Raspberry Pi 3 FPV Lego танкі: 5 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-31 10:21

Lego балаларға бір уақытта олардың көңіл көтеруіне мүмкіндік беру үшін олардың қалай жұмыс істейтіні туралы үйрету үшін тамаша. Мен бала кезімде легомен «ойнағанды» ұнататынымды білемін. Бұл нұсқаулықта лего мен Raspberry Pi 3 (Raspi 3) -тен FPV (First Person View) танкісін қалай құрастырғаным сипатталған. Мен мұны мүмкіндігінше қарапайым етіп сақтауға тырыстым, тек қозғалтқыштарды легомен жұмыс жасауға бейімдейтін қадам құралдар мен дағдыларды қажет етеді.

Резервуарда негізінен екі қозғалтқыш бар, сондықтан егер сізге резервуар қажет болмаса, сіз Romba типті робот жасай аласыз, конструкциясы басқаша болады, бірақ сымдары мен бағдарламалары бірдей болады.

### Бұл жоба негізінен 1 нұсқа болып табылады, сондықтан егер сіз оны жақсартқыңыз келсе (онда көп орын бар) түсініктеме қалдырыңыз. Сондай -ақ, барлық код қол жетімді болады, менің Github бетінде сілтемелер қадамдарда

Сізге қажет нәрселер:

• Кейбір Lego, мен өзім жатқан Lego Technic арктикалық жүк көлігін қолдандым. Өз қиялыңызды қолданыңыз, бұл жиынтықта тректер мен олардың жұмыс істеуі үшін бәрі бар, сондықтан бұл жоба жақсы болды.
• Raspberry Pi, мен Raspberry Pi 3 қолдандым, өйткені менде солай болды, егер сізде басқа модель болса, сіз оны жұмыс жасай аласыз, бірақ GPIO түйреуіштері әр түрлі болады.
• Raspi 3 үшін Raspian орнатылған микро SD картасы.
• Pi камерасы, Adafruit бірнеше ұзындықтағы бірнеше таспалы кабельді сатады. Aliexpress -тен сатып алынған шахта, ол балық көзінің линзасы бар және арзан болды. Сіз веб -камераны қолдана аласыз, бірақ Pi камерасы қораптан жұмыс істейді.
• Raspi 3 -ке қуат беретін USB қуат банкі, менің ойымша, менікі 8 доллар, оның 2000mah Raspi 3 -ті біраз уақыт жұмыс істейді.
• Қозғалтқыштарды қуаттандыратын батарея, мен арзан RC автокөлігінен шығарылған аккумуляторды қолдандым, ол 7,2 вольтты, 500 мАч және қайта зарядталатын, сондықтан ол өте жақсы жұмыс істейді. 9В батарея жақсы болар еді, бірақ сізге қосқыш қажет болады.
• GPIO түйреуіштерін бір -бірімен жалғау үшін кем дегенде 5 аналықтан аналыққа дейінгі кабельдер.
• L298N қозғалтқыш тақтасы, бұл өте арзан және қозғалтқыштарды бөлек басқаруға мүмкіндік береді. Бұл қосымшаның бұл түрі үшін өте стандартты.
• 2 x тұрақты беріліс қорабының қозғалтқышы, бұл Adafruit -тен жақсы, оны дәл Aliexpress -тен сатып алуға болады.

Әр түрлі

• Екі жақты көбік таспасы
• сым
• жылу қысқарады
• таспа
• резеңке таспалар
• микро USB кабелі

Егер сіз тұрақты беріліс қорабының қозғалтқыштарын мен сияқты бейімдейтін болсаңыз, сізге қажет:

• қорап кескіш
• дөңгелек аралау қалақшасы бар дремель
• шағын файлдар
• 5 минуттық эпоксидті

Raspi 3 басқару және бағдарламалау үшін сізге жеке компьютер/ноутбук қажет болады.

1 -қадам: танкті жасаңыз

Бұл нұсқаулар емес, өйткені бұл қадам сіздің жеке дизайныңыз болуы керек. Мен мұны жасау кезінде ескеруім керек кейбір нәрселер туралы сөйлесетін боламын, бірақ нағыз қызық - бұл өз бетінше табу (нақты Lego сияқты). Фотосуреттерді қолданыңыз, егер олар пайдалы болса, маған бұл дизайнды жасау үшін көп жылдар қажет болды, ақырында қарапайым жол ең жақсы болды.

