Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Hej,

w poprzednim kursie tutaj Zamieściłem kurs jak sterować i dostać obraz z kamerki na tablet, jest to tak naprawdę projekt wprowadzający do systemu remoteME. Tym razem coś fajniejszego. Samochód sterowany przez tablet z podglądem kamery. 

Na filmie działanie:

UWAGA Nie posiadam wykształcenia elektronicznego więc proszę posprawdzajcie wszystkie połączenia samodzielnie

Opublikuj swój projekt i odbierz 50% rabatu do wykorzystania w sklepie Nettigo.pl

Co potrzebujemy:

  • Podgląd
    • Raspberry PI Zero W
    • Dedykowanej kamery
    • 12-kanał sterownik LED 16-bit PWM I2Czgodny z Adafruit ( link ) 22zł

      Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

    • Dwa serwo mechanizmy kompatybilne z uchwytem na kamerkę (np SG90) ( link) 2*9.9zł =20zł

      Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

    • Uchwyt na kamerke (link) 7.8 zł

      Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

    • baterie – uzylem akumlatorkow AA w ilosci 10 sztuk
    • mostek H do sterowania silnikami od kół (link) 29 zł
    • najlepiej wytrawić sobie sterownik link do plikow eagle
    • przetwornica napięcia link 4.9zl
    • platforma robota link 75 zł

Połączenia

RaspberryPI steruje serwami poprzez modul PWM I napedem poprzez ustawianie stanu pinow na mostku I dostarczająć sygnału PWM poprzez ten sam moduł który wysyła sygnal do serwomechanizmow schemat połączeń (Urpszczony pominąłem konvertery stanów logicznych przy użyciu części o których wspomniałem konwetery nie są konieczne)

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Ten sam schemat jako plytka PCB:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

I po wytrawieniu ( na obrazku zamowiona plytka z allPCB)

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

I druga strona z opisem wyprowadzeń:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

płytka w formacie Eagle do pobrania stąd  zaprojektowałem ją tak żeby łatwo dało się ją skonstruować metodą termotransferu

  1. Wejście sygnału PWM z kanałów 15 i 14 modułu PWM:

    Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

  2. Wejście zasilania silników do poruszania się
  3. Zasilanie układów (PWM, RPi) koniecznie dokładne +5V
  4. Wyjście silników napędu, pierwsze dwa wyjscia do jednej pary silników kolejne dwa do drugiej
  5. Zasilanie serw i w tym przypadku silników napędu w moim przypadku ~7V (należy sprawdzić w specyfikacji serw i silników jakie maksymalne napięcie można podłączyć)
  6. ZWORKA gdy zepniemy dwa piny napięcie z 5 będzie podawane też do zasilania silników napędu
  7. ZWORKA gdy jest podłączona zasilane jest RaspberryPI z połączenia 3 przed podłączeniem zworki należy dokładnie sprawdzić napięcia żeby nie uszkodzić Najdroższego komponentu czyli właśnie malinki
  8. Wlutowujemy kabelki bo nie będziemy korzystali z konwertera stanów

Całe oprogramowanie po stronie RPi jest napisane w pythonie przy użycoiu dwoch bibliotek:

  • import RPi.GPIO as GPIO – sterowanie pinami 25, 8, 24, 23 do włączenia odpowiednich trybów MostkaH:
    • A/B IN1 A/B IN2 PWM A/B Wyjście silników
      stan
      wysoki
      stan
      niski
      % wypełnienia Silnik kręci się z prędkością zadaną poprzez  pwm, w prawą stronę
      stan
      niski
      stan
      wysoki

      % wypełnienia

      >0

      Silnik kręci się z prędkością zadaną poprzez  pwm, w lewą stronę
      stan
      niski
      stan
      niski
      bez
      znaczenia

      swobodne hamowanie

      stan
      wysoki
      stan
      wysoki
      bez
      znaczenia

      swobodne hamowanie

      bez
      znaczenia
      bez
      znaczenia

      stan niski

      wypelnienie =0

      Zatrzymanie silników
  • import Adafruit_PCA9685 do sterowania układem PWM

Piny w RPi podłączone są nasepująco 25-AIN1, 8-AIN2, 24-BIN1, 23-BIN2  (notacja BCM) i sterują trybem pracy mostka H. Mostek H wymaga również sygnału PWM do sterowania szybkością silników, ponieważ w projekcie mam już generator PWM który używam do sterowania serwo Mechanizmami użyłem go też do sygnałów PWM dla mostka.

Moduł PWM komunikuje się z RPi poprzez interfejs I2C i ardafruit udostępnił bilbioteke do jego sterowania : Adafruit_PCA9685 .

Składanie samochodu

zaczynamy od złożenia platformy robota. Silniki z prawej strony i lewej łączymy ze sobą i do obydwu doprowadzamy kabel zasilający. Ważne żeby po zasileniu silników kręciły się one w tą samą stronę tzn koła z prawej strony kręca się zawsze jednocześnie w tym samym kierunku, to samo lewa strona samochodu.

