Cree su robot de transmisión de video controlado por Internet con Arduino y Raspberry Pi

Soy @RedPhantom (también conocido como LiquidCrystalDisplay / Itay), un estudiante de 14 años de Israel que estudia en la escuela secundaria Max Shein Junior High School for Advanced Science and Mathematics. ¡Estoy haciendo este proyecto para que todos puedan aprender y compartir!

Puede que hayas pensado para ti mismo:hmm ... Soy un geek ... Y mis hijos quieren que haga un proyecto con ellos ...
Quería construir un robot. Quería disfrazarlo como un cachorrito. ¡Es un buen proyecto para los fines de semana!

La Raspberry Pi es perfecta para todos los usos:hoy explicaremos las habilidades de esta microcomputadora para hacer un robot. Este robot puede:

• Conduzca y sea controlado a través de LAN (WiFi) utilizando cualquier computadora conectada a la misma red WiFi que Raspberry Pi.
• Transmita video en vivo usando el módulo de cámara Raspberry Pi
• Enviar datos de sensores usando Arduino

Para ver lo que necesita para este bonito proyecto de luz, simplemente lea el siguiente paso (advertencias) y luego el paso Se busca:componentes.

Aquí está el repositorio de GitHub:GITHUB REPO BY ME

Aquí está el sitio del proyecto:SITIO DEL PROYECTO POR MÍ

Paso 1:Advertencia:tenga cuidado al intentar esto en casa

PRECAUCIÓN:EL AUTOR DE ESTE TUTORIAL ASUME QUE TIENE SUFICIENTES CONOCIMIENTOS SOBRE ELECTRICIDAD Y FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE EQUIPOS ELÉCTRICOS. SI NO TIENE CUIDADO Y NO SIGUE LAS INSTRUCCIONES DE ESTE TUTORIAL, PUEDE:DAÑAR EL EQUIPO ELECTRÓNICO, QUEMARSE O PROVOCAR UN INCENDIO. Tenga cuidado y use el sentido común. Si no tiene los conocimientos necesarios para este tutorial (soldadura, conceptos básicos de electrónica), actúe con una persona que los tenga. Gracias. Y:

EL AUTOR DE ESTE INSTRUCTABLE ELIMINA CUALQUIER RESPONSABILIDAD DE SI MISMO POR DAÑOS CAUSADOS O PÉRDIDA DE PROPIEDAD O DAÑO FÍSICO. UTILICE EL SENTIDO COMÚN.

Y:

Esta es una entrada en el concurso Raspberry Pi. Estaré más que agradecido si vota por mí en la esquina derecha. ¡Gracias! Disfruta.

LICENCIA

El programa que está disponible con este Instructable tiene licencia GPL v3.
La licencia GPL le otorga:

• la libertad de usar el software para cualquier propósito,
• la libertad de cambiar el software para adaptarlo a sus necesidades,
• la libertad de compartir el software con sus amigos y vecinos,
• y la libertad de compartir los cambios que realiza.

Paso 2:Se buscan:componentes

Todo lo que necesitas para este proyecto ligero de fin de semana es:

• Una Raspberry Pi
  Cualquier modelo servirá:usaremos dos puertos USB:uno para el adaptador WiFi y otro para el Arduino.
  Estoy usando Raspberry Pi 2 Modelo B

• Un adaptador WiFi para tu Raspberry Pi. Ocupa 1 puerto USB Pi. (Conectado a Raspberry Pi)

• Un cable corto de USB-A a USB-B. Ocupa 1 puerto USB Pi. (Conectado a Raspberry Pi)

• Un Arduino
  (conectado a Raspberry Pi)
  Nuevamente, cualquier modelo servirá. Este pequeño microcontrolador recibirá la salida de nuestros sensores y enviará señales a nuestros motores de CC.
  Estoy usando Arduino Uno.
• Sensores (opcional). (Conectado a Arduino)
  Estos obtendrán información del entorno y la recopilarán para nosotros.

