Автомобиль с видеокамерой. Управление через WiFi. Управление с андроида по wifi Управление машинкой чере модуль wifi arduino
К сожалению, у нас нет точной информации, когда ожидаются поставки конкретных товаров
. Лучше не добавлять в посылку отсутствующие товары, либо быть готовым ожидать неходовые товары несколько месяцев. Были случаи, что отсутствующие товары исключались из продажи.
Имеет смысл разделить посылки.
Одна полностью укомплектованная, другая с отсутствующими товарами.
Чтобы после прихода на склад отсутствующий товар автоматически зарезервировался за Вами, необходимо оформить и оплатить его в заказе.
Аппаратура Dension WiFi RC с FPV для управления РУ моделями через iPhone, iPod, iPad или Android.
При помощи этой аппаратуры вы сможете управлять автомобилем, лодкой, танком, строительной техникой или любой другой радиоуправляемой моделью с вашего iPhone/iPod/iPad или смартфона Android, использующими WiFi.
Программное обеспечение iOS или Android распространяется свободно и позволит вам при помощи джойстика, расположенного на экране управлять моделью, а также получать видеосигнал с камеры, установленной на модели.
Аппаратура имеет 8+4 каналов управления и позволяет подстраивать чувствительность, триммировать каналы, как на профессиональном передатчике.
Аппаратура Dension WiFi RC добавит новизны, технологичности и удовольствия от управления моделями.
Особенности:
8 PPM каналов для сервомашинок или регулятора
4 цифровых выхода (вкл/выкл)
4 цифровых входа (вкл/выкл)
1 аналоговый вход
Функция Failsafe
Контроль напряжения аккумулятора
Подключение до 2-х цифровых камер USB (с внешним разъемом USB HUB)
Микрофонный вход
Выход на громкоговорители
Видеозапись
Совместима со следующими устройствами:
iPhone 4S, 4, 3Gs и 3G (минимальная версия iOS: 4.0)
iPod Touch
iPad
Android (beta)
Технические характеристики:
Размеры: 44x28x18мм
Питающее напряжение: 6~16В
Разрешение видео: 325x288 (CIF)
Частота кадров: 15 FPS
Поставляется с разъемом питания Tamiya
240 MHz ARM9 processor
16 MB SDRAM
4 MB FLASH
2 USB Host ports
Энергопотребление:
100мA при 6В (ток покоя),
200мA при 6В камера и WiFi включены
Открытый протокол**
Создайте свою собственную, удобную для вас прошивку для вашего передатчика посредством смартфона / планшета.
Программное обеспечение SDK**
Добавьте новые приложения операционной системы Linux для вашего
WiFi RC.
** Для получения подробной информации обращайтесь к нам.
Состав комплекта:
WiRC панель управления
USB камера
Wi-Fi dongle
Руководство по установке и эксплуатации
PRODUCT ID: 441000001
The Dension WiFi RC is a plug & play wireless RC receiver system.
It allows you to control your RC car, boat, tank, construction machine or any other RC vehicle with your iPhone/iPod/iPad or Android smartphone using WiFi. The iOS or Android application, available for free, lets you drive with on-screen joysticks or by tilting the phone, while watching the real-time video stream coming from your vehicle.
You can quickly access 8+4 channels of output, adjust the sensitivity and trimming, just like on a professional transmitter.
The Dension WiFi RC adds a brand new, high-tech and fun way to drive your RC models.
Features:
8 PPM output channels for Servo or ESC control
4 digital outputs (on/off)
4 digital inputs (on/off)
1 analogue input
Failsafe function
Battery voltage monitoring
Up to 2 digital USB cameras (with an external USB HUB)
Microphone input*
Speaker output*
Video recording
Compatible with the following devices:
iPhone 4S, 4, 3Gs and 3G (minimum iOS version: 4.0)
iPod Touch
iPad
Android (beta)
Technical specs:
Dimensions: 44x28x18mm
Power supply: 6~16V
Video resolution: 325x288 (CIF)
Frame rate: 15 FPS
Comes with Tamiya power connector
240 MHz ARM9 processor
16 MB SDRAM
4 MB FLASH
2 USB Host ports
802.11b/g WiFi, Infrastructure and AP modes
Power consumption:
100mA @ 6V idle,
200 mA @ 6V cam. & WiFi on
Open protocol**
Write your own transmitter application for any smartphone / tablet to control the way you want.
Software SDK**
Add new applications to the embedded Linux operating system of your WiFi RC. No-one has an FTP server on wheels yet:)
** Contact us for further informartion
Package contents:
WiRC control panel
USB camera
Wi-Fi dongle
User and Installation Manual
В данном проекте описано создание Wi-Fi машинки с управлением моделькой автомобиля через интернет или при помощи ноутбука с Wi-Fi на расстоянии до 500м. На машинке установлена камера, работающая в реальном времени, что позволяет управлять машинкой глядя в экран ноутбука.
Некоторое время назад я нашел маршрутизатор Linksys WRT54GL. Он очень удобен для хака и модификации, т.к. он работает под управлением Linux. Для данного маршрутизатора была написана куча альтернативных прошивок. В этом проекте используется настраиваемая прошивка Linux Open-WRT. Кроме больших возможностей модификации программного обеспечения этого маршрутизатора, есть куча возможных аппаратных модификаций и хаков. То есть в моем распоряжении был дешевый и взламываемый маршрутизатор со встроенным Linux - я знал, что делать что-то с ним хорошо и удобно. Таким образом родилась идея Wi-Fi машинки.
