Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

لگو برای آموزش نحوه کارکردن بچه ها بسیار عالی است در حالی که به آنها اجازه می دهد همزمان سرگرم شوند. من می دانم که من همیشه در کودکی از "بازی" با لگو لذت می بردم. این دستورالعمل نحوه ساخت مخزن FPV (نمای اول شخص) از لگو و رزبری پای 3 (Raspi 3) را توضیح می دهد. من سعی کردم تا آنجا که ممکن است ساده باشم ، فقط مرحله ای که موتورها را برای کار با لگو تنظیم می کنید نیاز به ابزار و کمی مهارت دارد.

این مخزن اساساً از دو موتور استفاده می کند ، بنابراین اگر تانک نمی خواهید می توانید یک روبات از نوع Romba بسازید ، ساختار متفاوت خواهد بود اما سیم کشی و برنامه ها دقیقاً یکسان خواهد بود.

### این پروژه اساساً نسخه 1 است ، بنابراین اگر می خواهید آن را بهبود ببخشید (که برای انجام آن فضای زیادی وجود دارد) لطفاً نظر دهید. همچنین همه کد ها در دسترس خواهند بود ، در صفحه Github من ، پیوندها در مراحل هستند

چیزهایی که به آنها نیاز خواهید داشت:

• بعضی از لگو ، من از یک کامیون Lego Technic Arctic Truck استفاده کردم که در اطراف آن دراز کشیده بودم. هر چند از تخیل خود استفاده کنید ، این مجموعه دارای آهنگ ها و همه چیز برای ایجاد این آثار بود ، بنابراین برای این پروژه خوب بود.
• Raspberry Pi ، من از Raspberry Pi 3 استفاده کردم زیرا این همان چیزی بود که من داشتم ، اگر مدل دیگری دارید ، ممکن است بتوانید آن را کار کنید ، اما پین های GPIO متفاوت است.
• یک کارت حافظه میکرو SD با Raspian برای Raspi 3 نصب شده است.
• Adafruit که یک دوربین Pi است ، چند کابل روبان مختلف با طول های مختلف می فروشد. یک معدن خریداری شده از Aliexpress ، دارای لنز چشم ماهی است و ارزان بود. ممکن است بتوانید از وب کم استفاده کنید ، اما دوربین Pi در جعبه کار نمی کند.
• یک پاوربانک USB برای تغذیه Raspi 3 ، فکر می کنم هزینه من 8 دلار است ، 2000 میلی آمپر آن ، بنابراین Raspi 3 را برای مدتی اجرا می کند.
• یک باتری برای تغذیه موتورها ، من از باتری ای که از یک ماشین ارزان قیمت RC بیرون آوردم استفاده کردم ، 7.2 ولت ، 500mah و قابل شارژ است بنابراین بسیار خوب کار می کند. یک باتری 9 ولت خوب خواهد بود اما در این صورت به یک کانکتور نیز نیاز خواهید داشت.
• کابل های بلوز ، برای اتصال پین های GPIO به یکدیگر ، حداقل 5 زن به زن.
• L298N Motor Driver Board ، اینها بسیار ارزان هستند و به شما اجازه می دهند تا موتورها را جداگانه کنترل کنید. اینها نیز برای این نوع برنامه ها بسیار استاندارد هستند.
• 2 عدد موتور گیربکس DC ، این موارد از Adafruit خوب هستند ، دقیقاً همان را می توان از Aliexpress نیز خریداری کرد

متفرقه

• نوار فوم دو طرفه
• سیم
• انقباض حرارتی
• نوار
• نوارهای لاستیکی
• کابل میکرو USB

اگر می خواهید موتورهای گیربکس DC را مانند من وفق دهید ، به موارد زیر نیاز دارید:

• کاتر
• dremel با تیغه اره مدور
• مینی فایل ها
• اپوکسی 5 دقیقه ای

همچنین برای کنترل و برنامه ریزی Raspi 3 به رایانه شخصی/لپ تاپ خود نیاز خواهید داشت.

مرحله 1: ساخت مخزن

بنابراین اینها واقعاً دستورالعمل نیستند زیرا این مرحله واقعاً باید طراحی خود شما باشد. من در مورد برخی از مواردی که هنگام ساختن آن باید در نظر بگیرم صحبت خواهم کرد ، اما سرگرمی اصلی در یافتن خودتان (دقیقاً مانند Lego واقعی) نهفته است. در صورت مفید بودن از عکس ها استفاده کنید ، توسعه این طرح برای من چندین سال طول کشید ، در نهایت ، جاده ساده بهترین بود.

