वाई-फाई नियंत्रित FPV रोवर रोबोट (Arduino, ESP8266 और Stepper Motors के साथ): 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यह निर्देशयोग्य दिखाता है कि एक ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल और दो स्टेपर मोटर्स से जुड़े Arduino Uno का उपयोग करके, एक वाई-फाई नेटवर्क पर दूर से नियंत्रित दो-पहिया रोबोट रोवर को कैसे डिज़ाइन किया जाए। HTML डिज़ाइन किए गए इंटरफ़ेस का उपयोग करके रोबोट को एक साधारण इंटरनेट ब्राउज़र से नियंत्रित किया जा सकता है। रोबोट से ऑपरेटर के कंट्रोल इंटरफेस में वीडियो और ऑडियो प्रसारित करने के लिए एक एंड्रॉइड स्मार्टफोन का उपयोग किया जाता है।

विभिन्न आकारों, आयामों और कीमतों के साथ ऑनलाइन बहुत सारी रोबोटिक किट उपलब्ध हैं। लेकिन, आपके आवेदन के आधार पर, उनमें से कोई भी फिट नहीं होगा, और आपको पता चल सकता है कि वे आपके प्रयोगों के लिए बहुत महंगे हैं। या हो सकता है कि आप पूरी तरह से एक खरीदने के बजाय अपनी यांत्रिक संरचना बनाना चाहते हैं। यह निर्देश यह भी दिखाता है कि अपने रोबोट प्रोजेक्ट के लिए कम लागत वाली ऐक्रेलिक फ्रेम कैसे डिजाइन और निर्माण करना है, केवल उन लोगों के लिए सामान्य उपकरण का उपयोग करना जिनके पास नहीं है उन महंगे 3D प्रिंटर या लेजर कटर तक पहुंच। एक साधारण रोबोटिक प्लेटफॉर्म प्रस्तुत किया गया है।

इस गाइड को इसके आकार या नियंत्रण इंटरफ़ेस को बदलने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इसे मेरी अन्य रोबोटिक परियोजनाओं ("रोब दा एलेग्रिया") के लिए अनुकूलित किया गया था, जिसे आप नीचे दिए गए लिंक में देख सकते हैं:

www.instructables.com/id/Joy-Robot-Rob%C3%B4-Da-Alegria-Open-Source-3D-Printed-A/

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-…

github.com/ferauche/RoboAlegria

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

[चेतावनी: कुछ तस्वीरें पुरानी हैं, क्योंकि डिज़ाइन में और सुधार किया गया था। हालाँकि, यहाँ प्रस्तुत विचार अभी भी मान्य है।]

चरण 1: उपकरण

इस प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए निम्नलिखित उपकरणों की आवश्यकता है:

• हाथ देखा (एक्रिलिक शीट के शुरुआती कट करने के लिए)
• स्क्रूड्राइवर (बोल्ट और नट प्लेसमेंट के लिए)
• शासक (आयाम माप के लिए)
• उपयोगिता चाकू (एक्रिलिक शीट काटने के लिए)
• ड्रिलिंग मशीन (बोल्ट के लिए छेद बनाने के लिए)
• सैंडपेपर (किसी न किसी किनारों को चिकना करने के लिए)

चरण 2: यांत्रिक संरचना और सामग्री

एक कस्टम रोबोट बनाने के लिए, पहले आपको अपनी यांत्रिक संरचना तैयार करनी होगी। आपके आवेदन के आधार पर, या विवरण और बाधाओं से भरा यह आसान हो सकता है। आपको अपने मॉडल की जटिलता के आधार पर इसे 3D CAD सॉफ़्टवेयर में डिज़ाइन करने या केवल 2D में ड्रा करने की आवश्यकता हो सकती है।

यदि आप अपनी यांत्रिक संरचना का निर्माण नहीं करना चाहते हैं तो आप पूरी संरचना ऑनलाइन भी खरीद सकते हैं। ऑनलाइन बहुत सारी रोबोटिक किट उपलब्ध हैं। इस मामले में, आप चरण 6 पर जा सकते हैं।

इस निर्देश के लिए, मोटर्स और अन्य घटकों के लगाव के लिए एक कम लागत वाला ऐक्रेलिक फ्रेम तैयार किया गया था। इस ट्यूटोरियल में प्रस्तुत संरचना 123D डिज़ाइन CAD सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके 3D डिज़ाइन की गई थी। ड्राफ्टसाइट सॉफ्टवेयर का उपयोग करके प्रत्येक भाग को बाद में 2डी में बदल दिया गया।

निम्नलिखित सामग्रियों का उपयोग किया गया था:

• 2 मिमी एक्रिलिक शीट
• रबर ट्रेड टायर (x2) के साथ 42x19mm के पहिये
• 49x20x32mm स्टील बॉल ओमनी व्हील (X1)
• M2 x 10 मिमी बोल्ट (x12)
• M2 x 1, 5 मिमी नट (x12)
• M3 x 10 मिमी बोल्ट (x8)
• M3 x 1, 5 मिमी नट (x8)
• 5/32 "x 1" बोल्ट (x3)
• 5/32 "नट (x6)
• हाथ में सेल्फी स्टिक क्लिप
• 3 x 3 सेमी एल्यूमीनियम ब्रैकेट (x4)

