Remote Controlled 6WD Robot Segala Medan: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Kebanyakan robot yang saya buat selama ini adalah robot beroda 4 dengan kapasitas beban beberapa kilogram. Kali ini saya memutuskan untuk membuat robot yang lebih besar yang akan dengan mudah mengatasi berbagai rintangan dalam perjalanannya dan akan mampu bergerak dengan beban setidaknya belasan kilo. Saya juga berasumsi bahwa robot harus mampu mengatasi medan yang sulit seperti pasir, salju dan puing-puing. Untuk memungkinkan, saya membangun sasis 6 roda yang dilengkapi dengan 6 motor dengan daya yang cukup tinggi dan driver motor serta catu daya yang sesuai. Saya juga ingin robot saya dikendalikan dari jarak jauh (minimal 200 meter) jadi saya menggunakan pemancar dan penerima 2.4GHz berkualitas baik.

Setelah semua persyaratan di atas terpenuhi dan tes pertama berhasil, saya memutuskan untuk memperpanjang proyek dengan manipulator dan dua kamera. Berkat gambar dari kamera, Anda dapat mengontrol robot meskipun tidak terlihat. Fitur ini memungkinkan operator robot untuk melakukan tugas inspeksi jarak jauh di area yang sulit diakses atau berbahaya bagi manusia.

Dari deskripsi proyek ini Anda akan belajar bagaimana:

• membangun sasis robot beroda 6 yang mampu mengangkut setidaknya selusin kilo

  • memungkinkan Anda untuk mengangkut barang-barang yang lebih berat
  • kemungkinan penggunaan komersial dan bukan hanya robot sebagai mainan!

• kendalikan robot seperti itu dari jarak jauh

  • ikat pemancar 2,4 GHz dengan penerima
  • membaca perintah dari penerima 2,4 GHz melalui Arduino
  • kontrol posisi robot
• atur pratinjau dari kamera di komputer atau ponsel cerdas Anda

  implementasi transmisi video jarak jauh nirkabel pada 5,8 GHz

Parameter robot (versi dasar):

• Dimensi eksternal (PxLxT): 405x340x120 mm
• Berat total: 5 kg
• Jarak bebas tanah: 45 mm

Versi lanjutan (dengan manipulator dan kamera):

• Dimensi eksternal (PxLxT): 405x340x220 mm (robot disiapkan untuk pengangkutan)
• Berat total: 6,5 kg

Langkah 1: Daftar Bagian dan Bahan

Sasis robot ini seluruhnya terbuat dari aluminium dan duralumin. Dalam proyek ini saya menggunakan 6 roda Monster Truck dengan diameter 125 mm yang memudahkan untuk mengatasi rintangan kecil. Robot digerakkan oleh 6 motor DC brushed 12 V berdaya tinggi (180 RPM, 27 kg-cm) dengan roda gigi logam. Sebagai driver motor Anda dapat menggunakan driver apapun yang mampu memberikan arus kontinu minimal 10A per motor misalnya: VNH2SP30, BTS7960B.

Bagian yang dibutuhkan dalam proyek ini:

1. Peredam Gigi Torsi Tinggi Motor DC 12V 180RPM x6
2. Konektor Motor Gear DC Hex 6mm x6
3. Saklar Berhenti Darurat x1
4. Sakelar Tombol Dorong Daya Baja Tahan Karat x2
5. Baterai Lipo 7.4V 2700mAh 10C x1
6. Baterai Lipo 11.1V 5500mAh 3S 45C x1
7. Pengemudi Motor misalnya: VNH2SP30 x6 atau BTS7960B x2
8. Arduino mega 2560x1
9. Velg & Ban Roda HSP 1:10 Monster Truck x2
10. Papan USB Mikro x1

Kontrol:

1. Pemancar FrSky TARANIS Q X7 2.4GHz 7CH x1
2. Penerima FrSky V8FR-II 2.4GHz x1

Bahan (sasis):

1. Lembar Duralumin tebal 2mm (PxL): 345x190 mm x2
2. Braket sudut aluminium berbentuk L tebal 2mm: 190x40x20 mm x2
3. Braket sudut aluminium berbentuk C tebal 2mm: 341x40x20 mm x2

4. Mur dan baut:

   • M3 10mm x10
   • M2 6 mm x8

Peralatan:

Bor Mini Listrik HILDA

Versi diperpanjang:

1. Kamera RunCam Split x1
2. 2 sumbu gimbal x1
3. Lengan Robot x1
4. Gripper logam robot x1
5. Sensor ToF Laser VL53L0X x1

Langkah 2: Merakit Sasis Robot

Perakitan sasis robot cukup mudah. Semua langkah ditunjukkan pada foto di atas. Urutan operasi utama adalah sebagai berikut:

1. Bor 3 lubang dengan diameter 13 mm di profil aluminium samping (Lubang untuk poros motor)
2. Bor 6 lubang dengan diameter 3 mm di profil aluminium samping (Lubang yang mengikat motor ke profil)
3. Pasang motor DC ke profil aluminium samping
4. Pasang profil aluminium samping dengan motor DC ke alasnya
5. Pasang profil depan dan belakang ke alas
6. Pasang sakelar daya yang diperlukan dan komponen elektronik lainnya (lihat di bagian selanjutnya)

Langkah 3: Koneksi Bagian Elektronik

Kontroler utama dalam sistem elektronik ini adalah Arduino Mega 2560. Untuk dapat mengontrol enam motor saya menggunakan dua Driver Motor BTS7960B (H-Bridges). Tiga motor di setiap sisi terhubung ke satu driver motor. Masing-masing Driver Motor dapat dibebani oleh arus hingga 43A yang memberikan margin daya yang cukup bahkan untuk mobile robot yang bergerak di medan yang kasar. Sistem elektronik dilengkapi dengan dua sumber daya. Satu untuk memasok motor DC dan servos (baterai LiPo 11.1V, 5500 mAh) dan yang lainnya untuk memasok Arduino, modul bluetooth, kamera fpv dan sensor (baterai LiPo 7.4V, 2700 mAh).

Koneksi modul elektronik adalah sebagai berikut:

BTS7960 -> Arduino Mega 2560

• MotorRight_R_EN - 22
• MotorRight_L_EN - 23
• MotorLeft_R_EN - 26
• MotorLeft_L_EN - 27
• Rpwm1 - 2
• Lpwm1 - 3
• Rpwm2 - 4
• Lpwm2 - 5
• VCC - 5V
• GND - GND

Penerima FrSky V8FR-II 2.4GHz -> Arduino Mega 2560

• ch2 - 7 // Aileron
• ch3 - 8 // Lift
• VCC - 5V
• GND - GND

Koneksi kabel antara penerima 2,4 GHz dan Arduino ditunjukkan pada diagram pengkabelan di atas. Hubungkan kabel power 5V dan GND dari Arduino ke pin receiver + (VCC) dan - (GND). Selain itu, Anda harus menghubungkan saluran penerima bekas (ch2 dan ch3) ke pin digital Arduino (misalnya 7 dan 8 seperti di program). Jika Anda baru mulai belajar elektronik dan Anda tidak tahu cara menyambungkan catu daya, sakelar, dan driver motor, diagram pengkabelan dari proyek serupa saya ini akan sangat membantu. Sebelum memulai kontrol robot dari pemancar 2,4 GHz Taranis Q X7 2.4GHz Anda harus terlebih dahulu mengikat pemancar dengan penerima. Prosedur pengikatan dijelaskan secara rinci dalam video saya.

Langkah 4: Kode Mega Arduino

Saya telah menyiapkan contoh program Arduino berikut:

• Uji Penerima RC 2.4GHz
• Kontrol Robot 6WD

Program pertama "Uji Penerima RC 2.4GHz" akan memungkinkan Anda untuk dengan mudah memulai dan memeriksa penerima 2,4 GHz yang terhubung ke Arduino, yang kedua "Kontrol Robot 6WD" memungkinkan untuk mengontrol gerakan robot. Sebelum mengkompilasi dan mengunggah contoh program, pastikan Anda telah memilih "Arduino Mega 2560" sebagai platform target seperti yang ditunjukkan di atas (Arduino IDE -> Tools -> Board -> Arduino Mega atau Mega 2560). Perintah dari pemancar Taranis Q X7 2,4 GHz dikirim ke penerima. Saluran 2 dan 3 penerima masing-masing terhubung ke pin digital Arduino 7 dan 8. Di perpustakaan standar Arduino kita dapat menemukan fungsi "pulseIn()" yang mengembalikan panjang pulsa dalam mikrodetik. Kita akan menggunakannya untuk membaca sinyal PWM (Pulse Width Modulation) dari penerima yang sebanding dengan kemiringan pemancar. tongkat kendali. Fungsi pulseIn() membutuhkan tiga argumen (pin, nilai, dan batas waktu):

• pin (int) - nomor pin yang ingin Anda baca pulsanya
• nilai (int) - jenis pulsa untuk dibaca: TINGGI atau RENDAH
• timeout (int) - jumlah mikrodetik opsional untuk menunggu pulsa selesai

Nilai panjang pulsa baca kemudian dipetakan ke nilai antara -255 dan 255 yang mewakili kecepatan maju/mundur ("moveValue") atau belok kanan/kiri ("turnValue"). Jadi, misalnya jika kita mendorong tongkat kendali sepenuhnya ke depan, kita akan mendapatkan "moveValue" = 255 dan mendorong sepenuhnya ke belakang mendapatkan "moveValue" = -255. Berkat jenis kontrol ini, kita dapat mengatur kecepatan gerakan robot dalam jangkauan penuh.