Целью данной статьи является предоставить общий обзор проекта и показать некоторые особенности реализации программной и электронной части. Эта статья не является руководством по сборке машинки шаг за шагом, но имеет достаточно информации для людей с хорошей мотивацией и базовыми знаниями в электронике и программировании. Все программы написаны на условиях Открытого лицензионного соглашения GNU v2, так что код можно свободно использовать и улучшать.
Аппаратная часть
Машинка
Добавление сетевой камеры, маршрутизатора, тяжелых батарей, дополнительных схем, и кучи проводов добавляют много лишнего веса, а большинство моделей для этого не предназначено. Поэтому из-за всех дополнений необходимо найти довольно большую радиоуправляемую машинку. В интернете можно найти б/у радиоуправляемые транспортные средства без пульта за 200-300 руб. Я купил несколько машинок для того, чтобы вытащить из них детали. Транспорт размера 1:10 или больше вполне подойдет, и вероятно вы не захотите меньше. Я купил эту машинку за 150 руб.
Я разобрал около 20 радиоуправляемых автомобилей. Почти в каждом из них используется чип Realtek RX2/TX2 или его полные аналоги с аналогичной цоколевкой. Документацию на них можно найти в интернете или по ссылкам. Это означает, что машинкой очень легко управлять при помощи штатной электроники без добавления собственных схем. Можно подключить микроконтроллер непосредственно к выводам (вперед, назад, влево, вправо) и управлять автомобилем. Возможность использования штатной электроники автомобиля экономит много сил и времени.
Я модифицировал свой WRT54GL так, что он имеет 2 последовательных порта и SD карту на 1Гб (работает как жесткий диск на 1 Гб). В этом проекте SD карта не используется, но используется один из последовательных портов. У моего маршрутизатора есть два последовательных порта: консольный порт и TTS/1, который мы и будем использовать. Для этого проекта я использую OpenWRT White Russian v0.9. Есть и более поздние версии, но для этого проекта нам они не нужны. В руководстве по компиляции программ (смотрите ниже), используется эта версия, поэтому я выбрал её.
Выбор микроконтроллера
Я оценил три различных микроконтроллера для этого проекта. Ниже показано краткое изложение оценки.
| Микроконтроллер |
PIC16F628A |
Arduino (ATmega168)
|
AVR Butterfly (ATmega169) |
|
Цена. |
Очень прост в программировании (C со множеством встроенных библиотек). |
Легче для программирования, чем PIC. |
|
|
Против |
Труден для программирования (ассемблер). |
Ошибки загрузчика (см. ниже). |
Я выбирал PIC16F628A по нескольким причинам:
- У меня их было много.
- Я имею небольшой опыт работы с ними.
- Я хотел маленькую плату, и плата PIC оказалась самой маленькой из всех 3 вариантов.
- Я хотел иметь полный контроль над действиями программы, и это вполне возможно при программировании на ассемблере.
Arduino (Freeduino MaxSerial) стал моим вторым выбором, который мне очень понравился простотой сборки и запуска. Также есть хорошая поддержка сообщества, и простота использования.
Первоначально я использовал отладочную плату AVR Butterfly. Она работала хорошо, пока один раз не разрядились батарейки. В загрузчике AVR Butterfly существует ошибка, которая подробно описана тут. Она портит код и не позволяет перепрограммировать его другим загрузчиком. Машинка работала в один день, а на другой нет. Потребовалось некоторое время, чтобы найти проблему и совсем немного времени, чтобы исправить её, поэтому я не стал дальше использовать эту плату в качестве системы управления. Я также обнаружил, что выходное напряжение на выводах может быть непредсказуемыми, так как кроме управления периферийными устройствами, они управляют ЖК-экраном.
Ниже приведён исходный код для PIC и Arduino. Оба были протестированы, так что используйте то, в чем вы лучше разбираетесь и чувствуете себя комфортнее. Arduino (Freeduino MaxSerial) является наиболее оптимальным вариантом для быстрого старта. Я купил его.
Управляющая схема
На самом деле в моей машинке используется две управляющие платы. Так сделано потому, что я сжег управляющие транзисторы на штатной плате машинки. К счастью, я смог отпаять их и RX2 чип (который также сгорел) и сохранить схему управления. Большинство игрушечных радиоуправляемых машинок используют около 6 проводов для управления двигателем. Это так, потому что в собранной машинке есть металлический скользящий контакт, который движется с двигателем и дополнительные провода используются для реле. Каждая радиоуправляемая машинка имеет различные параметры этого контакта, так что намного лучше использовать штатную схему.
Я сжег транзисторы, подав напряжение питания 16В, вместо штатных 9.6В. Транзисторы рассчитаны на ток 5А, но вероятно я нагрузил их слишком сильно и они живописно задымились. Я взял плату из другой радиоуправляемой машинки и использовал транзисторы оттуда. Я запустил эту схему от 12В, и это не вызвало никаких проблем, хотя транзисторы довольно сильно грелись. Использование штатных плат машинки вместо изготовления собственного Н-моста экономит много времени и денег.
Этот проект использует мощные аккумуляторы. Я купил их для радиоуправляемых машинок высокого класса за $ 50 + доставка с eBay. Они имеют 3800 мАч и зарядное устройство 1,8А в комплекте. Их можно найти в поиске eBay. Одна батарея заряжается примерно 1.5 часа (от полного разряда). Их напряжение 7.2В, однако, когда они только заряженные их напряжение около 8.3В, а когда они полностью разряжены (уже не в состоянии питать машину) они дают примерно 7.1В.
