Этот проект задумывался для обучения и ознакомления с существующими технологиями для удаленного управления устройствами, а также попытка понять, как можно в будущем создать автономное робототехническое устройство, взаимодействующее с человеком.

Моторизированное шасси

На блошином рынке за копейки была приобретена часть детской игрушки от радиоуправляемого автомобиля. Это выглядело так (в игрушке была своя китайская электроника).

Шаг 1. Управление двигателем.

Шасси было разобрано и снят двигатель постоянного тока DC. Управление маломощным двигателем можно осуществлять непосредственно с самой платы Arduino. Вот как может выглядеть схема:

Скетч Arduino IDE:

     const int M0T0R=9; // Вывод 9 Arduino для подключения двигателя
     const int РОТ=0; // Вывод A0 Arduino для подключения потенциометра
     int val = 0;

     void setup() {
      pinMode (MOTOR, OUTPUT);
     }

     void loop() {
     val = analogRead(POT);
     val = map(val, 0, 1023, 0, 255);
     analogWrite(MOTOR, val)
     }

Чтобы управлять скоростью вращения двигателя нужно регулировать положение ручки потенциометра. При полностью выведенном движке потенциометра двигатель остановлен, при полностью введенном — вал двигателя вращается с максимальной скоростью. Не забывайте, что контроллер Arduino работает очень быстро, цикл повторяется несколько тысяч раз в секунду! Поэтому малейшее изменение положения движка потенциометра сразу же сказывается на частоте вращения двигателя.

Пример работы с сервоприводом «Радиальный датчик расстояния»

Мне в изучении очень помогла книга Джереми Блюма «Изучаем Arduino». Всем советую!

Шаг 2. Подключение драйвера двигателей и радиоуправление.

На AliExpress был заказан драйвер двигателей Arduino Motor Shield V.1.

Характеристики:

Микросхема	L293D
Напряжение питания	+4,5...+ 25 В
Номинальный ток для каждого канала	0,6 А
Пиковый ток для каждого канала	1.2 А
Количество одновременно подключаемых двигателей	4 шт
Количество одновременно подключаемых шаговых двигателей	2 шт
Количество подключаемых сервомоторов	2 шт
Реверс каждого двигателя	да
Независимое управления всеми каналами	да

Плата очень просто подключается к Arduino и в интернете полно примеров как управлять двигателями используя этот драйвер (вставить ссылку).

Для управления движущейся моделью будем использовать аппаратуру радиоуправления. Передача команд к модели происходит по радиоканалу с помощью модуляции FM (Frequency Modulation). Аппаратура радиоуправления состоит из передатчика RadioLink AT9 и размещенной на модели приемника R9D. Arduino получает и обрабатывает команды от приемника.

Характеристики:

Передатчик RadioLink AT9
Частота	2.4ГГц
Количество каналов	10
Напряжения питания	8.6~15В
Время отклика	3 мс
Дальность действия	900м по земле, более 1500м по воздуху
Экран	2.8" 16 цветов , разрешение 240х320
Приемник RadioLink R9D
Модуляция	DSSS
Частота	2.4ГГц
Рабочее напряжение	до 10В
Ток потребления:	38-45mA

 

Скетч для Arduino IDE:

     #include 
  

     
  
  

     После того, как я подсоединил все двигатели к MotorShield, стало понятно, что плате не хватает мощности и она сильно греется. Сравнив характеристики с Arduino MotorShield v.2, плату пришлось поменять.
  
  

     Arduino MotorShield v.2
  
  

 

  
  

  

  

    

      

         Микросхема
      
    
    

      

         TB6612
      
    
  
  

    

      

         Используемый протокол управления
      
    
    

      

         I2C
      
    
  
  

    

      

         Напряжение питания
      
    
    

      

         5 – 12 В
      
    
  
  

    

      

         Номинальный ток для каждого канала
      
    
    

      

         1,2 А
      
    
  
  

    

      

         Пиковый ток для каждого канала
      
    
    

      

         3 А
      
    
  
  

    

      

         Количество одновременно подключаемых двигателей
      
    
    

      

         4 шт
      
    
  
  

    

      

         Количество одновременно подключаемых шаговых двигателей
      
    
    

      

         2 шт
      
    
  
  

    

      

         Количество подключаемых сервомоторов
      
    
    

      

         2 шт
      
    
  
  

    

      

         Реверс каждого двигателя
      
    
    

      

         да
      
    
  
  

    

      

         Независимое управления всеми каналами
      
    
    

      

         да
      
    
  
  
  
  

      
  
  

     Чтобы занимать меньше места в коробке модели решил переделать плату под Arduino Micro.
  
