Tangki Lego Raspberry Pi 3 FPV: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Lego sangat bagus untuk mengajari anak-anak tentang cara kerja sesuatu sambil membiarkan mereka bersenang-senang pada saat yang bersamaan. Saya tahu saya selalu menikmati "bermain" dengan lego ketika saya masih kecil. Instruksi ini menjelaskan bagaimana saya membuat tangki FPV (Tampilan Orang Pertama) dari lego dan Raspberry Pi 3 (Raspi 3). Saya mencoba membuatnya sesederhana mungkin, hanya langkah di mana Anda menyesuaikan motor untuk bekerja dengan lego membutuhkan alat dan sedikit keterampilan.

Tangki pada dasarnya menggunakan dua motor jadi jika Anda tidak menginginkan tangki Anda dapat membuat robot tipe Romba, build akan berbeda tetapi pengkabelan dan program akan sama persis.

### Proyek ini pada dasarnya adalah versi 1, jadi jika Anda ingin meningkatkannya (yang masih banyak ruang untuk dilakukan), silakan tinggalkan komentar. Juga semua kode akan tersedia, di halaman Github saya, tautan ada di langkah-langkahnya

Hal-hal yang Anda perlukan:

• Beberapa Lego, saya menggunakan Truk Arktik Teknik Lego yang saya miliki. Gunakan imajinasi Anda, set ini memiliki trek dan segalanya untuk membuatnya berfungsi sehingga bagus untuk proyek ini.
• Raspberry Pi, saya menggunakan Raspberry Pi 3 karena itulah yang saya miliki, jika Anda memiliki model yang berbeda, Anda mungkin dapat membuatnya berfungsi tetapi pin GPIO akan berbeda.
• Kartu micro SD dengan Raspian terpasang, untuk Raspi 3.
• Sebuah kamera Pi, Adafruit menjual beberapa serta kabel pita yang berbeda dari berbagai panjang. Tambang yang dibeli dari Aliexpress, memiliki lensa mata ikan dan murah. Anda mungkin dapat menggunakan webcam, tetapi kamera Pi bekerja di luar kotak.
• Bank Daya USB untuk memberi daya pada Raspi 3, saya pikir milik saya berharga $8, 2000mah-nya, jadi jalankan Raspi 3 untuk sementara waktu.
• Baterai untuk menyalakan motor, saya menggunakan baterai yang saya keluarkan dari mobil RC murah, 7,2 volt, 500mah, dan dapat diisi ulang sehingga berfungsi dengan baik. Baterai 9V akan bagus tetapi Anda juga memerlukan konektor.
• Kabel jumper, untuk menghubungkan pin GPIO secara bersamaan, minimal 5 female ke female.
• Papan Driver Motor L298N, ini cukup murah dan memungkinkan Anda untuk mengontrol motor secara terpisah. Ini juga cukup standar untuk jenis aplikasi ini.
• 2 x motor gearbox DC, yang ini dari Adafruit bagus, yang sama persis bisa dibeli dari Aliexpress juga

Aneka ragam

• Pita busa dua sisi
• kabel
• panas menyusut
• tape
• karet gelang
• kabel USB mikro

Jika Anda akan mengadaptasi motor gearbox DC seperti yang saya lakukan maka Anda perlu:

• pemotong kotak
• dremel dengan mata gergaji bundar
• file mini
• epoksi 5 menit

Anda juga memerlukan PC/laptop Anda sendiri untuk mengontrol dan memprogram Raspi 3.

Langkah 1: Bangun Tank

Jadi ini bukan instruksi karena langkah ini harus benar-benar desain Anda sendiri. Saya akan berbicara tentang beberapa hal yang harus saya pertimbangkan ketika membangun ini, tetapi kesenangan sebenarnya terletak pada mencari tahu sendiri (seperti Lego yang sebenarnya). Gunakan foto jika bermanfaat, butuh waktu lama bagi saya untuk mengembangkan desain ini, pada akhirnya, jalan sederhana adalah yang terbaik.

