ربات FPV Rover کنترل شده با Wi-Fi (همراه با آردوینو ، ESP8266 و استپر موتور): 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این دستورالعمل نشان می دهد که چگونه می توان یک مریخ نورد دو چرخه کنترل از راه دور بر روی شبکه wi-fi ، با استفاده از Arduino Uno متصل به ماژول Wi-Fi ESP8266 و دو موتور پله ای طراحی کرد. ربات را می توان از طریق یک مرورگر اینترنتی معمولی و با استفاده از رابط طراحی شده توسط HTML کنترل کرد. یک تلفن هوشمند اندرویدی برای پخش ویدئو و صدا از روبات به رابط کنترل اپراتور استفاده می شود.

تعداد زیادی کیت روباتیک به صورت آنلاین با اشکال ، ابعاد و قیمت های مختلف موجود است. اما بسته به کاربرد شما ، هیچ کدام مناسب نیستند و ممکن است متوجه شوید که برای آزمایش های شما بسیار گران هستند. یا شاید فقط بخواهید به جای خرید یک سازه کامل ، ساختار مکانیکی خود را بسازید. این دستورالعمل همچنین نحوه طراحی و ساخت یک قاب اکریلیک کم هزینه برای پروژه رباتیک خود را نشان می دهد ، با استفاده از ابزارهای معمولی برای کسانی که ندارند دسترسی به پرینترهای سه بعدی گران قیمت یا برش لیزری. یک پلت فرم روباتیک ساده ارائه شده است.

این راهنما ممکن است طوری تنظیم شود که شکل یا رابط کنترل آن تغییر کند. برای سایر پروژه های رباتیک من ("Robô da Alegria") اقتباس شده است ، که می توانید در پیوندهای زیر بررسی کنید:

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

[هشدار: برخی از عکس ها قدیمی هستند ، زیرا طراحی بیشتر بهبود یافته است. با این حال ، ایده ارائه شده در اینجا هنوز معتبر است.]

مرحله 1: ابزارها

ابزارهای زیر برای ساخت این نمونه اولیه مورد نیاز است:

• اره دستی (برای انجام برش های اولیه ورق اکریلیک)
• محافظ صفحه نمایش (برای قرار دادن پیچ و مهره)
• خط کش (برای اندازه گیری ابعاد)
• چاقوی کاربردی (برای برش ورق اکریلیک)
• دستگاه حفاری (ایجاد سوراخ برای پیچ و مهره)
• کاغذ سنباده (برای صاف کردن لبه های خشن)

مرحله 2: ساختار مکانیکی و مواد

برای ساخت یک ربات سفارشی ، ابتدا باید ساختار مکانیکی خود را طراحی کنید. بسته به برنامه شما ، ممکن است آسان باشد یا پر از جزئیات و محدودیت ها باشد. بسته به پیچیدگی مدل شما ، ممکن است لازم باشد آن را در یک نرم افزار CAD سه بعدی طراحی کنید یا فقط آن را به صورت دو بعدی بکشید.

اگر نمی خواهید ساختار مکانیکی خود را بسازید ، ممکن است ساختار کامل را به صورت آنلاین خریداری کنید. بسیاری از کیت های رباتیک به صورت آنلاین در دسترس هستند. در این حالت ، ممکن است به مرحله 6 بروید.

برای این دستورالعمل ، یک قاب اکریلیک کم هزینه برای اتصال موتورها و سایر اجزا طراحی شد. ساختار ارائه شده در این آموزش سه بعدی با استفاده از نرم افزار 123D Design CAD طراحی شده است. هر قسمت بعداً با استفاده از نرم افزار Draftsight به صورت دو بعدی تبدیل شد.

