոտներ և կկարողանա տեղաշարժվել առնվազն մեկ տասնյակ կիլոգրամ բեռով: Ես նաև ենթադրեցի, որ ռոբոտը պետք է կարողանա հաղթահարել դժվար տեղանքներում, ինչպիսիք են ավազը, ձյունը և փլատակները: Դա հնարավոր դարձնելու համար ես կառուցեցի 6 անիվի շասսի, որը հագեցած էր բավարար բարձր հզորության 6 շարժիչով և շարժիչի համապատասխան շարժիչով և սնուցման աղբյուրով: Ես նաև ցանկանում էի, որ իմ ռոբոտը վերահսկվեր երկար հեռավորությունից (առնվազն 200 մետր), այնպես որ ես օգտագործեցի լավ որակի 2.4 ԳՀց հաղորդիչ և ընդունիչ:

Երբ վերը նշված բոլոր պահանջները բավարարվեցին և առաջին փորձարկումները հաջող անցան, ես որոշեցի երկարաձգել նախագիծը մանիպուլյատորով և երկու տեսախցիկով: Տեսախցիկի պատկերի շնորհիվ դուք կարող եք կառավարել ռոբոտին, նույնիսկ եթե այն տեսադաշտից հեռու է: Այս գործառույթը թույլ է տալիս ռոբոտ -օպերատորին կատարել հեռակա ստուգման առաջադրանքներ այն տարածքներում, որոնք դժվար հասանելի են կամ վտանգավոր են մարդկանց համար:

Այս նախագծի նկարագրությունից դուք կսովորեք, թե ինչպես

• կառուցել 6 անիվով ռոբոտի շասսի, որը կարող է տեղափոխել առնվազն մեկ տասնյակ կիլոգրամ

  • թույլ է տալիս տեղափոխել ավելի ծանր իրեր
  • հնարավոր կոմերցիոն օգտագործումը և ոչ միայն ռոբոտը որպես խաղալիք:

• հեռակա կարգով վերահսկել նման ռոբոտին

  • 2.4 ԳՀց հաղորդիչ կապել ընդունիչի հետ
  • կարդացեք հրամանները 2.4 ԳՀց ընդունիչից Arduino- ի միջոցով
  • ռոբոտի դիրքի վերահսկում

• սահմանեք նախադիտում ձեր համակարգչի կամ սմարթֆոնի տեսախցիկներից

  5,8 ԳՀց հաճախականությամբ անլար հեռահար վիդեո փոխանցման իրականացում

Ռոբոտի պարամետրեր (հիմնական տարբերակ)

• Արտաքին չափսեր (LxWxH) ՝ 405x340x120 մմ
• Ընդհանուր քաշը `5 կգ
• Հողի հեռավորությունը `45 մմ

Ընդլայնված տարբերակ (մանիպուլյատորով և տեսախցիկներով).

• Արտաքին չափսեր (LxWxH) ՝ 405x340x220 մմ (տրանսպորտի համար պատրաստված ռոբոտ)
• Ընդհանուր քաշը `6,5 կգ

Քայլ 1. Մասերի և նյութերի ցանկը

Ռոբոտի շասսին ամբողջությամբ պատրաստված է ալյումինից և դուռալումինից: Այս նախագծում ես օգտագործեցի 125 մմ տրամագծով 6 Monster Truck անիվ, ինչը հեշտացնում է փոքր խոչընդոտների հաղթահարումը: Ռոբոտը վարում է բարձր հզորության 12 Վ լարման վրձինով շարժիչով 6 շարժիչ (180 RPM, 27 կգ-սմ) մետաղական շարժակների միջոցով: Որպես շարժիչ վարորդ կարող եք օգտագործել ցանկացած վարորդ, որն ի վիճակի է ապահովել առնվազն 10 Ա մեկ շարժիչի անընդհատ հոսանք, օրինակ ՝ VNH2SP30, BTS7960B:

Այս նախագծում անհրաժեշտ մասեր

1. High Torque Gear Reducer DC Motor 12V 180RPM x6
2. 6 մմ Hex DC փոխանցման շարժիչի միակցիչ x6
3. Արտակարգ կանգառի անջատիչ x1
4. Չժանգոտվող պողպատից հոսանքի կոճակով անջատիչ x2
5. 7.4V 2700mAh 10C Lipo մարտկոց x1
6. 11.1V 5500mAh 3S 45C Lipo մարտկոց x1
7. Շարժիչային վարորդ ՝ VNH2SP30 x6 կամ BTS7960B x2
8. Arduino մեգա 2560 x1
9. Անիվի եզր և անվադողեր HSP 1:10 Monster Truck x2
10. Միկրո USB տախտակ x1