1. Bangun as belakang terlebih dahulu

   1. dan pastikan untuk meninggalkan ruang yang cukup untuk motor dan membuatnya cukup lebar untuk memasukkan komponen Anda ke dalamnya. Saya ingin milik saya cukup lebar karena saya ingin semuanya duduk di dalam as, ini memungkinkan tangki cukup rendah untuk muat di bawah benda dan mengejar kucing.
   2. Roda pada rel di sini memiliki lubang yang sesuai dengan sumbu silang Lego, jadi ingatlah di sinilah motor Anda akan dipasang.
   3. Anda membutuhkan jarak yang cukup untuk lintasan di belakang dan depan. Anda dapat melihat pada gambar 2 bahwa bagian "L" tidak semetrik, ini untuk memungkinkan ruang lintasan. Saya awalnya memilikinya semetrik tetapi trek terus bergesekan dan pada satu titik menjadi macet dan merusak adaptor motor.
2. Setelah as roda dibuat, Anda dapat menghubungkannya
   1. menggunakan bit panjang dengan dukungan silang secara berkala. Pastikan Anda memberi ruang pada penyangga silang sehingga komponen pas di antaranya, ini membantu menjaga profil tetap rendah.
   2. panjangnya akan ditentukan oleh seberapa banyak trek yang Anda miliki. Trek ini tidak memiliki peregangan sehingga sedikit kendur diperlukan. Jika Anda memiliki trek karet, Anda dapat membuatnya lebih kencang. Juga roda berjalan adalah ide yang bagus tetapi secara keseluruhan tidak diperlukan.
   3. Langkah ini sangat sederhana dan hanya melibatkan sedikit trial and error.
3. Motor pada dasarnya dilekatkan dengan pita busa dua sisi, jadi sediakan permukaan yang besar untuk menempelkannya.
4. Dudukan kamera yang saya buat cukup sampah, Anda pasti harus mencoba dan membuatnya sendiri. Saya suka rendah karena terlihat seperti Anda bepergian dengan cepat di kamera. Ini akan menjadi tempat yang keren untuk meningkatkan dengan satu atau dua servo untuk membuat kamera bergerak.

Semoga catatan ini bermanfaat. Saya membangun benda ini sebelum menulis instruksi dan agak ragu untuk memisahkannya sekarang setelah berjalan. Saya benar-benar percaya bahwa desain yang lebih baik dapat dibuat jadi saya pikir pengembangan Anda sendiri akan menjadi yang terbaik. Tinggalkan komentar jika Anda ingin saya membuatnya menjadi panduan lengkap, jika permintaan cukup, saya akan melakukannya.

Langkah 2: DC Gearbox Motor ke Adaptor Lego

Sekali lagi, saya membuat ini sebelum menulis dan tidak mengambil foto apa pun. Saya pikir ada banyak tutorial berbeda di luar sana yang melakukan ini. Adafruit sebenarnya menjual adaptor, ini adalah cara terbaik, ditambah Anda tidak perlu merusak tunggangan motor Anda. Saya di NZ jadi Adafruit tidak tersedia, tapi DIY:-). Inilah yang saya lakukan (maaf tentang diagram yang buruk):