1. ابتدا محورهای عقب را بسازید

   1. و اطمینان حاصل کنید که فضای کافی برای موتورها بگذارید و آنها را به اندازه کافی پهن کنید تا اجزای شما در داخل آنها قرار گیرد. من می خواستم عرض من کاملاً گسترده باشد ، زیرا من می خواستم همه چیز در داخل محورها نشسته باشد ، این باعث می شود که مخزن کاملاً در زیر چیزها قرار گیرد و گربه را تعقیب کند.
   2. چرخ های موجود در مسیرها دارای سوراخی است که با محور متقابل لگو متناسب است ، بنابراین به خاطر داشته باشید که موتورهای شما قرار است در آنجا سوار شوند.
   3. برای پیست در عقب و جلو به فضای کافی احتیاج دارید. در تصویر 2 می توانید توجه داشته باشید که میوه های "L" یکنواخت نیستند ، این به این دلیل است که اتاق پیست مجاز است. من در ابتدا آنها را بصورت متقارن داشتم ، اما آهنگ همچنان تمیز می شد و در یک مرحله گیر کرد و آداپتور موتور را خراب کرد.

2. هنگامی که محورها را ساختید ، می توانید آنها را متصل کنید

   1. استفاده از بیت های بلند با پشتیبانی متقاطع در فواصل منظم. اطمینان حاصل کنید که تکیه گاه های متقاطع را طوری قرار دهید که اجزاء بین آنها قرار گیرد ، این امر به حفظ مشخصات پایین کمک می کند.
   2. طول توسط میزان آهنگ شما تعیین می شود. این آهنگ هیچ کششی ندارد بنابراین کمی سستی لازم است. اگر یک پیست لاستیکی دارید می توانید آن را محکم تر کنید. همچنین چرخ دویدن ایده خوبی است اما در کل نیازی به آن نیست.
   3. این مرحله مستقیماً کوچک بود و فقط شامل کمی آزمایش و خطا می شود.
3. موتورها در اصل با نوار فوم دو طرفه چسبانده شده اند ، بنابراین سطح بزرگی را برای چسباندن آنها فراهم می کند.
4. پایه دوربین که من ساختم تقریباً آشغال است ، شما باید سعی کنید خودتان آن را بسازید. من آن را کم دوست دارم زیرا به نظر می رسد شما با دوربین سریع سفر می کنید. این می تواند مکان خوبی برای ارتقاء با یک یا دو سروو باشد تا دوربین را متحرک کنید.

امیدوارم این یادداشت ها مفید باشد. من این چیز را قبل از نوشتن دستورالعمل ساختم و در حال حاضر کمی تردید دارم که آن را از هم جدا کنم. من واقعاً معتقدم که می توان طراحی بهتری انجام داد بنابراین فکر می کنم توسعه خود شما بهترین خواهد بود. اگر می خواهید من آن را به یک راهنمای کامل تبدیل کنم ، یک نظر بگذارید ، اگر تقاضای کافی وجود داشته باشد ، این کار را انجام می دهم.

مرحله 2: DC Gearbox Motor to Lego Adapter

دوباره ، من این را قبل از نوشتن تهیه کردم و هیچ عکسی نگرفتم. من فکر می کنم مجموعه ای از آموزش های مختلف وجود دارد که این کار را انجام می دهند. Adafruit در واقع یک آداپتور می فروشد ، این بهترین راه است ، به علاوه شما نیازی به خراب کردن پایه های موتور خود ندارید. من در نیوزیلند هستم ، بنابراین Adafruit در دسترس نیست ، اما DIY است:-). این کاری است که من انجام دادم (متأسفانه در مورد نمودارهای بد):