Я заменил все разъемы на аккумуляторах на стандартные Molex ATX разъемы. Это сделано для того, чтобы использовать дешевые разъёмы которых у меня было много, которые позволяют легко сделать разветвитель для замера тока. Батареи соединённые последовательно дают около 16В при полной зарядке.
Линия 9.6В получена путем установки 4 диодов последовательно с шиной 12В берущейся с 7812. Падение напряжения на диоде около 0.7В. Поставив 4 диода в ряд, мы теряем около 2.8В, и получаем 9В для устройств, которым необходимо меньше 12В. После того как я сжег транзисторы, я решил питать схему более низким напряжением. 7812 рассчитан на 1А, а двигатели потребляют значительно больше. Digikey продает регулятор 7.5A 12В примерно за 14$, и я купил его. Я прикрепил его к радиатору, потому что думал, что он может греться. После некоторого времени работы он даже не нагрелся, поэтому радиатор не требуется.
Я не хочу рисковать схемой управления, поэтому я питаю его напряжением максимально приближены к штатному. Камера требует 9В, сигнал работает довольно тихо при питании от 5В, поэтому все эти устройства работают от линии 9.2В.
Вся силовая электроника собрана на макетной плате и находится в корпусе.
Схемы
Arduino:
Подключение Arduino:
Вперед - Pin 8
Назад - Pin 9
Влево - Pin 10
Вправо - Pin 11
Зеленый LED - Pin 7
Красный LED - Pin 6
Сигнал - Pin 5
Последовательный порт Freeduino MaxSerial можно связать с последовательным портом маршрутизатора при помощи стандартного последовательного кабеля.
Freeduino MaxSerial использует последовательный вывод 4 - DTR (Data Terminal Ready) для сброса микроконтроллера и разрешения на загрузку нового кода. При нормальной работе с компьютером на этом выводе либо +10 В либо -10В в зависимости от того, подключен ли последовательный порт. Однако на последовательном порту маршрутизатора этот вывод заземлен и неактивен. Когда маршрутизатор начинает передачу данных через последовательный порт, MaxSerial сбрасывается. Это нам не подходит. Мы подтянем вывод DTR к +9В. Это простое изменение включает режим закрытой программы, то есть микроконтроллер не может быть перепрошит и сброшен по последовательному порту. Если необходимо перепрошить микроконтроллер, то достаточно просто щелкнуть выключателем.
Примечание: Если вы используете USB версию Arduino, вы можете просто подключить RX и TX контакты к MAX232A, а затем к последовательному порту маршрутизатора.
Камера
Одним из основных аспектов этого проекта является то, что машинкой можно управлять без прямой видимости при помощи сетевой камеры Panasonic BL-C1A. Это почти самая дешевая проводная сетевая камера с хорошими отзывами. Программное обеспечение есть только для Windows – это небольшой, но терпимый минус. Для просмотра изображения программное обеспечение не требуется. В более дорогих моделях есть панорамирование и возможность наклона, но они значительно дороже и их функциональность не нужна.
Камера имеет очень удобный веб-интерфейс, что делает её не только Windows устройством. Просмотреть изображение с камеры можно при помощи следующей команды:
http:///ImageViewer?Resolution=320x240?Quality=standard
Доступные разрешения 640x480, 320x120, 160x60. Доступное качество (сжатие) precision(качество), standard(стандартное), motion(движение).
Качество видео неплохое. Тем не менее, оно часто замирает на 1 секунду даже при хорошей связи. Я предполагаю, что электроника камеры недостаточно мощна, чтобы поддерживать постоянный прямой эфир с автофокусом. В целом я доволен ей.
Глядя на внутреннюю часть камеры, видно, что она работает на ARM процессоре 250 МГц. По информации с официального сайта она также имеет 64Мб оперативной памяти. Интересно, как трудно было бы заставить Linux работать на этом…
Сборка
От машинки было использовано только шасси. Все декоративные и нефункциональные части были сняты. Камера была установлена на переднюю часть с небольшим изменением штатного крепления. Плата была установлена на переднюю часть машинки и прикручена с использованием пластиковых гаек и болтов во избежание замыкания.
Плата микроконтроллера PIC также надежно закреплена болтами на другой стороне. Все провода были умышленно взяты длиннее чем требуется, для их легкого перемещения во время сборки. После сборки лишние куски провода были собраны и связаны. Было очень много проводов, вероятно около 30, которые нужно было провести из/в переднюю и заднюю часть машинки, не считая Ethernet кабеля.
Все силовые цепи были размещены в корпусе в задней части машинки, за исключением LT1083 7.5A, который находится в нижней части автомобиля. Я не ставил его в корпус, потому что это было дополнение к проекту, и так его было проще всего добавить. Когда светодиод на задней стороне коробки светится красным, маршрутизатор загружается. Когда маршрутизатор загрузился, он посылает сигнал микроконтроллеру, загорается зеленый светодиод, и я знаю, что могу соединиться с машинкой. Этот индикатор был очень полезным при отладке.
Вся электроника была собрана на макетной плате пред пайкой и установкой машинку. Батареи прикреплены с помощью термоклея и кабельных стяжек. Маршрутизатор был слишком широкий, чтобы стать на машинку без дополнений. Я добавил два куска плексигласа, чтобы сделать машинку шире.