• Puente en H doble
  Se utiliza un puente en H para controlar los motores, como un gran transistor. El Arduino envía pulsos (PWM, consulte el paso final para obtener explicaciones) al H-Bridge que alimenta los motores de CC desde una fuente externa. (Consulte VOLTAJE LÓGICO y VOLTAJE OPERATIVO en el paso final (Explicaciones)).
  Yo uso un puente en H dual basado en L298N.
  (Conectado a Arduino)

• Motores de CC
  Nota:Deben ser del mismo modelo para que la velocidad sea la misma. El uso de servomotores también es una opción:conecte el cable GND (tierra) al arduino y a la fuente de alimentación. La señal a un pin apto para PWN en el microcontrolador y el cable PWR a una fuente de alimentación externa. Este método no requiere un H-Bridge.

• Un paquete de baterías para Pi y Arduino.
  Recomiendo un banco de baterías ya que viene con un circuito de carga y se puede cargar desde cualquier computadora
  Yo uso un banco de baterías de 5V 5000mAh 1A.
  Nota:se requiere un mínimo de 1A para que el robot funcione normalmente. Menos que eso provocará calentamiento y puede dañar la batería.
  (Conectado a H-Bridge)

• Jerséis de tablero de pruebas
  Son pequeños bastardos muy útiles. Conectan todos sus componentes sin soldar:la solución definitiva para la creación de prototipos.

• 6v Paquete de batería / Paquete de baterías para sus motores
  Como yo uso 4 baterías AA, debe usar un paquete de baterías que se adapte a sus motores de CC. Nota:A diferencia de otros componentes, los motores de CC (como los LED) utilizan toda la corriente que se les proporciona, por lo que debe utilizar pilas alcalinas normales y no pilas recargables. Solo tenga cuidado |
  (Conectado a H-Bridge)

• Plataforma
  Como Raspberry Pi es una gran plataforma para crear este robot, necesitamos una plataforma física para colocar todos los componentes. Puede usar lo que quiera:la madera y el aluminio son un material excelente.
  NOTA:Si decide construir su robot con un metal o un material conductor, cúbralo con una capa de plástico transparente / cualquier otro material que no sea material conductor como cuando coloca una tabla sobre él, las clavijas del orificio pasante pueden cortocircuitar y destruir su tabla. No es bueno.
  Utilizo una base de plástico que compré en E-Bay por 12 $. Hay muchos para elegir. Incluso los que vienen con motores (como el mío).
• Conocimientos
  En su mayoría, necesita conocimientos de programación sencillos y habilidades operativas básicas en entornos Linux. Estos son fáciles de adquirir:¡aprendí Python y otros lenguajes de programación a través de un libro electrónico!

Paso 3:Material de lectura

Se recomienda que repasarás:

• El puente en H L298N
• Electrónica básica
• Tutorial del sensor de distancia ultrasónico

Y visite:

• el sitio de Raspberry Pi
• el sitio de Arduino
• el sitio de Python

¡El repositorio de GitHub y el sitio para este proyecto están disponibles en la primera página!

¡Bifurcanos en GitHub!

Paso 4:Gestión de poder

Primero, tendremos que revisar el uso de energía de nuestro componente. Normalmente todos funcionan con 5V.

Raspberry Pi 2 B (cualquier modelo servirá):~ 500mA
Módulo de cámara:~ 250mA
Arduino (Uno):~ 150mA
Sensor de distancia ultrasónico:~ 50mA

Suma:950 mA. Mi batería es capaz de entregar hasta 1 A, así que todo está bien. Si su configuración requiere más del 10% de la capacidad de la batería, considere conectar dos en paralelo o comprar una de mayor amperaje.

Nota importante sobre el puente H:si sus motores requieren más de 6 V, conecte la alimentación del puente H a la clavija de 12 en CC y no a la entrada de 5 V. En ese caso, la entrada de 5 V actúa como salida de 5 V. Vea su hoja de datos y / o un instructivo.

