Czołg autonomiczny na Arduino. Jak zrobić czołg sterowany radiowo: szpieg z pilotem i kamerą Zrób to sam bitwa czołgowa z arduino

Robot składa się z podwozia ze sterowanego radiowo czołgu i kilku innych elementów, których lista znajduje się poniżej. To mój pierwszy projekt na i uwielbiam platformę Arduino. Tworząc tego robota wykorzystałem materiały z książek i internetu.

Niezbędne materiały
1. Podwozie ze zbiornika sterowanego radiowo.
2. Arduino Uno.
3. Deska do krojenia chleba i bluzy.
4. Zintegrowany sterownik silnika SN754410NE.
5. Serwo standardowe.
6. Dalmierz ultradźwiękowy.
7. Bateria 9V i złącze do niej.
8. Baterie 4 D i złącze do nich.
9. Kabel USB A-B.
10. Podstawa 6 "x 6".

Instrumenty
1. Zestaw śrubokrętów.
2. Pistolet do klejenia na gorąco.
3. Lut i lutownica.

Podwozie

Wziąłem podwozie z czołgu kupionego za 10 dolarów. Podstawę można do niej przyczepić w dowolnym miejscu, ale przymocowałem ją pośrodku.

Sterownik silnika SN754410NE

Do sterowania silnikami użyłem sterownika SN754410NE. Użyłem go, ponieważ go miałem, ale możesz użyć innego, takiego jak L293.

Teraz o podłączeniu sterownika do Arduino Uno. Podłącz wszystkie piny GND (4,5,12,13) ​​do GND płytki stykowej. Podłącz piny 1 i 16 sterownika do pinów 9 i 10 Arduino. Podłącz piny 2 i 7 sterownika do pinów 3 i 4 Arduino, są to piny sterujące lewego silnika. Podłącz piny 10 i 15 sterownika do pinów 5 i 6 Arduino, są to właściwe piny sterujące silnikiem. Podłącz styki 3 i 6 do lewego silnika, a styki 14 i 11 do prawego. Piny 8 i 16 muszą być podłączone do zasilania płytki stykowej. Zasilanie: bateria 9V.

Dalmierz ultradźwiękowy pomaga robotowi omijać przeszkody podczas ruchu. Znajduje się na standardowym serwomechanizmie, który znajduje się z przodu robota. Gdy robot dostrzeże obiekt w odległości 10 cm, serwo zacznie się kręcić, szukając przejścia, po czym Arduino decyduje, którą stroną najprzyjemniej się poruszać.
Podłącz do niego złącze. Ogranicz serwo tak, aby nie obracało się o więcej niż 90 stopni w każdą stronę.

Czujnik posiada trzy piny GND, 5V oraz sygnał. GND podłącz do GND, 5V do Arduino 5V, a sygnał do pinu 7 Arduino.

Odżywianie

Arduino jest zasilane baterią 9V przez odpowiednie złącze. Do zasilania silników użyłem 4 baterii rozmiaru D i odpowiedniego złącza. Aby zasilić silniki, podłącz przewody z uchwytu do płytki z SN754410NE.

Montaż

Kiedy wszystkie części są gotowe, czas je złożyć. Najpierw musimy przymocować Arduino do podstawy. Następnie za pomocą gorącego kleju przymocujemy do przodu robota dalmierz z serwomechanizmem. Następnie musisz podłączyć baterie. Możesz je umieścić w dowolnym miejscu, ale umieściłem je obok Arduino. Gdy wszystko będzie gotowe, możesz włączyć robota, aby upewnić się, że Arduino działa.

Program

Tak więc po złożeniu robota czas napisać dla niego program. Po spędzeniu kilku dni napisałem to.
Robot będzie poruszał się w linii prostej tak długo, jak obiekt będzie oddalony o więcej niż 10 cm, a gdy zauważy obiekt, zacznie obracać czujnikiem, szukając ścieżki. Po zakończeniu skanowania program wybiera optymalną stronę do ruchu. Jeśli robot jest w impasie, obraca się o 180 stopni.
Program można pobrać poniżej. Możesz go modyfikować i uzupełniać.

