Autonoomne tank Arduino peal. Kuidas teha raadio teel juhitavat tanki: kaugjuhtimispuldi ja kaameraga spioon Tee-seda-ise tankilahing arduinost

Robot koosneb raadio teel juhitava tanki šassiist ja mitmest muust komponendist, mille loetelu on toodud allpool. See on minu esimene projekt ja ma armastan Arduino platvormi. Selle roboti loomisel kasutasin materjale raamatutest ja internetist.

Vajalikud materjalid
1. Šassii raadio teel juhitavast tankist.
2. Arduino Uno.
3. Leivalaud ja džemprid.
4. Integreeritud mootoridraiver SN754410NE.
5. Standardne servo.
6. Ultraheli kaugusmõõtja.
7. 9V aku ja pistik selle jaoks.
8. 4 D akut ja nende jaoks pistik.
9. USB A-B kaabel.
10. Alus 6" x 6".

Instrumendid
1. Kruvikeerajate komplekt.
2. Kuumliimi püstol.
3. Joote- ja jootekolb.

Šassii

Võtsin šassii 10 dollari eest ostetud paagist. Aluse saab selle külge kinnitada ükskõik kuhu, aga mina kinnitasin selle keskele.

Mootorijuht SN754410NE

Mootorite juhtimiseks kasutasin draiverit SN754410NE. Ma kasutasin seda, sest mul oli see, kuid võite kasutada mõnda muud, näiteks L293.

Nüüd draiveri ühendamise kohta Arduino Unoga. Ühendage kõik GND tihvtid (4,5,12,13) ​​leivaplaadi GND-ga. Ühendage draiveri tihvtid 1 ja 16 Arduino kontaktidega 9 ja 10. Ühendage draiveri tihvtid 2 ja 7 Arduino tihvtidega 3 ja 4, need on vasakpoolse mootori juhttihvtid. Ühendage draiveri tihvtid 10 ja 15 Arduino tihvtidega 5 ja 6, need on õiged mootori juhttihvtid. Ühendage tihvtid 3 ja 6 vasakpoolse mootoriga ning tihvtid 14 ja 11 paremale. Kontaktid 8 ja 16 tuleb ühendada leivaplaadi vooluvõrku. Toide: 9V aku.

Ultraheli kaugusmõõtja aitab robotil liikumise ajal takistusi vältida. See asub tavalisel servol, mis asub roboti esiküljel. Kui robot märkab objekti 10 cm kaugusel, hakkab servo pöörlema, otsima läbipääsu ja seejärel otsustab Arduino, kummal küljel on kõige meeldivam liikuda.
Kinnitage selle külge pistik. Piirake servot nii, et see ei saaks kummalegi poole pöörata rohkem kui 90 kraadi.

Anduril on kolm kontakti GND, 5V ja signaal. GND ühendus GND-ga, 5 V Arduino 5 V ja signaaliühendus Arduino viiguga 7.

Toitumine

Arduino toiteallikaks on 9 V aku vastava pistiku kaudu. Mootorite toiteks kasutasin 4 D suuruses akut ja vastavat pistikut. Mootorite toiteks ühendage juhtmed hoidikust plaadiga SN754410NE abil.

Kokkupanek

Kui kõik osad on valmis, on aeg need kokku panna. Kõigepealt peame Arduino aluse külge kinnitama. Seejärel kinnitame kuumaliimi abil servoga kaugusmõõtja roboti esiosa külge. Seejärel tuleb patareid kinnitada. Saate need paigutada kõikjale, kus soovite, kuid ma asetasin need Arduino kõrvale. Kui kõik on valmis, saad roboti sisse lülitada, et veenduda Arduino töös.