Langkah 5: Pengujian Robot Seluler

Video-video ini menunjukkan pengujian mobile robot berdasarkan program dari bagian sebelumnya (Arduino Mega Code). Video pertama menunjukkan pengujian robot 6WD di kamar saya. Robot ini mampu membawa beban beberapa kilo dengan sangat mudah, dalam video tersebut ia mengangkut 8 botol air setara dengan 12 kg. Robot juga dapat dengan mudah mengatasi rintangan yang ditemui dalam perjalanannya seperti trotoar di tempat parkir yang dapat Anda lihat di video kedua. Pada awal instruksi ini Anda juga dapat melihat seberapa baik ia mengatasi medan yang sulit.

Langkah 6: Contoh Perbaikan Desain

Anda dapat memperluas proyek ini dengan komponen tambahan seperti:

• pencengkeram robot
• lengan robot (dijelaskan dalam instruksi ini)
• gimbal dengan kamera

Di atas Anda akan menemukan dua video yang menyajikan peningkatan yang disebutkan. Video pertama menunjukkan cara mengontrol kamera pan-tilt dan robot gripper menggunakan transmitter Taranis Q X7 2.4GHz dan receiver FrSky V8FR-II. Video berikutnya menunjukkan pengenalan singkat bagaimana menghubungkan dan mengontrol gimbal 2 sumbu menggunakan set pemancar dan penerima yang sama pada 2,4 GHz.

Langkah 7: Penyetelan Lengan Robot

Saya membuat lengan robot sebelumnya dan menjelaskannya dalam instruksi ini. Namun, saya memutuskan untuk sedikit memodifikasi proyek asli dan menambahkan tingkat kebebasan (wirst) dan kamera FPV lainnya. Robot saat ini memiliki 4 sambungan putar:

• pertama
• Siku
• Bahu
• Basis

Rotasi dalam 4 sumbu memungkinkan genggaman dan manipulasi objek dengan mudah di ruang kerja robot. Gripper berputar yang melakukan peran pergelangan tangan memungkinkan Anda untuk mengambil objek yang ditempatkan pada sudut yang berbeda. Itu terbuat dari bagian-bagian berikut:

• LF 20MG 20 KG Digital Servo x1
• Braket Servo x1
• Silinder Duralumin dengan ketebalan 4 mm dan diameter 50 mm
• Lembar Duralumin 36x44 mm dan tebal 2 mm
• Baut dan mur M3 x4
• Kamera FPV - RunCam OWL Plus x1

Kamera ditempatkan tepat di atas gripper untuk memudahkan operator mengambil benda kecil sekalipun.

Langkah 8: Memeriksa Status Robot dan Mempersiapkan Transportasi

Lengan robot dan dudukan kamera dilipat, yang membuat pengangkutan robot menjadi lebih sederhana. Panel belakang robot dilengkapi dengan 3 LED. Dua di antaranya menunjukkan status daya elektronik, motor, dan servo (hidup atau mati). LED RGB ketiga menunjukkan status dan kegagalan baterai. Untuk memudahkan pemrograman, robot dilengkapi dengan port micro USB. Solusi ini membuat pengujian lebih mudah tanpa perlu melepas rumah robot.

Langkah 9: Menguji Pratinjau Dari Kamera Wifi dan Fpv

Dua kamera dipasang di robot. Kamera Wifi ditempatkan pada dudukan aluminium yang dapat disesuaikan di bagian belakang robot. Sebuah kamera fpv kecil ditempatkan tepat di atas gripper robot.

Kamera yang digunakan dalam pengujian ini:

• RunCam OWL Plus
• Kamera XiaoMi YI Wifi

Video pertama menunjukkan pengujian kedua kamera. Pemandangan dari kamera wifi ditampilkan di smartphone dan pemandangan dari kamera fpv di laptop. Seperti yang bisa kita lihat di video, penundaan pratinjau kecil dan untuk kamera Wifi penundaan ini sedikit lebih besar.

Di video kedua, saya menunjukkan langkah demi langkah cara mendapatkan pratinjau dari kamera fpv 5,8 GHz di komputer Anda. Gambar dari kamera dikirim dari pemancar ke penerima 5,8 GHz. Kemudian masuk ke video grabber yang terhubung ke laptop melalui port usb dan akhirnya ditampilkan di VLC player.