1. Siapkan semua alat Anda, kami akan memotong plastik, jadi ini tidak akan sulit. Saya menggunakan kacamata bengkel karena secara pribadi saya benci potongan kecil plastik di seluruh bola mata saya. Saya juga menggunakan salah satu talenan hijau itu agar meja saya tidak berantakan.
2. Jadi diagram menunjukkan tampilan atas dan samping. Pada dasarnya, abu-abu adalah bagian putih kecil pada motor gearbox DC dan merah adalah tempat kami memotong. Warna merah pada tampilan atas sebenarnya seharusnya menjadi penampang untuk poros silang Lego. Kami akan menghapus bahan itu sehingga porosnya pas di dalam. Coba dan potong ini sedekat mungkin dengan pusat dan hampir tepat ke bawah. Saya mulai dengan pertama-tama memotong secara kasar dengan gergaji bundar pada dremel saya, kemudian mulai mencukur potongan dengan pemotong kotak sampai saya benar-benar pas.
3. Setelah Anda memotong sedikit dan porosnya pas kurang lebih lurus (seharusnya terlihat seperti garpu yang dilipat menjadi dua), Anda dapat mengecat gandar silang Lego. Sebelum Anda menerapkan epoksi, pastikan Anda menempelkan selotip di atas kotak kuning dari motor sehingga Anda tidak sengaja menempelkan poros ke kasing. Campur epoksi 5 menit dengan baik dan oleskan lapisan tebal di atas bit putih dan poros silang, kami mencari lapisan setebal 1-2mm. Epoxy 5 menit menjadi norak dan tidak dapat digunakan dengan cukup cepat, jadi bekerjalah dengan cepat di sini.
4. Setelah Anda memiliki lapisan yang layak dan epoksi tidak berjalan, Anda harus selesai. Itu berjalan sedikit jadi berhati-hatilah. Setelah disetel ke konsistensi seperti karet, Anda dapat dengan mudah memangkas epoksi berlebih, begitulah cara saya mendapatkan ujung datar yang bagus di milik saya.
5. Biarkan hingga kering di malam hari dan Anda akan memiliki motor gearbox DC Lego di pagi hari

Langkah 3: Menghubungkannya

Pengkabelan untuk proyek ini cukup sederhana. Kami akan menggunakan kabel jumper 4 female ke female untuk menghubungkan pin GPIO kami ke pengontrol motor L298N dan kabel jumper male ke female untuk menghubungkan ground Raspi 3 ke ground pengontrol motor L298N. Kami juga akan menggunakan beberapa kabel untuk menghubungkan motor ke pengontrol motor L298N.

Saya memilih untuk menggunakan kombinasi pin ini pada Raspi karena mereka dikelompokkan bersama. Jangan ragu untuk menggunakan set pin GPIO dan GND apa pun. Ingatlah untuk mengubahnya dalam kode.

Anda dapat menggunakan diagram pengkabelan atau ikuti langkah-langkah di bawah ini:

Raspi 3 L298N

GND (pin 14) GND

GPIO27 (pin 13) IN1

GPIO22 (pin 15) IN2

GPIO23 (pin 16) IN3

GPIO24 (pin 18) IN4

Untuk motor dan cara pemasangannya, saya menghubungkannya dengan cara ini.

Keluar2, Keluar3 negatif

Keluar1, Keluar4 positif

Pada dasarnya negatif ke arah belakang dan positif ke depan. Jika Anda mendapatkannya sebaliknya, tangki hanya bergerak ke arah yang berlawanan yang mudah diperbaiki dalam perangkat lunak.

Langkah 4: Pemrograman

Jadi untuk langkah ini kita perlu menyiapkan beberapa hal jika Anda belum melakukannya.

• Raspian
• Python 2 atau 3
• Git
• MJPG-Streamer

Menginstal Raspian

Pertama kita perlu memiliki Raspian pada kartu micro SD, jadi siapkan SD yang diformat minimal 8GB (Anda juga dapat menginstal NOOBS lite jika Anda hanya memiliki kartu 4GB).

Untuk menginstal Raspian saya akan merekomendasikan menggunakan NOOBS. Tautan resmi ada di sini. Unduh file zip ke PC Anda, dan ekstrak file ke dalam kartu sd. Pastikan file dan folder ada di sana dan tidak di dalam folder noobs.

Setelah Anda selesai melakukannya, colokkan kartu SD ke Raspi 3, sambungkan layar (TV dengan HDMI berfungsi dengan baik jika Anda tidak memiliki monitor) dan keyboard dan mouse.

Anda akan melihat layar instal memuat, terhubung ke wifi (wifi diperlukan agar proyek ini berfungsi) dan menginstal, saya hanya menggunakan pengaturan default karena berfungsi dengan baik.

