Raspberry Pi 3 FPV Lego Tank: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Lego sobib suurepäraselt lastele õpetama, kuidas asjad toimivad, lastes neil samal ajal lõbutseda. Ma tean, et mulle meeldis lapsena alati legoga "mängida". See juhend juhendab, kuidas ehitasin legost ja Raspberry Pi 3 (Raspi 3) tankist FPV (First Person View). proovisin seda võimalikult lihtsana hoida, ainult see samm, kus mootorid legoga töötamiseks kohandate, nõuab tööriistu ja natuke oskusi.

Paak kasutab põhimõtteliselt kahte mootorit, nii et kui te paaki ei soovi, saate teha Romba tüüpi roboti, on ehitus erinev, kuid juhtmestik ja programmid on täpselt samad.

### See projekt on põhimõtteliselt versioon 1, nii et kui soovite seda täiustada (mille jaoks on palju ruumi), jätke kommentaar. Samuti on kogu kood saadaval, minu Githubi lehel on lingid sammude kaupa

Asjad, mida vajate:

• Mõni Lego, ma kasutasin Lego Technic Arctic Truckit, mis mul ümber oli. Kasutage siiski oma kujutlusvõimet, sellel komplektil olid rajad ja kõik, et need toimiksid, nii et see oli selle projekti jaoks hea.
• Raspberry Pi, ma kasutasin Raspberry Pi 3, sest see oli mul, kui teil on erinev mudel, saate selle tööle panna, kuid GPIO nööpnõelad erinevad.
• Raspi 3 paigaldatud mikro -SD -kaart Raspi 3 jaoks.
• Pi kaamera, Adafruit müüb nii mõnda kui ka erinevat erineva pikkusega lintkaablit. Ostetud kaevandus Aliexpressist, sellel on kalasilm -lääts ja see oli odav. Võimalik, et saate veebikaamerat kasutada, kuid Pi -kaamera töötab karbist välja.
• USB toitepank Raspi 3 toiteks, minu arust maksis see 8 dollarit, selle 2000mah töötab seega mõnda aega Raspi 3.
• Mootorite toiteks kasutasin akut, kasutasin odavalt RC -autost välja võetud akut, see on 7,2 volti, 500 mAh ja laetav, nii et see töötab päris hästi. 9V aku oleks hea, kuid vajate ka pistikut.
• Jumperkaablid, GPIO tihvtide ühendamiseks, vähemalt 5 emast naissoost.
• L298N mootorijuhtplaat, need on üsna odavad ja võimaldavad teil mootoreid eraldi juhtida. Need on ka seda tüüpi rakenduste jaoks üsna standardsed.
• 2 x alalisvoolu käigukasti mootor, need Adafruitilt on head, täpselt sama saab osta ka Aliexpressist

Mitmesugused

• Kahepoolne vahtlint
• traat
• kuumus kahaneb
• lint
• kummipaelad
• mikro -USB -kaabel

Kui kavatsete kohandada alalisvoolu käigukasti mootoreid nagu mina, vajate:

• karbilõikur
• dremel ketassaega
• mini failid
• 5 -minutiline epoksü

Raspi 3 juhtimiseks ja programmeerimiseks vajate ka oma arvutit/sülearvutit.

Samm: ehitage paak

Nii et need pole tegelikult juhised, sest see samm peaks tõesti olema teie enda disain. Ma räägin mõnest asjast, mida pidin selle ehitamisel arvesse võtma, kuid tõeline lõbu seisneb selles, et saate selle ise teada (sarnaselt tegeliku Legoga). Kasutage fotosid, kui need on kasulikud, selle disaini väljatöötamine võttis mul aega, lõpuks oli lihtne tee parim.