Główną częścią robota jest podwozie z czołgu sterowanego radiowo i inne elementy, ich lista zostanie opisana poniżej. Czołg ten jest pierwszym projektem autora na platformie Arduino i cieszył się, że go użył. Autor wykorzystał materiały i książki z Internetu.

Materiały i narzędzia:
- Podwozie czołgu
- Arduino Uno
- Zworki i płytka stykowa
- Zintegrowany sterownik silnika SN754410NE
- Konwencjonalne serwo
- Dalmierz ultradźwiękowy
- bateria 9V ze złączem do niej
- Baterie typu D
- Kabel USB do Arduino
-Podstawa podwozia
- Wkrętaki
- Pistolet termiczny i klej do niego
- Lutownica i lutownica

Krok pierwszy. Podwozie czołgu.
Autor wziął podwozie ze starego czołgu Abrams kupionego na pchlim targu. Powstały czołg został rozebrany, aby można było z niego zdjąć podwozie. Nie jest konieczne używanie tego samego czołgu, wystarczy każdy sterowany radiowo. Co więcej, oryginalny silnik pozostawiał wiele do życzenia, więc musiałem złożyć własny, jego montaż będzie w następnym kroku. Po przygotowaniu podwozia autor przykleił do nich podstawę za pomocą gorącego kleju. Nie ma znaczenia, gdzie zostanie naprawiony, ale postanowiono przykleić go pośrodku.

Krok drugi. Kierowca silnika.
Do sterowania silnikiem służy sterownik SN754410NE, wykorzystał go autor, odkąd był dostępny można wziąć dowolny podobny.
Podłączenie sterownika do Arduino przebiega następująco:

Wszystkie piny GND są podłączone do pinów GND płytki stykowej.
- piny sterownika 1 i 16 do Arduino 9 i 10.
- Piny 2 i 7 sterownika są podłączone do pinów 3 i 4 Arduino (odpowiadają za sterowanie lewym silnikiem).
- Piny 5 i 6 Arduino połączone są z pinami 10 i 15 sterownika (odpowiadają za sterowanie odpowiednim silnikiem).
- Piny 3 i 6 są podłączone do lewego silnika, a 14 i 11 do prawego silnika.
- Piny 8 i 16 muszą być podłączone do zasilania Bredboard, zasilanego baterią 9V.

Krok trzeci. Instalacja dalmierza.
Czujnik ultradźwiękowy pozwala robotowi omijać przeszkody na swojej drodze podczas ruchu. Czujnik znajduje się na standardowym serwomechanizmie i zostanie zamontowany z przodu robota. W momencie, gdy robot zauważy przeszkodę w promieniu 10 cm, serwo zacznie obracać się w obie strony, szukając tym samym przejścia. Arduino odczytuje informacje z czujnika i decyduje, która strona jest bardziej korzystna dla dalszego ruchu.
Przede wszystkim do czujnika przymocowane jest serwo. Autor naprawia serwo tak, aby mogło się obracać tylko o 90 stopni w każdą stronę, innymi słowy pełny obrót serwa będzie wynosił 180 stopni.

Czujnik posiada trzy piny GND, sygnał i 5V. Zasilanie 5V jest podłączone do zasilania Arduino 5V, GND do GND, a sygnał do pinu 7 Arduino.

Krok czwarty. Odżywianie.
Arduino zasilane jest przez baterię 9V, podłączane jest do odpowiedniego złącza. Silniki zasilane są czterema bateriami typu D zainstalowanymi w uchwycie baterii. Aby zasilać silniki, przewody uchwytu są podłączone do płytki, na której jest już zainstalowany sterownik silnika SN754410NE.

