Wi-fi-kontrollerad FPV Rover Robot (med Arduino, ESP8266 och Stepper Motors): 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Denna instruerbara visar hur man designar en fjärrstyrd tvåhjulig robotrover över ett wi-fi-nätverk med en Arduino Uno ansluten till en ESP8266 Wi-fi-modul och två stegmotorer. Roboten kan styras från en vanlig webbläsare med ett HTML -designat gränssnitt. En Android -smartphone används för att sända video och ljud från roboten till operatörens kontrollgränssnitt.

Det finns många robotkit tillgängliga online med olika former, dimensioner och priser. Men beroende på din applikation passar ingen av dem, och du kanske kommer att ta reda på att de är för dyra för dina experiment. Eller kanske vill du bara göra din mekaniska struktur istället för att köpa en komplett. Denna instruktör visar också hur du designar och bygger en billig akrylram för ditt eget robotprojekt, med bara vanliga verktyg för dem som inte har tillgång till de dyra 3D -skrivarna eller laserskärarna. En enkel robotplattform presenteras.

Den här guiden kan anpassas så att dess form eller kontrollgränssnitt ändras. Den anpassades för andra av mina robotprojekt ("Robô da Alegria"), som du kan kolla i länkarna nedan:

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

[Varning: några av bilderna är föråldrade eftersom designen förbättrades ytterligare. Idén som presenteras här är dock fortfarande giltig.]

Steg 1: Verktyg

Följande verktyg behövs för konstruktionen av denna prototyp:

• Handsåg (för att utföra första skärningar av akrylarket)
• Skruvmejsel (för placering av bultar och muttrar)
• Linjal (för måttmått)
• Verktygskniv (för skärning av akrylarket)
• Borrmaskin (för att skapa hål för bultarna)
• Sandpapper (för att släta ut grova kanter)

Steg 2: Mekanisk struktur och material

För att bygga en anpassad robot måste du först designa din mekaniska struktur. Det kan vara enkelt, beroende på din applikation, eller fullt av detaljer och begränsningar. Du kan behöva designa den i en 3D CAD -programvara eller bara rita den i 2D, beroende på komplexiteten i din modell.

Du kan också köpa hela strukturen online om du inte vill bygga din egen mekaniska struktur. Det finns många robotkit tillgängliga online. I det här fallet kan du hoppa till steg 6.

För denna instruerbara designades en billig akrylram för fastsättning av motorer och andra komponenter. Strukturen som presenteras i denna handledning var 3D -designad med hjälp av 123D Design CAD -programvara. Varje del konverterades senare i 2D med Draftsight -programvara.

Följande material användes:

• 2 mm akrylark
• 42x19 mm hjul med däck i gummi (x2)
• 49x20x32mm stålkula omni hjul (x1)
• M2 x 10 mm bultar (x12)
• M2 x 1, 5 mm muttrar (x12)
• M3 x 10 mm bultar (x8)
• M3 x 1, 5 mm muttrar (x8)
• 5/32 "x 1" bultar (x3)
• 5/32 "muttrar (x6)
• Handhållen selfie -klämma
• 3 x 3 cm aluminiumfäste (x4)

Konstruktionen av basens struktur är uppdelad i följande steg:

1. Skär akrylbasen enligt måtten i 2D -ritningen;
2. Borra hålen i de positioner som visas på 2D -ritningen;
3. Montera komponenterna med bultar och muttrar enligt 3D -ritningen.

Tyvärr är stegmotoraxelns diameter större än öppningen på hjulet. Så du måste förmodligen använda lim för att koppla ihop dessa komponenter. För denna handledning improviserade jag en träkoppling mellan motoraxeln och hjulet.

Steg 3: Skärning av strukturen

Först måste du överföra måtten på din modell till akrylarket. Skriv ut din 2D -ritning med en vanlig skrivare på ett självhäftande papper, klipp sedan papperet i lämpliga mått och applicera masken på ytan av akryl.

Du kan använda en handsåg för att skära akryl enligt dina mått eller använda pausteknik som beskrivs nedan.

Med en verktygskniv och med hjälp av en linjal eller en skala, skär akrylen i raka linjer. Du behöver inte klippa hela vägen genom arket, bara notera det för att skapa några spår där stycket senare kommer att klippas.

Lägg akrylen på en plan yta, håll den på plats med några klämmor och tryck lite tills arket bryts i två. Upprepa denna process tills alla nedskärningar är gjorda. Efter det kan du använda ett sandpapper för att släta ut grova kanter.