Programm

Seega on pärast roboti kokkupanemist aeg sellele programm kirjutada. Pärast paari päeva möödumist kirjutasin selle.
Robot liigub sirgjooneliselt seni, kuni objekt on kaugemal kui 10 cm. Objekti märkamisel hakkab ta andurit pöörama, otsides teed. Kui skaneerimine on lõppenud, valib programm liikumiseks optimaalse külje. Kui robot on ummikus, pöördub see 180 kraadi.
Programmi saab alla laadida allpool. Saate seda muuta ja täiendada.

Roboti põhiosa moodustab raadio teel juhitava tanki šassii ja muud komponendid, nende loetelu kirjutatakse allpool. See tank on autori esimene projekt Arduino platvormil ja tal oli hea meel, et ta seda kasutas. Autor kasutas materjale ja raamatuid Internetist.

Materjalid ja tööriistad:
- Paagi šassii
- Arduino Uno
- Džemprid ja leivalaud
- Integreeritud mootoridraiver SN754410NE
- Tavaline servo
- Ultraheli kaugusmõõtja
- 9V aku koos selle pesaga
- D tüüpi akud
- USB-kaabel Arduino jaoks
- Šassii alus
- Kruvikeerajad
- Soojuspüstol ja liim selle jaoks
- Jootekolb ja joodis

Esimene samm. Paagi šassii.
Autor võttis šassii vanalt kirbukalt ostetud Abramsi tankilt. Saadud paak demonteeriti, et saaks sellelt šassii eemaldada. Pole vaja kasutada sama tanki, sobib iga raadio teel juhitav. Pealegi jättis originaalmootor palju soovida, nii et pidin ise kokku panema, selle kokkupanek on järgmises etapis. Pärast šassii ettevalmistamist kinnitas autor aluse neile kuuma liimiga. Pole tähtis, kus see fikseeritakse, kuid see otsustati kleepida keskele.

Teine samm. Mootori juht.
Mootori juhtimiseks kasutatakse draiverit SN754410NE, autor kasutas seda, kuna see oli saadaval, võite võtta mis tahes sarnase.
Draiveri ühendamine Arduinoga on järgmine:

Kõik GND tihvtid on ühendatud leivaplaadi GND tihvtidega.
- Arduino 9 ja 10 juhi tihvtid 1 ja 16.
- Draiveri kontaktid 2 ja 7 on ühendatud Arduino kontaktidega 3 ja 4 (need vastutavad vasakpoolse mootori juhtimise eest).
- Arduino tihvtid 5 ja 6 on ühendatud draiveri tihvtidega 10 ja 15 (need vastutavad õige mootori juhtimise eest).
- Kontaktid 3 ja 6 on ühendatud vasakpoolse mootoriga ning 14 ja 11 parema mootoriga.
- Kontaktid 8 ja 16 peavad olema ühendatud Bredboardi vooluvõrku, toiteallikaks 9 V aku.

Kolmas samm. Kaugusmõõturi paigaldamine.
Ultraheliandur võimaldab robotil liikumise ajal vältida tema teel olevaid takistusi. Andur asub tavalisel servol ja paigaldatakse roboti esiosale. Sel hetkel, kui robot märkab takistust 10 cm raadiuses, hakkab servo pöörama mõlemas suunas, otsides seeläbi läbipääsu. Arduino loeb andurilt infot ja otsustab, kumb pool on edasiseks liikumiseks soodsam.
Esiteks on anduri külge kinnitatud servo. Autor fikseerib servo nii, et see suudab pöörata kummaski suunas vaid 90 kraadi ehk teisisõnu saab servo täispööre 180 kraadi.

Anduril on kolm kontakti GND, signaal ja 5V. 5 V toide on ühendatud Arduino 5 V toitega, GND GND ja signaal Arduino viiguga 7.

Neljas samm. Toitumine.
Arduino saab voolu läbi 9V aku, see on ühendatud vastavasse pistikusse. Mootoreid toidavad neli akuhoidikusse paigaldatud D-tüüpi akut. Mootorite toiteks ühendatakse hoidiku juhtmed plaadiga, millele on juba paigaldatud mootoridraiver SN754410NE.