1. Алдымен артқы осьтерді жасаңыз

   1. Қозғалтқыштар үшін жеткілікті орын қалдырып, компоненттерді ішіне сыйғызатындай етіп кеңейтіңіз. Мен осьтің ішінде болғысы келетін нәрсені алғым келетіндіктен, мен өте кең болғанын қалаймын, бұл танктің заттардың астына түсуіне және мысықты қуып жетуіне мүмкіндік берді.
   2. Жолдағы доңғалақтарда Lego көлденең осіне сәйкес келетін тесік бар, сондықтан сіздің қозғалтқыштарыңыз осында орнатылатынын есте сақтаңыз.
   3. Жолдың артқы және алдыңғы жағында жеткілікті рұқсат қажет. Сіз 2 -суреттен «L» пиццаларының семетриялық емес екенін байқауға болады, бұл трек бөлмесіне рұқсат беру үшін. Менде бастапқыда олар семетикалық болды, бірақ трек қозғалысты жалғастырды және бір сәтте кептеліп, мотор адаптерін сындырды.

2. Біліктерді орнатқаннан кейін оларды қосуға болады

   1. тұрақты аралықта тіректері бар ұзын биттерді қолдану. Компоненттер бір -біріне сәйкес келуі үшін крест тіректерін орналастырғаныңызға көз жеткізіңіз, бұл профильді сақтауға көмектеседі.
   2. ұзындығы сізде қанша трек бар екеніне байланысты анықталады. Бұл жолда созылу жоқ, сондықтан сәл босаңсу қажет. Егер сізде резеңке жол болса, оны қатайта аласыз. Жүгіру дөңгелегі - бұл жақсы идея, бірақ жалпы қажет емес.
   3. Бұл қадам өте қарапайым болды және тек сынақ пен қателікті қамтиды.
3. Қозғалтқыштар негізінен екі жақты көбік таспасымен бекітілген, сондықтан оларды жабыстыру үшін үлкен бетті қамтамасыз етіңіз.
4. Мен жасаған камера қондырғысы өте қоқыс, сіз оны өзіңіз жасап көріңіз. Маған бұл ұнады, себебі сіз камерада жылдам жүресіз. Бұл камераны жылжымалы ету үшін бір немесе екі серво арқылы жаңартудың тамаша орны болар еді.

Бұл жазбалар пайдалы деп үміттенемін. Мен бұл нәрсені нұсқаулықты жазар алдында жасадым, енді ол жүріп жатқан кезде оны бөліп алуға тартынамын. Мен жақсы дизайн жасауға болатынына сенемін, сондықтан сіздің жеке дамуыңыз жақсы болар еді деп ойлаймын. Егер сіз оны толық нұсқаулыққа айналдырғым келсе, түсініктеме қалдырыңыз, егер сұраныс жеткілікті болса, мен жасаймын.

2 -қадам: DC беріліс қорабының моторы Lego адаптеріне

Тағы да, мен мұны жазар алдында жасадым және ешқандай фото түсірмедім. Менің ойымша, мұны жасайтын көптеген оқулықтар бар. Adafruit іс жүзінде адаптерді сатады, бұл ең жақсы әдіс, сонымен қатар моторлы қондырмаларды бұзудың қажеті жоқ. Мен NZ-дамын, бірақ Adafruit қол жетімді емес, бірақ DIY ---). Бұл мен жасадым (нашар диаграммалар үшін кешірім сұраймын):