Программная часть
Для данного проекта необходимы 3 программы. Приложение-клиент VB6 Wifi_Robot на Windows, CarServer написанный на C и работающий на маршрутизаторе работающем под управлением OpenWRT WhiteRussian v0.9 (Linux), а также микропрограмма микроконтроллера. Я испытывал прошивки для микроконтроллера PIC16F628A и популярного Arduino (Freeduino MaxSerial). Все программное обеспечение распространяется на основе открытого лицензионного соглашения GNU v2.
Следующие инструкции предполагают, что у вас есть подключенный к интернету Linksys WRT54GL с установленный OpenWRT WhiteRussian v0.9. Руководстве по установке OpenWRT можно найти по ссылке .
Установка CarServer
Если вы хотите использовать программное обеспечение
Войдите по SSH в своем маршрутизатор, затем...
# cd /tmp
# wget http://www.jbprojects.net/projects/wifirobot/carserver_1_mipsel.ipk
# ipkg install ./carserver_1_mipsel.ipk
Компиляция и установка CarServer
Если вы хотите увидеть, как он работает или модифицировать его
Вам нужно будет скачать OpenWRT SDK (только для Linux) и следовать этому руководству по составлению программ: Написание и компиляция простой программы для OpenWRT от Eric Bishop (просто следуйте первой части)
Makefile находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/
Makefile находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/src
carserver.c находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/src
Ваш скомпилированный ipkg будет отображаться в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/bin/packages. Затем:
# scp carserver_1_mipsel.ipk root@:/tmp/.
для копирования в маршрутизатор. Войдите по SSH и установите
Есть бесплатная электронная книга посвящённая серии маршрутизаторов WRT54G которая называют Linksys WRT54G Максимальный взлом. Я считаю что она бесплатна. Её можно просмотреть в Google Books . Она также может быть загружена по ссылке. В этой книге рассказывается как добавить последовательный порт, настроить программное обеспечение, а также о многих других взломах и модификациях. Я связался с одним из авторов. Это не бесплатная электронная книга. Вы можете просмотреть её в Google Books, и поддержать авторов, купив её Amazon . Это отличная книга!
Получение рабочего последовательно порта
Мы используем TTS/1, так что если вы добавили один последовательный порт – убедитесь что это он. Если у вас установлен OpenWRT WhiteRussian v0.9 войдите в SSH. Инструкции в книге указанной выше немного устарела. Вот обновленная версия:
# ipkg update
# ipkg install setserial
# cd /usr/sbin
# wget http://www.jbprojects.net/projects/wifirobot/stty.tgz
# tar -zxvf stty.tgz
# chmod 755 stty
Добавьте следующие строки в /etc/init.d/custom-user-startup чтобы сделать последовательный порт рабочим при запуске и автоматического запуска CarServer.
/usr/sbin/setserial /dev/tts/1 irq 3
/usr/sbin/stty -F /dev/tts/1 raw speed 9600
/bin/carserver&
Запуск клиентского приложения Wifi_Robot
Этот файл содержит исходный код VB6 и скомпилированный EXE. Вы можете просто извлечь wifi_robot_client.exe и config.txt, если вы не хотите заниматься программированием. Вы можете открыть и компилировать VB6, если вы хотите изменить его. Эта программа - это просто слегка измененная программа проекта радиоуправляемая машинка, управляемая компьютером.
ПО микроконтроллера
PIC
Вам понадобится программатор для PIC. Я использую P16PRO40, купленный на eBay. Есть много программаторов, которые можно купить или собрать самому. Вы можете самостоятельно скомпилировать HEX с помощью Microchip MPLAB или просто скачать и прошить готовый HEX файл. PIC asm базируется на этом тесте PIC16F628 UART.
Arduino (Freeduino MaxSerial)
Программу можно загрузить в Freeduino MaxSerial без дополнительного программатора.
Если вы используете Freeduino MaxSerial, убедитесь, что вы сделали небольшую модификацию оборудования, которая предотвратит сброс Freeduino каждый раз при получении данных от маршрутизатора через последовательный порт. См. выше для получения более подробной информации.
Измерения и тесты
Максимальная скорость
Чтобы вычислить максимальную скорость я сделал две отметки на расстоянии 3м друг от друга и несколько раз снимал машинку. Камера записывает 30 кадров в секунду, так что возможная ошибка камеры +/- 3,3% и +/- 1% ошибка расстояния.
Автомобиль проезжает 3м за 0,7 секунды (21 из 30 кадров за 1 секунду).
Максимальная скорость:
4,3 м/с = 15.5 км/ч = 9.6 миль/ч
Расстояние
Я взял маршрутизатор в большое поле. Я смог подключится со своего ноутбука на расстоянии до 500 м (по 1Мбит). Дальше этого расстояния, я уже не смог подключиться. Альтернативные прошивки (OpenWRT) позволяют увеличить выходную мощность. Я пытался изменить это значение, но это не повлияло на расстояние. Возможно, мой ноутбук (Dell Inspiron 6000), который всегда имел хороший WiFi (лучше, чем 6400 моего друга), может быть ограничивающим фактором.
Это небольшой рассказ о том, как построить робота в виде игрушечного автомобильчика с видео камерой, которым можно управлять с помощью компьютера или смартфона на ОС Android через WiFi. Устройство не имеет никакой автономности в смысле своего поведения (типа распознавания чего-либо), управление - только от человека, поэтому «робот» - это не совсем подходящее слово в названии.
Началось все с того, что идея управления игрушечными устройствами от первого лица (т.н. FPV) мне показалась чрезвычайно интересной с точки зрения собственно процесса. Ведь мы можем таким образом реализовать свое присутствие, не в виртуальном мире, а в реальном.