Paso 5:Conexiones

Antes de calentar el soldador, debemos repasar qué debería estar conectado a qué. Hice esta tabla simple (MS Paint nunca me decepciona) que describe dónde se encuentran las partes de la cortina dentro de este robot (por cierto, mi hermana pequeña lo llama FartBot debido a los ruidos divertidos que hacen los neumáticos. Mi madre me convenció de cambiar el nombre a SmartBot )

La imagen está construida para que puedas acercar y ver en resolución completa y leer los pequeños mensajes que dejé allí.

Paso 6:dirección del Pi

El Arduino habla con el Pi según el plan. Y el Pi habla con la computadora, entonces, ¿cómo funciona todo esto?

Veamos nuestro CIS (Secuencia de inicio de conexión):

1. Se inicia Raspberry Pi
2. Arduino inicia
3. Raspberry Pi inicia el cliente TCP. Dispara su dirección IP a través de un LED.
4. Raspberry Pi inicia el servicio de comunicaciones en serie y se conecta a Arduino

Por lo tanto, hemos establecido algún tipo de comunicación:

Computadora <-> Raspberry Pi <-> Arduino

He usado Visual Basic .NET (Microsoft Visual Studio 2013 Community) para escribir el programa que habla con Raspberry Pi y Python para escribir el protocolo Arduino / Raspberry Pi.

Todo lo que necesita hacer para conocer la dirección IP de su Pi es conectarla a una pantalla HDMI, iniciar sesión en el Shell y escribir el comando:

nombre de host -I

Asegúrese de usar una "I" mayúscula (letra "Ojo") para que el comando funcione.

Paso 7:el plan

Ahora que tenemos la dirección IP de Pi, ingresaremos por SSH (obtenga acceso a los archivos, SSH es Secure Shell) y escribiremos un archivo que incluya la dirección IP del servidor. El pi, en el inicio, también lo hará y escribirá el puerto que está escuchando. Aquí solo daré algunos ejemplos del código, pero está disponible para descargar desde este paso y desde la rama de github que he creado. Detalles más adelante.

Funciona así:

1. Se inicia RPi.
2. RPi inicia el programa Tcp en su IP local y un puerto designado.
3. El RPI comienza a transmitir video
4. RPI se apaga.

Paso 8:Realización física

Ahora, estamos listos para comenzar a construir físicamente todo. Si no ha leído el paso 1 (texto de advertencia y licencia), hágalo antes de continuar. No me hago responsable de los daños causados. Y en caso de duda, este robot no debe utilizarse con fines militares a menos que se trate de un apocalipsis zombi. E incluso entonces use el sentido común.

Se sugiere que lea las instrucciones para escuchar en la Lista de lectura.

Descargue el esquema de conexión del paso "Conexiones".

MOTORES

Los motores que ha comprado probablemente se vean así, y está bien si no es así:si solo tienen dos cables (negro y rojo en la mayoría de los casos), debería funcionar. Busque su hoja de datos en línea para ver su voltaje y corriente de funcionamiento. No dude en hacer preguntas en la sección de comentarios. Siempre los leo.

PUENTE H

Nunca antes había trabajado con un H-Bridge. Busqué en Google un poco y encontré un buen instructivo que explica los principios de un HB. También puede mirar allí (consulte el paso Lista de lectura) y enganchar el suyo también. No explicaré mucho. Puede leer allí y saber todo lo que debe sobre este circuito.

LED

Esta pequeña bombilla puede funcionar con voltaje lógico solo porque casi no requiere corriente y un voltaje de 3V-5V 4mA-18mA. Opcional.

ARDUINO

Arduino recibirá señales y comandos a través de una conexión en serie desde Raspberry Pi. Usamos Arduino para controlar nuestros motores porque Raspberry Pi no puede generar valores analógicos a través del GPIO.

Para obtener más detalles:construya su robot de transmisión de video controlado por Internet con Arduino y Raspberry Pi