1. Барлық құралдарды дайындаңыз, біз пластикті кесеміз, сондықтан бұл қиын болмайды. Мен шеберханаға арналған көзілдірікті қолдандым, өйткені мен көздің қарашығындағы пластмассаның кішкене бөліктерін жек көремін. Мен сондай -ақ жасыл кесетін тақталардың бірін қолдандым, сондықтан үстелімді бүлдірмедім.
2. Сонымен, диаграмма жоғарғы және бүйірлік көріністі көрсетеді. Негізінде сұр - бұл тұрақты беріліс қорабының қозғалтқышындағы ақ түстің кішкене бөлігі, ал қызыл - біз кесетін жер. Жоғарғы көріністегі қызыл түс Lego көлденең осінің көлденең қимасы болуы керек. Біз бұл материалды алып тастаймыз, осылайша ось ішіне тығыз орналасады. Мұны мүмкіндігінше ортаға жақын және түбіне қарай кесуге тырысыңыз. Мен алдымен дөңгелекті араның ұшымен кесуді бастадым, содан кейін қорапты кескішпен ұсақ қырынуды бастадым.
3. Кесілген кезде және ось азды -көпті түзу орналасқанда (ол шанышқыға бүктелген оғаш сияқты көрінуі керек) Lego крест осіне эпоксидті жағуға болады. Кез келген эпоксидті қолданар алдында сары қораптың үстіне бояу таспасын қолданғаныңызға көз жеткізіңіз. Қозғалтқышты білікке бекітпеңіз. 5 минуттық эпоксидті жақсылап араластырыңыз және ақ бит пен көлденең оське қалың қабат жағыңыз, біз қалыңдығы 1-2 мм болатын пальто іздейміз. 5 минуттық эпоксид тез жабысады және қолдануға жарамсыз, сондықтан мұнда тез жұмыс жасаңыз.
4. Егер сізде пальто бар болса және эпоксид жұмыс істемесе, сіз мұны істеуіңіз керек. Бұл аздап жұмыс істейді, сондықтан абай болыңыз. Резеңке тәрізді консистенцияға орнатылғаннан кейін артық эпоксидті оңай алып тастауға болады, осылайша менде жақсы тегіс ұш болды.
5. Оны түнде кептіруге қалдырыңыз, сізде таңертең Lego DC беріліс қорабының қозғалтқышы болуы керек

3 -қадам: оны қосу

Бұл жобаның сымдары өте қарапайым. Біз GPIO түйреуіштерін L298N қозғалтқыш контроллеріне қосу үшін 4 әйелден әйелге секіргіш кабельді, ал Raspi 3 жерін L298N қозғалтқышы контроллерінің жерге қосу үшін еркек пен әйелден өтетін кабельді қолданамыз. Біз сондай -ақ қозғалтқыштарды L298N қозғалтқыш контроллеріне қосу үшін сымды қолданамыз.

Мен түйреуіштердің осы комбинациясын Raspi -де қолдануды жөн көрдім, себебі олар бір -біріне шоғырланған. GPIO түйреуіштері мен GND кез келген жиынтығын қолдануға болады. Оны кодта өзгертуді ұмытпаңыз.

Сіз электр схемасын қолдана аласыз немесе келесі әрекеттерді орындауға болады:

Raspi 3 L298N

GND (түйреуіш 14) GND

GPIO27 (түйреуіш 13) IN1

GPIO22 (түйреуіш 15) IN2

GPIO23 (түйреуіш 16) IN3

GPIO24 (түйреуіш 18) IN4

Қозғалтқыштар мен олардың орнатылуы үшін мен оларды осылай жалғадым.

Шығу2, Шығу3 теріс

Шығу1, Шығу4 оң

Негізінде теріс - артқа, оң - алға қарай. Егер сіз оларды басқа жолмен алсаңыз, цистерна қарама -қарсы бағытта қозғалады, оны бағдарламалық қамтамасыз етуде түзету оңай.

4 -қадам: Бағдарламалау

Сондықтан, бұл қадамды жасау үшін бізге бірнеше нәрсені реттеу қажет болады.

• Расп
• Python 2 немесе 3
• Git
• -j.webp" />

Raspian орнату

Біріншіден, бізде micro SD картасында Raspian болуы керек, сондықтан кемінде 8 ГБ форматталған SD дайын болуы керек (егер сізде тек 4 ГБ картасы болса, NOOBS lite орнатуға болады).

Raspian орнату үшін NOOBS қолдануды ұсынар едім. Ресми сілтеме мына жерде. Zip файлын компьютерге жүктеңіз және файлдарды SD картасына шығарыңыз. Файлдар мен қалталардың noobs қалтасында емес екеніне көз жеткізіңіз.

Мұны жасағаннан кейін, SD картасын Raspi 3 -ке қосыңыз, экранды қосыңыз (HDMI жоқ теледидар монитор болмаса жақсы жұмыс істейді) және пернетақта мен тінтуір.

