Autonomā tvertne uz Arduino. Kā izveidot radiovadāmu tanku: spiegs ar tālvadības pulti un kameru “dari pats” tanku kauja no arduino

Robots sastāv no šasijas no radiovadāmas tvertnes un vairākām citām sastāvdaļām, kuru saraksts ir sniegts zemāk. Šis ir mans pirmais projekts vietnē, un man patīk Arduino platforma. Veidojot šo robotu, izmantoju materiālus no grāmatām un interneta.

Nepieciešamie materiāli
1. Šasija no radiovadāmas tvertnes.
2. Arduino Uno.
3. Maizes dēlis un džemperi.
4. Integrēts motora draiveris SN754410NE.
5. Standarta servo.
6. Ultraskaņas tālmērs.
7. 9V akumulators un savienotājs tam.
8. 4 D baterijas un savienotājs tiem.
9. USB A-B kabelis.
10. Pamatne 6"x6".

Instrumenti
1. Skrūvgriežu komplekts.
2. Karstās līmes pistole.
3. Lodmetāls un lodāmurs.

Šasija

Es paņēmu šasiju no tvertnes, kas nopirkta par 10 USD. Pamatni tam var piestiprināt jebkur, bet es piestiprināju pa vidu.

Motora vadītājs SN754410NE

Motoru vadīšanai izmantoju draiveri SN754410NE. Es to izmantoju, jo man tas bija, bet jūs varat izmantot citu, piemēram, L293.

Tagad par draivera savienošanu ar Arduino Uno. Savienojiet visas GND tapas (4,5,12,13) ​​ar maizes paneļa GND. Savienojiet draivera tapas 1 un 16 ar Arduino tapām 9 un 10. Savienojiet draivera tapas 2 un 7 ar Arduino tapām 3 un 4, tās ir kreisā motora vadības tapas. Savienojiet draivera tapas 10 un 15 ar Arduino tapām 5 un 6, tās ir pareizās motora vadības tapas. Pievienojiet 3. un 6. tapas kreisajam motoram un 14. un 11. tapas labajā pusē. 8. un 16. tapām jābūt savienotām ar maizes paneļa barošanu. Barošana: 9V akumulators.

Ultraskaņas tālmērs palīdz robotam kustības laikā izvairīties no šķēršļiem. Tas atrodas uz standarta servo, kas atrodas robota priekšpusē. Kad robots pamana objektu 10 cm attālumā, servo sāk griezties, meklējot eju, un tad Arduino izlemj, kuru pusi ir vispatīkamāk pārvietot.
Pievienojiet tam savienotāju. Ierobežojiet servo tā, lai tas nevarētu pagriezties vairāk par 90 grādiem uz katru pusi.

Sensoram ir trīs kontakti GND, 5V un signāls. GND pievienojiet GND, 5 V ar Arduino 5 V un signāla savienojumu ar Arduino kontaktu 7.

Uzturs

Arduino darbina 9 V akumulators, izmantojot atbilstošo savienotāju. Motoru darbināšanai izmantoju 4 D izmēra akumulatorus un atbilstošo savienotāju. Lai darbinātu motorus, savienojiet vadus no turētāja ar plati ar SN754410NE.

Montāža

Kad visas detaļas ir gatavas, laiks tās salikt. Vispirms mums ir jāpievieno Arduino pie pamatnes. Pēc tam ar karstās līmes palīdzību tālmēru ar servo piestiprināsim pie robota priekšpuses. Pēc tam jums jāpievieno baterijas. Jūs varat tos novietot visur, kur vēlaties, bet es novietoju tos blakus Arduino. Kad viss ir gatavs, varat ieslēgt robotu, lai pārliecinātos, ka Arduino darbojas.

Programma

Tātad, pēc robota salikšanas ir pienācis laiks rakstīt tam programmu. Pēc pāris dienām es to uzrakstīju.
Robots pārvietosies taisnā līnijā, kamēr objekts atrodas tālāk par 10 cm.Pamanot objektu, tas sāk griezt sensoru, meklējot ceļu. Kad skenēšana ir pabeigta, programma izvēlas optimālo pusi kustībai. Ja robots atrodas strupceļā, tas pagriežas par 180 grādiem.
Programmu var lejupielādēt zemāk. Jūs varat to mainīt un papildināt.