Viies samm. Roboti kokkupanek.
Pärast kõigi eelmiste sammude sooritamist on aeg kõik üksikasjad kokku panna. Esiteks kinnitatakse Arduino paagi põhja külge. Pärast seda kinnitatakse kuumliimi abil roboti esiosale ultraheli kaugusmõõtur. Seejärel parandab autor Arduino kõrval olevad patareid. Patareid saab paigaldada paagi mis tahes osale. Pärast kõigi komponentide paigaldamist tõsteti kõik juhtmed üles ja plaadile pandi toide, et veenduda montaaži õigsuses.

Kuues samm. Programmi kood.
Pärast paagi kokkupaneku lõpetamist on aeg selle jaoks programm kirjutada. Programm peaks näitama robotile, millal liikuda ja millal liikumine lõpetada, et vältida kokkupõrget takistusega. Autori koodi kirjutamisel

Ehitame esimese isiku RC tanki, mida saab juhtida kuni 2 kilomeetri kauguselt! Minu projekt põhines puldiga kulguril, seda on lihtne kokku panna, lihtne programmeerida ja suurepärane projekt harrastajatele!

Bot on väga kiire ja väle, rääkimata sellest, et see kannab kahte võimsat mootorit! See ületab kindlasti inimese, olenemata sellest, mis pinnal võistlused on!

Bot on endiselt prototüüp isegi pärast kuudepikkust arendustööd.

Mis on siis FPV?
FPV ehk First Person View on esimese isiku vaade. Tavaliselt näeme FPV-d konsoolidel ja arvutitel mängides, näiteks võidusõidumängudes. FPV-d kasutavad sõjaväelased ka järelevalveks, kaitseks või kaitsealade kontrollimiseks. Harrastajad kasutavad neljakopterites FPV-d õhust filmimiseks ja lihtsalt lõbu pärast. See kõik kõlab umbes sama lahedalt kui neljakopteri ehitamine maksab, nii et otsustasime ehitada midagi väiksemat, mis sõidab maas.

Kuidas seda hallata?
Bot põhineb Arduino plaadil. Kuna Arduino toetab mitmesuguseid lisandmooduleid ja mooduleid (RC / WiFi / Bluetooth), saate valida mis tahes suhtlustüübi. Selle koostu jaoks kasutame spetsiaalseid komponente, mis võimaldavad juhtida pikki vahemaid, kasutades 2,4 GHz saatjat ja vastuvõtjat, mis juhib robotit.

Viimases etapis on demovideo.

1. samm: tööriistad ja materjalid

Ostan enamiku osadest oma kohalikest hobipoodidest, ülejäänud leian veebist – lihtsalt otsige parimaid pakkumisi. Kasutan paljusid Tamiya lahendusi ja minu juhised on kirjutatud seda funktsiooni silmas pidades.

Varuosi ja materjale ostsin Gearbestist - sel ajal oli neil soodusmüük.

Meil on vaja:

• Arduino UNO R3 kloon
• Pololu Dual VNH5019 mootorikaitse (2x30A)
• Kinnitage isad
• 4 vahetükki
• Kruvid ja mutrid
• Signaaliedastusmoodul (saatja) 2,4 Ghz – loe täpsemalt 13. sammust
• Vastuvõtja 2,4 Ghz vähemalt kahe kanali jaoks
• 2 mootoriga Tamiya Plasma Dash / Hyper Dash 3
• Tamiya Twin Motor käigukasti komplekt (kaasas varumootorid)
• 2 universaalset Tamiya plaati
• Tamiya roomikute ja rataste komplekt
• 3 Li-polümeer akut 1500mAh
• POV-kaamera, mis toetab suuna ja suumi kaugjuhtimist
• saatja ja vastuvõtja FPV 5.8Ghz 200mW jaoks
• pudel superliimi
• Kuum liim

Tööriist:

• Multitööriist
• Kruvikeerajate komplekt
• Dremel

2. samm: paariskäigukasti kokkupanek

Aeg käigukast lahti pakkida. Lihtsalt järgi juhiseid ja kõik läheb hästi.