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Całość wygląda tak:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Zasilanie

Opcja 1, ładowane akumlatorki AA

Uzylem 10 paluszkow AA w dwóch koszykach po 5 sztuk. Wg schematu:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Otrzymałem w ten sposób stabilne napięcie 5v do zasilania układu PWM i RPi oraz ~7V do zasilania serw i silników. Uwaga sprawdźcie maksymalne napięcie dla waszych serw i silników może się okazać ze 7v to za dużo.

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Do baterii dołączyłem gniazdo Jack, wpinane do przetwornicy w stelażu z wygiętej pleksi

podłączenie baterii:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Na czerwono potrzebne zworki

Opcja 2: akumlator np Li-Po

W tym przypadku serwo mechanizmy i silniczki napędu są zasilane osobno różnym napięciem. Potrzebujemy dwie przetwornice napięcia:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

na czerwono potrzebne zworki

Opcja z akumlatorem LI-PO jest lepsza:

  • Większa pojemność 
  • Większe napięcie do sterowania silnikami napędu = większa szybkość
  • Mniejsze prawdopodobieństwo ze w czasie ruszania spadek napięcia będzie na tyle duży ze zresetuje nam RPi

Lutowanie:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Oczywiśce moduł PWM i RPi jest wpinany poprzez gniazda.

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

dodatkowo moduł PWM jest usztywniony dystansami

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Całość prezentuje się tak:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkęSamochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę  Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Tak zbudowaną konstrukcje umieściłem na nadbuduwce z plexy na samochodzie:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Wymagało to wywiercenia dodatkowego otworu w samej płytce.

Na końcu montujemy kamerkę (w kursie tutaj pisałem jak skalibrować położenie kamery, oraz jej zmontowanie). Jeżeli nie chcecie korzystać z tutoriala to po prostu ustawcie położenia serwo mechanizmów w pozycji centralnej ( ustalcie maksymalne wychylenie w prawo, w lewo i ustawcie pozycję pomiędzy). Tak ustawione serwo mechanizmy wmontujcie w uchwyt kamery tak, żeby kamera „patrzyła” na wprost (jak na screenie)

Całość prezentuje się tak:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Konfigurowanie Remoteme.org

Przedstawie jedynie kroki bez omawiania szczegołów, bo szczegóły omówiłem w kursie tutaj.

https://app.remoteme.org

RaspberryPI:

  • Potwierdzamy wpisująć Y na pytania instalatora
  • gdy instalator prosi o token wklejamy ~1_&[email protected][email protected]+x8 z poprzedniego kroku Enter
  • nazwa np Rpi
  • deviceId 1 Enter
  • po zakończeniu pracy uruchamiamy program
  • Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Wracamy do systemu app.remoteme.org

nasze RPI powinno być podłączone:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Dodajemy skrypt samochodu:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

po dodaniu nasz skrypt samochodu jest podłączony jego Id to 2:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

teraz dodamy stronę internetową do sterowania najpierw wersja desktop:

New -> WebPage

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Teraz musimy ustawić id skryptu pythonowego, żeby strona internetowa „wiedziała” gdzie wysyłać wiadomości:

W moim przypadku jest to liczba 2:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

edycja index.html:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

zmieniamy :

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

I otwieramy stronę w nowej zakładce:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Konfiguracja kamery:

Gdy poruszamy myszką w rejonie obrazu pozycja kamery powinna się nam zmieniać tak jak jest to w przypadku gier FPS

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

a gdy pozycja myszki jest w centrum samochów powinen „patrzeć” na wprost. skonfigurujmy zatem kamerę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Jeżeli poruszamy pozycją myszki i ruszamy myszką od lwewj do prawej a kamera nam się porusza góra dół, to zamieniamy miejscami kable serwo mechanizmów w układzie generowania PWM.

Centrowanie pozycji kamery i zakres ruchów

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

u mnie centrum kamery jest dla wartosści 560 i 430, zakres ruchów dla obu osi to 200. Poeksperymentujcie z wartościami tak żeby uzyskać najlepszy efekt. Jeżeli skorzystaliście z tego tutoriala to po prostu wpiszcie odpowiednie wartości.

Jeżdżenie:

jeżeli wciśniecie strzałki na klawiaturze zegary na stronie będą się poruszać najpierw wypróbujcie ruch przód tył jeżeli samochód zamiast jechać do przodu skręca:

w tych miejscach dajcie\usuwajcie minusy:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Wynika to z polaryzacji silników:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Minus  „zamienia” wyjściami wyjście 1 z wyjściem 2 i 3 z 4. W moim przypadku wygodniej dopisać skasować minus niż bawić się z kablami bo one są już we wtyczce która pasuje tylko w jednej pozycji:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Po zabawie z minusami, samochód powinien jeździć prawidłowo przód/tył. Teraz skręcanie strzałka lewa na klawiaturze samochód skręca w lewo. Jeżeli tak się nie dzieje to  zmieniamy miejscami wtyczki silników:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Albo jeżeli to niemożliwe bo wlutowaliście na stałe znajdujecie kod:

i zamieniacie kolejność wysyłania silnika prawego i lewego

i ustawiamy na nowo minusy ;)

Jak zauważycie jak wciśniemy strzałki do przodu to samochód nie jedzie z pełną prędkością tylko strzałka na liczniku zatrzymuje się w miejscu wtedy puszczamy strzałkę „do przodu” i szybko z powrotem ją wciskamy :)

Jak to działa

Strona internetowa wysyła do skryptu pythonowego wiadomosć w formacie:

  • 1 bajtowy integer wartość 1
  • 2 bajtowy integer pozycja kamery w osi X
  • 2 bajtowy integer pozycja kamery w osi Y
  • 1 bajtowy integer tryb pracy silników po prawej stronie samochodu (1 ruch do przodu, 3 ruch do tyłu, 2 swobodne chamowanie)
  • 1 bajtowy integer prędkość pracy silników po prawej stronie
  • 1 bajtowy integer tryb pracy silników po lewej stronie samochodu (1 ruch do przodu, 3 ruch do tyłu, 2 swobodne chamowanie)
  • 1 bajtowy integer prędkość pracy silników po lewej stronie

skryp pythonowy odbiera tą wiadomość i na jej podstawie ustawia kamerę i silniki.

dokładny moment wysyłania wiadomości jest tutaj (script.js):

Po stronie pythona – plik python.py:

opis klas, funkcji itd:

tutaj

Zachęcam do eksperymentowania :)

Sterowanie tabletem

Dodajemy stronę internetową identycznie jak desktopa tym razem wybieramy szablon:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

następnie wszytko konfigurujemy identycznie jak stronę do sterowania przez komputer.

Format wysyłanej wiadomości jest taki sam więc korzystamy z tego samego skryptu pythonowego :)

Jeżeli sterowanie nie działa poza siecią lokalną należy skonfigurować serwer Turn opis tutaj

zamiast przypisywać adres do tabletu polecam zeskanować kod QR:

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

szczegółowy opis kodów QR tutaj

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

w miejsce 1 umieszczamy lewego kciuka, w 2 prawego, nie musimy to robić dokładnie system się skalibruje automatycznie. I sterujemy lewym kciukiem prędkość i kierunek, a prawym kamerkę.

Podsumowanie

Mam nadzieje że wszystko wydaje się proste, co do programów to zachęcam do eksperymentowania i zapoznania się z poprzednim kursem tutaj gdzie dokładniej omówiłem zagadnienia z systemem remoteme.org, a nawet wszytko umieściłem na filmie.

Pozdrawiam,

Maciek

FB projektu: klik

kanał na youtube: klik

Ocena: 5/5 (głosów: 7)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

Arduino ethernet device

Arduino ethernet device

Poniżej opisany projekt przedstawia „wrap” biblioteki EtherCard https://github.com/njh/EtherCard.Biblioteka EtherCard bardzo ładnie rozwiązuje konfigurację modułu ethernet…

5 komentarzy do “Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

  • Gratuluję projektu. Dwa lata temu w oparciu o Rapsberry B konstruowałem podobny projekt https://majsterkowo.pl/pojazd-wielofunkcyjny/. Pod względem technicznym (wytrawiona płytka) Twoj jest o lata świetlne doskonalszy. Technologicznie Raspberry 0 też bije na głowę moją starą malinę. Najbardziej zazdroszę jednak tak płynnego obrazu. Widać tutaj ogromny postęp w kolejnych wersjach mikrokomputerów! Tym bardziej, że jeśli dobrze zrozumiałem wysyłasz obraz w chmurę. Jaki upload zapewnia Ci Twój operator? Zapewne to światłowód?

    Odpowiedz
    • Dzieki,
      ” Najbardziej zazdroszę jednak tak płynnego obrazu. Widać tutaj ogromny postęp w kolejnych wersjach mikrokomputerów! ” <– to nie tak ;), moc obliczeniowa moca obliczeniowa ale tutaj sie liczy technologia przesylania. i slowo klucz WebRTC – tworzy on bezposrednie poleczenie RPiprzegladarka i obraz nie jest wysylany do chmury tylko bezposrednio do przegladarki ( no chyba ze NAT to wtedy jest serwer posredniczacy ale on nie daje duzych opoznien).
      Co do wykorzystywania pasma – nie sprawdzilem :/. ALE zaimplementowalem mechanizm (bardzo pomocny ten projekt z githuba https://github.com/kclyu/rpi-webrtc-streamer ) który dopasowuje rozdzielczosc przesylanego obrazu do przepustowosci :) no i oczywiscie kodek H.264 wiec wykrozystanie pasma mysle ze dosc niskie i napewno swaitlowod nie jest potrzebny ;)

      Nad systemem app.remoteme.org spedzilem juz pol roku (oczywisice nie full time tylko takie radosne klikanie w klawiature po godzinach) wiec ciesze sie ze widać efekty :)

      Odpowiedz

Odpowiedz

anuluj

Samochód RaspberryPi zero W sterowany przez internet i przeglądarkę

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?