Galvenā robota daļa ir šasija no radiovadāmās tvertnes un citas sastāvdaļas, to saraksts tiks rakstīts zemāk. Šī tvertne ir autora pirmais projekts Arduino platformā, un viņš bija gandarīts, ka to izmantoja. Autore izmantoja materiālus un grāmatas no interneta.

Materiāli un instrumenti:
- Tvertnes šasija
- Arduino Uno
- Džemperi un maizes dēlis
- Integrēts motora draiveris SN754410NE
- Parastā servo
- Ultraskaņas diapazona meklētājs
- 9V akumulators ar tam paredzētu savienotāju
- D tipa baterijas
- USB kabelis priekš Arduino
- Šasijas bāze
- Skrūvgrieži
- Termopistole un līme tam
- Lodāmurs un lodmetāls

Pirmais solis. Tvertnes šasija.
Autore šasiju paņēma no vecas krāmu tirgū pirktas Abrams tanka. Iegūtā tvertne tika izjaukta, lai no tās varētu noņemt šasiju. Nav obligāti jāizmanto viena un tā pati tvertne, derēs jebkura radiovadāma. Turklāt oriģinālais motors atstāja daudz vēlamo, tāpēc man bija jāsamontē savs, tā montāža būs nākamajā solī. Sagatavojis šasijas, autore piestiprināja tām pamatni ar karstu līmi. Nav svarīgi, kur tas tiks salabots, bet tika nolemts to ielīmēt centrā.

Otrais solis. Dzinēja vadītājs.
Dzinēja vadīšanai tiek izmantots draiveris SN754410NE, autors to izmantoja, jo tas bija pieejams, varat ņemt jebkuru līdzīgu.
Draivera savienošana ar Arduino ir šāda:

Visas GND tapas ir savienotas ar maizes paneļa GND tapām.
- Vadītāja tapas 1 un 16 uz Arduino 9 un 10.
- Vadītāja 2. un 7. tapas ir savienotas ar Arduino 3. un 4. tapām (tie ir atbildīgi par kreisā motora vadību).
- Arduino tapas 5 un 6 ir savienotas ar vadītāja tapām 10 un 15 (tie ir atbildīgi par labā motora vadību).
- 3. un 6. tapas ir savienotas ar kreiso motoru, bet 14. un 11. – ar labo motoru.
- 8. un 16. kontaktdakšai jābūt savienotai ar Bredboard strāvas padevi, ko darbina 9 V akumulators.

Trešais solis. Tālmēra uzstādīšana.
Ultraskaņas sensors ļauj robotam kustības laikā izvairīties no šķēršļiem savā ceļā. Sensors atrodas uz standarta servo un tiks uzstādīts robota priekšpusē. Brīdī, kad robots pamanīs šķērsli 10 cm robežās, servo sāks griezties abos virzienos, tādējādi meklējot eju. Arduino nolasa informāciju no sensora un izlemj, kura puse ir labvēlīgāka tālākai kustībai.
Pirmkārt, sensoram ir pievienots servo. Autors servo fiksē tā, lai tas varētu pagriezties tikai par 90 grādiem katrā virzienā, proti, pilns servo pagrieziens būs 180 grādi.

Sensoram ir trīs kontakti GND, signāls un 5V. 5 V barošana ir savienota ar Arduino 5 V barošanu, GND ar GND un signāls ar Arduino kontaktu 7.

Ceturtais solis. Uzturs.
Arduino strāvu saņem caur 9V akumulatoru, tas ir savienots ar atbilstošo savienotāju. Motorus darbina četri D tipa akumulatori, kas uzstādīti akumulatora turētājā. Lai darbinātu motorus, turētāja vadi ir savienoti ar plati, uz kuras jau ir uzstādīts SN754410NE motora draiveris.