1. همه ابزارهای خود را آماده کنید ، ما قصد داریم پلاستیک را برش دهیم ، بنابراین این کار خیلی سخت نخواهد بود. من از یک جفت لیوان کارگاهی استفاده کردم زیرا شخصاً از کره های کوچک پلاستیکی در سراسر کره چشمم متنفرم. من همچنین از یکی از آن تخته های برش سبز استفاده کردم تا میزم را به هم نزنم.
2. بنابراین نمودار نمای بالا و کناری را نشان می دهد. در اصل ، رنگ خاکستری قسمت سفید کوچک موتور گیربکس DC است و قرمز جایی است که ما برش می دهیم. قرمز در نمای بالا در واقع قرار است مقطعی برای محور عرضی لگو باشد. ما قصد داریم آن ماده را حذف کنیم تا محور در داخل آن محکم قرار گیرد. سعی کنید این قسمت را تا حد ممکن نزدیک به مرکز و تقریباً به سمت پایین برش دهید. من ابتدا با استفاده از قطعه اره دایره ای روی درمل خود به طور تقریبی برش را شروع کردم ، سپس تراشیدن قطعات را با برش جعبه شروع کردم تا اینکه به تناسب کامل رسیدم.
3. هنگامی که این قطعه را برش دادید و محور کم و بیش مستقیم قرار گرفت (باید شبیه یک چنگال عجیب و غریب باشد) می توانید محور لگو را اپوکسی کنید. قبل از استفاده از هر اپوکسی ، مطمئن شوید که نوار ماسک را روی قاب زرد قرار داده اید. از موتور استفاده کنید تا به طور ناخواسته شفت را به قاب نچسبانید. اپوکسی 5 دقیقه ای را خوب مخلوط کرده و یک لایه ضخیم روی بیت سفید و محور متقاطع بمالید ، ما به دنبال یک لایه 1-2 میلیمتری ضخامت هستیم. اپوکسی 5 دقیقه ای خیلی سریع چسبناک و غیر قابل استفاده می شود بنابراین در اینجا سریع کار کنید.
4. پس از پوشیدن روکش تمیز و اپوکسی کار نکردن ، باید این کار را انجام دهید. کمی اجرا می شود پس فقط مراقب باشید هنگامی که روی یک لاستیک قوام می یابد ، می توانید هرگونه اپوکسی اضافی را به راحتی برش دهید ، به این ترتیب من یک قسمت صاف زیبا برای خودم به دست آوردم.
5. بگذارید یک شب خشک شود و باید صبح یک موتور گیربکس لگو DC داشته باشید

مرحله 3: سیم کشی آن

سیم کشی این پروژه بسیار ساده است. ما از 4 کابل جهنده زن به ماده برای اتصال پین GPIO به کنترلر موتور L298N و کابل جهنده مرد به زن برای اتصال زمین Raspi 3 به زمین کنترلر موتور L298N استفاده خواهیم کرد. ما همچنین از سیم برای اتصال موتورها به کنترل کننده موتور L298N استفاده خواهیم کرد.

من ترجیح می دهم از این ترکیب پین ها در Raspi استفاده کنم زیرا آنها به صورت خوشه ای در کنار هم قرار گرفته اند. با این وجود از هر گونه پین GPIO و GND استفاده کنید. فقط به یاد داشته باشید که آن را در کد تغییر دهید.

می توانید از نمودار سیم کشی استفاده کنید یا مراحل زیر را دنبال کنید:

راسپی 3 L298N

GND (پین 14) GND

GPIO27 (پین 13) IN1

GPIO22 (پین 15) IN2

GPIO23 (پین 16) IN3

GPIO24 (پین 18) IN4

برای موتورها و نحوه نصب آنها را به این ترتیب سیم کشی کردم.

Out2 ، Out3 منفی است

Out1 ، Out4 مثبت

اساساً منفی به عقب و مثبت به جلو بود. اگر آنها را برعکس دریافت کنید ، مخزن فقط در جهت مخالف حرکت می کند که در نرم افزار به راحتی قابل تعمیر است.

مرحله 4: برنامه نویسی

بنابراین برای این مرحله اگر لازم نیست چند مورد را تنظیم کنیم.

• راسپیان
• پایتون 2 یا 3
• گیت
• MJPG-Streamer

نصب Raspian

ابتدا باید Raspian را روی کارت micro SD داشته باشیم ، بنابراین یک SD فرمت شده حداقل 8 گیگابایتی آماده داشته باشیم (اگر فقط 4 گیگابایت کارت دارید می توانید NOOBS lite را نصب کنید).

برای نصب Raspian توصیه می کنم از NOOBS استفاده کنید. پیوند رسمی اینجاست. فایل zip را روی رایانه خود بارگیری کرده و فایل ها را در کارت sd استخراج کنید. اطمینان حاصل کنید که فایل ها و پوشه ها وجود دارند و در پوشه noobs نیستند.

