روبوت روفر FPV متحكم فيه واي فاي (مع Arduino و ESP8266 و Stepper Motors): 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يوضح هذا التوجيه كيفية تصميم مركبة روبوتية بعجلتين يتم التحكم فيها عن بُعد عبر شبكة wi-fi ، باستخدام Arduino Uno متصل بوحدة ESP8266 Wi-fi ومحركين متدرجين. يمكن التحكم في الروبوت من مستعرض إنترنت عادي ، باستخدام واجهة مصممة بتنسيق HTML. يتم استخدام هاتف ذكي يعمل بنظام Android لبث الفيديو والصوت من الروبوت إلى واجهة تحكم المشغل.

هناك الكثير من الأطقم الآلية المتاحة على الإنترنت بأشكال وأبعاد وأسعار مختلفة. ولكن ، بناءً على التطبيق الخاص بك ، لن يكون أي منها مناسبًا ، وقد تكتشف أنها باهظة الثمن بالنسبة لتجاربك. أو ربما ترغب فقط في إنشاء الهيكل الميكانيكي الخاص بك بدلاً من شراء هيكل كامل. يوضح هذا التوجيه أيضًا كيفية تصميم وبناء إطار أكريليك منخفض التكلفة لمشروعك الآلي الخاص بك ، باستخدام أدوات عادية فقط لمن ليس لديه الوصول إلى تلك الطابعات ثلاثية الأبعاد باهظة الثمن أو قواطع الليزر. يتم تقديم منصة آلية بسيطة.

يمكن تكييف هذا الدليل لتغيير شكله أو تغيير واجهة التحكم. لقد تم تكييفه مع مشاريعي الروبوتية الأخرى ("Robô da Alegria") ، بحيث يمكنك التحقق من الروابط أدناه:

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

[تحذير: بعض الصور قديمة ، لأن التصميم تم تحسينه بشكل أكبر. ومع ذلك ، فإن الفكرة المقدمة هنا لا تزال صالحة.]

الخطوة 1: الأدوات

الأدوات التالية مطلوبة لبناء هذا النموذج الأولي:

• منشار يدوي (لإجراء عمليات قطع أولية لصفائح الأكريليك)
• مفك (لوضع البراغي والصواميل)
• مسطرة (لقياس الأبعاد)
• سكين متعدد الاستخدامات (لقطع لوح الأكريليك)
• آلة حفر (لعمل ثقوب للمسامير)
• ورق الصنفرة (لتنعيم الحواف الخشنة)

الخطوة 2: الهيكل الميكانيكي والمواد

لبناء روبوت مخصص ، سيتعين عليك أولاً تصميم الهيكل الميكانيكي الخاص بك. قد يكون الأمر سهلاً ، بناءً على طلبك ، أو مليئًا بالتفاصيل والقيود. قد تحتاج إلى تصميمه في برنامج CAD ثلاثي الأبعاد أو مجرد رسمه ثنائي الأبعاد ، اعتمادًا على مدى تعقيد نموذجك.

يمكنك أيضًا شراء الهيكل الكامل عبر الإنترنت إذا كنت لا ترغب في بناء الهيكل الميكانيكي الخاص بك. هناك الكثير من الأطقم الآلية المتاحة على الإنترنت. في هذه الحالة ، يمكنك الانتقال إلى الخطوة 6.

لهذه التعليمات ، تم تصميم إطار أكريليك منخفض التكلفة لتوصيل المحركات والمكونات الأخرى. تم تصميم الهيكل المقدم في هذا البرنامج التعليمي ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج 123D Design CAD. تم تحويل كل جزء لاحقًا في 2D باستخدام برنامج Draftsight.