Piektais solis. Robotu montāža.
Pēc visu iepriekšējo darbību veikšanas ir pienācis laiks apvienot visas detaļas. Pirmkārt, Arduino ir piestiprināts pie tvertnes pamatnes. Pēc tam, izmantojot karsto līmi, robota priekšpusē tiek piestiprināts ultraskaņas tālmērs. Pēc tam autors salabo baterijas blakus Arduino. Baterijas var uzstādīt jebkurā tvertnes daļā. Pēc visu komponentu uzstādīšanas visi vadi tika pacelti un dēlis tika pieslēgts strāvai, lai pārliecinātos, ka montāža ir pareiza.

Sestais solis. Programmas kods.
Kad tvertnes montāža ir pabeigta, ir pienācis laiks rakstīt tai programmu. Programmai ir jāparāda robotam, kad jākustas un kad jāpārtrauc kustība, lai izvairītos no šķēršļa. Rakstot kodu no autora

Uzbūvēsim pirmās personas RC tanku, kuru var vadīt pat 2 kilometru attālumā! Mans projekts bija balstīts uz tālvadības pulti, viegli saliekams, viegli programmējams un lielisks projekts hobijiem!

Bots ir ļoti ātrs un veikls, nemaz nerunājot par to, ka tam ir divi jaudīgi dzinēji! Tas noteikti apsteigs cilvēku neatkarīgi no tā, uz kāda seguma atrodas sacīkstes!

Bots joprojām ir prototips pat pēc mēnešiem ilgas izstrādes.

Tātad, kas ir FPV?
FPV jeb pirmās personas skats ir pirmās personas skats. Parasti mēs redzam FPV, spēlējot uz konsolēm un datoriem, piemēram, sacīkšu spēlēs. FPV izmanto arī militārpersonas novērošanai, aizsardzībai vai aizsargājamo teritoriju kontrolei. Hobiji izmanto FPV kvadrokopteros filmēšanai no gaisa un vienkārši izklaidei. Tas viss izklausās tikpat forši, cik izmaksā kvadrokoptera uzbūvēšana, tāpēc nolēmām uzbūvēt kaut ko mazāku, kas brauc uz zemes.

Kā to pārvaldīt?
Bots ir balstīts uz Arduino dēli. Tā kā Arduino atbalsta plašu papildinājumu un moduļu klāstu (RC / WiFi / Bluetooth), varat izvēlēties jebkuru no saziņas veidiem. Šai montāžai izmantosim īpašas sastāvdaļas, kas ļaus kontrolēt lielos attālumos, izmantojot 2.4Ghz raidītāju un uztvērēju, kas kontrolē botu.

Pēdējā darbībā ir demonstrācijas video.

1. darbība: instrumenti un materiāli

Lielāko daļu detaļu pērku no saviem vietējiem hobiju veikaliem, pārējās atrodu tiešsaistē — vienkārši meklējiet labākos piedāvājumus. Es izmantoju daudzus Tamiya risinājumus, un manas instrukcijas ir rakstītas, paturot prātā šo funkciju.

Rezerves daļas un materiālus pirku Gearbest - tajā laikā viņiem bija izpārdošana.

Mums būs nepieciešams:

• Arduino UNO R3 klons
• Pololu Dual VNH5019 motora vairogs (2x30A)
• Piespraud tēti
• 4 starplikas
• Skrūves un uzgriežņi
• Signāla pārraides modulis (raidītājs) 2,4 Ghz - lasiet vairāk 13. darbībā
• Uztvērējs 2,4 Ghz vismaz diviem kanāliem
• 2 motori Tamiya Plasma Dash / Hyper dash 3
• Tamiya Twin Motor pārnesumkārbas komplekts (komplektā iekļauti motori)
• 2 universāli Tamiya dēļi
• Tamiya kāpurķēžu un riteņu komplekts
• 3 litija polimēru akumulatori 1500mAh
• POV kamera ar atbalstu virziena un tālummaiņas tālvadībai
• raidītājs un uztvērējs FPV 5.8Ghz 200mW
• superlīmes pudele
• Karstā līme

Rīks:

• Daudzfunkciju rīks
• Skrūvgriežu komplekts
• Dremel

2. darbība. Pārī savienotas pārnesumkārbas montāža

Laiks izpakot ātrumkārbu. Vienkārši izpildiet norādījumus, un jums būs labi.