Konfigurasi untuk mode tanpa kepala

Jadi setelah Raspian diinstal dan Anda masuk ke Raspi 3, Anda dapat mulai mengonfigurasi Raspi 3 agar berjalan dalam mode tanpa kepala (yaitu menggunakan SSH sebagai ganti layar dan keyboard). Sekedar catatan, Anda perlu menggunakan Sudo jadi pastikan Anda mengetahui kata sandi root.

Buka terminal dan ketik 'sudo raspi-config', Anda harus memiliki layar biru dan abu-abu seperti pada gambar. Pindah ke 'Interfacing options', tekan enter, lalu pindah ke 'P2 SSH' tekan enter dan enter lagi untuk 'yes', lagi untuk 'ok'.

Sekarang kembali ke 'opsi antarmuka' dan aktifkan kamera.

Kembali ke menu tekan kanan dan enter untuk memilih 'selesai'.

Selanjutnya kita perlu menemukan alamat IP kita, Anda dapat melakukannya dengan mengetik 'ifconfig' ke terminal. Temukan blok yang dimulai dengan wlan0 (biasanya yang terakhir) dan catat alamat IP Anda. Itu harus berada di baris kedua dan terlihat seperti ini 192.168.1. XX jika Anda menggunakan wifi rumah Anda.

Hebat itu adalah akhir dari konfigurasi

Menginstal perangkat lunak tambahan

Jadi, untuk menjalankan skrip yang saya miliki, Anda harus menginstal python 2 atau 3. Jika Anda ingin belajar python, saya akan merekomendasikan belajar python 3, perbedaannya kecil tetapi python 3 sekarang lebih banyak digunakan. Seharusnya sudah diinstal sebelumnya dengan Raspian tetapi kita harus memeriksa ulang.

Ketik 'python --version', Anda akan mendapatkan output seperti 'Python 2.7.13' yang berarti Anda telah menginstal python 2. Untuk memeriksa apakah Anda memiliki python 3 cukup ketik 'python3 --version' dan Anda akan mendapatkan hasil yang serupa. Jika Anda tidak memiliki python 2 atau 3, Anda dapat mengetik 'sudo apt-get install python' atau 'sudo apt-get install python3', masing-masing.

Anda juga memerlukan Git untuk mendapatkan kodenya, sekali lagi, kode tersebut harus sudah diinstal sebelumnya. Ketik 'git --version' untuk memeriksa dan menggunakan 'Sudo apt-get install git' jika Anda tidak memilikinya.

Memasang MJPG-Streamer

MJPG-Streamer adalah salah satu cara saya mendapatkan akses ke Picamera. Ini memungkinkan Anda untuk mengakses kamera melalui browser dan memanipulasi gambar. Ini mungkin cara yang lebih baik dan lebih mudah untuk menggunakan kamera jika Anda tidak nyaman dengan kode.

1. Sekali lagi kita akan menggunakan Git. Ketik 'git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git' ke terminal Raspi 3. Perangkat lunak akan diunduh, tidak memakan waktu terlalu lama.
2. Mungkin hal terbaik yang harus dilakukan saat ini adalah melihat file 'README.md' dan mengikuti petunjuk instalasi. Mereka bekerja dengan mulus untuk saya. Jika Anda memiliki pertanyaan, tinggalkan di komentar dan saya akan mencoba dan membantu

Setelah diinstal, Anda dapat menjalankannya. Saya akan melalui bagaimana saya melakukannya di bawah ini.

Menyatukan semuanya

Bagus, sekarang kita harus siap untuk pergi. Pastikan Raspi 3 Anda dihidupkan. Di PC/laptop Anda, buka terminal (saya asumsikan Anda menggunakan linux atau Mac, jika menggunakan Windows Anda harus mengunduh Putty. Ada banyak tutorial online tentang cara menggunakan ini, jangan khawatir, ini mudah) dan ketik 'ssh [email protected]. XX (dengan asumsi Anda belum mengubah nama pengguna default) atau apa pun alamat IP Anda yang kami temukan sebelumnya. Ketikkan kata sandi Anda (ini jelas bukan default). Hebat, sekarang Anda berada dalam sesi terminal di Raspi 3 melalui PC/laptop Anda.