Сіз орнату экранының жүктелуін көруіңіз керек, wifi -ға қосылыңыз (бұл жоба жұмыс істеуі үшін wifi қажет) және орнатыңыз, мен әдепкі параметрлерді қолданамын, себебі олар жақсы жұмыс істейді.

Бассыз режимге конфигурациялау

Сонымен, Raspian 3 орнатылғаннан кейін сіз Raspi 3 -ке кірдіңіз, сіз Raspi 3 -ді бассыз режимде жұмыс істеуге конфигурациялауға кірісе аласыз (яғни экран мен пернетақтаның орнына SSH қолданыңыз). Сізге тек sudo пайдалану қажет болатын ескерту қажет, сондықтан түбірлік құпия сөзді білетіндігіңізге көз жеткізіңіз.

Терминалды ашып, 'sudo raspi-config' теріңіз, суреттердегідей көк және сұр экран болуы керек. «Интерфейс опцияларына» өтіңіз, enter пернесін басыңыз, содан кейін «P2 SSH» тармағына өтіңіз, enter пернесін басыңыз және «иә» үшін қайтадан, «жақсы» үшін қайтадан енгізіңіз.

Енді «интерфейс опцияларына» оралыңыз және камераны қосыңыз.

Мәзірге қайтып, «аяқтауды» таңдау үшін оңға және енгізіңіз.

Содан кейін біз IP -адресті табуымыз керек, мұны терминалға 'ifconfig' теру арқылы жасауға болады. Wlan0 -ден басталатын блокты табыңыз (әдетте соңғысы) және IP -мекен -жайыңызды жазыңыз. Ол екінші жолда болуы керек және үйдегі Wi -Fi желісін қолдансаңыз, 192.168.1. XX сияқты болуы керек.

Керемет, бұл конфигурацияның соңы

Қосымша бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату

Сонымен, менде бар сценарийлерді іске қосу үшін сізге python 2 немесе 3 орнатылған болуы керек. Егер сіз питон үйренгіңіз келсе, мен python 3 үйренуді ұсынар едім, айырмашылықтар шамалы, бірақ қазір python 3 кеңінен қолданылады. Ол Raspian -мен алдын ала орнатылған болуы керек, бірақ біз тек екі рет тексеруіміз керек.

'Python --version' деп теріңіз, сізде Python 2.7.13 сияқты шығыс алу керек, яғни сізде python 2 орнатылған. Сізде python 3 бар -жоғын тексеру үшін 'python3 --version' деп теріңіз және сіз ұқсас шығуды алуыңыз керек. Егер сізде python 2 немесе 3 болмаса, «sudo apt-get install python» немесе «sudo apt-get install python3» теруге болады.

Сондай -ақ, кодты алу үшін сізге Git қажет болады, оны қайтадан орнату керек. Егер сізде жоқ болса, 'sudo apt-get install git' тексеру және пайдалану үшін 'git --version' теріңіз.

MJPG-ағынды орнату

MJPG-Streamer-бұл Picamera-ға кірудің бір әдісі. Бұл камераға шолғыш арқылы кіруге және кескінді басқаруға мүмкіндік береді. Егер код сізге ыңғайсыз болса, камераны қолданудың ең жақсы және оңай әдісі.

1. Біз қайтадан Git -ті қолданамыз. Raspi 3 терминалына 'git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git' теріңіз. Бағдарлама жүктеледі, бұл көп уақытты қажет етпейді.
2. Мүмкін, бұл кезде ең жақсы нәрсе - 'README.md' файлын қарап, орнату нұсқауларын орындау. Олар мен үшін үздіксіз жұмыс жасады. Егер сізде сұрақтар туындаса, оларды түсініктемелерде қалдырыңыз, мен көмектесуге тырысамын

Орнатқаннан кейін оны іске қосуға болады. Мен мұны қалай жасайтынымды төменде қарастырамын.

