之前做了一個基于樹梅派 ( raspberry pi ) 的視頻監控機器人平台 Verybot ,現在打算把這個機器人的一些圖片、視頻、設計思路進行公開,并且希望跟大家一起研究相關的各種問題,下面是兩張機器人的照片:
這個平台的基本組成是:
樹梅派 ( Raspberry pi ) 嵌入式計算機;
USB無線網卡( wifi 無線局域網 );
USB攝像頭 ;
移動電源 ( 充電寶 ) ;
單片機電路闆 ;
電機驅動電路闆 ;
用于驅動電機的锂電池 ;
機器人底盤 。
目前在這個平台上已經實驗的功能包括:
基于wifi的機器人運動控制;
基于wifi的視頻監控;
基于openCV的目标檢測(目前隻做了圓形目标的檢測);
基于openCV的色标跟蹤
機器人運動:
基于wifi的機器人視頻監控
基于opencv的色标追蹤
網絡監控機器人Verybot之電機控制篇
Verybot的運動控制采用的方式如下圖:
其實用樹梅派的外擴GPIO口接電機驅動闆的輸入口也是可以的,但是這裡使用了一塊單片機控制闆主要考慮了以下兩個原因:
1、如果電機需要測速,不管是使用編碼盤還是霍爾傳感器等等,都需要一些額外的IO口,樹梅派的GPIO口可能不夠使用,并且處理反饋數據會占用樹梅派CPU資源;
2、如果機器人需要外擴一些傳感器(比如溫度、紅外壁障、超聲測距等等),那麼也會占用不少IO口,單片機的IO口比較豐富,隻需要将傳感器數據通過單片機串口傳給樹梅派即可。
Verybot目前使用的單片機控制闆基于STC89C52RC,芯片相關資料大家可以參考手冊,這裡就不多做介紹了。在我所使用的單片機電路闆上集成了一個PL2303的芯片,這個芯片用于USB接口與串口的接口轉換,該開發闆使用USB口下載程序,其實是通過單片機的串口下載,但是在使用中發現PL2303驅動程序安裝正确,但是程序無法下載的情況,解決方法也很簡單,就是另外使用一個USB轉串口的模塊,然後将模塊與單片機串口連接即可,具體連結方式如下:
單片機 p3.0 ———— 轉換模塊 txd
單片機 p3.1 ———— 轉換模塊 rxd
單片機 GND ———— 轉換模塊 GND
設置好相關參數,程序就可以正常下載了。
電機驅動闆采用雙L298N驅動模塊,L298N是電機驅動常用的芯片,常用的接線方式就是将In1、In2與單片機IO口連接,Out1與Out2接電機,同時Ena接高,該芯片的基本控制邏輯如下表:
這個驅動模塊可以提供8路輸出,由于要控制電機正反轉,所以使用這個模塊剛好可以獨立驅動4個直流電機,模塊還可以提供5V輸出給别的控制闆供電,在使用時隻要将單片機的GPIO口跟模塊的對應輸入口連接即可,由于目前不需要對每個電機的速度做閉環控制,并且同側電機都是同向轉動,所以可以将同側的電機并聯再接入驅動模塊,這樣可以少使用單片機的IO口,如果考慮到驅動電流的影響,可以将并聯做在驅動器的輸入端,但是目前Verybot仍然采用了4個電機單獨控制的方式。
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