Tuya 发表于 2021-9-29 17:44

微型机器人DIY!【内涵原理图+源代码】

在宝爸宝妈忙碌的时候,孩子已经悄悄长大!
在外工作的你,怎样捕捉孩子成长的精彩瞬间,远程观看宝贝的一举一动? 涂鸦“攻城狮”小王思索:制作一台微型巡逻摄像头,就能解决种种问题,打开手机 App 就能看、能听、能说,不错过宝贝每一个成长的瞬间,还能为家中安全保驾护航!​
安排!https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/UZBrCdKRgkfibwqKumVpSkegJz0ZibLFuew7TKc5enEQPhM6vHzZusfpicRDgQibNaQEMibBNysOLib7Ttg5c7NFw0dw/640?wx_fmt=gif小王说道:微型巡逻摄像头小巧玲珑,便于携带。它不仅可以独立行走,因体积较小,还可以像巡逻车一样穿梭于家庭中的每个角落进行探测工作,同时具备远程监控和远程对话功能,实现和老人、小孩实时互动。
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/UZBrCdKRgkfibwqKumVpSkegJz0ZibLFueVOjPp12bLfqzLSKvc2EkSReqaibUIyFk5jCW2KTlcwtYy1wO1EsKYwg/0?wx_fmt=png

01
硬件方案

微型巡逻摄像头信号交互方式如下:https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UZBrCdKRgkey0OTjFibCjOBpEk5gJJnxfibTpdYFPhqibJAks5M3P2fMbW2GAjZRqJqvc5mNaAc84tIoMcOibSoNiaA/640?wx_fmt=png戳我即可查看完整开发资料!
方案说明:

1. 控制单元
控制单元由 MCU/POWER/MOTOR/SENSOR/CAMERA/BEEP 组成,工作原理图如下: https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/UZBrCdKRgkey0OTjFibCjOBpEk5gJJnxf7jNw1sVticB9gdlk9WtBFwMo85ic2BKLUHOfibcb60Lvmstrm4htx4dzA/640?wx_fmt=png
2. 摄像头单元
摄像头采用涂鸦智能 SC012-WD2 摄像头,最大分辨率可达到 1080P,红外距离可达 7 米,还支持视频及录像功能,就算在相对极端的环境下,也能拥有良好的拍摄结果。 3. 动力单元

[*]微型巡逻摄像头采用聚合物锂电池和减速电机作为动力;


[*]锂聚合物锂电池能量高,体积小,适合为小型产品提供动力;


[*]减速电机可以减低电机的转速,增加电机扭矩,让我们控制微型巡逻摄像头速度和方向上精确度更高;

(注意:在选择减速电机的时候,电机的额定电压需要和选择的电池相匹配。)


02
MCU 固件开发
由于微型巡逻机器人直接使用了涂鸦智能 SC012-WD2 摄像头,因此摄像头和手机 App 相关固件程序,并不需要进行开发,开发者只需开发底盘小车平衡运动。 在控制小车平衡之前,需要先读取 MPU6050 传感器平衡姿态数据,获取姿态后开发小车的平衡控制功能。为保证小车直立行走,建议在控制小车平衡的时候把速度控制放在直立控制前面。
小车的运行速度和小车的倾角是相关的。

[*]如果要提高小车向前行驶的速度,就要增加小车向前倾斜的角度,倾斜角度加大后,车轮在直立控制的作用下需要运动保持小车平衡,速度就会加大;


[*]如果要降低小车向前行驶的速度,就需要减小小车向前倾斜的角度,倾斜角度减小之后,车轮在直立控制的作用下向后运动保持小车平衡,速度就会减小。
我们可以把速度和直立两个控制器串联起来工作,其中速度控制的输出作为直立控制的输入,而直立控制的输出作为系统的输出,组成一个串级控制系统。直立控制使用 PD 控制,速度控制使用 PI 控制。
我们在方案中还加入了 PWM 控制模块,方便查看小车的运动状态。开发者们还可以在此方案基础上加入转向控制,让小车可以左右转动。
注:GitHub 详细地址关注“涂鸦开发者”,回复“机器人”,即可获取完整代码!
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