پس از انجام این کار ، کارت SD را به Raspi 3 وصل کنید ، یک صفحه را وصل کنید (تلویزیون با HDMI خوب است اگر مانیتور ندارید) و صفحه کلید و ماوس.

شما باید بارگذاری صفحه نصب را ببینید ، به wifi متصل شوید (برای کارکردن پروژه wifi لازم است) و نصب کنید ، من فقط از تنظیمات پیش فرض استفاده می کنم زیرا آنها به خوبی کار می کنند.

پیکربندی برای حالت بدون سر

بنابراین پس از نصب Raspian و ورود به Raspi 3 ، می توانید پیکربندی Raspi 3 را شروع کنید تا در حالت بدون سر اجرا شود (یعنی از SSH به جای صفحه و صفحه کلید استفاده کنید). فقط به یک نکته توجه کنید که باید از sudo استفاده کنید ، بنابراین مطمئن شوید که رمز اصلی را می دانید.

یک ترمینال را باز کرده و عبارت 'sudo raspi-config' را تایپ کنید ، مانند تصویر باید یک صفحه آبی و خاکستری داشته باشید. به "Interfacing options" بروید ، enter را فشار دهید ، سپس به "P2 SSH" بروید و enter را فشار دهید و دوباره برای "yes" ، دوباره برای "ok" وارد کنید.

اکنون به "گزینه های رابط" بازگردید و دوربین را فعال کنید.

بازگشت به منو راست را فشار دهید و برای انتخاب "پایان" وارد شوید.

در مرحله بعد باید آدرس IP خود را پیدا کنیم ، می توانید این کار را با تایپ 'ifconfig' در ترمینال انجام دهید. بلاک شروع شده با wlan0 (معمولاً آخرین مورد) را پیدا کرده و آدرس IP خود را یادداشت کنید. اگر از وای فای خانگی خود استفاده می کنید ، باید در خط دوم باشد و چیزی شبیه به این 192.168.1. XX داشته باشد.

عالی است که پایان پیکربندی است

نصب نرم افزارهای اضافی

بنابراین ، برای اجرای اسکریپت هایی که من دارم ، باید پایتون 2 یا 3 را نصب کرده باشید. اگر می خواهید پایتون یاد بگیرید ، توصیه می کنم پایتون 3 را یاد بگیرید ، تفاوت ها جزئی هستند اما پایتون 3 در حال حاضر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. باید از قبل با Raspian نصب شود ، اما ما فقط باید دوبار بررسی کنیم.

عبارت 'python --version' را تایپ کنید ، باید خروجی مانند 'Python 2.7.13' را دریافت کنید که به این معنی است که پایتون 2 را نصب کرده اید. برای بررسی اینکه آیا پایتون 3 دارید فقط "python3 --version" را تایپ کنید و باید یک خروجی مشابه دریافت کنید. اگر پایتون 2 یا 3 ندارید ، می توانید به ترتیب "sudo apt-get install python" یا "sudo apt-get install python3" را تایپ کنید.

همچنین برای دریافت کد به Git احتیاج دارید ، دوباره باید از قبل نصب شود. "git --version" را برای بررسی و استفاده از "sudo apt-get install git" تایپ کنید.

نصب MJPG-Streamer

MJPG-Streamer یکی از راه هایی است که من به Picamera دسترسی پیدا کردم. این به شما امکان می دهد از طریق مرورگر به دوربین دسترسی داشته باشید و تصویر را دستکاری کنید. در صورت ناراحتی از کد ، احتمالاً راه بهتر و راحت تری برای استفاده از دوربین است.

1. مجدداً از Git استفاده می کنیم. عبارت 'git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git' را در ترمینال Raspi 3 تایپ کنید. نرم افزار بارگیری می شود ، زمان زیادی طول نمی کشد.
2. احتمالاً بهترین کار در این مرحله این است که به فایل 'README.md' نگاه کنید و دستورالعمل های نصب را دنبال کنید. آنها بی وقفه برای من کار کردند. اگر س questionsالی دارید ، آنها را در نظرات بنویسید ، من سعی خواهم کرد و به شما کمک خواهم کرد

پس از نصب می توانید آن را اجرا کنید. در زیر نحوه انجام این کار را مرور خواهم کرد.