1. Esmalt ehitage tagateljed

   1. ja jätke mootoritele piisavalt ruumi ning tehke need piisavalt laiaks, et teie osad mahuksid sisse. Ma tahtsin, et minu laius oleks üsna lai, kuna ma tahtsin, et kõik istuks telgede sees, see võimaldas paagil olla üsna madalal ja sobida asjade alla ning jälitada kassi.
   2. Siinsetel radadel olevatel ratastel on auk, mis sobib Lego ristteljega, seega pidage meeles, et teie mootorid paigaldatakse just sinna.
   3. Teil on vaja piisavalt vaba ruumi taga ja ees. Pildil 2 on märgata, et L -tähed ei ole poolläbipaistvad, see tähendab rajaruumi lubamist. Algselt olid mul need poolläbipaistvad, kuid rada pidevalt hõõrus ja jäi ühel hetkel kinni ning purustas mootori adapteri.
2. Kui teljed on ehitatud, saate need ühendada
   1. kasutades regulaarsete ajavahemike tagant pikki risttugedega bitte. Paigutage risttoed kindlasti nii, et komponendid mahuksid nende vahele, see aitab hoida madalat profiili.
   2. pikkus määratakse selle järgi, kui palju rada teil on. Sellel rajal pole venitust, seega on vaja natuke lõtku. Kui teil on kummipael, saate selle tihedamaks muuta. Ka jooksuratt on tore mõte, kuid üldiselt pole seda vaja.
   3. See samm oli väike ja hõlmas vaid natuke katset ja viga.
3. Mootorid on sisuliselt kahepoolse vahtlindiga kinni jäänud, nii et need jäävad nende kinnitamiseks suurele pinnale.
4. Minu tehtud kaamerakinnitus on üsna rämps, peaksite kindlasti proovima seda ise teha. Mulle meeldib see madal, kuna tundub, et reisite kaameraga kiiresti. See oleks lahe koht, mida saaks täiendada ühe või kahe servoga, et kaamera liigutada.

Loodetavasti on nendest märkmetest abi. Ma ehitasin selle asja enne juhendi kirjutamist ja kahtlen natuke, kas seda nüüd lahti ühendada. Ma tõesti usun, et saab teha parema kujunduse, nii et ma arvan, et teie enda areng oleks parim. Kui soovite, et teeksin sellest täieliku juhendi, jätke kommentaar, kui on piisavalt nõudlust, teen seda.

Samm: alalisvoolu käigukasti mootor ja Lego -adapter

Jällegi tegin selle enne kirjutamist ja ei teinud ühtegi fotot. Ma arvan, et seal on hunnik erinevaid õpetusi, mis seda teevad. Adafruit müüb tegelikult adapterit, see on parim viis, lisaks ei pea te oma mootorikinnitusi hävitama. Olen NZ-s, nii et Adafruit pole saadaval, kuid DIY on:-). Seda ma tegin (vabandan halbade skeemide pärast):

1. Pange kõik tööriistad valmis, lõikame plasti, nii et see pole keeruline. Kasutasin töökoja prille, sest isiklikult ma vihkan pisikesi plastikukesi kogu silmamuna peal. Ma kasutasin ka ühte neist rohelistest lõikelaudadest, nii et ma ei rikkunud oma lauda.
2. Nii et diagramm näitab pealt- ja külgvaadet. Põhimõtteliselt on hall alalisvoolu käigukasti mootori väike valge osa ja punane on koht, kus me lõikame. Pealtvaates olev punane peaks tegelikult olema Lego risttelje ristlõige. Me eemaldame selle materjali, nii et telg mahub tihedalt sisse. Proovige lõigata see võimalikult keskele ja peaaegu põhja. Alustasin sellest, et lõikasin esmalt umbes oma dremeli ketassaeotsikuga, seejärel hakkasin karbi lõikuriga raseerima, kuni sain ideaalse sobivuse.
3. Kui lõiketera on lõigatud ja telg sobib enam -vähem sirgeks (see peaks välja nägema nagu kummaline, pooleks kahvliks volditud), võite Lego risttelje epoksüerida. Enne epoksüüdi paigaldamist veenduge, et kleepite kollasele korpusele maskeerimislindi mootorit, et te ei kleepiks võlli juhuslikult korpuse külge. Segage 5-minutiline epoksü hästi ja kandke valge kihi ja risttelje peale paks kiht, otsime 1-2 mm paksust kihti. 5 -minutiline epoksü läheb kiiresti kleepuvaks ja kasutuskõlbmatuks, nii et töötage siin kiiresti.
4. Kui teil on kattekiht peal ja epoksü ei tööta, peaksite olema valmis. See töötab natuke, nii et ole ettevaatlik. Kui see on kummist sarnase konsistentsiga, saate üleliigse epoksüvaigu hõlpsalt ära lõigata, nii sain oma kena lameda otsa.
5. Jätke see ööseks kuivama ja hommikuks peaks teil olema Lego DC käigukasti mootor

Samm: ühendage see kokku

Selle projekti juhtmestik on üsna lihtne. Kasutame nelja naissoost naissoost hüppajakaablit, et ühendada oma GPIO tihvtid L298N mootorikontrolleriga, ja isast naissoost hüppajakaablit, et ühendada Raspi 3 maandus mootoriga L298N. Samuti kasutame mootori ühendamiseks L298N mootorikontrolleriga mõnda traati.