  

      
  
  

 

  
  

     Параметры платы:
  
  

  

  

    

      

         Микроконтроллер
      
    
    

      

         ATmega32u4
      
    
  
  

    

      

         Рекомендуемое напряжение питания
      
    
    

      

         7-12 В
      
    
  
  

    

      

         Цифровых вводов/выводов
      
    
    

      

         20
      
    
  
  

    

      

         ШИМ
      
    
    

      

         7
      
    
  
  

    

      

         Аналоговые выводы
      
    
    

      

         12
      
    
  
  

    

      

         Максимальная сила тока
      
    
    

      

         40 mAh
      
    
  
  

    

      

         Flash память
      
    
    

      

         32 КБ
      
    
  
  

    

      

         SRAM
      
    
    

      

         2,5 КБ
      
    
  
  

    

      

         EEPROM
      
    
    

      

         1 КБ
      
    
  
  

    

      

         Тактовая частота
      
    
    

      

         16 МГц
      
    
  
  
  
  

      
  
  

     Двигатель заработали нормально, также пришлось подключить второй канал радиоприемника для управления поворотом колес.
  
  
ШАГ 3. Собираем всю конструкцию.
  

     Схема подключения.
  
  

 

  
  

      
  
  

     Полный скетч:
  
   
  
Система стабилизации и управления камерой
  

     В качестве системы стабилизации был выбран 3-х осевой мотоподвес на базе контроллера BGC Storm32.
  
  

  

  

    

      

          
      
    
    

      

          
      
    
  
  

    

      

 

      
    
    

      

 

      
    
  
  

    

      

         Питание: 11,1-16,8 в
      
    
    

      

         Процессор: STM32F103RC на 72 МГц
      
    
  
  

    

      

         Рабочий ток: 350mA
      
      

          
      
    
    

      

         Драйвер двигателя: DRV8313 с защитой от короткого замыкания, от перегрева
      
    
  
  

    

      

         Двигатель: 2 шт. 2204 260kv и 1 шт. 2805 145kv бесщёточного типа
      
    
    

      

         Встроенный гироскоп и датчик ускорения MPU6050
      
      

          
      
    
  
  

    

      

         Шаг: от-90 ° до + 90 °
      
    
    

      

          
      
    
  
  

    

      

         Рулон: от-25 ° до + 25 °
      
    
    

      

          
      
    
  
  

    

      

         Рыскания: от-90 ° до + 90 °
      
    
    

      

          
      
    
  
  
  
  

      
  
  

     Процесс прошивки.
  
  
Базовая станция управления
  

     Для передачи видео на расстоянии технология WI-FI на 2.4 ГГц не подходит, т.к. не позволяет передавать потоковое видео без задержки, поэтому была выбрана система на Boscam RC805 FPV 5.8 GHz и TS351.
  
  

  

  

    

      

         Boscam RC805 FPV 5.8 GHz
      
    
    

      

         TV тюнер EasyCAP
      
    
  
  

    

      

     
      
    
    

      

     
      
    
  
  

    

      

         Мощность: 12 В ± 5%
      
    
    

      

          
      
    
  
  

    

      

         Получают ток: 100mA
      
    
    

      

          
      
    
  
  

    

      

         Приемник канал: 8 каналов
      
    
    

      

          
      
    
  
  
  
  

     Камера и передатчик
  
  

  

  

    

      

         Камера Clestech CVBS
      
    
    

      

         TS351
      
    
  
  

    

      

 

      
    
    

      

 

      
    
  
  

    

      

         Питание: 12 в.
      
    
    

      

         Встроенный микрофон аудио устройство захвата
      
    
  
  

    

      

         Светочувствительная матрица: SONY
      
    
    

      

         Двойной выход AV
      
    
  
  

    

      

         Подключение: CCTV
      
    
    

      

         Источник питания: 12 В постоянного тока
      
    
  
  

    

      

          
      
      

         Угол обзора: 90
      
    
    

      

         Видео: PAL/NTSC
      
    
  
  

    

      

         Формат сжатия: H.264
      
    
    

      

         Вес: 55 г (с антенной)
      
      

          
      
    
  
  

    

      

         Объектив: 3.6 мм
      
    
    

      

         8 Каналы по выбору
      
    
  
  

    

      

         Тип камеры: аналоговая
      
    
    

      

          
      
    
  
  
  
  

      
  
  

     Как выглядит станция управления
  
  

 

  
  

     В итоге у меня получилась такая конструкция:
  
  

 

  
  

     
  
  

     Смета:
  
  

  

  

    

      

         Шасси
      
    
    

      

         200
      
    
  
  

    

      

         Arduino MotorShield v.2.0
      
    
    

      

         300
      
    
  
  

    

      

         Arduino Micro
      
    
    

      

         150
      
    
  
  

    

      

         RadioLink AT9 + R9D
      
    
    

      

         6000*
      
    
  
  

    

      

         3 axis gimbal + storm32
      
    
    

      

         3000
      
    
  
  

    

      

         Boscam RC805 + TS351
      
    
    

      

         1500
      
    
  
  

    

      

         TV тюнер Easycap
      
    
    

      

         500
      
    
  
  

    

      

         Камера 1200 tvl Clestech CVBS Camera
      
    
    

      

         1000
      
    
  
  

    

      

         Аккумулятор 3S 11.1 в
      
    
    

      

         350
      
    
  
  

    

      

         ИТОГО
      
    
    

      

         13000
      
    
  
  
  
  

      
  
  

     *Данное устройство планирую использовать для управления квадрокоптером.