از مواد زیر استفاده شد:

• ورق اکریلیک 2 میلی متر
• چرخ های 42x19mm با لاستیک آج لاستیکی (x2)
• چرخ فولادی 49x20x32mm فولادی (x1)
• پیچ و مهره M2 x 10 میلی متر (x12)
• M2 x 1 ، مهره 5 میلی متر (x12)
• پیچ و مهره M3 x 10 میلی متر (x8)
• M3 x 1 ، مهره های 5 میلی متری (x8)
• پیچ و مهره 5/32 "x 1" (x3)
• آجیل 5/32 اینچ (x6)
• کلیپ چوب سلفی دستی
• براکت آلومینیومی 3 x 3 سانتی متر (x4)

ساخت ساختار پایه در مراحل زیر تقسیم می شود:

1. پایه اکریلیک را با توجه به ابعاد در طرح دو بعدی برش دهید.
2. سوراخ هایی را که در تصویر 2D نشان داده شده است ، سوراخ کنید.
3. مطابق نقشه سه بعدی قطعات را با پیچ و مهره نصب کنید.

متأسفانه قطر محور موتور پله ای بیشتر از دهانه روی چرخ است. بنابراین احتمالاً برای اتصال این اجزا باید از چسب استفاده کنید. برای این آموزش من یک اتصال چوبی بین محور موتور و چرخ را بداهه کردم.

مرحله 3: برش ساختار

ابتدا باید ابعاد مدل خود را به ورق اکریلیک منتقل کنید. نقاشی دو بعدی خود را با استفاده از چاپگر معمولی روی کاغذ چسبی چاپ کنید ، سپس کاغذ را در ابعاد مناسب ببرید و آن ماسک را روی سطح اکریلیک بمالید.

ممکن است از اره دستی برای برش اکریلیک مطابق ابعاد خود استفاده کنید یا از تکنیک شکستن در زیر توضیح دهید.

با چاقوی کاربردی و با کمک خط کش یا ترازو ، اکریلیک را به صورت خطوط مستقیم برش دهید. نیازی به بریدن تمام ورق از طریق ورق ندارید ، فقط برای ایجاد آهنگهایی که بعداً قطعه بریده خواهد شد ، آن را گلزنی کنید.

اکریلیک را روی یک سطح صاف قرار دهید ، آن را با چند گیره در جای خود نگه دارید و کمی فشار دهید تا ورق به دو قسمت برسد. این کار را تا زمانی که تمام برش ها انجام شود ، تکرار کنید. پس از آن ، ممکن است از کاغذ سنباده برای صاف کردن لبه های ناهموار استفاده کنید.

مرحله 4: حفاری پایه

سوراخ هایی را که در نقاشی دو بعدی نشان داده شده (در ماسک نشان داده شده است) با دستگاه حفاری سوراخ کنید.

حفاری اکریلیک نسبتاً آسان است. بنابراین اگر دستگاه حفاری را دور نیندازید ، می توانید سوراخ ها را به صورت دستی با یک ابزار تیز مانند یک چاقوی کاربردی سوراخ کنید. همچنین ممکن است از آن برای بزرگ کردن سوراخ های کوچک متناسب با اندازه پیچ و مهره ها استفاده کنید.

ماسک را بردارید و پایه شما آماده می شود.

مرحله 5: مونتاژ ساختار

مطابق تصاویر قطعات را با پیچ و مهره نصب کنید و ساختار شما آماده حرکت خواهد شد.

پیچ M3 برای نصب موتورهای پله ای استفاده می شود ، در حالی که پیچ های 5/32 اینچی برای نصب چرخ جلو و گیره تلفن هوشمند استفاده می شود.

حالا استراحت کنید و در مرحله بعد شروع به جمع آوری مدار کنید…

مرحله ششم: الکترونیک

شما به قطعات الکترونیکی زیر نیاز دارید:

• آردوینو اونو (خرید)
• ESP8266 (خرید)
• Protoshield (برای نسخه فشرده تر) یا یک نان برد معمولی (خرید)
• 1 مقاومت kohm (x2)
• مقاومت 10 اهم (x1)
• برخی از سیم های بلوز
• موتور پله ای با ULN2003driver (x2) (خرید / خرید)
• رایانه (برای کامپایل و بارگذاری کد آردوینو)
• پاور بانک (خرید)
• کابل یو اس بی

برای مونتاژ مدار به ابزار خاصی نیاز نخواهید داشت. همه اجزاء را می توانید بصورت آنلاین در فروشگاه تجارت الکترونیکی مورد علاقه خود پیدا کنید. تغذیه مدار توسط پاور بانک متصل به پورت USB آردوینو انجام می شود.

