编者注:本项目名叫“网灵机器人”,来自资深创客高华,创客项目的详细情况发表在网灵极客论坛。2012年高华开始接触Arduino和智能硬件,之后也经历过硬件创业,虽然没有成功,但动手和分享的乐趣并没改变。本项目的所有电路结构和源代码都已经开源。硬创邦已经取得了本文章的相关授权,并对原文进行了少量编辑,著作权归原作者所有,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 网灵机器人是一个特殊的机器人,Ta跟常见的wifi-robot不同。常见的wifi-robot大多采用OpenWRT路由器板子和USB摄像头,而网灵机器人采用闲置的安卓旧手机作为机器人的大脑。 重新利用废旧手机不仅是废物利用的环保理念,而且还能通过充分利用安卓手机的强大计算能力和硬件资源,让网灵机器人的功能更加强大、更有亮点:
除了作为大脑的安卓手机外,网灵机器人还采用了Arduino单片机,用于控制电机舵机和连接传感器模块。 作为大脑的安卓手机与Arduino是通过蓝牙串口(例如市面上常见的HC-06)进行通信的,其通信协议很简单,基于字符串格式。Arduino向安卓手机周期性发送传感器读数,安卓手机向Arduino发送控制命令。 网灵机器人的显著特点是:可以用手机控制端和电脑控制端从异地远程遥控机器人,并实时观看摄像头图像。这个功能的实现基于网灵的P2P云连接平台——只要机器人接入网络,就可以从世界上的任何角落连接到机器人,无需设置路由器端口,无需做动态域名映射,完全自动穿透NAT内网。 网灵机器人的控制端软件就是网灵云控制,其UI界面是这样的: 终上所述,网灵机器人的总体框架原理图是这样的: 原材料和组件
工具
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组装过程首先,将纸巾盒的上下两部分揭开,分为上面的盒子和下面的底盖,先用盒子。将3D打印手机夹左支架和手机夹右支架用自攻螺丝固定到盒子上,如下图,注意左右支架都要固定到盒子的最边缘,否则后面步骤将没有足够的宽度放置手机夹。 准备好标准舵机,尺寸40.7*19.7*42.9mm;用2个自攻螺丝把舵机固定到手机夹左支架上面,如下图: 下面开始弄万能手机夹,先把里面的一层透明塑料板拆下来,透明塑料板后面要用到,别扔了。把一侧的2片可活动塑料片调整一下位置,下方的一片将会固定到手机夹右支架上。将3D打印手机夹联轴器插到手机夹的凹槽处,如下图所示: 准备将手机夹安放到左右2个支架上去。一边是:一字摆臂插到舵机的转轴上。另一边是:用2个自攻螺丝将手机夹右支架和手机夹的下方可活动塑料片紧紧固定。 到此,盒子部分就准备好了。下面开始弄底盖部分。 用M3x25mm的长螺丝将2个3D打印件底盘车轮支架固定到底盖,然后把3D打印件底盘万向轮支架也固定到底盖。用电钻在底盖上钻2个孔:一个直径20mm,用于装开关;另一个直径9mm,用于装充电接口。 然后用M3x30mm的长螺丝把2个车轮(带电机)安装到底盘车轮支架上,两对电机线4根从底盖穿孔引到里面去;用M3x8mm的螺丝把万向轮安装到底盘万向轮支架上。 在里面用螺丝固定3D打印件电池固定盒,然后安装L298N电机驱动板,如下图所示: 把2个长的M3铜柱螺丝装上去,然后把之前拆下来的手机夹透明塑料板安装到铜柱螺丝上,用2个螺母固定。透明塑料板上的螺丝孔可以用电路铁或电钻弄出来。把“Arduino+蓝牙”控制板用螺丝固定到透明塑料板上,把锂电池安装到电池固定盒中: 把电池电压检测模块小板也安装上去: 把锂电池的DC母头线安装到底盖的充电孔中,用502胶固定;把20mm直径的开关安装到底盖的开关孔中。 到此,底盖部分要装的也装好了。(当然,后续如果你要往Arduino控制板上连接传感器模块的话,随时可以揭开盒子连接线路!)准备把纸巾盒上下两部分盖上: OK,物理结构就组装完毕了,大功告成!!! 最后还可以在左右两边再装上2个舵机,固定2个小手臂,机器人看起来会更萌。而如果多做几个看起来简直会萌翻天! 电路模块连接当你把网灵机器人的物理结构组装好后,那电路连接就很容易了。准备一些3Pin杜邦线和导电线,按照下面的电路图连接相应的电路模块: 可以看出,Arduino控制板的供电是由L298N电机控制板的5V输出的。 电压检测模块连接到Arduino的模拟口A5;头部舵机连接到Arduino的数字口D9;你后续也可以扩展连接更多的传感器,比如:气体传感器MQ2连接到模拟口A4,温湿度传感器连接到数字口D8,这些都是在Arduino的程序代码中预定义好的,需要跟代码对应:
所有的东西都配置好了之后,就该是挑逗TA的时间了: |
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