工程師電子制作故事：WIFI/3G太陽(yáng)能機(jī)器人DIY設(shè)計(jì) - 全文

　　這個(gè)四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的底盤完全由手工打造，無(wú)論是輪子還是底盤，大家可以看看圖哦

　　將最近做的一個(gè)基于WIFI，3G控制的四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人拿出來(lái)與大家分享一下！

　　輪子是由一個(gè)鋁合金外罩，內(nèi)部嵌入鋼輪，再連接減速電機(jī)，輪子的外面很清晰的可以看是有橡膠用502粘起來(lái)，效果不錯(cuò)哦。

　　下面介紹一下機(jī)器人的功能：

　　這是一個(gè)無(wú)線遠(yuǎn)程端控制型四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，帶有水平垂直控制云臺(tái)，云臺(tái)上搭載一個(gè)豆干攝像頭，3.6MM鏡頭，可以看到較廣的視野。3度機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)較難度的控制，

　　搭載一個(gè)12864控制顯示液晶模塊。

　　外加一個(gè)無(wú)線網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制。實(shí)現(xiàn)尋跡、前后四方向自動(dòng)壁障，太陽(yáng)能充電，16.5V電池管理和編程自動(dòng)化等功能。

　　雖然自動(dòng)尋跡，自動(dòng)壁障，太陽(yáng)能充電，還沒(méi)做，不過(guò)都是簡(jiǎn)單的幾個(gè)功能。

　　下面詳細(xì)介紹各部分

　　我喜歡而且最費(fèi)時(shí)間的是底盤部分，畢竟基礎(chǔ)一定要打好，不然會(huì)翻車哦，底盤很重，完全有金屬打造，輪子外圈采用中空鋁合金，由于里面是中空的，所以得裝中心軸，而中心軸采用經(jīng)過(guò)打磨的純鋼圈，再里面是銅軸與減速電機(jī)連接，所以較復(fù)雜也費(fèi)時(shí)間。底盤面也采用鋼板構(gòu)架。與電機(jī)固定的是鐵支架，所以整套底盤完完全全由鋼鐵制作。減速電機(jī)的速度為30圈每分鐘。速度不是很快，但很精確。

　　機(jī)械手的結(jié)構(gòu)足足花了我半個(gè)月的時(shí)間，其主要材料采用鋁合金，因?yàn)殇X合金的材質(zhì)很輕，且質(zhì)量較硬。所以做機(jī)械手是最合適的，上面的每一個(gè)結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)都由手工打磨而成?；ㄙM(fèi)了不少時(shí)間和精力，畢竟要在圖紙上設(shè)計(jì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)。而機(jī)械手的動(dòng)力也采用減速電機(jī)來(lái)做，而不用舵機(jī)。舵機(jī)打算在改進(jìn)后設(shè)計(jì)。這只機(jī)械手有3個(gè)垂直水平關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和一個(gè)夾手。里面都設(shè)計(jì)了一個(gè)方向接觸式傳感器，可控制機(jī)械手的伸縮角度。攝像頭云臺(tái)也采用減速電機(jī)設(shè)計(jì)，外鋁合金構(gòu)架。

　　上面搭載的攝像頭為480線的模擬豆干。再經(jīng)過(guò)齒輪的減速可以將攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低。提高圖像穩(wěn)定性。無(wú)線網(wǎng)卡為了防干擾再外面加了個(gè)鐵罩。外面引了一個(gè)外置天線，一般無(wú)線傳輸距離室內(nèi)100米左右。

　　控制顯示采用的是12864液晶模塊，這種模塊使用很是方便，也效果也好，亮度，灰度可調(diào)，可顯示16*16的字體，也可以顯示黑白圖片。不帶字庫(kù)。

　　接下來(lái)也是最重要的電路部分了，由于我把它們裝在了一起，拆下來(lái)很麻煩，所以就整體拍了，電路板最下面一層是我自己做的電路板，采用雙層覆銅板，用激光打印機(jī)進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印腐蝕出來(lái)的，主要的單片機(jī)采用AT89S52這種常用且低廉的單片機(jī)。8K容量。雖然如果搞全自動(dòng)智能控制可能空間不夠，但簡(jiǎn)單的也足以，再改進(jìn)型中將會(huì)使用STM32，大大加強(qiáng)功能。次電路板包含IO口的擴(kuò)展，電源部分，16雙路電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分，可以控制16個(gè)電機(jī)。串口輸入輸出接口，12864液晶功能。485電路，外部315遙控器電路。外部16路傳感器輸入端，可以檢測(cè)16個(gè)傳感器，紅外，超聲波等。外加3路獨(dú)立的控制I0?？梢钥刂铺秸諢舻拈_和關(guān)。等等其他。上面兩塊為網(wǎng)絡(luò)模塊，通過(guò)此模塊與無(wú)線網(wǎng)卡的鏈接與無(wú)線路由器鏈接，無(wú)線路由器再鏈接到筆記本電腦上，實(shí)現(xiàn)筆記本遠(yuǎn)程端控制機(jī)器人功能，電腦發(fā)送的指令經(jīng)過(guò)電腦的無(wú)線網(wǎng)卡發(fā)給路由器，再由路由器發(fā)給機(jī)器人的無(wú)線網(wǎng)卡接收，網(wǎng)卡接收后有網(wǎng)絡(luò)模塊解碼成232串口信號(hào)，在通過(guò)芯片轉(zhuǎn)485給控制模塊，控制模塊將485通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片變成232給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)解碼成相應(yīng)的控制指令。而機(jī)器人的視頻信號(hào)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊傳給路由再給電腦的遠(yuǎn)程視頻控制軟件接收。當(dāng)把遠(yuǎn)程視頻客戶端中的對(duì)講打開后可以監(jiān)聽機(jī)器人通過(guò)麥克風(fēng)捕捉到的音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)聽功能。

　　機(jī)器人的電力系統(tǒng)采用兩個(gè)16.5V，3A的鋰電池供電，續(xù)航能力高達(dá)7個(gè)小時(shí)，連續(xù)航7小時(shí)，當(dāng)你不控制的時(shí)候可以通過(guò)客戶端控制進(jìn)入省電模式，關(guān)閉相關(guān)功能，比如攝像頭，探照燈等。當(dāng)沒(méi)電的時(shí)候可以通過(guò)尋跡功能自動(dòng)行駛到充電的地方自動(dòng)充電。

　　12864液晶顯示模塊會(huì)顯示機(jī)器人相關(guān)的信息，包括電池監(jiān)控，機(jī)械手狀況，前方是否有障礙等等。

　　擴(kuò)展可以在電路板上面加裝太陽(yáng)能電池，以增強(qiáng)機(jī)器人的續(xù)航能力。

　　如果將機(jī)器人接入外網(wǎng)，也就是廣域網(wǎng)訪問(wèn)局域網(wǎng)的話，可以實(shí)現(xiàn)在任何一個(gè)有網(wǎng)絡(luò)的地方來(lái)控制機(jī)器人，很是方便。

　　此機(jī)器人完全可以用在很多方面

　　比如排爆，消防，揀危險(xiǎn)物品，通道檢查，家庭監(jiān)視，等等甚至登月。

　　好了，廢話不說(shuō)，大家看圖片吧，由于是快做完了才拍照，有些制作過(guò)程中的情節(jié)未能上圖，接下來(lái)還會(huì)有所改進(jìn)，感謝大家的支持和期待。

　　這個(gè)禮拜終于花了點(diǎn)時(shí)間做了幾樣?xùn)|西，包括四輪機(jī)器人的前后保險(xiǎn)杠。兩個(gè)3路的紅外傳感器電路。順便把我的主控板，IP模塊，電源板等曬曬！

　　看圖哈

　　機(jī)器人主控板正面圖，正面包含3.3V，5A電源芯片，5V，1.5A電源部分，315遙控接收電路，12路3.3V電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，4路16.5V電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，1個(gè)74HC154地址擴(kuò)展芯片，12864液晶顯示接口，24路外部檢測(cè)接口，232串口接口等

　　機(jī)器人主控板背面圖，背面集合了6個(gè)BD6735，3.3V電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。2個(gè)BD6208，16.5V的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，9個(gè)245單片機(jī)IO擴(kuò)展芯片，1個(gè)AT89S52單片機(jī)，232芯片等。

　　PCB

　　3路的紅外傳感器電路板，采用LM324做比較并采樣

　　接收距離可通過(guò)可調(diào)電阻調(diào)節(jié)，最近感應(yīng)距離為1CM，最遠(yuǎn)感應(yīng)距離為20CM.

　　這是前后兩個(gè)保險(xiǎn)杠，集合了紅外傳感器的保險(xiǎn)杠，最左和最右分別兩路，中間再加上圖的3路紅外傳感器電路板。

　　IP模塊的正反電路板。采用達(dá)芬奇DSP，RTL8201網(wǎng)絡(luò)芯片，5150視頻處理芯片，支持無(wú)線網(wǎng)卡。

　　電源板正反電路板，支持音頻輸入，對(duì)講，485和232，1路報(bào)警輸出，2路報(bào)警輸入，另外一個(gè)黑黑的長(zhǎng)條是話筒放大電路，是對(duì)音頻采樣的，這樣可以通過(guò)對(duì)講聽到聲音。

　　最后一個(gè)是電池，16.5V的充電鋰電池，支持過(guò)放保護(hù)。采用1414控制芯片保護(hù)這個(gè)電池的過(guò)沖和過(guò)放。

　　最新更新：

　　基于WIFI，3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線遠(yuǎn)程控制四輪機(jī)器人，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了雙通道網(wǎng)絡(luò)WIFI和3G功能。采用雙天線的形式。并利用休息時(shí)間，用塑料板制作了機(jī)器人外殼。不再是裸奔啦！增加了太陽(yáng)能電池板。采用了雙電池。增加了續(xù)航 能力！

　　采用3G網(wǎng)絡(luò)，全國(guó)覆蓋，正在做到全國(guó)遠(yuǎn)程控制功能！只要有電，3G卡有流量。你想開到哪里就去哪里！

　　見(jiàn)圖！

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