Վերահսկում:

1. FrSky TARANIS Q X7 2.4GHz 7CH հաղորդիչ x1
2. FrSky V8FR-II 2.4 ԳՀց ընդունիչ x1

Նյութեր (շասսի)

1. Duralumin թերթ 2 մմ հաստությամբ (LxW) ՝ 345x190 մմ x2
2. L- ձևավորված ալյումինե անկյունային ամրակ 2 մմ հաստությամբ `190x40x20 մմ x2
3. C- ձևով ալյումինե անկյունային փակագիծ 2 մմ հաստությամբ ՝ 341x40x20 մմ x2

4. Ընկույզ և պտուտակներ.

   • M3 10 մմ x10
   • M2 6 մմ x8

Գործիքներ:

HILDA էլեկտրական մինի փորվածք

Ընդլայնված տարբերակ

1. RunCam Split տեսախցիկ x1
2. 2 առանցքի գիմբալ x1
3. Robotic Arm x1
4. Մետաղական ռոբոտ բռնող x1
5. VL53L0X լազերային ToF տվիչ x1

Քայլ 2. Ռոբոտի շասսի հավաքում

Ռոբոտների շասսի հավաքումը բավականին հեշտ է: Բոլոր քայլերը ցուցադրվում են վերը նշված լուսանկարներում: Հիմնական գործողությունների կարգը հետևյալն է.

1. Կողային ալյումինե պրոֆիլներում 13 մմ տրամագծով 3 անցք (շարժիչ լիսեռի անցքեր)
2. Կողային ալյումինե պրոֆիլներում 3 մմ տրամագծով 6 անցք հորատեք (անցքեր, որոնք ամրացնում են շարժիչները պրոֆիլին)
3. Պտուտակեք DC շարժիչները կողքի ալյումինե պրոֆիլներին
4. Պտուտակեք կողային ալյումինե պրոֆիլները DC շարժիչներով հիմքի վրա
5. Պտուտակեք առջևի և հետևի պրոֆիլը հիմքի վրա
6. Տեղադրեք անհրաժեշտ անջատիչների և այլ էլեկտրոնային բաղադրիչների (տե՛ս հաջորդ բաժինը)

Քայլ 3. Էլեկտրոնային մասերի միացում

Այս էլեկտրոնային համակարգի հիմնական վերահսկիչն է Arduino Mega 2560- ը: Վեց շարժիչ կառավարելու համար ես օգտագործել եմ երկու BTS7960B շարժիչով շարժիչ (H-Bridges): Յուրաքանչյուր կողմի երեք շարժիչ միացված է մեկ շարժիչի վարորդին: Շարժիչային վարորդներից յուրաքանչյուրը կարող է բեռնվել մինչև 43 Ա հոսանքի միջոցով, որը տալիս է էներգիայի բավարար սահման նույնիսկ կոպիտ տեղանքով շարժվող շարժական ռոբոտի համար: Էլեկտրոնային համակարգը հագեցած է էներգիայի երկու աղբյուրով: Մեկը DC շարժիչների և սպասարկիչների մատակարարման համար (LiPo մարտկոց 11.1V, 5500 mAh), իսկ մյուսը ՝ Arduino, bluetooth մոդուլ, fpv տեսախցիկ և տվիչներ (LiPo մարտկոց 7.4V, 2700 mAh):

Էլեկտրոնային մոդուլների միացումները հետևյալն են.

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

FrSky V8FR -II 2.4 ԳՀց ընդունիչ -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Այլերոն
• ch3 - 8 // Վերելակ
• VCC - 5V
• GND - GND

2.4 ԳՀց ընդունիչի և Arduino- ի միջև լարային միացումները ցուցադրվում են վերևում գտնվող էլեկտրագծերի գծապատկերում: Arduino- ից 5V և GND հոսանքի լարերը համապատասխանաբար միացրեք ստացողի + + (VCC) և - (GND) կապումներին: Բացի այդ, դուք պետք է օգտագործված ընդունիչ ալիքները (ch2 և ch3) միացնեք Arduino թվային կապումներին (օրինակ ՝ 7 և 8 -ը, ինչպես ծրագրում): Եթե դուք դեռ սկսում եք սովորել էլեկտրոնիկա, և չգիտեք, թե ինչպես միացնել էլեկտրամատակարարումը, անջատիչները և շարժիչի վարորդը, իմ նմանատիպ նախագծի այս էլեկտրագծերի դիագրամը օգտակար կլինի: 2.4 ԳՀց Taranis Q X7 2.4GHz հաղորդիչից ռոբոտի կառավարումը սկսելուց առաջ դուք պետք է հաղորդիչը միացնեք ընդունիչի հետ: Պարտադիր ընթացակարգը մանրամասն նկարագրված է իմ տեսանյութում:

Քայլ 4: Arduino Mega Code

Ես պատրաստել եմ Arduino- ի հետևյալ նմուշները.