Jadi, di terminal ketik 'git clone https://github.com/astrobenhart/Raspi-3-FPV-Lego-T… Ini hanya perlu beberapa detik karena filenya sangat kecil. Anda kemudian dapat menavigasi ke direktori menggunakan 'cd Raspi-3-FPV-Lego-Tank', sekarang ketik 'ls' dan pastikan Anda melihat 5 file ini: 'demo.py', 'drive.py', 'Picamera_tank. py, 'finished.jpg', dan 'README.md'. Pastikan Anda melihat readme untuk pembaruan apa pun.

demo.py

Skrip py ini sangat bagus untuk menguji semua kabel Anda berfungsi. Itu hanya melalui kombinasi yang berbeda dari menggerakkan motor ke belakang dan ke depan.

gunakan 'python demo.py' untuk menjalankan. Dibutuhkan setengah menit atau lebih untuk menyelesaikannya.

drive.py

Ini adalah skrip py yang akan Anda jalankan untuk mengontrol tangki. Ini mengatur pemetaan pin GPIO dan membuat defs untuk bergerak. Itu juga menangkap penekanan tombol untuk mengontrol tangki.

Gunakan 'python drive.py' untuk menjalankan. Tunggu sebentar, terminal Anda akan kosong.

gunakan 'w, a, s, d' untuk bergerak dan spasi untuk berhenti. Saat Anda siap untuk menutup program, tekan 'n'.

Picamera_tank.py

Ini adalah versi streamer untuk kamera saya. Ini hanya berjalan dengan python 3 (yaitu gunakan 'python3 Picamera_tank.py' untuk menjalankan). Ini dapat dijalankan di jendela terminal kedua atau Anda dapat menekan ctrl-z dan ketik bg untuk menjalankannya di latar belakang pada terminal yang sama. Secara pribadi saya suka menggunakan terminal terpisah.

Anda tidak perlu menginstal tambahan apa pun, tetapi jika Anda menggunakan pip. Jika Anda mengalami masalah, tinggalkan komentar.

Setelah ini berjalan di Raspi 3, masuk ke browser PC/laptop Anda dan buka 192.168.1. XX:8000 (IP yang kami temukan sebelumnya). Anda akan melihat output kamera. Jika gambar perlu diputar, Anda perlu mengedit skrip py. Di dekat bagian bawah ada komentar, di bawahnya masukkan derajat rotasi yang Anda butuhkan. Bagi saya itu 180 karena kamera saya terbalik.

Untuk menjalankan MJPG-Streamer

Untuk menjalankan MJPG-Streamer, saya arahkan ke 'mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental' dan jalankan './mjpg_streamer -o "output_http.so -w./www" -i "input_raspicam.so -hf"'.

Setelah itu berjalan, buka 192.168.1. XX:8080 (IP yang kami temukan sebelumnya) dan klik streaming. Bermain-main dengan opsi lain, mereka mungkin berguna bagi Anda.

Dan itu saja. Anda sekarang harus dapat mengemudikan tangki FPV Anda sendiri di mana pun Anda bisa mendapatkan wifi Anda. Selamat bersenang-senang.

Langkah 5: Produk Jadi

Dan di sini adalah video dari semuanya bekerja.

Sekedar catatan bahwa saya memasang Raspi 3 ke laptop saya untuk menyalakannya di video saat bank daya habis selama beberapa pengujian. Itu berlangsung hampir satu jam yang saya cukup senang.

Silakan tinggalkan komentar jika Anda memilikinya dan saya harap Anda menikmati membuat Tangki Lego FPV Raspberry Pi 3 ini jika Anda mencobanya.

Terima kasih, Ben