Oluline märkus: kasutage ülekandearvu 58:1!!!

• määrige hammasrattaid enne kasti kokkupanemist, mitte pärast
• ärge unustage metallist vahepuid, muidu kast kriuksub
• kasutage 58:1 käiguvormingut, see on kiirem kui 204:1

3. samm: täiustage mootoreid

Käigukast tuleb küll mootoritega, aga need on minu meelest väga aeglased. Seetõttu otsustasin Plasma Dash mootorite asemel projektis kasutada Hyper dash mootoreid, mis tarbivad rohkem energiat.

Plasma Dash mootorid on aga Tamiya 4WD mootorite seeria kiireimad. Mootorid on kallid, kuid selle raha eest saate parema toote. Need süsinikkattega mootorid pöörlevad 29 000 p / min 3 V ja 36 000 p / min 7 V juures.

Mootorid on loodud töötama 3 V toiteallikate ja kasvava pingega, kuigi see suurendab jõudlust, kuid vähendab nende kasutusiga. Pololu 2x30 mootoridraiveri ja kahe liitiumpolümeerakuga tuleks Arduino tarkvara maksimaalseks kiiruseks seada 320/400, mida see tähendab, saad teada peagi koodisammu käigus.

4. samm: mootoridraiverid

Mulle on robootika meeldinud juba väga pikka aega ja võin öelda. et parim mootorijuht on Pololu Dual VNH5019. Kui rääkida võimsusest ja efektiivsusest, siis see on parim valik, aga kui me räägime hinnast, siis ilmselgelt pole ta meie sõber.

Teine võimalus oleks ehitada L298 draiver. 1 L298 on mõeldud ühele mootorile, mis on parim lahendus suure vooluga mootoritele. Näitan teile, kuidas sellisest draiverist oma versioon luua.

5. samm: rööbastee kokkupanek

Kasutage oma kujutlusvõimet ja seadistage rajad oma maitse järgi.

6. samm: kruvige vahetükid ja kinnitage FPV

Jällegi kasutage oma kujutlusvõimet ja mõelge välja, kuidas asetada tugipostid ja kaamera esimese inimese vaatamiseks. Kinnitage kõik kuuma liimiga. Kinnitage ülemine plaat ja puurige augud FPV antenni paigaldamiseks ja paigaldatud vahedetailide alla, seejärel keerake kõik oma kohale.

7. samm: ülemine tekk

Ülemise teki loomise eesmärk oli suurendada vaba ruumi, kuna FPV komponendid võtavad drooni põhjas palju ruumi, jätmata ruumi Arduinole ja mootorijuhile.

8. samm: installige Arduino ja mootoridraiver

Lihtsalt kruvige või liimige Arduino ülemisele tekile oma kohale ja seejärel dokkige selle peale mootoridraiver.

9. samm: vastuvõtja mooduli installimine

On aeg ühendada Rx-moodul Arduinoga. Ühendage kanalite 1 ja 2 abil kanal 1 A0-ga ja kanal 2 A1-ga. Ühendage vastuvõtja Arduino 5 V ja GND kontaktidega.

10. samm: ühendage mootorid ja akud

Jootke juhtmed mootori külge ja ühendage need vastavalt kanalitele draiveriga. Aku jaoks peate looma oma pistiku, kasutades JST isas- ja Dyna isaspistikuid. Vaadake fotosid, et paremini mõista, mida teilt nõutakse.

11. samm: aku

Võtke aku ja määrake koht, kuhu selle paigaldate.

Kui olete sellele koha leidnud, looge akuga ühendamiseks isane adapter. 3S 12V Li-po aku toidab FPV-kaamerat, mootorit ja Arduinot, seega peate looma mootori toiteliini ja FPV-liini jaoks pistiku.