आधार की संरचना का निर्माण निम्नलिखित चरणों में बांटा गया है:

1. 2डी ड्राइंग में आयामों के अनुसार ऐक्रेलिक बेस को काटें;
2. 2डी ड्राइंग में दिखाए गए पदों में छेद ड्रिल करें;
3. 3D ड्राइंग के अनुसार घटकों को बोल्ट और नट्स के साथ माउंट करें।

दुर्भाग्य से स्टेपर मोटर शाफ्ट का व्यास पहिया पर छिद्र से अधिक है। तो आपको शायद उन घटकों को जोड़ने के लिए गोंद का उपयोग करने की आवश्यकता होगी। इस ट्यूटोरियल के लिए मैंने मोटर शाफ्ट और पहिए के बीच एक लकड़ी के युग्मन को सुधारा।

चरण 3: संरचना काटना

सबसे पहले आपको अपने मॉडल के आयामों को ऐक्रेलिक शीट में स्थानांतरित करना होगा। एक चिपकने वाले कागज पर एक साधारण प्रिंटर का उपयोग करके अपने 2D ड्राइंग को प्रिंट करें, फिर कागज को उपयुक्त आयामों में काटें और उस मास्क को ऐक्रेलिक की सतह पर लगाएं।

आप ऐक्रेलिक को अपने आयामों के अनुसार काटने के लिए एक हाथ से देखा जा सकता है या नीचे वर्णित ब्रेक तकनीक का उपयोग कर सकते हैं।

एक उपयोगिता चाकू के साथ और एक शासक या स्केल की सहायता से, ऐक्रेलिक को सीधी रेखाओं में काट लें। आपको शीट के माध्यम से सभी तरह से काटने की आवश्यकता नहीं होगी, बस इसे कुछ ट्रैक बनाने के लिए स्कोर करें जहां टुकड़ा बाद में काटा जाएगा।

ऐक्रेलिक को एक सपाट सतह पर रखें, इसे कुछ क्लैंप के साथ पकड़ें और कुछ दबाव तब तक लगाएं जब तक कि शीट दो में टूट न जाए। इस प्रक्रिया को तब तक दोहराएं जब तक कि सभी कट न हो जाएं। उसके बाद, आप खुरदुरे किनारों को चिकना करने के लिए सैंडपेपर का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 4: आधार की ड्रिलिंग

ड्रिलिंग मशीन के साथ 2डी ड्राइंग (मास्क में इंगित) में दिखाए गए पदों में छेद ड्रिल करें।

ऐक्रेलिक ड्रिल करने के लिए अपेक्षाकृत आसान है। इसलिए यदि आप एक ड्रिलिंग मशीन का निपटान नहीं करते हैं, तो आप एक उपयोगिता चाकू की तरह एक तेज उपकरण के साथ मैन्युअल रूप से छेद ड्रिल कर सकते हैं। आप इसका उपयोग बोल्ट के आकार को फिट करने के लिए छोटे छेदों को बड़ा करने के लिए भी कर सकते हैं।

मास्क हटा दें और आपका बेस तैयार हो जाएगा।

चरण 5: संरचना को इकट्ठा करना

छवियों के अनुसार बोल्ट और नट्स के साथ घटकों को माउंट करें, और आपकी संरचना जाने के लिए तैयार हो जाएगी।

M3 बोल्ट का उपयोग स्टेपर मोटर्स की स्थापना के लिए किया जाता है, जबकि 5/32 वाले का उपयोग फ्रंट व्हील और स्मार्टफोन क्लिप की स्थापना के लिए किया जाता है।

अब एक ब्रेक लें और निम्न चरण में सर्किट को असेंबल करना शुरू करें…

चरण 6: इलेक्ट्रॉनिक्स

आपको निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक घटकों की आवश्यकता होगी:

• Arduino Uno (खरीदें)
• ESP8266 (खरीदें)
• प्रोटोशील्ड (अधिक कॉम्पैक्ट संस्करण के लिए) या एक साधारण ब्रेडबोर्ड (खरीदें)
• 1 कोहम रोकनेवाला (x2)
• 10 कोहम रोकनेवाला (X1)
• कुछ जम्पर तार
• ULN2003driver (x2) के साथ स्टेपर मोटर (खरीदें / खरीदें)
• एक कंप्यूटर (Arduino कोड को संकलित और अपलोड करने के लिए)
• पावर बैंक (खरीदें)
• यूएसबी केबल

सर्किट की असेंबली के लिए आपको विशिष्ट उपकरणों की आवश्यकता नहीं होगी। सभी घटक आपके पसंदीदा ई-कॉमर्स स्टोर पर ऑनलाइन मिल सकते हैं। सर्किट Arduino के USB पोर्ट से जुड़े पावर बैंक द्वारा संचालित होता है।

