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      [ 單片機 ] WIFI控制的遙控車

      2015-11-13 12:35| 發布者: 老A | 查看: 50158 |原作者: 老呂IO |來自: 雷鋒網

      今天的作品(來自Instructables)是一臺搭載了相機,并可由Wi-Fi控制的遙控車,你可以通過互聯網駕駛它。這臺遙控車比較特別,因為它的“遙控器”是無線路由器,而不是我們熟悉的手柄。好吧,言歸正轉,跟著我一起熟悉下制作步驟吧。

      第一步:設定

      1. 這是一臺兩輪驅動的遙控車

      2. 前輪是該車的轉向輪

      3. 該車的兩個后輪和電機位于車體后部

      第二步:需要準備的原材料

      1. 兼容OpenWrt的路由器,如GL.iNet 6416

      2. 支持USB Video Class的攝像頭,我使用的是帶有自動對焦功能的微軟 LifeCam HD-5000

      3. 4塊3.7伏的鋰離子電池(一定要買有內置保護電路的)

      4. 兼容Arduino系統的DIY智能小車Chassis Kit 2 WD

      5. L298N電機驅動控制器開發板

      6. 多功能DIY直流對直流轉換器

      7. FTF杜邦跨接電線

      8. MTF杜邦跨接電線(20厘米)

      9. 阻抗為47歐姆的白光LED。

      10. 螺母和螺栓。

      第三步:原理圖

      如上圖所示,無線路由器起到了中樞的作用,它可以控制所有部分。網絡攝像頭通過支持流媒體視頻的USB接口連接到無線路由器,電機控制板則直接通過通用輸入輸出接口(GPIO)與路由器相連,這樣,即使沒有了遙控器,我們也可控制小車。

      第四步:無線路由器

      在這個項目中我采用了GL.iNet 6416A無線路由器,因為它體積十分小巧(三維只有58*58*22毫米),其機身上的五個接口使用起來也十分方便。

      如果存儲空間能過關,其他支持Openwrt的路由器也能勝任該項工作,你可以在OpenWrt的官網上找到支持該標準的路由器名單。

      多數路由器的接口數量都稍顯不足,無法滿足控制電機的需求。你可以在路由器上使用類似LED pin的其他引腳,不過你要卸掉LED的接口模塊或者手動控制LED。

      第五步:網絡攝像頭

      我手頭上就有一臺微軟HD-5000攝像頭,它可以錄制720p的視頻。不過攝像頭的自動對焦弄得我煩煩的,小車上這功能沒什么意義,所以干脆直接關掉這一功能了事。不過攝像頭還是要找個支持UVC的。

      第六步:電機控制板

      電機對電流的需求比路由器提供的要高的多,如果你操控電機時沒有使用H橋,就有可能會對路由器造成損害。我在該項目中使用L298N電機驅動控制開發板就是為了控制兩臺直流電機的速度和方向。

      在實驗過程中我發現,輸入電壓和L298的輸出電壓之間有一個約為1.5伏的電壓降。

      第七步:多功能DIY直流對直流轉換器(可自動降壓升壓)

      這是一臺可自動降壓升壓的轉換器,它具有輸出電壓調幅功能,可以讓輸出電壓高于或低于輸入電壓。

      與線性調節器相比,直流對直流轉換器的優勢在于其轉化效率,該效率可達95%以上,因此它的能耗相對來說要低得多。為此我還做了一個簡單的實驗,我將該模塊的輸出電壓改為5伏,而輸入電壓則在2伏到24伏間調節,但無論輸入電壓如何(除非輸入低于2.6伏),輸出電壓都穩定的保持在5伏。

      第八步:智能小車Chassis Kit

      Chassis Kit由丙烯材料制作而成,其尺寸為19.8 x 14.0 x 6.5厘米,比我想象中要小巧許多。裝配過程可不簡單,我絞盡腦汁才把各個零件、模塊和設備的位置搞清楚。

      套件包含兩臺減速電機,兩個塑料輪子,一個能容納4塊AA電池的電池夾,此外還有兩個高速編碼器,不過在這個項目中我們用不到它倆。

      據 Gearbest.com上的數據顯示,電機的輸入電壓為3伏到12伏,下面幾點是我在網上找到的其他相關信息。

      • 建議工作電壓為6到8伏

      • 電壓為3V時,其最大扭矩可達800gf cm(約為78牛米)

      • 空載速度可達1:48

      • 負載電流為70毫安(最大250毫安)

      這玩意相當有趣,那兩個減速電機體積很小,但性能強勁,甚至可以推動一把塑料椅。

      第九步:電池和電壓問題

      在整個項目中,我使用了4節3.7伏的18650鋰離子充電電池,其中兩塊串聯,另外兩塊則采用并聯的方式,這樣電壓就提升到了7.4伏。若使用或充電方式不當,有可能會引發電池爆炸或火災,所以我推薦大家購買內置保護電路的電池。

      由于電機的輸入電壓可變,所以遙控車需要兩種不同的電壓,5伏來支持無線路由器,其它的則供給給電機。

      在組裝遙控車前,我訂購了雙USB降壓調壓器模塊和直流對直流轉換器(可自動升壓降壓)。前者通過USB線為無線路由器和網絡攝像頭提供穩定的5伏電壓,后者則會在輸出之前將電壓調整到電機所需的大小。

      在測試過程中,我發現電機的輸入電壓不能超過5伏,要不然遙控車會速度過快,或者由于電路保護而直接停掉。

      基于這一測試結果,雙USB降壓調壓器模塊就被我棄用了,而直流對直流轉換器則被我留了下來,它可以將輸出電壓穩定在4.5伏左右。這樣一來,路由器和攝像頭電壓就變為4.5伏,兩臺電機則只有3伏的輸入電壓了。

      第十步:OpenWrt——路由器的Linux

      GL.iNet無線路由器出廠就自帶OpenWrt Barrier Braker軟件,它擁有全新設計的易用網頁界面,你可以在這里對路由器進行設置。請跳轉到http://192.168.8.1并登錄你的網絡賬號。

      此外你還可以點擊高級選項(或者打開http://192.168.8.1/cgi-bin/luci)來進入傳統的Luci網絡界面對路由器進行設置。

      在測試中我發現,如果不登陸到路由器,視頻流就無法正常工作,為此我不得不從OpenWrt的網站上下載相關文件并將其傳送至路由器。

      如果你的路由器上還沒安裝OpenWrt的固件,請參閱相關教程并對你的固件進行升級。

      第十一步:網絡連接

      安裝相關軟件時路由器需要網絡連接,所以你得先對路由器進行設置,具體步驟點這里,學習一番之后你就能為路由器設置好網絡了。此外,你還可以為路由器創建一個新的SSID,這樣你的各類設備都能連上互聯網了。


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