Бәрін біріктіру

Тамаша, енді біз баруға дайын болуымыз керек. Raspi 3 қосылғанын тексеріңіз. Компьютерде/ноутбукта терминалды ашыңыз (менің ойымша, сіз Linux немесе Mac қолданасыз деп ойлаймын, егер Windows қолданылса, сіз замазканы жүктеуіңіз керек. Интернетте мұны пайдалану туралы көптеген оқулықтар бар, алаңдамаңыз, бұл оңай) және 'ssh [email protected]. XX (әдепкі пайдаланушы атын өзгертпедіңіз) теріңіз немесе сіздің IP мекенжайыңыз бұрын табылған. Құпия сөзді енгізіңіз (бұл әдепкі болмауы керек). Тамаша, енді сіз Raspi 3 -те дербес компьютер/ноутбук арқылы терминалды сессиядасыз.

Сонымен, 'git clone' терминалында https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T… Бұл бірнеше секундты алады, себебі файлдар өте кішкентай. Содан кейін сіз 'cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank' көмегімен каталогқа өтуге болады, енді 'ls' теріңіз және мына 5 файлды көргеніңізге көз жеткізіңіз: 'demo.py', 'drive.py', 'Picamera_tank. py, 'даяр.jpg' және 'README.md'. Кез келген жаңартулар үшін менюге қарағаныңызға көз жеткізіңіз.

demo.py

Бұл py сценарийі сіздің сымдарыңыз жұмыс істейтінін тексеру үшін тамаша. Бұл қозғалтқыштарды артқа және алға жылжытудың әр түрлі комбинациясынан өтеді.

іске қосу үшін 'python demo.py' пайдаланыңыз. Аяқтауға жарты минут уақыт кетеді.

drive.py

Бұл танкті басқару үшін іске қосылатын py сценарийі. Ол GPIO түйреуіш картасын орнатады және жылжу үшін дефтерді жасайды. Ол сонымен қатар резервуарды басқару үшін пернелерді басады.

Іске қосу үшін 'python drive.py' пайдаланыңыз. Бір секунд беріңіз, сіздің терминал бос болуы керек.

жылжу үшін 'w, a, s, d' және тоқтату үшін бос орын қойыңыз. Бағдарламаны жабуға дайын болған кезде 'n' түймесін басыңыз.

Picamera_tank.py

Бұл менің камераға арналған стримердің нұсқасы. Бұл тек python 3 -пен жұмыс істейді (яғни іске қосу үшін 'python3 Picamera_tank.py' пайдаланыңыз). Бұл екінші терминал терезесінде іске қосылуы мүмкін немесе оны сол терминалда фонда іске қосу үшін ctrl-z пернесін басып, bg теруге болады. Мен жеке терминалды қолданғанды ұнатамын.

Сізге қосымша ештеңе орнатудың қажеті жоқ, бірақ егер сіз pip қолдансаңыз. Егер сізде қиындықтар туындаса, түсініктеме қалдырыңыз.

Бұл Raspi 3 -те іске қосылғаннан кейін, компьютер/ноутбуктың брокеріне кіріп, 192.168.1. XX: 8000 (біз бұрын тапқан IP) өтіңіз. Сіз камераның шығуын көруіңіз керек. Егер суретті бұру қажет болса, сізге py сценарийін өңдеу қажет болады. Төменгі жағында түсініктеме бар, төменде сізге қажетті айналу дәрежесін енгізіңіз. Мен үшін бұл 180 болды, өйткені менің камерам төңкерілген.

MJPG-Streamer іске қосу үшін

-j.webp

Ол іске қосылғаннан кейін 192.168.1. XX: 8080 (біз бұрын тапқан IP) өтіңіз және ағынды басыңыз. Басқа опциялармен ойнаңыз, олар сізге пайдалы болуы мүмкін.

Және бұл. Енді сіз өзіңіздің жеке FPV резервуарыңызды Wi -Fi алуға болатын кез келген жерде жүргізе алуыңыз керек. Масайрау.

5 -қадам: Дайын өнім

Міне, мұның бәрі жұмыс істейтін бейне.

Ноутбукке бейнені қосу үшін Raspi 3 қосылғанын білемін, себебі тестілеу кезінде қуат банкі таусылды. Бұл шамамен бір сағатқа созылды, мен өте қуаныштымын.

Егер сізде бар болса, түсініктеме қалдырыңыз, егер сіз бұл Raspberry Pi 3 FPV Lego танкісін жасауды ұнатасыз деп үміттенемін.

Рахмет, Бен