Krok piąty. Montaż robota.
Po wykonaniu wszystkich poprzednich kroków nadszedł czas na zebranie wszystkich szczegółów. Przede wszystkim Arduino jest przymocowane do podstawy zbiornika. Następnie z przodu robota mocowany jest dalmierz ultradźwiękowy za pomocą gorącego kleju. Następnie autor naprawia baterie obok Arduino. Baterie mogą być instalowane w dowolnej części zbiornika. Po zamontowaniu wszystkich komponentów wszystkie przewody zostały podniesione i do płytki podłączono zasilanie, aby upewnić się, że montaż był prawidłowy.

Krok szósty. Kod programu.
Po zakończeniu montażu zbiornika czas na napisanie do niego programu. Program powinien pokazywać robotowi, kiedy ma się ruszyć, a kiedy przestać, aby uniknąć kolizji z przeszkodą. Pisząc kod od autora

Zbudujmy pierwszoosobowy czołg RC, którym można sterować z odległości do 2 kilometrów! Mój projekt opierał się na zdalnie sterowanym łaziku, łatwym w montażu, łatwym do zaprogramowania i świetnym projekcie dla hobbystów!

Bot jest bardzo szybki i zwinny, nie wspominając o tym, że posiada dwa potężne silniki! Z pewnością prześcignie człowieka, bez względu na powierzchnię, na której są rasy!

Bot jest nadal prototypem, nawet po miesiącach rozwoju.

Czym więc jest FPV?
FPV lub widok pierwszoosobowy to widok pierwszoosobowy. Zazwyczaj FPV widzimy podczas grania na konsolach i komputerach, na przykład w grach wyścigowych. FPV jest również używany przez wojsko do nadzoru, ochrony lub kontroli obszarów chronionych. Hobbyści używają FPV w quadkopterach do filmowania z powietrza i po prostu dla zabawy. To wszystko brzmi równie fajnie, jak kosztuje zbudowanie quadkoptera, więc postanowiliśmy zbudować coś mniejszego, które jeździ po ziemi.

Jak tym zarządzać?
Bot oparty jest na płytce Arduino. Ponieważ Arduino obsługuje szeroką gamę dodatków i modułów (RC / WiFi / Bluetooth), możesz wybrać dowolny typ komunikacji. Do tego montażu użyjemy specjalnych podzespołów, które pozwolą na kontrolę na duże odległości za pomocą nadajnika i odbiornika 2,4 Ghz, które sterują botem.

W ostatnim kroku jest wideo demonstracyjne.

Krok 1: Narzędzia i materiały

Większość części kupuję w moich lokalnych sklepach hobbystycznych, resztę znajduję w Internecie - po prostu szukaj najlepszych ofert. Korzystam z wielu rozwiązań firmy Tamiya i moje instrukcje zostały napisane z myślą o tej funkcji.

Części zamienne i materiały kupowałem w Gearbest - w tamtym czasie mieli wyprzedaż.

Będziemy potrzebować:

• Klon Arduino UNO R3
• Podwójna osłona silnika Pololu VNH5019 (2x30A)
• Przypnij tatusiów
• 4 przekładki
• Śruby i nakrętki
• Moduł transmisji sygnału (nadajnik) 2,4 Ghz - czytaj więcej w punkcie 13
• Odbiornik 2,4 Ghz dla co najmniej dwóch kanałów
• 2 silniki Tamiya Plasma Dash / Hyper Dash 3
• Zestaw przekładni Tamiya Twin Motor (w zestawie silniki fabryczne)
• 2 uniwersalne deski Tamiya
• Zestaw gąsienic i kół Tamiya
• 3 baterie litowo-polimerowe 1500 mAh
• Kamera POV z obsługą zdalnego sterowania kierunkiem i zoomem
• nadajnik i odbiornik dla FPV 5.8Ghz 200mW
• butelka superglue
• Gorący klej

Narzędzie:

• Narzędzie wielofunkcyjne
• Zestaw wkrętaków
• Dremel

Krok 2: Montaż sparowanej skrzyni biegów

Czas rozpakować skrzynię biegów. Po prostu postępuj zgodnie z instrukcjami i wszystko będzie dobrze.