Ma kasutan seda tihvtide kombinatsiooni Raspis, sest need on kokku koondatud. Siiski võite vabalt kasutada mis tahes GPIO nööpnõelte ja GND komplekti. Ärge unustage seda koodis muuta.

Võite kasutada ühendusskeemi või järgida alltoodud samme:

Raspi 3 L298N

GND (tihvt 14) GND

GPIO27 (tihvt 13) IN1

GPIO22 (tihvt 15) IN2

GPIO23 (tihvt 16) IN3

GPIO24 (tihvt 18) IN4

Mootorite ja nende paigaldamise viisi jaoks ühendasin need sel viisil.

Out2, Out3 negatiivne

Out1, Out4 positiivne

Põhimõtteliselt negatiivne oli tagurpidi ja positiivne edasi. Kui saate need vastupidi, sõidab paak lihtsalt vastupidises suunas, mida on tarkvara abil lihtne parandada.

4. samm: programmeerimine

Seega peame selle sammu jaoks mõned asjad paika panema, kui te pole seda juba teinud.

• Raspian
• Python 2 või 3
• Git
• MJPG-voogesitus

Raspiani installimine

Esiteks peab meil olema Raspian micro SD -kaardil, nii et vormindatud SD -kaart peaks olema vähemalt 8 GB valmis (saate installida ka NOOBS lite, kui teil on ainult 4 GB kaart).

Raspiani installimiseks soovitaksin kasutada NOOBS -i. Ametlik link on siin. Laadige ZIP -fail oma arvutisse alla ja ekstraheerige failid SD -kaardile. Veenduge, et failid ja kaustad oleksid olemas, mitte noobsi kaustas.

Kui olete seda teinud, ühendage SD -kaart Raspi 3 -ga, ühendage ekraan (HDMI -ga teler töötab hästi, kui teil monitori pole) ning klaviatuur ja hiir.

Peaksite nägema installiekraani koormust, looma ühenduse WiFi -ga (selle projekti toimimiseks on vaja WiFi -ühendust) ja installida, ma lihtsalt kasutan vaikeseadeid, kuna need töötavad hästi.

Peata režiimi seadistamine

Niisiis, kui Raspian on installitud ja olete Raspi 3 sisse logitud, võite hakata seadistama Raspi 3 töötama peata režiimis (st kasutage ekraani ja klaviatuuri asemel SSH -d). Lihtsalt märkus, et peate kasutama sudo, nii et veenduge, et teate juurparooli.

Avage terminal ja tippige "sudo raspi-config", teil peaks olema sinine ja hall ekraan nagu piltidel. Minge jaotisse „Liidese valikud”, vajutage sisestusklahvi, seejärel liikuge „P2 SSH”, vajutage sisestusklahvi ja sisestage uuesti „jah”, uuesti „OK”.

Nüüd minge tagasi liidese valikute juurde ja lubage kaamera.

Tagasi menüüs vajutage paremale ja sisestage, et valida „Lõpeta”.

Järgmisena peame leidma oma IP -aadressi. Seda saate teha, tippides terminali "ifconfig". Leidke plokk, mis algab wlan0 -ga (tavaliselt viimane) ja märkige üles oma IP -aadress. See peaks olema teisel real ja välja nägema umbes selline 192.168.1. XX, kui kasutate oma kodust WiFi -d.

Suurepärane, et konfiguratsioon on lõppenud

Lisatarkvara installimine

Niisiis, minu skriptide käivitamiseks peab teil olema installitud python 2 või 3. Kui soovite pythoni õppida, siis soovitaksin õppida python 3, erinevused on väikesed, kuid python 3 on nüüd laialdasemalt kasutusel. See peaks olema Raspianiga eelinstallitud, kuid me peaksime seda veel kord kontrollima.

Tippige "python --version", peaksite saama väljundi nagu "Python 2.7.13", mis tähendab, et teil on installitud python 2. Et kontrollida, kas teil on python 3, sisestage lihtsalt "python3 --version" ja peaksite saama sarnase väljundi. Kui teil pole python 2 või 3, võite lugupidavalt trükkida "sudo apt-get install python" või "sudo apt-get install python3".

Koodi saamiseks vajate ka Gitit, see peaks uuesti olema eelinstallitud. Tippige "git --version", et kontrollida ja kasutada "sudo apt-get install git", kui teil seda pole.

MJPG-Streameri installimine

MJPG-Streamer on üks viis, kuidas sain juurdepääsu Picamerale. See võimaldab teil brauseri kaudu kaamerale juurde pääseda ja pilti manipuleerida. See on ilmselt ilusam ja lihtsam viis kaamerat kasutada, kui tunnete end ebamugavalt.