تم استخدام المواد التالية:

• 2mm الاكريليك ورقة
• عجلات 42x19mm مع إطار مداس مطاطي (x2)
• عجلة أومني الكرة الصلب 49x20x32mm (x1)
• مسامير M2 × 10 مم (× 12)
• M2 x 1 ، صواميل 5 مم (x12)
• مسامير M3 × 10 مم (× 8)
• M3 x 1 ، صواميل 5 مم (x8)
• مسامير مقاس 5/32 بوصة × 1 بوصة (× 3)
• 5/32 "صواميل (x6)
• مقطع عصا سيلفي محمول
• دعامة ألومنيوم 3 × 3 سم (× 4)

ينقسم بناء هيكل القاعدة إلى الخطوات التالية:

1. قطع قاعدة الاكريليك وفقا للأبعاد في الرسم ثنائي الأبعاد ؛
2. حفر الثقوب في المواضع الموضحة في الرسم ثنائي الأبعاد ؛
3. قم بتركيب المكونات بالمسامير والصواميل وفقًا للرسم ثلاثي الأبعاد.

لسوء الحظ ، قطر عمود محرك السائر أكبر من الفتحة الموجودة على العجلة. لذلك ربما تحتاج إلى استخدام الغراء لربط هذه المكونات. في هذا البرنامج التعليمي ، قمت بعمل اقتران خشبي بين عمود المحرك والعجلة.

الخطوة 3: قطع الهيكل

ستحتاج أولاً إلى نقل أبعاد النموذج الخاص بك إلى لوح الأكريليك. اطبع الرسم ثنائي الأبعاد باستخدام طابعة عادية على ورق لاصق ، ثم قص الورق بأبعاد مناسبة وقم بتطبيق هذا القناع على سطح الأكريليك.

يمكنك استخدام منشار يدوي لقطع الأكريليك وفقًا لأبعادك أو استخدام تقنية الكسر الموضحة أدناه.

باستخدام سكين فائدة وبمساعدة مسطرة أو مقياس ، قم بقص الاكريليك في خطوط مستقيمة. لن تحتاج إلى قطع كل الطريق من خلال الورقة ، ما عليك سوى تسجيلها لإنشاء بعض المسارات حيث سيتم قطع القطعة لاحقًا.

ضع الأكريليك على سطح مستو وثبته في مكانه باستخدام بعض المشابك واضغط بعض الضغط حتى تنقسم الورقة إلى قسمين. كرر هذه العملية حتى تتم جميع التخفيضات. بعد ذلك ، يمكنك استخدام ورق الصنفرة لتنعيم الحواف الخشنة.

الخطوة 4: حفر القاعدة

حفر الثقوب في المواضع الموضحة في الرسم ثنائي الأبعاد (المشار إليه في القناع) باستخدام آلة حفر.

الاكريليك سهلة الحفر نسبيا. لذلك إذا لم تتخلص من آلة الحفر ، يمكنك حفر الثقوب يدويًا باستخدام أداة حادة ، مثل سكين متعدد الاستخدامات. يمكنك أيضًا استخدامه لتكبير الثقوب الصغيرة لتناسب أحجام البراغي.

قم بإزالة القناع وستكون قاعدتك جاهزة.

الخطوة 5: تجميع الهيكل

قم بتركيب المكونات بالمسامير والصواميل وفقًا للصور ، وسيكون الهيكل الخاص بك جاهزًا للعمل.

تُستخدم مسامير M3 لتركيب محركات السائر ، بينما تُستخدم مسامير 5/32 بوصة لتركيب العجلة الأمامية ومشبك الهاتف الذكي.

الآن خذ استراحة وابدأ في تجميع الدائرة في الخطوة التالية …

الخطوة السادسة: الإلكترونيات

ستحتاج إلى المكونات الإلكترونية التالية:

• Arduino Uno (شراء)
• ESP8266 (شراء)
• Protoshield (لإصدار أكثر إحكاما) أو لوح توصيل عادي (شراء)
• 1 kohm المقاوم (x2)
• 10 kohm المقاوم (x1)
• بعض أسلاك العبور
• محرك متدرج مع ULN2003driver (x2) (شراء / شراء)
• جهاز كمبيوتر (لتجميع وتحميل كود اردوينو)
• بنك الطاقة (شراء)
• كابل USB

لن تحتاج إلى أدوات محددة لتجميع الدائرة. يمكن العثور على جميع المكونات عبر الإنترنت في متجر التجارة الإلكترونية المفضل لديك. يتم تشغيل الدائرة بواسطة بنك طاقة متصل بمنفذ USB في Arduino.