Ważna uwaga: Użyj przełożenia 58:1!!!

• smarować koła zębate przed montażem skrzyni, a nie po
• nie zapomnij o metalowych przekładkach, inaczej pudełko będzie skrzypieć
• użyj formatu przekładni 58:1, jest szybszy niż 204:1

Krok 3: Ulepsz silniki

Skrzynia biegów jest wyposażona w silniki, ale moim zdaniem są one bardzo wolne. Dlatego zdecydowałem się na zastosowanie w projekcie silników Hyper dash, zamiast silników Plasma Dash, które zużywają więcej energii.

Jednak silniki Plasma Dash są najszybsze w serii silników 4WD Tamiya. Silniki są drogie, ale za te pieniądze dostajesz lepszy produkt. Te silniki z powłoką węglową obracają się z prędkością 29 000 obr./min przy 3 V i 36 000 obr./min przy 7 V.

Silniki przystosowane są do pracy z zasilaczami 3V i rosnącym napięciem, co wprawdzie zwiększa wydajność, ale skraca ich żywotność. Mając sterownik silnika Pololu 2x30 i dwie baterie Lithium Polymer, oprogramowanie Arduino należy ustawić na maksymalną prędkość 320/400, co to oznacza, dowiecie się niedługo w kroku z kodem.

Krok 4: Sterowniki silników

Od bardzo dawna lubię robotykę i mogę powiedzieć. że najlepszym sterownikiem silnika jest Pololu Dual VNH5019. Jeśli chodzi o moc i wydajność, to najlepsza opcja, ale kiedy mówimy o cenie, wyraźnie nie jest naszym przyjacielem.

Inną opcją byłoby zbudowanie sterownika L298. 1 L298 jest przeznaczony do jednego silnika, co jest najlepszym rozwiązaniem dla silników wysokoprądowych. Pokażę Ci jak zbudować własną wersję takiego sterownika.

Krok 5: Montaż gąsienic

Użyj wyobraźni i skonfiguruj tory według własnych upodobań.

Krok 6: Przykręć dystanse i przymocuj FPV

Ponownie użyj swojej wyobraźni i wymyśl, jak ustawić rozpórki i kamerę, aby uzyskać widok z pierwszej osoby. Zabezpiecz wszystko gorącym klejem. Przymocuj górny pokład i wywierć otwory do montażu anteny FPV oraz pod zainstalowanymi przekładkami, a następnie przykręć wszystko na swoim miejscu.

Krok 7: górny pokład

Celem stworzenia górnego pokładu było zwiększenie wolnej przestrzeni, ponieważ komponenty FPV zajmują dużo miejsca na dole drona, nie pozostawiając miejsca na Arduino i sterownik silnika.

Krok 8: Zainstaluj Arduino i sterownik silnika

Wystarczy przykręcić lub przykleić Arduino na miejsce na górnym pokładzie, a następnie zadokować na nim sterownik silnika.

Krok 9: Instalacja modułu odbiornika

Czas podłączyć moduł Rx do Arduino. Używając kanałów 1 i 2, połącz kanał 1 z A0 i kanał 2 z A1. Podłącz odbiornik do pinów 5V i GND na Arduino.

Krok 10: Podłącz silniki i akumulatory

Przylutuj przewody do silnika i podłącz je do sterownika zgodnie z kanałami. W przypadku baterii będziesz musiał stworzyć własne złącze za pomocą męskich wtyków JST i Dyna. Spójrz na zdjęcia, aby lepiej zrozumieć, czego się od Ciebie wymaga.

Krok 11: Bateria

Weź baterię i określ miejsce, w którym ją zainstalujesz.

Gdy znajdziesz na to miejsce, stwórz męski adapter do podłączenia do akumulatora. Akumulator Li-po 3S 12V będzie zasilał kamerę FPV, silnik i Arduino, więc będziesz musiał stworzyć złącze dla linii zasilania silnika i linii FPV.