1. Jälle kasutame Gitit. Tippige Raspi 3 terminali „git kloon https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git”. Tarkvara laaditakse alla, see ei võta liiga kaua aega.
2. Tõenäoliselt on praegu kõige parem vaadata faili „README.md” ja järgida installijuhiseid. Nad töötasid minu jaoks sujuvalt. Kui teil on küsimusi, jätke need kommentaaridesse ja proovin aidata

Pärast installimist saate seda käivitada. Ma vaatan allpool, kuidas seda teha.

Kõike kokku panema

Suurepärane, nüüd peaksime olema valmis minema. Veenduge, et teie Raspi 3 oleks sisse lülitatud. Avage oma arvutis/sülearvutis terminal (eeldan, et kasutate Linuxit või Maci, kui peate Windowsi kasutama, peate alla laadima kitt. Selle kasutamise kohta on Internetis palju õpetusi, ärge muretsege, see on lihtne) ja tippige 'ssh [email protected]. XX (eeldusel, et te pole vaikimisi kasutajanime muutnud) või mis iganes teie IP -aadress varem leiti. Sisestage oma parool (see ei tohiks kindlasti olla vaikimisi). Suurepärane, nüüd olete oma arvuti/sülearvuti kaudu Raspi 3 terminaliseansil.

Nii et terminalitüübis 'git kloon https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T… See peaks võtma vaid mõne sekundi, kuna failid on tõesti väikesed. Seejärel saate kataloogi navigeerida, kasutades 'cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank', tippige nüüd 'ls' ja veenduge, et näete neid 5 faili: 'demo.py', 'drive.py', 'Picamera_tank. py, 'ready.jpg' ja 'README.md'. Veenduge, et vaatate värskendusi värskenduste lugemiseks.

demo.py

See py -skript on suurepärane, et testida, kas teie juhtmestik töötab. See lihtsalt läbib erinevaid kombinatsioone mootorite tagurpidi liikumiseks.

kasutage käivitamiseks 'python demo.py'. Selle täitmiseks kulub pool minutit.

drive.py

See on py -skript, mida kasutate paagi juhtimiseks. See seadistab GPIO pin -kaardistamise ja loob teisaldamiseks defid. Samuti salvestab see paagi juhtimiseks klahvivajutusi.

Käivitamiseks kasutage python drive.py. Oodake natuke, teie terminal peaks tühjaks jääma.

kasutage liikumiseks 'w, a, s, d' ja peatamiseks tühikut. Kui olete programmi sulgemiseks valmis, vajutage 'n'.

Picamera_tank.py

See on minu versioon kaamera voogesitusest. See töötab ainult koos python 3 -ga (st käivitamiseks kasutage python3 Picamera_tank.py). Seda saab käivitada teises terminaliaknas või vajutada klahve ctrl-z ja tippida bg, et käivitada see sama terminali taustal. Mulle isiklikult meeldib kasutada eraldi terminali.

Te ei peaks midagi ekstra installima, kuid kui kasutate pipi. Kui teil tekib probleeme, jätke kommentaar.

Kui see Raspi 3 -s töötab, logige sisse oma arvuti/sülearvuti brauserisse ja minge aadressile 192.168.1. XX: 8000 (varem leitud IP). Te peaksite nägema kaamera väljundit. Kui pilti on vaja pöörata, peate muutma py skripti. Allosas on kommentaar, allpool sisestage vajalikud pöörlemisastmed. Minu jaoks oli see 180, kuna mu kaamera on tagurpidi.

MJPG-Streameri käivitamiseks

-j.webp

Kui see töötab, minge aadressile 192.168.1. XX: 8080 (varem leitud IP) ja klõpsake voogesitusel. Mängige teiste valikutega, need võivad teile kasulikud olla.

Ja see ongi kõik. Nüüd peaksite saama oma FPV paaki juhtida kõikjal, kus saate oma WiFi -ühendust hankida. Lõbutse hästi.

Samm: valmistoode

Ja siin on video sellest, kuidas see kõik töötab.

Lihtsalt märkus, et mul on Raspi 3 sülearvutisse ühendatud, et seda videosse toita, kuna toitepank sai mõne katse ajal otsa. See kestis peaaegu tund, mille üle olin ma väga õnnelik.

Palun jätke kommentaarid, kui teil neid on, ja loodan, et teile meeldib selle Raspberry Pi 3 FPV Lego paagi valmistamine, kui proovite.

Tänan, Ben