Steg 4: Borra basen

Borra hålen i de positioner som visas på 2D -ritningen (markerad i masken) med en borrmaskin.

Akryl är relativt lätt att borra. Så om du inte gör dig av med en borrmaskin kan du borra hålen manuellt med ett skarpt verktyg, som en verktygskniv. Du kan också använda den för att förstora små hål för att passa bultstorlekar.

Ta bort masken så är din bas klar.

Steg 5: Montering av strukturen

Montera komponenterna med bultar och muttrar enligt bilderna, och din struktur är redo att gå.

M3 -bultar används för montering av stegmotorerna, medan de 5/32 används för att installera framhjulet och smartphoneklämman.

Ta nu en paus och börja montera kretsen i följande steg …

Steg 6: Elektronik

Du behöver följande elektroniska komponenter:

• Arduino Uno (köp)
• ESP8266 (köp)
• Protoshield (för en mer kompakt version) eller en vanlig brödbräda (köp)
• 1 kohm motstånd (x2)
• 10 kohm motstånd (x1)
• Några bygelkablar
• Stegmotor med ULN2003 -drivrutin (x2) (köp / köp)
• En dator (för att sammanställa och ladda upp Arduino -kod)
• Powerbank (köp)
• USB-kabel

Du behöver inte specifika verktyg för montering av kretsen. Alla komponenter kan hittas online i din favorit e-handelsbutik. Kretsen drivs av en powerbank ansluten till Arduinos USB -port.

Anslut alla komponenter enligt schemat. Du behöver några bygelkablar för att ansluta ESP-8266-modulen och stegmotorerna. Du kan använda en protoshield (för en mer kompakt krets), en vanlig brödbräda eller utforma din egen Arduino -skärm. Anslut USB -kabeln till Arduino Uno -kortet och fortsätt till nästa steg.

Steg 7: Arduino -kod

Installera den senaste Arduino IDE. I detta projekt användes stepper.h -biblioteket för styrning av stegmotorerna. Inget ytterligare bibliotek behövdes för kommunikation med ESP-8266-modulen. Kontrollera baudhastigheten för dig ESP8266 och ställ in den korrekt i koden.

Ladda ner Arduino -koden (stepperRobot.ino) och ersätt XXXXX med din wifi -router SSID och ÅÅÅÅÅ med routerns lösenord. Anslut Arduino -kortet till datorns USB -port och ladda upp koden.

Steg 8: Android IP Cam

En Android -smartphone användes för att sända video och ljud från roboten till kontrollgränssnittet. Du kan hitta appen i Google Play store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Installera det och gå till nästa steg.

Steg 9: Lägg kretsarna i roboten

Installera kretsarna i toppen av roboten med några M1 -bultar, som visas på bilderna.

Limma sedan din powerbank på baksidan av roboten med en dubbelsidig tejp (eftersom den är lätt att ta bort senare) och sätt din smartphone i klippet.

Steg 10: Webbaserat kontrollgränssnitt

Ett html -gränssnitt utformades för kontroll av roboten.

Ladda ner interface.rar och extrahera alla filer till en given mapp. Öppna den sedan på Firefox.

Ett textboxformulär används i det gränssnittet för att ange IP -adresser för ESP -modulen och för video-/ljudservern (från Android IP Webcam -appen).

Det finns ett test men som får roboten att snurra tills ett kommando kommit in. Tangentbordets piltangenter används för att flytta roboten framåt eller bakåt och för att rotera åt vänster eller höger.

Steg 11: Användning

När Arduino startas om försöker den ansluta ditt wi-fi-nätverk automatiskt. Använd Serial Monitor för att kontrollera om anslutningen lyckades och för att få vilken IP som tilldelades din ESP-8266 av din router. Öppna html -filen i en webbläsare (Firefox) och meddela denna IP -adress i textrutan.

Du kan också använda andra sätt att ta reda på vilken IP -adress du router tilldelade din enhet.

Koppla bort Arduino Uno från din dator och anslut den till strömbanken. Vänta på att den ska ansluta igen.

Starta IP -webbkamera -appen i smarttelefonen som är ansluten till roboten. Skriv in video-/ljud -IP på ditt kontrollgränssnitt och anslut till servern så är du redo att gå. Du kan behöva minska upplösningen för videon i appen för att minska fördröjningen mellan överföringen.

Klicka och håll ned pilknapparna på ditt tangentbord för att rotera roboten eller flytta den framåt/bakåt och ha kul att utforska din omgivning.