• RC 2.4 ԳՀց ստացողի փորձարկում
• 6WD ռոբոտների կառավարում

Առաջին ծրագիրը «RC 2.4GHz Receiver Test» թույլ կտա հեշտությամբ սկսել և ստուգել Arduino- ին միացված 2.4 ԳՀց ընդունիչը, երկրորդ «6WD Robot Control» - ը թույլ է տալիս վերահսկել ռոբոտի շարժումը: Նախքան ծրագրի նմուշը կազմելն ու բեռնելը, համոզվեք, որ ընտրել եք «Arduino Mega 2560» -ը որպես թիրախային հարթակ, ինչպես ցույց է տրված վերևում (Arduino IDE -> Գործիքներ -> Տախտակ -> Arduino Mega կամ Mega 2560): Taranis Q X7 2.4 ԳՀց հաղորդիչից ստացված հրամաններն ուղարկվում են ընդունիչին: Ընդունիչի 2 -րդ և 3 -րդ ալիքները միացված են համապատասխանաբար Arduino թվային 7 և 8 թվային կապումներին: Arduino ստանդարտ գրադարանում մենք կարող ենք գտնել «pulseIn ()» գործառույթը, որը վերադարձնում է զարկերակի երկարությունը միկրովայրկյաններում: Մենք այն կօգտագործենք ընդունիչից PWM (Pulse Width Modulation) ազդանշանը կարդալու համար, որը համաչափ է հաղորդիչի թեքությանը: կառավարման փայտիկ: PulseIn () ֆունկցիան վերցնում է երեք արգումենտ (քորոց, արժեք և ընդմիջում).

• pin (int) - այն քորոցի համարը, որի վրա ցանկանում եք կարդալ զարկերակը
• արժեքը (int) - կարդալու զարկերակի տեսակը ՝ կամ ԲԱՐՁՐ, կամ OWԱՐ
• timeout (int) - ըստ ցանկության միկրո վայրկյան սպասել զարկերակի ավարտին

Ընթերցված զարկերակի երկարության արժեքը քարտեզագրվում է -255 -ից 255 -ի միջև, որը ներկայացնում է առաջ/հետընթաց («moveValue») կամ աջ/ձախ («turnValue») արագությունը: Այսպիսով, օրինակ, եթե մենք ամբողջովին առաջ մղենք կառավարման կոճակը, մենք պետք է ստանանք «moveValue» = 255, իսկ ամբողջությամբ հետ մղելը ՝ «moveValue» = -255: Այս տեսակի հսկողության շնորհիվ մենք կարող ենք կարգավորել ռոբոտի շարժման արագությունը ամբողջ տիրույթում:

Քայլ 5. Շարժական ռոբոտի փորձարկում

Այս տեսանյութերը ցույց են տալիս շարժական ռոբոտի թեստեր ՝ հիմնված նախորդ բաժնի ծրագրի վրա (Arduino Mega Code): Առաջին տեսանյութը ցույց է տալիս իմ սենյակում 6WD ռոբոտի փորձարկումները: Այս ռոբոտը շատ հեշտությամբ կարող է կրել մի քանի կիլոգրամ բեռ, տեսագրության մեջ տեղափոխում է 12 կգ -ին համարժեք 8 շիշ ջուր: Ռոբոտը կարող է նաև հեշտությամբ հաղթահարել իր ճանապարհին հանդիպող խոչընդոտները, ինչպես ավտոկայանատեղիի արգելքները, ինչը կարող եք տեսնել երկրորդ տեսանյութում: Այս հրահանգի սկզբում դուք կարող եք նաև տեսնել, թե որքան լավ է այն հաղթահարում դժվար տեղանքներում:

Քայլ 6. Դիզայնի կատարելագործման օրինակներ

Դուք կարող եք երկարաձգել այս նախագիծը լրացուցիչ բաղադրիչներով, ինչպիսիք են.