Проще и быстрее всего применить эту идею на игрушечных или модельных автомобилях. Текущие технологии должны давать такую возможность промышленности и предложить массу подобных вещей. Однако это предложение оказалось достаточно дорогим по сравнению тем что можно сделать самому.
Так как это мой первый проект, я ни программировать, ни даже паять нормально не умел, и я решил сначала поискать в интернете единомышленников и их варианты решения данной задачи.
Начав изучение вариантов, как можно осуществить эту идею, я нашел очень подробное описание подобного проекта
. A его автор с радостью помог мне разобраться в проблемах, возникших при создании робота.
Так я впервые и узнал что такое …duino. Так как это был уже готовый вариант микроконтроллера, где не нужно было паять обвязку к нему, я выбрал именно его. Также очень понравилось присутствие бутлоадера, позволяющего прошивать микроконтроллер без программаторов.
Для реализации данного проекта понадобится:
- Микроконтроллер Arduino (любой: nano, uno, mega)
- Аккумулятор 9,6вольт
- Китайская машинка на радиоуправлении
- Роутер dir320 (или любой другой поддерживающий OPEN-WRT прошивку)
- Вебкамера Logitech c310 или любая другая с UVC потоком
Программ пять: на PC, на Android, на роутере (сервер управления и видеопоток), и в микропроцессоре.
Схема работы: соединяем настольный компьютер (ноутбук, далее - PC) с роутером по WiFi. На роутере при его включении автоматически загружаются 2е программы:
1) сервер. Эта программа открывает сокет (соединение) на определенном порту и ждет, когда по этому порту с ней соединится клиент (любая программа, которая обратится в этот порт и также, особым образом скажет серверу, что она готова работать через открытый сокет). Далее, после установки соединения, все что придет от клиента, будет перенаправлено по определенному пути, для нас это COM-порт, на этом порту подключен микропроцессор. И наоборот, все что придет со стороны COM-порта, будет переслано клиенту.
2) программа обработки видео, захватывает его с usb камеры и шлет на определенный порт. Для его просмотра нужно всего лишь иметь соединение с роутером на этом порту.
После того, как между компьютером и роутером установлено WiFi-соединение, запускаем на PC программу для управления роботом (тот самый клиент), эта программа соединяется с программой-сервером на роутере. Эта же или другая программа транслирует видео с WiFi роутера.
Далее, пользователь может управлять автомобильчиком и нажимает, например, кнопку «вперед». Программа на PC, отсылает команду «вперед» прямо на роутер, на его IP, но на определенный порт. На роутере, эта команда поступает в программу-сервер, т.к. выслана она на его порт, и в рамках открытого для этого сокета. Программа-сервер, ничего не делая с этой командой, просто отправляет её в COM-порт. Таким образом, команда «вперед» оказывается в микропроцессоре, который в ответ на нее, дает сигнал «вперед» на один из своих выводов. К таким выводам процессора подсоединена схема управления двигателями, т.к. сам микропроцессор управлять ими не может в силу своей маломощности.
Управлять исполнительным устройством через роутер, без микропроцессора не получится, т.к. микропроцессор может формировать сигналы «1» (напряжение >2,5v) или «0» (меньше обозначенного) на любом из десятка-другого своих выводов. У роутера же выводов нет, есть только порты ввода/вывода, типа USB или COM (serial), в которых по 2-3 провода.
Теперь часть практическая. Заранее скажу, что несмотря на кажущиеся сложности, все на самом деле просто, если речь идет о простом копировании этого проекта – ведь все уже сделано и работает. Нужно просто выполнить в точности эту инструкцию.
Изначально микроконтроллером был freeduino maxserial у которого был com port, который был одним из немногих(как я тогда считал) для подключения к uart роутеру, для этого нужно было паять переходник с uarta на com чтобы соединить его с роутером. Его брать я не очень хотел, так как оригиналом есть все-таки Arduino, да и Freeduino в Украине нет.
Как я выяснил потом, все было это просто излишнее нагромождение схемы. Обойтись можно всего 1 проводком который будет идти от TX роутера(на рисунке) к RX (0 пин) микроконтроллера.
Непонятно почему но на фридуине оказалось для нормального подключения нужно tx на tx. Скорее всего просто неверно нанесено обозначение. (тут 0 пин tx) По этому лучше брать оригинальный
.
Машинку я купил хорошую, хоть и китайскую
Машинка оказалась очень мощная, 5 кг на ровной поверхности тянула очень уверено. Также у нее в комплекте шел аккумулятор на 6 вольт. Что касается электроники, то в машинке уже есть готовый драйвер двигателей, на который можно подать управляющие слаботочные выходы с микроконтроллера (если бы с машинкой не повезло - драйвер моторов можно было взять тоже от arduino)
Роутер требует прошивку openwrt и список пакетов указанных на рисунке.
Роутер можно настроить как точку доступа, которой могут подключится любые устройства, имеющие WiFi. И, даже если не будет программного обеспечения для управлении машинкой – использовать ее как беспроводную камеру видеонаблюдения.
Камера с310 просто подключается к порту usb на роутер и не требует пайки, требует небольших настроек в роутере. Проект имеет 2 цепи питания, 1 цепь питается от 9,6 вольт - роутер и микроконтроллер, 2 цепь питается от 6 вольт - привод и рулевое машинки. Можно обойтись всего 1 источником питания в 9,6 вольт, но более емкостным. Роутер потребляет 2А, микроконтроллер потребляет почти незаметно, машинка 4А.