همه اش را بگذار کنار هم

عالی ، اکنون باید آماده رفتن باشیم. مطمئن شوید که Raspi 3 شما روشن است. روی رایانه/لپ تاپ خود ، پایانه ای را باز کنید (من فرض می کنم از لینوکس یا مک استفاده می کنید ، اگر از ویندوز استفاده می کنید باید بتونه را بارگیری کنید. آموزش های زیادی در مورد نحوه استفاده از این برنامه وجود دارد ، نگران نباشید ، این آسان است) و 'ssh [email protected]. XX (با فرض اینکه نام کاربری پیش فرض را تغییر نداده اید) یا آدرس IP خود را که قبلاً پیدا کرده بودید تایپ کنید. گذرواژه خود را وارد کنید (قطعاً نباید پیش فرض باشد). بسیار خوب ، اکنون شما در یک جلسه پایانی در Raspi 3 از طریق رایانه/لپ تاپ خود هستید.

بنابراین ، در ترمینال 'git clone https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T… این کار فقط چند ثانیه طول می کشد زیرا فایلها واقعاً کوچک هستند. سپس می توانید با استفاده از 'cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank' به پوشه بروید ، اکنون 'ls' را تایپ کنید و مطمئن شوید این 5 فایل را مشاهده می کنید: 'demo.py' ، 'drive.py' ، 'Picamera_tank. py ، 'qedand.jpg' ، و 'README.md'. اطمینان حاصل کنید که برای هرگونه به روزرسانی به readme نگاه می کنید.

demo.py

این اسکریپت py برای آزمایش سیم کشی شما بسیار خوب است. این فقط ترکیبی متفاوت از حرکت موتورها به عقب و جلو را طی می کند.

برای اجرا از python demo.py استفاده کنید. تکمیل آن نیم دقیقه یا بیشتر طول می کشد.

drive.py

این اسکریپت py است که برای کنترل مخزن اجرا می کنید. این نگاشت پین GPIO را تنظیم می کند و برای حرکت defs ایجاد می کند. همچنین فشارهای کلیدی را برای کنترل مخزن ضبط می کند.

برای اجرا از python drive.py استفاده کنید. یک ثانیه وقت بگذارید ، ترمینال شما باید خالی شود.

از 'w، a، s، d' برای حرکت و spacebar برای توقف استفاده کنید. وقتی آماده بستن برنامه شدید ، n را فشار دهید.

Picamera_tank.py

این نسخه من از استریمر مخصوص دوربین است. این فقط با پایتون 3 اجرا می شود (یعنی از "python3 Picamera_tank.py" برای اجرا استفاده کنید). این را می توان در پنجره ترمینال دوم اجرا کرد یا می توانید ctrl-z را فشار دهید و bg را تایپ کنید تا در پس زمینه در همان ترمینال اجرا شود. شخصاً دوست دارم از ترمینال جداگانه استفاده کنم.

لازم نیست چیزی اضافی نصب کنید ، اما اگر از pip استفاده می کنید. اگر به مشکل برخوردید ، کامنت بگذارید.

هنگامی که این برنامه بر روی Raspi 3 اجرا شد ، به مرورگر رایانه شخصی/لپ تاپ خود وارد شوید و به آدرس 192.168.1. XX: 8000 (IP ای که قبلاً پیدا کردیم) بروید. شما باید خروجی دوربین را ببینید. اگر تصویر باید چرخانده شود ، باید اسکریپت py را ویرایش کنید. نزدیک به پایین یک نظر وجود دارد ، در زیر درجه های چرخش مورد نیاز خود را وارد کنید. برای من 180 بود چون دوربین من وارونه است.

برای اجرای MJPG-Streamer

برای اجرای-j.webp

پس از اجرا ، به 192.168.1. XX: 8080 (IP ای که قبلاً پیدا کردیم) بروید و بر روی جریان کلیک کنید. با گزینه های دیگر بازی کنید ، ممکن است برای شما مفید باشد.

و بس اکنون باید بتوانید مخزن FPV خود را در هر جایی که می توانید وای فای خود را دریافت کنید ، رانندگی کنید. خوش بگذره.

مرحله 5: محصول نهایی

و در اینجا ویدئویی از کارکردن کامل آن وجود دارد.

فقط توجه داشته باشید که من Raspi 3 را به لپ تاپ خود وصل کرده ام تا در ویدیو روشن شود زیرا پاوربانک در حین آزمایش تمام شد. تقریباً یک ساعت طول کشید که از آن بسیار خوشحال شدم.

لطفاً در صورت داشتن نظر ، نظرات خود را بنویسید و امیدوارم در صورت امتحان از تهیه این Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank لذت ببرید.

با تشکر،

بن