Bezpečnostní robot 4WD: 5 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Hlavním cílem tohoto projektu bylo postavit bezpečnostního mobilního robota schopného pohybu a shromažďování video dat v nerovném terénu. Takový robot by mohl být použit k hlídání okolí vašeho domu nebo těžko dostupných a nebezpečných míst. Robot lze použít pro noční hlídky a inspekce, protože je vybaven výkonným reflektorem, který osvětluje oblast kolem něj. Je vybaven 2 kamerami a dálkovým ovládáním s dosahem přes 400 metrů. Poskytuje vám skvělé příležitosti k ochraně vašeho majetku, zatímco budete pohodlně sedět doma.

Parametry robota

• Vnější rozměry (DxŠxV): 266x260x235 mm
• Celková hmotnost 3,0 kg
• Světlá výška: 40 mm

Krok 1: Seznam dílů a materiálů

Rozhodl jsem se, že použiji hotový podvozek, který jej mírně upraví přidáním dalších komponent. Podvozek robota je vyroben výhradně z oceli lakované černou barvou.

Součásti robota:

• SZDoit C3 Smart DIY Robot KIT nebo 4WD Smart RC Robot Car Podvozek
• 2x kovové zapínací/vypínací tlačítko
• Lipo baterie 7,4 V 5000 mAh
• Arduino Mega 2560
• IR snímač vyhýbání se překážkám x1
• Deska senzoru atmosférického tlaku BMP280 (volitelně)
• Tester napětí baterie Lipo x2
• 2x ovladač motoru BTS7960B
• Lipo baterie 11,1 V 5500 mAh
• Panoramatická inteligentní WIFI kamera Xiaomi 1080P
• RunCam Split HD fpv kamera

Řízení:

RadioLink AT10 II 2.4G 10CH RC vysílač nebo FrSky Taranis X9D Plus

Náhled kamery:

Brýle Everyine EV800D

Krok 2: Sestavení podvozku robota

Montáž podvozku robota je celkem snadná. Všechny kroky jsou uvedeny na fotografiích výše. Pořadí hlavních operací je následující:

1. Našroubujte stejnosměrné motory na boční ocelové profily
2. Na základnu přišroubujte boční hliníkové profily se stejnosměrnými motory
3. Přišroubujte přední a zadní profil k základně
4. Nainstalujte potřebné vypínače a další elektronické součástky (viz následující část)

Krok 3: Připojení elektronických součástek

Hlavním ovladačem v tomto elektronickém systému je Arduino Mega 2560. Abych mohl ovládat čtyři motory, použil jsem dva ovladače motoru BTS7960B (H-Bridges). Dva motory na každé straně jsou připojeny k jednomu ovladači motoru. Každý z ovladačů motoru může být zatížen proudem až 43 A, což poskytuje dostatečnou rezervu výkonu i pro mobilní roboty pohybující se po nerovném terénu. Elektronický systém je vybaven dvěma zdroji energie. Jeden pro napájení stejnosměrných motorů a serv (LiPo baterie 11,1 V, 5200 mAh) a druhý pro napájení Arduina, fpv kamery, LED reflektoru a senzorů (LiPo baterie 7,4 V, 5 000 mAh). Baterie byly umístěny v horní části robota, abyste je mohli kdykoli rychle vyměnit

Připojení elektronických modulů je následující:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_CS - 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

Přijímač R12DS 2,4 GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Křidélka
• ch3 - 8 // Výtah
• VCC - 5V
• GND - GND

Před spuštěním ovládání robota z vysílače RadioLink AT10 2,4 GHz byste měli předtím propojit vysílač s přijímačem R12DS. Postup vazby je podrobně popsán v mém videu.

Krok 4: Mega kód Arduino

Připravil jsem následující ukázkové programy Arduino:

• Test přijímače RC 2,4 GHz
• 4WD Robot RadioLinkAT10 (soubor v příloze)

První program „Test přijímače RC 2,4 GHz“vám umožní snadné spuštění a kontrolu přijímače 2,4 GHz připojeného k Arduinu, druhý „RadioLinkAT10“umožňuje ovládat pohyb robota. Před kompilací a nahráním ukázkového programu se ujistěte, že jste jako cílovou platformu vybrali „Arduino Mega 2560“, jak je uvedeno výše (Arduino IDE -> Nástroje -> Deska -> Arduino Mega nebo Mega 2560). Příkazy z vysílače RadioLink AT10 2,4 GHz jsou odesílány do přijímače. Kanály 2 a 3 přijímače jsou připojeny k digitálním pinům 7 a 8 Arduino. Ve standardní knihovně Arduino najdeme funkci „pulseIn ()“, která vrací délku pulsu v mikrosekundách. Použijeme ho ke čtení signálu PWM (Pulse Width Modulation) z přijímače, který je úměrný náklonu vysílače ovládací páčka. Funkce pulseIn () má tři argumenty (pin, hodnota a časový limit):

1. pin (int) - číslo pinu, na kterém chcete načíst puls
2. hodnota (int) - typ pulzu ke čtení: buď VYSOKÝ nebo NÍZKÝ
3. timeout (int) - volitelný počet mikrosekund, které čekají na dokončení pulsu

Hodnota délky načteného pulsu je poté mapována na hodnotu mezi -255 a 255, která představuje rychlost vpřed/vzad („moveValue“) nebo rychlost doprava/doleva („turnValue“). Pokud například zatlačíme ovládací páku úplně dopředu, měli bychom získat „moveValue“= 255 a úplné zatlačení zpět „getValue“= -255. Díky tomuto druhu ovládání můžeme regulovat rychlost pohybu robota v celém rozsahu.

Krok 5: Testování bezpečnostního robota

Tato videa ukazují testy mobilního robota na základě programu z předchozí části (Arduino Mega Code). První video ukazuje testy 4WD robota na sněhu v noci. Robot je ovládán operátorem na dálku z bezpečné vzdálenosti na základě pohledu z fpv google. V obtížném terénu se dokáže pohybovat poměrně rychle, jak můžete vidět na druhém videu. Na začátku této instrukce můžete také vidět, jak dobře si poradí v drsném terénu.