قم بتوصيل جميع المكونات وفقًا للتخطيطي. ستحتاج إلى بعض أسلاك التوصيل لتوصيل وحدة ESP-8266 ومحركات السائر. يمكنك استخدام درع بروتوشيلد (لدائرة أكثر إحكاما) ، أو لوحة توصيل عادية ، أو تصميمك لدرع Arduino. قم بتوصيل كبل USB بلوحة Arduino Uno وانتقل إلى الخطوة التالية.

الخطوة 7: كود اردوينو

قم بتثبيت أحدث إصدار من Arduino IDE. في هذا المشروع ، تم استخدام مكتبة stepper.h للتحكم في محركات السائر. لم تكن هناك حاجة إلى مكتبة إضافية للتواصل مع وحدة ESP-8266. يرجى التحقق من معدل الباود الخاص بك ESP8266 وتعيينه بشكل صحيح في الكود.

قم بتنزيل كود Arduino (stepperRobot.ino) واستبدل XXXXX بجهاز توجيه wifi SSID و YYYYY بكلمة مرور جهاز التوجيه. قم بتوصيل لوحة Arduino بمنفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وقم بتحميل الكود.

الخطوة 8: Android IP Cam

تم استخدام هاتف ذكي يعمل بنظام Android لبث الفيديو والصوت من الروبوت إلى واجهة التحكم. قد تجد التطبيق في متجر Google Play (https://play.google.com/store/apps/details؟id=com.pas.webcam).

قم بتثبيته وانتقل إلى الخطوة التالية.

الخطوة 9: ضع الدوائر في الروبوت

قم بتثبيت الدوائر في الجزء العلوي من الروبوت باستخدام بعض مسامير M1 ، كما هو موضح في الصور.

بعد ذلك ، قم بلصق بنك الطاقة الخاص بك في الجزء الخلفي من الروبوت باستخدام شريط مزدوج الجوانب (لأنه من السهل إزالته لاحقًا) ، ثم ضع هاتفك الذكي في المقطع.

الخطوة 10: واجهة التحكم المستندة إلى الويب

تم تصميم واجهة html للتحكم في الروبوت.

قم بتنزيل interface.rar واستخراج جميع الملفات إلى مجلد معين. ثم افتحه على Firefox.

يتم استخدام نموذج مربع نصي في تلك الواجهة لإدخال عناوين IP لوحدة ESP وخادم الفيديو / الصوت (من تطبيق Android IP Webcam).

هناك اختبار ولكنه سيجعل الروبوت يدور حتى يتم تلقي أمر anoter. تُستخدم مفاتيح الأسهم في لوحة المفاتيح لتحريك الروبوت للأمام أو للخلف ، وللتدوير لليسار أو لليمين.

الخطوة 11: الاستخدام

عند إعادة تشغيل Arduino ، سيحاول توصيل شبكة wi-fi تلقائيًا. استخدم Serial Monitor للتحقق مما إذا كان الاتصال ناجحًا ، وللحصول على IP الذي تم تعيينه لـ ESP-8266 بواسطة جهاز التوجيه الخاص بك. افتح ملف html في متصفح الإنترنت (Firefox) وأبلغ عنوان IP هذا في مربع النص.

يمكنك أيضًا استخدام وسائل أخرى لمعرفة عنوان IP الذي قمت بتعيينه لجهازك.

افصل Arduino Uno من جهاز الكمبيوتر الخاص بك وقم بتوصيله ببنك الطاقة. انتظر حتى يتم الاتصال مرة أخرى.

قم بتشغيل تطبيق IP Webcam في الهاتف الذكي المتصل بالروبوت. اكتب عنوان IP للفيديو / الصوت على واجهة التحكم الخاصة بك وقم بالاتصال بالخادم وستكون جاهزًا للانطلاق. قد تحتاج إلى تقليل دقة الفيديو في التطبيق لتقليل التأخير بين أثناء الإرسال.

انقر مع الاستمرار فوق أزرار الأسهم في keyboar لتدوير الروبوت أو تحريكه للأمام / للخلف واستمتع باستكشاف بيئتك.