• ռոբոտ բռնող
• ռոբոտացված ձեռքը (նկարագրված է այս հրահանգում)
• գիմբալ տեսախցիկով

Վերևում կգտնեք երկու տեսանյութ, որոնք ներկայացնում են նշված բարելավումները: Առաջին տեսահոլովակը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է կառավարել թեքության տեսախցիկը և ռոբոտ բռնողը ՝ օգտագործելով Taranis Q X7 2.4 ԳՀց հաղորդիչ և FrSky V8FR-II ընդունիչ: Հաջորդ տեսանյութը ցույց է տալիս արագ ներածություն, թե ինչպես կարելի է միացնել և վերահսկել 2 առանցքի գիմբալը `օգտագործելով նույն հաղորդիչն ու ընդունիչը 2.4 ԳՀց հաճախականությամբ:

Քայլ 7: Robot Arm Tuning

Ես ավելի վաղ պատրաստեցի ռոբոտի թևը և նկարագրեցի այն այս հրահանգում: Այնուամենայնիվ, ես որոշեցի մի փոքր փոփոխել սկզբնական նախագիծը և ավելացնել մեկ այլ աստիճանի ազատություն (ցանկություն) և FPV տեսախցիկ: Ռոբոտը ներկայումս ունի 4 պտտվող հանգույց.

• Wirst
• Անկյուն
• Ուս
• Հիմք

4 առանցքներով պտտվելը թույլ է տալիս հեշտ բռնել և շահարկել ռոբոտի աշխատանքային տարածքում գտնվող օբյեկտները: Պտտվող բռնակ, որը կատարում է դաստակի դերը, թույլ է տալիս վերցնել տարբեր անկյան տակ տեղադրված առարկաներ: Այն կազմված էր հետևյալ մասերից.

• LF 20MG 20 KG Թվային սերվո x1
• Servo բրա x1
• Դուրալումինի գլան ՝ 4 մմ հաստությամբ և 50 մմ տրամագծով
• Duralumin թերթ 36x44 մմ և հաստություն 2 մմ
• Հեղույսներ և ընկույզներ M3 x4
• FPV տեսախցիկ - RunCam OWL Plus x1

Տեսախցիկը տեղադրված է բռնակիչի անմիջապես վերևում, որպեսզի օպերատորը ավելի հեշտությամբ բռնի նույնիսկ փոքր առարկաները:

Քայլ 8. Ստուգեք ռոբոտի կարգավիճակը և պատրաստվեք տրանսպորտի

Ռոբոտի թևն ու տեսախցիկի տակդիրը ծալված են, ինչը ռոբոտի տեղափոխումը շատ ավելի հեշտ է դարձնում: Ռոբոտի հետևի վահանակը հագեցած է 3 LED- ով: Նրանցից երկուսը ցույց են տալիս էլեկտրոնիկայի, շարժիչների և սպասարկիչների հզորությունը (միացված կամ անջատված): Երրորդ RGB LED- ը ցույց է տալիս մարտկոցի կարգավիճակը և ձախողումը: Ավելի հեշտ ծրագրավորման համար ռոբոտը հագեցած է միկրո USB պորտով: Այս լուծումը շատ ավելի հեշտացնում է փորձարկումները ՝ առանց ռոբոտի պատյան հեռացնելու անհրաժեշտության:

Քայլ 9. Wifi և Fpv տեսախցիկներից նախադիտման փորձարկում

Ռոբոտի վրա տեղադրվել է երկու տեսախցիկ: Wifi ֆոտոխցիկը տեղադրված էր ռոբոտի հետևի մասում կարգավորվող ալյումինե բռնակով: Մի փոքր fpv տեսախցիկ տեղադրվեց ռոբոտի բռնակիչի անմիջապես վերևում:

Այս տեստերում օգտագործված տեսախցիկներ.

• RunCam OWL Plus
• XiaoMi YI Wifi տեսախցիկ

Առաջին տեսանյութը ցույց է տալիս երկու տեսախցիկների փորձարկումը: Սմարթֆոնի վրա ցուցադրվում է wifi տեսախցիկի տեսքը, իսկ նոութբուքում ՝ fpv տեսախցիկից: Ինչպես տեսնում ենք տեսանյութում, նախադիտման հետաձգումը փոքր է, և Wifi տեսախցիկի դեպքում այդ ուշացումը մի փոքր ավելի մեծ է:

Երկրորդ տեսանյութում ես ձեզ քայլ առ քայլ ցույց տվեցի, թե ինչպես ստանալ նախադիտում ձեր համակարգչի 5.8 ԳՀց fpv տեսախցիկից: Տեսախցիկի պատկերը հաղորդիչից ուղարկվում է 5.8 ԳՀց ընդունիչ: Այնուհետև այն անցնում է նոութբուքի հետ USB պորտի միջոցով միացված տեսագրողին և վերջապես ցուցադրվում է VLC նվագարկիչում: