从0.5开始实现一个树莓派巡视小车

背景

博主在2014年的时候使用Arduino做过一个并不是很智能的智能小车,当时做的时候各种设备还没有现在这么丰富,博主我自身所掌握的科学文化知识也是相当的匮乏,所以没有很好的发挥出小车的功能,感到比较遗憾。

几年过后,博主我再次找到当初做的智能小车,在经历过10次搬家后,小车的亚克力底盘已经被压断,各种传感器配件上也落满灰尘,核心控制中心Arduino Mega 上也有些灰尘,但是基本的形状还在,除了减速电机有些漏油以外,其他配件还算完好,功能也都正常。

万用表测试动力电池还挺好,几年没有充电,依然坚挺,几年后的今天,再次拿起曾经引以为豪的作品,不仅感慨万千。面对残缺的美,不做点什么实在是对不起当年那一股钻劲,在琢磨做什么的时候看到家里3只猫咪,有了思路,就做一个远程控制的巡检小车吧(其实为了满足博主我不在家的时候依然还能云吸猫的快感)。

先说说我之前那个小车的基本功能吧。

早前那个小车使用了一块Arduino Mega 2560 作为车载控制器,配合两个双路电机驱动模块来控制车辆的前进后退转弯,博主当时觉得5V驱动减速电机速度有点蜗牛,所以使用3.7V锂电池串联成7.4V电压驱动电机,速度跑起来简直666,在大理石地板上启动的时候有种原地烧胎的感觉,哈哈哈哈。当然了,这么做对电机是有伤害的,减速电机原本就不适合高速转动,而且最显著的问题就是速度过快刹车不及时很容易撞到墙,高速运转的情况下急刹车,那个刹车距离就需要很大。

防撞我使用的是一个超声波传感器来探测前方障碍物的距离,根据距离判断是否应该刹车。为了减小刹车距离(其实是因为房间比较小...)我在探测到小车当前距离障碍物大概0.5米的时候停止电机,单纯的停止电机是不行的,小车的滑行距离也比较大,所以在停止电机后迅速反转电机,理论上可以模拟出刹车片的效果,然而实际测试并不是这样。

在大理石地板上利用电机反转制动的效果并不好,这就好比雨天的时候车子突然急刹,车子的方向和姿态会变得无法控制,而且轮胎与地面的摩擦力似乎更小了,这就是为何大客车都必须配备ABS防抱死系统,我觉得我的小车制动系统应该做适当的改进来模拟ABS防抱死的功能,博主当时为了测试安全刹车距离,在车头部位安装了一些海绵和弹簧,才得以保全车身的完整性...不同的地板有效的刹车距离还不一样,比较难控制。

为了进一步有效控制刹车距离,博主我加上了光栅测速模块,可以实时检测四个轮子的转速,从而精确控制车速以及对4个电机的速度进行同步,这样车身才能精确的直线行走。

再说说控制部分,当时博主因为对433和315Mhz通信比较着迷,所以选用了比较廉价的433Mhz通信模块进行远程控制,缺点是廉价的433Mhz模块并不是很稳定,距离稍远的时候偶尔失灵。

为了让小车更加的智能(装逼),我给小车加上了一个USB摄像头,当时对Arduino的驱动这块并不是非常了解,为了让摄像头能够正常的传回图片,我使用了一个TPLINK-703N路由器的板子,刷上openwrt,挂载摄像头之后就可以使用WEB远程查看图像了,缺点是额外的板子比较耗电,走的是wifi 2.4G网络,摄像头这块跟Arduino就没关系了,所以算是比较失败的一点。

博主还在小车上挂载了一个温湿度传感器,车头上装了一个LED灯,方便我把小车开到床底最深处去感受下霉菌(贫穷)的温度,以便让我判断是不是该打扫床底了,顺便在床底拍一些蟑螂或者蜘蛛的高清写真回来,想想那个时候博主真是穷苦屌丝,不过也算是一种乐趣了。

下面是从旧车上拆下来的部分组件(时间过去久远,有一些配件可能需要在箱子里面仔细找找)

p90307-205802.jpg - 大小: 482.32 KB - 尺寸: 1024 x 578 - 点击打开新窗口浏览全图

改进

这篇文章标题说是从0.5开始是因为我已经有一些现成的配件,就不再过多的描述每一步该怎么做了。

我迅速整理了大概的需求:

能轻松进入床底

有LED灯补光

有超声波探测仪(房屋结构描绘)

有温湿度传感器

有烟雾探测器

有粉尘探测器

有光敏电阻(判断是不是该开灯了)

有夜视摄像头并且可以转动(采集猫儿子们的高清写真)

WIFI控制(或者低功耗蓝牙)

有蜂鸣器

低电保护(方便没电的时候我依然能找到小车在哪)

有麦克风

有红外发射器(打开电视,换台...)

有硬壳纸外壳(防御猫儿子们的致命打击)

大概就是这么些功能吧,之前我是把操作控制部分放在了PC上,这次我想直接使用树莓派替代Arduino(也可以挂载一个Arduino Pro mini)来完成所有的工作,手机远程操作小车。

组装

新买的底盘套件

p90307-211228.jpg - 大小: 436.72 KB - 尺寸: 1024 x 578 - 点击打开新窗口浏览全图
开始装电机
p90307-213202.jpg - 大小: 135.18 KB - 尺寸: 1024 x 578 - 点击打开新窗口浏览全图
当当当当!电机装好啦
p90307-213834.jpg - 大小: 408.59 KB - 尺寸: 1024 x 578 - 点击打开新窗口浏览全图
然后装上速度传感器,焊上电机的线,装上轮子
p90307-221321.jpg - 大小: 434.18 KB - 尺寸: 1024 x 578 - 点击打开新窗口浏览全图

--------待更新-------

最近公司项目忙的我实在是没有时间搞小车,先搁一搁...

本文链接:https://www.92ez.com/?action=show&id=23491
!!! 转载请先联系non3gov@gmail.com授权并在显著位置注明作者和原文链接 !!! 小黑屋
提示:技术文章有一定的时效性,请先确认是否适用你当前的系统环境。

上一篇: Mint Linux 安装微信开发者工具
下一篇: Mysql 提示 2027 (HY000): Malformed packet 错误

访客评论
#1
回复 Trojians 2019-03-25, 8:17 AM
大神。。。后续呢?求后续呀。。。
回复 KBdancer 2019-03-26, 11:30 AM
@Trojians: 最近有些忙,闲一些再更
#2
回复 洋~ 2019-04-23, 2:54 PM
写的很好呀!可以给出预算吗?我也想第一步做一个小车。谢谢