Программа микроконтроллера обрабатывает сообщения, которые приходят с последовательного порта роутера, обработка происходит побайтово через portb arduino, например если пришло в роутер 2, то, переведя в двоичную систему получаем 00000010 – что соответствует 2 пину на portb. Такое решение позволяет управлять одновременно несколькими пинами. Вот что получилось в итоге:
Приложение для андроид:
Приложение для пк:
Данный проект еще не закончен и продолжает совершенствоваться.
В планах использовать arduino mega, роутер mr3020, вебакамеру оставить как есть(возможно добавить сферическую линзу для большего обзора), задействовать шим для плавного и точного управления, использовать сервопривод для поворотов, добавить дальномер. Добавить видео на Android.
- полный каталог плат
Решил я недавно сделать апгрейд радиоуправляемого игрушечного джипа своего сына. Радиоуправление почти сразу перестало работать. Как показало вскрытие, в машинке установлены слишком слабые и неповоротливые двигателёчки. Основной двигательный моторчик я сразу заменил на больший размером и мощностью. Для этого пришлось поработать гравером, с установленой на него циркулярной пилой (а как иначе выделить достаточно места?). Так же была выброшена плата радиоприемника.
Далее недолго думая была выбрана концепция дистанционного управления по примеру марсохода: дается команда и джип сам её выполняет и останавливается. Всё из-за неуверенности, что у моего 2,5 летнего сына получится управлять двигателями стандартным пультом. Я уверен, что он будет надолго зажимать элементы управления независимо от поведения машинки. А принцип марсохода: проедь 20см и остановись, вполне подойдёт. Тем более, что я давно мечтал его опробовать хотя бы в простейшем варианте. В данной реализации будем ехать не 20см, а заданное время - 1 сек.
Итак будем управлять двумя реверсивными (вращение в обе стороны) двигателями: основным и рулевым. Питать их будем от аккумулятора 3,7 В, но можно и до 12 В в принципе подавать, если согласовать питание контроллера или организовать его отдельным аккумулятором.
В силовой части используем простейший миниатюрный или любой не менее мощный, который вы найдёте. Вобщем я всё нарисовал на картинке.
Аккумулятор можно зарядить через микро-USB, после чего он питает драйвер двигателей напрямую и WiFi-контроллер через .
Код программы:
#include
const char* ssid = "имя вашей сети вайфай";
const char* password = "пароль вашей сети";
int up = 2; //номера дискретных выходов
int down = 14;
int left = 4;
int right = 12;
// Create an instance of the server
// specify the port to listen on as an argument
WiFiServer server(80);
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(10);
//подготовка выходов
pinMode(up, OUTPUT);
digitalWrite(up, 0);
pinMode(down, OUTPUT);
digitalWrite(down, 0);
pinMode(left, OUTPUT);
digitalWrite(left, 0);
pinMode(right, OUTPUT);
digitalWrite(right, 0);
// Connect to WiFi network
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
While (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
//Запуск сервера
server.begin();
Serial.println("Server started");
//выводим IP адрес в монитор порта
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {
//проверяем подключился ли клиент
WiFiClient client = server.available();
if (!client) {
return;
}
//Ожидаем пока клиент не пришлет какие-нибудь данные
Serial.println("new client");
while(!client.available()){
delay(1);
}
//Чтение первой строки запроса
String req = client.readStringUntil("\r");
Serial.println(req);
client.flush();
//обработка команды
if (req.indexOf("/gpio/up") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/down") != -1){
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/left") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 1);
digitalWrite(right, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/right") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else {
Serial.println("invalid request");
}
Client.flush();
// подготовка к ответу
String s = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n\r\n\r\n ";
S += "
UP
";
s += "
LEFT ";
s += "RIGHT
";
s += "
DOWN";
s += "
// Send the response to the client
client.print(s);
delay(1);
Serial.println("Client disonnected");
} Программа написана в Arduino IDE. контроллером NodeMCU 0.9 ESP8266 , который сам будет организовывать точку доступа и выполнять функцию WEB-сервера, тоесть при заходе на его айпи из браузера, будем видеть web-страничку с элементами управления. Так же интересно организовать передачу данных с одного такого контроллера в другой посредством их автономной WiFi-сети. Летом появилась мысль сделать радиоуправляемую машинку, но не просто нечто похожее на творение китайской инженерной мысли, которое продается на каждом шагу, а машинку, управлять которой можно было бы с компьютера или телефона. Понято, что машинка, которой можно управлять через Wi-Fi в чистом виде, совершенно не интересна. А вот если бы у нее была бы камера? А если еще и управление через 3G/EDGE/GPRS? Вот это – другое дело! Значит, управляющее устройство должно иметь USB и Wi-Fi (ну или только USB, можно купить USB Wi-Fi адаптер). Теперь нужно придумать, как управлять двигателями. Изначально я хотел сделать это с помощью COM-порта и регистра сдвига (74HC595), но спалив 5 таких микросхем, от такого способа отказался. Позже мой взгляд пал на Arduino, а именно на Arduino Duemilanove. Эта плата имеет 14 цифровых I/O портов, из них шесть – ШИМ (можно будет управлять напряжением на двигателе и повесить сервы для камеры), два можно использовать как Tx и Rx последовательного порта.