12. samm: Arduino kood (C++)

Kood on väga lihtne, laadige see lihtsalt üles ja see peaks töötama koos VNH mootori draiveriga (laadige kindlasti draiveriteek alla ja pange see Arduino teekide kausta).

Kood on sarnane Zumobot RC-ga, muutsin lihtsalt mootoridraiveri teeki ja muutsin mõnda asja.

L298 draiveri jaoks kasutage tavalist Zumoboti programmi, lihtsalt ühendage kõik vastavalt teegis kirjutatud viisile.

#define PWM_L 10 ///vasak mootor
#define PWM_R 9
#define DIR_L 8 ///vasak mootor
#define DIR_R 7

Lihtsalt laadige kood üles ja liikuge järgmise sammu juurde.

Failid

13. samm: kontroller

Turul on raadio teel juhitavate mänguasjade jaoks erinevat tüüpi kontrollereid: vee, maa, õhu jaoks. Need töötavad ka erinevatel sagedustel: AM, FM, 2,4GHz, kuid lõpuks jäävad need kõik tavalisteks kontrolleriteks. Ma ei tea selle kontrolleri täpset nimetust, kuid tean, et seda kasutatakse õhudroonide jaoks ja sellel on rohkem kanaleid kui maa- või veekanalitel.

Kasutan praegu Turnigy 9XR saatja režiimi 2 (moodulit pole). Nagu näete, ütleb nimi, et see on mooduliteta, mis tähendab, et saate valida, milline 2,4 GHz sidemoodul sinna sisse ehitada. Turul on kümneid kaubamärke, millel on oma kasutus-, juhtimis-, vahemaa- ja muud mitmesugused funktsioonid. Praegu kasutan FrSky DJT 2,4 GHz kombineeritud paketti JR-ile koos telemeetriamooduli ja V8FR-II RX-iga, mis on pisut kallis, kuid vaadake tehnilisi andmeid ja mugavusi, hind ei tundu kõigi jaoks suur. seda headust. Lisaks tuleb moodul kohe vastuvõtjaga kaasa!

Ja pidage meeles, et isegi kui teil on kontroller ja moodulid, ei saa te seda sisse lülitada enne, kui saate kontrolleriga sobivad patareid. Igal juhul leidke endale sobiv kontroller ja siis otsustate õigete patareide üle.

Näpunäide: kui olete algaja, siis otsige abi kohalikest hobipoodidest või leidke raadioamatöör-huviliste seltskondi, sest see samm pole lihtsalt nali ja teil on vaja välja käia märkimisväärne summa.

14. samm: kontrollige

Esmalt lülitage sisse bot, seejärel lülitage sisse saatja moodul, pärast seda peaks vastuvõtja moodul teavitama edukast sidumisest LED-i vilkumisega.

FPV juhend algajatele

Botile paigaldatud osa nimetatakse FPV-saatjaks ja kaameraks ning teie käes olevat osa nimetatakse FPV-vastuvõtjaks. Vastuvõtja ühendub mis tahes ekraaniga – olgu see siis LCD, teler, TFT vms. Kõik, mida pead tegema, on sisestada sellesse patareid või ühendada see toiteallikaga. Lülitage see sisse, seejärel muutke vajadusel vastuvõtja kanalit. Pärast seda peaksite nägema ekraanil seda, mida teie robot näeb.

FPV signaali vahemik

Projektis kasutati odavat moodulit, mis võib töötada kuni 1,5 - 2 km kaugusel, kuid see kehtib seadme kasutamisel avatud ruumis, kui soovite saada tugevamat signaali, siis osta suurema võimsusega saatja, näiteks 1000 mW . Pange tähele, et minu saatja on ainult 200 mW ja see oli odavaim, mida ma leidsin.

Viimane samm on lõbutseda oma uut spioonitanki kaameraga sõites!