Svarīga piezīme: izmantojiet pārnesumu attiecību 58:1!!!

• ieeļļojiet pārnesumus pirms kastes montāžas, nevis pēc tam
• neaizmirstiet par metāla starplikām, pretējā gadījumā kaste čīkstēs
• izmantojiet 58:1 pārnesumu formātu, tas ir ātrāks par 204:1

3. darbība: uzlabojiet motorus

Ātrumkārbai ir dzinēji, bet tie, manuprāt, ir ļoti lēni. Tāpēc es nolēmu projektā izmantot Hyper dash motorus, nevis Plasma Dash motorus, kas patērē vairāk enerģijas.

Tomēr Plasma Dash motori ir ātrākie Tamiya 4WD motoru sērijā. Motori ir dārgi, bet jūs saņemat labāku produktu par naudu. Šie motori ar oglekļa pārklājumu griežas pie 29 000 apgr./min pie 3 V un 36 000 apgr./min pie 7 V.

Motori ir paredzēti darbam ar 3V barošanas avotiem un sprieguma palielināšanu, lai gan tas palielina veiktspēju, bet samazina to kalpošanas laiku. Izmantojot Pololu 2x30 motora draiveri un divus litija polimēru akumulatorus, Arduino programmatūrai jābūt iestatītam uz maksimālo ātrumu 320/400, ko tas nozīmē, uzzināsiet drīz koda solī.

4. darbība: motoru vadītāji

Man ļoti ilgi patīk robotika, un es varu teikt. ka labākais motora vadītājs ir Pololu Dual VNH5019. Runājot par jaudu un efektivitāti, tas ir labākais risinājums, bet, runājot par cenu, viņš acīmredzami nav mūsu draugs.

Vēl viena iespēja būtu izveidot L298 draiveri. 1 L298 ir paredzēts vienam motoram, kas ir labākais risinājums lielas strāvas motoriem. Es jums parādīšu, kā izveidot savu šāda draivera versiju.

5. darbība: sliežu ceļa montāža

Izmantojiet savu iztēli un konfigurējiet dziesmas pēc saviem ieskatiem.

6. solis: pieskrūvējiet starplikas un piestipriniet FPV

Atkal izmantojiet savu iztēli un izdomājiet, kā novietot statņus un kameru, lai redzētu pirmo personu. Nostipriniet visu ar karstu līmi. Pievienojiet augšējo klāju un izurbiet caurumus FPV antenas uzstādīšanai un zem uzstādītajām starplikām, pēc tam pieskrūvējiet visu vietā.

7. darbība: augšējais klājs

Augšējā klāja izveides mērķis bija palielināt brīvo vietu, jo FPV komponenti aizņem daudz vietas drona apakšā, neatstājot vietu Arduino un motora vadītājam.

8. darbība: instalējiet Arduino un motora draiveri

Vienkārši pieskrūvējiet vai pielīmējiet Arduino vietā augšējā klājā un pēc tam pievienojiet motora draiveri virs tā.

9. solis: uztvērēja moduļa instalēšana

Ir pienācis laiks savienot Rx moduli ar Arduino. Izmantojot 1. un 2. kanālu, savienojiet 1. kanālu ar A0 un 2. kanālu ar A1. Savienojiet uztvērēju ar 5V un GND tapām uz Arduino.

10. darbība: pievienojiet motorus un akumulatorus

Pielodējiet vadus pie motora un pievienojiet tos draiverim atbilstoši kanāliem. Akumulatoram jums būs jāizveido savs savienotājs, izmantojot JST vīrieša un Dyna vīrieša spraudņus. Apskatiet fotoattēlus, lai labāk saprastu, kas no jums tiek prasīts.

11. darbība. Akumulators

Paņemiet akumulatoru un nosakiet vietu, kur to uzstādīsit.

Kad esat atradis tam vietu, izveidojiet vīrieša adapteri, lai izveidotu savienojumu ar akumulatoru. 3S 12V Li-po akumulators darbinās FPV kameru, motoru un Arduino, tāpēc jums būs jāizveido savienotājs motora barošanas līnijai un FPV līnijai.