مطابق شماتیک همه کامپوننت ها را به هم وصل کنید. برای اتصال ماژول ESP-8266 و موتورهای پله ای به سیم های بلوز نیاز دارید. شما ممکن است از یک protoshield (برای یک مدار جمع و جورتر) ، یک نانبرد معمولی یا طراحی خود که دارای سپر Arduino هستید استفاده کنید. کابل USB را به برد Arduino Uno متصل کرده و به مرحله بعدی بروید.

مرحله 7: کد آردوینو

آخرین Arduino IDE را نصب کنید. در این پروژه از کتابخانه stepper.h برای کنترل موتورهای پله ای استفاده شد. هیچ کتابخانه اضافی برای ارتباط با ماژول ESP-8266 مورد نیاز نبود. لطفاً باودرات ESP8266 خود را بررسی کرده و آن را به درستی در کد تنظیم کنید.

کد آردوینو (stepperRobot.ino) را بارگیری کرده و XXXXX را با روتر فای SSID و YYYYY با رمز عبور روتر جایگزین کنید. برد آردوینو را به پورت USB کامپیوتر خود وصل کرده و کد را بارگذاری کنید.

مرحله 8: Android IP Cam

از یک تلفن هوشمند اندرویدی برای پخش فیلم و صدا از روبات به رابط کنترل استفاده شد. ممکن است برنامه را در فروشگاه Google Play (https://play.google.com/store/apps/details؟id=com.pas.webcam) پیدا کنید.

آن را نصب کرده و به مرحله بعد بروید.

مرحله 9: مدارها را در ربات قرار دهید

مدارها را در بالای ربات با استفاده از پیچ و مهره های M1 نصب کنید ، همانطور که در تصاویر نشان داده شده است.

پس از آن ، پاوربانک خود را با استفاده از یک نوار دو طرفه در پشت روبات بچسبانید (زیرا بعدا حذف آن آسان است) و تلفن هوشمند خود را در گیره قرار دهید.

مرحله 10: رابط کنترل مبتنی بر وب

یک رابط html برای کنترل ربات طراحی شده است.

interface.rar را بارگیری کرده و همه فایلها را در یک پوشه مشخص استخراج کنید. سپس آن را در فایرفاکس باز کنید.

از فرم جعبه متن در آن رابط برای وارد کردن آدرس های IP ماژول ESP و سرور ویدئو/صدا (از برنامه Android Webcam) استفاده می شود.

یک آزمایش وجود دارد اما ، که باعث می شود ربات بچرخد تا فرمان anoter دریافت شود. کلیدهای جهت دار صفحه کلید برای حرکت روبات به جلو یا عقب و چرخش به چپ یا راست استفاده می شود.

مرحله 11: استفاده

هنگامی که Arduino راه اندازی مجدد می شود ، سعی می کند شبکه wi-fi شما را به طور خودکار متصل کند. از Serial Monitor برای بررسی موفقیت آمیز بودن اتصال و دریافت IP ای که توسط روتر به ESP-8266 شما اختصاص داده شده است ، استفاده کنید. فایل html را در مرورگر اینترنت (فایرفاکس) باز کنید و این آدرس IP را در جعبه متن اطلاع دهید.

همچنین ممکن است از ابزارهای دیگر برای پیدا کردن آدرس IP ای که روتر به دستگاه خود اختصاص داده اید استفاده کنید.

Arduino Uno را از رایانه خود جدا کرده و آن را به پاور بانک وصل کنید. منتظر بمانید تا دوباره متصل شود.

برنامه IP Webcam را در تلفن هوشمند متصل به ربات راه اندازی کنید. IP ویدیو/صدا را در رابط کنترل خود تایپ کرده و به سرور متصل شوید و آماده رفتن هستید. ممکن است برای کاهش تاخیر بین زمان انتقال ، نیاز به کاهش وضوح ویدئو در برنامه داشته باشید.

روی دکمه های پیکان صفحه کلید خود کلیک کرده و نگه دارید تا ربات را بچرخانید یا آن را به جلو/عقب ببرید و از کاوش در محیط خود لذت ببرید.