Роутер
Обнаружив в своем городе роутер D-Link DIR-320, у которого есть USB порт, сразу же его купил. Придя домой, узнал, что у этого роутера есть невыведенный UART-порт. Таким образом, у нас появляется канал связи между роутером и ардуиной.Для роутера я выбрал прошивку OpenWrt. Можно скачать готовую прошивку с OpenWrt для DIR-320 это . Уже не помню почему, но я решил собрать прошивку сам (подробно описано ). Для этого понадобится Linux (я собирал на Ubuntu 11.10). Для начала, скачаем исходники прошивки и соберем все, что нужно:
svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/branches/backfire dir320 cd dir320 ./scripts/feeds update -a && ./scripts/feeds install –a make prereq && make tools/install && make toolchain/install
Конфигурирование прошивки
make menuconfig
Выбираем следующие пакеты:
- Target System ---> <*> Broadcom BCM947xx/953xx – ядро 2.6
- Image configuration ---> <*> LAN IP Address --->
– [не обязательно] Можно выбрать IP-адрес, который будет у роутера после загрузки ядра и всех модулей - Kernel modules ---> <*> Filesystems ---> <*> kmod-fs-ext3 - Об этом позже
- Utilities ---> Filesystem ---> <*> e2fsprogs – И об этом
- Utilities ---> disc ---> <*> block-extroot – И об этом тоже
- Kernel modules ---> <*> USB Support ---> <*> kmod-usb-core – поддержка USB
- Kernel modules ---> <*> USB Support ---> <*> kmod-usb-ohci – для USB-хаба. Зачем он? Об этом тоже позже
- Kernel modules ---> <*> USB Support ---> <*> kmod-usb-storage – поддержка USB-флешек
- Kernel modules ---> <*> USB Support ---> <*> kmod-usb2 – USB 2.0
- Administration --> webif ---> <*> webif-applications – админка
- Kernel modules ---> <*> Video Support ---> <*> kmod-usb-video-core – поддержка USB-video
- Kernel modules ---> <*> Video Support ---> <*> kmod-usb-video-uvc – поддержка UVC-веб камер
Так зачем же мы выбрали те пакеты, назначение которых я не объяснил? Проблема в том, что объём флэш-памяти установленной в роутере - 4МБ, что может помешать дальнейшей нашей работе. Мы же перенесем rootfs на флешку, и роутер будет грузиться с нее.
Кстати, про флэш-память: нужно не забыть следующее:
make kernel_menuconfig
- Device Drivers ---> <*> Memory Technology Device (MTD) support ---> RAM/ROM/Flash chip drivers ---> [*] Flash chip driver advanced configuration options --> [*] Specific CFI Flash geometry selection --> [*] Support 8-bit buswidth
- Device Drivers ---> <*> Memory Technology Device (MTD) support ---> RAM/ROM/Flash chip drivers ---> [*] Flash chip driver advanced configuration options --> [*] Specific CFI Flash geometry selection --> [*] Support 16-bit buswidth
Компилируем и прошиваем
Компиляция прошивки:make V=99 -j2
Теперь нужно ее прошить:
Для bash’а:
#!/bin/bash echo "==================================================================" echo "This script will upload dd-wrt firmware (firmware.bin)" echo "in the current directory to 192.168.0.1 " echo "during the router"s bootup. " echo "" echo "* Set your ethernet card"s settings to: " echo " IP: 192.168.0.10 " echo " Mask: 255.255.255.0 " echo " Gateway: 192.168.0.1 " echo "* Unplug the router"s power cable. " echo "" echo "Press Ctrl+C to abort or any other key to continue... " read echo "" echo "* Re-plug the router"s power cable. " echo "" echo "==================================================================" echo "Waiting for the router... Press Ctrl+C to abort. " echo "" try(){ ping -c 1 -w 1 192.168.0.1 } try while [ "$?" != "0" ] ; do try done echo "*** Start Flashing **** " atftp --no-source-port-checking -p -l firmware.bin 192.168.0.1 echo "Firmware successfully loaded!"
Для винды:
@echo off echo ================================================================== echo This batch file will upload dd-wrt firmware in the current directory to echo 192.168.0.1 during the router"s bootup. echo. echo * Set your ethernet card"s settings to: echo IP: 192.168.0.2 echo Mask: 255.255.255.0 echo Gateway: 192.168.0.1 echo * Unplug the router"s power cable. echo. echo Press Ctrl+C to abort or any other key to continue... pause > nul echo. echo * Re-plug the router"s power cable. echo. echo ================================================================== echo Waiting for the router... Press Ctrl+C to abort. echo. set FIND=%WINDIR%\command\find.exe if exist %FIND% goto LPING set FIND=%WINDIR%\system32\find.exe if exist %FIND% goto LPING set FIND=find:LPING ping -n 1 -w 50 192.168.0.1 | %FIND% "TTL=" if errorlevel 1 goto LPING echo *** Start Flashing **** tftp -i 192.168.0.1 put firmware.bin if errorlevel 1 goto LPING set FIND= echo. echo ================================================================== echo * WAIT for about 2 minutes while the firmware is being flashed. echo * Reset your ethernet card"s settings back to DHCP. echo * The default router address will be at 192.168.1.1 echo. Pause
Настройка загрузки с флешки
После первого включения заходим на веб-интерфейс роутера и изменяем пароль. Теперь подключаемся к нему через SSH. Нужно настроить загрузку с флешки, для этого сначала нужно ее разметить. У меня было два раздела: первый – ext3-раздел для rootfs, второй – swap. Открываем /etc/config/fstab в vim’е и пишем то, что соответствует нашей фелшке. У меня так:config global automount option from_fstab 1 option anon_mount 1 config global autoswap option from_fstab 1 option anon_swap 0 config mount option target / option device /dev/sda1 option fstype ext3 option options rw,sync option enabled 1 option enabled_fsck 1 option is_rootfs 1 config swap option device /dev/sda2 option enabled 1
Сохраняем, перезагружаемся (reboot).