Krok 12: Kod Arduino (C++)

Kod jest bardzo prosty, wystarczy go wgrać i powinien działać ze sterownikiem silnika VNH (należy pobrać bibliotekę sterowników i umieścić ją w folderze bibliotek Arduino).

Kod jest podobny do Zumobota RC, właśnie zmieniłem bibliotekę sterowników silników i poprawiłem kilka rzeczy.

W przypadku sterownika L298 użyj standardowego programu Zumobot, wystarczy podłączyć wszystko zgodnie z tym, jak jest napisane w bibliotece.

#define PWM_L 10 ///lewy silnik
#zdefiniuj PWM_R 9
#define DIR_L 8 ///lewy silnik
#definiuj DIR_R 7

Po prostu prześlij kod i przejdź do następnego kroku.

Akta

Krok 13: Kontroler

Na rynku dostępne są różne rodzaje sterowników do zabawek sterowanych radiowo: do wody, ziemi, powietrza. Działają też na różnych częstotliwościach: AM, FM, 2,4GHz, ale ostatecznie wszystkie pozostają zwykłymi kontrolerami. Nie znam dokładnej nazwy kontrolera, ale wiem, że jest on używany do dronów powietrznych i ma więcej kanałów niż naziemne lub wodne.

Obecnie używam Turnigy 9XR Transmitter Mode 2 (bez modułu). Jak widać, nazwa mówi, że jest bezmodułowa, co oznacza, że ​​wybierasz, który moduł komunikacyjny 2,4 GHz w niego wbudować. Na rynku dostępne są dziesiątki marek, które mają własne cechy użytkowania, kontroli, odległości i inne różne cechy. Obecnie używam zestawu FrSky DJT 2.4Ghz Combo Pack dla JR z modułem telemetrycznym i V8FR-II RX, który jest trochę drogi, ale spójrz tylko na specyfikacje i gadżety, cena nie wydaje się wysoka dla wszystkich ta dobroć. Dodatkowo moduł jest dostarczany natychmiast z odbiornikiem!

I pamiętaj, że nawet jeśli masz kontroler i moduły, nie będziesz mógł go włączyć, dopóki nie dostaniesz baterii pasujących do kontrolera. W każdym razie znajdź kontroler, który Ci odpowiada, a wtedy zdecydujesz o odpowiednich bateriach.

Wskazówka: jeśli jesteś początkujący, poszukaj pomocy w lokalnych sklepach hobbystycznych lub znajdź grupy entuzjastów krótkofalarstwa, ponieważ ten krok nie jest tylko żartem i będziesz musiał wyłożyć znaczną kwotę pieniędzy.

Krok 14: Sprawdź

Najpierw włącz bota, następnie włącz moduł nadajnika, po czym moduł odbiornika powinien zasygnalizować pomyślne łączenie miganiem diody LED.

Przewodnik dla początkujących po FPV

Część zainstalowana na bocie nazywa się nadajnikiem i kamerą FPV, a ta, którą trzymasz, nazywa się odbiornikiem FPV. Odbiornik łączy się z dowolnym ekranem - czy to LCD, TV, TFT itp. Wystarczy włożyć do niego baterie lub podłączyć do źródła zasilania. Włącz go, a następnie w razie potrzeby zmień kanał w odbiorniku. Po tym powinieneś zobaczyć, co widzi twój bot na ekranie.

Zakres sygnału FPV

W projekcie wykorzystano niedrogi moduł zdolny do działania w odległości do 1,5 - 2 km, ale dotyczy to użytkowania urządzenia na otwartej przestrzeni, jeśli chcesz uzyskać mocniejszy sygnał to kup nadajnik o większej mocy np. 1000mW . Proszę zauważyć, że mój nadajnik ma tylko 200mW i był najtańszy, jaki udało mi się znaleźć.

Ostatnim krokiem jest zabawa w kierowanie nowym czołgiem szpiegowskim z kamerą!