12. darbība: Arduino kods (C++)

Kods ir ļoti vienkāršs, vienkārši augšupielādējiet to, un tam vajadzētu darboties ar VNH motora draiveri (noteikti lejupielādējiet draivera bibliotēku un ievietojiet to mapē Arduino bibliotēkas).

Kods ir līdzīgs Zumobot RC, es tikko nomainīju motora draivera bibliotēku un pielāgoju dažas lietas.

L298 draiverim izmantojiet standarta Zumobot programmu, vienkārši pievienojiet visu atbilstoši tam, kā tas ir rakstīts bibliotēkā.

#define PWM_L 10 ///kreisais motors
#define PWM_R 9
#define DIR_L 8 ///kreisais motors
#define DIR_R 7

Vienkārši augšupielādējiet kodu un pārejiet pie nākamās darbības.

Faili

13. darbība: kontrolieris

Tirgū ir pieejami dažādi radiovadāmo rotaļlietu kontrolieri: ūdenim, zemei, gaisam. Tie darbojas arī dažādās frekvencēs: AM, FM, 2,4 GHz, bet galu galā tie visi paliek parastie kontrolieri. Es nezinu precīzu kontroliera nosaukumu, bet zinu, ka to izmanto gaisa droniem un tam ir vairāk kanālu nekā zemes vai ūdens.

Pašlaik izmantoju Turnigy 9XR raidītāja režīmu 2 (bez moduļa). Kā redzat, nosaukums saka, ka tas ir bez moduļu, kas nozīmē, ka jūs izvēlaties, kuru 2,4 GHz sakaru moduli tajā iebūvēt. Tirgū ir pieejami desmitiem zīmolu, kuriem ir savas lietošanas, vadības, attāluma un citas dažādas funkcijas. Pašlaik es izmantoju FrSky DJT 2,4 GHz kombinēto pakotni JR ar telemetrijas moduli un V8FR-II RX, kas ir nedaudz dārga, taču paskatieties uz specifikācijām un gardumiem, cena šķiet maza visiem. ka labestība. Turklāt modulis tiek piegādāts uzreiz kopā ar uztvērēju!

Un atcerieties, ka pat tad, ja jums ir kontrolieris un moduļi, jūs to nevarēsit ieslēgt, kamēr neiegūsit kontrolierim atbilstošas ​​baterijas. Jebkurā gadījumā atrodiet sev piemērotāko kontrolieri un tad izlemsiet par pareizajām baterijām.

Padoms: ja esat iesācējs, tad meklējiet palīdzību vietējos hobiju veikaliņos vai atrodiet radioamatieru entuziastu grupas, jo šis solis nav tikai joks un jums būs jāiekasē ievērojama naudas summa.

14. darbība: pārbaudiet

Vispirms ieslēdziet botu, pēc tam ieslēdziet raidītāja moduli, pēc tam uztvērēja modulim, mirgojot gaismas diodei, vajadzētu norādīt uz veiksmīgu saistīšanu.

Rokasgrāmata FPV iesācējiem

Botā instalēto daļu sauc par FPV raidītāju un kameru, un to, kas atrodas jūsu rokās, sauc par FPV uztvērēju. Uztvērēju var savienot ar jebkuru ekrānu — vai tas būtu LCD, TV, TFT utt. Viss, kas jums jādara, ir ievietot tajā baterijas vai savienot to ar strāvas avotu. Ieslēdziet to un, ja nepieciešams, mainiet uztvērēja kanālu. Pēc tam jums vajadzētu redzēt, ko jūsu robots redz ekrānā.

FPV signāla diapazons

Projektā tika izmantots lēts modulis, kas var darboties līdz 1,5 - 2 km attālumā, bet tas attiecas uz ierīces lietošanu atklātā kosmosā, ja vēlaties iegūt spēcīgāku signālu, tad iegādājieties lielākas jaudas raidītāju, piemēram, 1000mW . Lūdzu, ņemiet vērā, ka mans raidītājs ir tikai 200 mW un bija lētākais, ko es varēju atrast.

Pēdējais solis ir izklaidēties, vadot savu jauno spiegu tanku ar kameru!