Демон
Управлять двигателями будет ардуина, поэтому напишем демон, который будет перенаправлять всё, что пришло на TCP порт 5554 в /dev/ttyS0.Мой скомпилированный вариант демона искать в архиве (card)
Компилируем с помощью gcc, который был собран в процессе подготовки к сборке прошивки:
<…>/dir320/staging_dir/toolchain-mipsel_gcc-4.3.3+cs_uClibc-0.9.30.1/usr/bin/mipsel-openwrt-linux-uclibc-gcc-4.3.3 <имя файла с исходниками> -o <имя выходного файла>
Небольшое отступление об удобстве организации работы с роутером
- После каждого включения мне приходилось писать opkg update , поэтому я его добавил в /etc/rc.local
- Довольно удобно использовать FTP-сервер. Я поставил pure-ftpd. Для этого пишем:
opkg install pure-ftpd
Добавим его в /etc/rc.local:
pure-ftpd -4 –B –M –l unix –U 000:000 - Удобно будет сменить веб-интерфейс на luci, для этого пишем:
opkg remove webif* opkg install luci
Демон [продолжение]
Заливаем на роутер наш демон, добавляем его в автозагрузку.Теперь ставим mjpg-streamer:
opkg install mjpg-streamer
Пишем в /etc/config/mjpg-stramer следующие:
config mjpg-streamer option device “/dev/video0” option resolution “640x480” option fps “24” option port “8080” option enabled “true”
Пробуем подключить камеру. Если все нормально, то можно будет увидеть изображение тут:
http://
Arduino и соединение
Для начала определимся со схемой подключения двигателей. Так как я брал корпус от уже готовой машинки, то мне с двигателями повезло – они уже там были. Передний отвечал за повороты (влево, вправо, прямо), а задний за движение (мне пришлось его поменять на двигатель кнопки блокировки дверей какого-то ВАЗа). Управлять нагрузками можно ардуиной с помощью полевых транзисторов (95N2LH5, но я использовал IRF 630, потому что и эти ели нашел в своём городе). Подключение такое: земля транзистора – к управляющему пину ардуины, source – к земле ардуины и минусу питания нагрузки, drain – к минусу нагрузки, плюс питания к плюсу нагрузки. Но таким образом мы сможем ездить только вперед и поворачивать только в одну сторону. Для того чтобы справиться с проблемой, к нам на помощь спешит реле с двумя группами контактов. У меня один двигатель (передний) питался 6 вольтами, а другой 12. При этом использовалось два 6 вольтовых аккумулятора (один из них - свинцово-кислотный от бесперебойника), учитывая, что минус роутера позже придется соединить с землей ардуины, то получить 6 вольт для роутера не получается (проверяйте сколько вольт подаёте на роутер - мне пришлось покупать еще один после того, как я подал на него 12 вольт). Поэтому пришлось использовать еще одну релюшку для подачи/неподачи питания на передний двигатель.Схему рисовал давно. Теперь там все транзисторы полевые и нет резисторов.
Теперь о самом коде. У меня все довольно просто – есть 4 команды, у которых есть свой параметр размером 1 байт:
- m – Отвечает за напряжение, а, следовательно, и за скорость, на двигателе значение от 0 до 255
- r – Отвечает за повороты. “1” – поворачивать, “0” – не поворачивать
- n – “1” – ехать назад, “0” – ехать вперед
- e – “1” – поворачивать в другую сторону
int inByte, val; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(2, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(7, OUTPUT); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { inByte = Serial.read(); if ((inByte=="n")||(inByte=="e")){ while (Serial.available()==0) {} val=Serial.read(); if (inByte=="n"){ if (val=="1"){ digitalWrite(2, HIGH); Serial.print("Writing to 2 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(2, 0); Serial.print("Writing to 2 pin\n\r"); } } if (inByte=="e"){ if (val=="1"){ digitalWrite(4, HIGH); Serial.print("Writing to 4 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(4, LOW); Serial.print("Writing to 4 pin\n\r"); } } } if ((inByte=="m")||(inByte=="r")){ while (Serial.available()==0) {} val=Serial.read(); if (inByte=="m"){ if (val!="0") analogWrite(3, val); else analogWrite(3, 0); Serial.print("Writing to 3 pin\n\r"); } if (inByte=="r"){ if (val=="1"){ digitalWrite(7, HIGH); Serial.print("Writing to 7 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(7, LOW); Serial.print("Writing to 7 pin\n\r"); } } } } }
Как видно, задний двигатель у меня подключен к 3 пину, передний – к 7, реле заднего – к 2 пину, переднего – к 4. Так как 3 – это ШИМ-пин, то используя analogWrite(3, val);, где val от 0 до 255, мы можем управлять напряжением на двигателе.
Разбираем наш маршрутизатор. Видим UART порт. Соединяем его с ардуиной.
Теперь смотрим, как это все работает. Подключаемся телнетом к нашему порту и проверяем:
- n1 – щелкает реле
- m<пробел> - колёса начинают немного вращаться
- n0 – колеса вращаются в другую сторону
- m0 – колеса перестают вращаться
- r1 – поворачивают передние колеса
- e1 – колеса поворачивают в другую сторону
- r0 – колеса становятся прямо
- e0 – щелкает реле