सभी कंपोनेंट्स को योजनाबद्ध के अनुसार कनेक्ट करें। ESP-8266 मॉड्यूल और स्टेपर मोटर्स को जोड़ने के लिए आपको कुछ जम्पर तारों की आवश्यकता होगी। आप एक प्रोटोशील्ड (अधिक कॉम्पैक्ट सर्किट के लिए), एक साधारण ब्रेडबोर्ड का उपयोग कर सकते हैं, या अपने स्वयं के Arduino शील्ड को डिज़ाइन कर सकते हैं। USB केबल को Arduino Uno बोर्ड में प्लग करें और अगले चरण पर आगे बढ़ें।

चरण 7: Arduino कोड

नवीनतम Arduino IDE स्थापित करें। इस परियोजना में stepper.h पुस्तकालय का उपयोग स्टेपर मोटर्स के नियंत्रण के लिए किया गया था। ESP-8266 मॉड्यूल के साथ संचार के लिए किसी अतिरिक्त पुस्तकालय की आवश्यकता नहीं थी। कृपया अपने ESP8266 के बॉड्रेट की जांच करें और इसे कोड में ठीक से सेट करें।

Arduino कोड (stepperRobot.ino) डाउनलोड करें और XXXXX को अपने वाईफाई राउटर SSID और YYYYY को राउटर पासवर्ड से बदलें। Arduino बोर्ड को अपने कंप्यूटर USB पोर्ट से कनेक्ट करें और कोड अपलोड करें।

चरण 8: एंड्रॉइड आईपी कैम

रोबोट से कंट्रोल इंटरफेस में वीडियो और ऑडियो प्रसारित करने के लिए एक एंड्रॉइड स्मार्टफोन का इस्तेमाल किया गया था। आपको ऐप Google Play store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam) पर मिल सकता है।

इसे स्थापित करें और अगले चरण पर जाएं।

चरण 9: सर्किट को रोबोट में रखें

कुछ M1 बोल्ट का उपयोग करके रोबोट के शीर्ष में सर्किट स्थापित करें, जैसा कि छवियों में दिखाया गया है।

उसके बाद, दो तरफा टेप का उपयोग करके अपने पावर बैंक को रोबोट के पीछे चिपका दें (क्योंकि इसे बाद में निकालना आसान है), और अपने स्मार्टफोन को क्लिप में रखें।

चरण 10: वेब-आधारित नियंत्रण इंटरफ़ेस

रोबोट के नियंत्रण के लिए एक html इंटरफ़ेस डिज़ाइन किया गया था।

इंटरफ़ेस.रार डाउनलोड करें और सभी फाइलों को किसी दिए गए फ़ोल्डर में निकालें। फिर इसे फायरफॉक्स पर खोलें।

ईएसपी मॉड्यूल और वीडियो/ऑडियो सर्वर (एंड्रॉइड आईपी वेबकैम ऐप से) के आईपी पते दर्ज करने के लिए उस इंटरफ़ेस में एक टेक्स्टबॉक्स फॉर्म का उपयोग किया जाता है।

एक परीक्षण है लेकिन, जो रोबोट को तब तक घुमाएगा जब तक कि एनोटर कमांड प्राप्त न हो जाए। रोबोट को आगे या पीछे ले जाने और बाएँ या दाएँ घुमाने के लिए कीबोर्ड तीर कुंजियों का उपयोग किया जाता है।

चरण 11: उपयोग

जब Arduino को पुनरारंभ किया जाता है, तो यह आपके वाई-फाई नेटवर्क को स्वचालित रूप से कनेक्ट करने का प्रयास करेगा। यह जांचने के लिए कि क्या कनेक्शन सफल हुआ था, और आपके राउटर द्वारा आपके ESP-8266 को कौन सा IP सौंपा गया था, यह जानने के लिए सीरियल मॉनिटर का उपयोग करें। एक इंटरनेट ब्राउज़र (फ़ायरफ़ॉक्स) में एचटीएमएल फ़ाइल खोलें और इस आईपी पते को टेक्स्टबॉक्स में सूचित करें।

आप यह पता लगाने के लिए अन्य साधनों का भी उपयोग कर सकते हैं कि आपने अपने डिवाइस को कौन सा आईपी पता सौंपा है।

Arduino Uno को अपने कंप्यूटर से डिस्कनेक्ट करें और इसे पावर बैंक से कनेक्ट करें। इसके फिर से कनेक्ट होने की प्रतीक्षा करें।

रोबोट से जुड़े स्मार्टफोन में आईपी वेब कैमरा ऐप लॉन्च करें। अपने कंट्रोल इंटरफेस पर वीडियो/ऑडियो आईपी टाइप करें और सर्वर से कनेक्ट करें और आप जाने के लिए तैयार होंगे। प्रसारण के दौरान बीच की देरी को कम करने के लिए आपको ऐप में वीडियो के रिज़ॉल्यूशन को कम करने की आवश्यकता हो सकती है।

रोबोट को घुमाने के लिए या इसे आगे/पीछे ले जाने के लिए अपने कीबोर्ड के तीर बटनों को क्लिक करें और दबाए रखें और अपने परिवेश को एक्सप्लोर करने का मज़ा लें।