Strider — бегающий робот оснащенный камерой

Strider — это механический робот, разработанные Уэйдом Вейглом. Strider эволюционировал из многих моделей дизайна, поэтому он очень хорошо ходит. Основные детали для него напечатаны на 3D-принтере,а работает устройство под управлением платы ESP32.
Давайте посмотрим два небольших видео с демонстрацией его работы.

Шаг второй: аккумулятор
Эта конструкция имеет два слота для батареек 14500 (размер AA).
ESP32-CAM требует питания 3,3 В, встроенный стабилизатор напряжения (AMS1117) принимает максимум 15 В.
Двигатели N20 могут питаться от 3 — 12 В.
Для питания драйвера мотора DRV8833 нужно 2.7 — 10.8 В.
Проведя сравнительный анализ разных типов батарей 14500 мастер выяснил:
NiMH аккумулятор, 2 x 1,0 — 1,25 В = 2 — 2,5 В, недостаточно энергии
Литий-ионный аккумулятор, 2 x 2,5 — 4,35 В = 5 — 8,7 В, может соответствовать требованиям к питанию
Аккумулятор LiFePO4, 2 x 2,0–3,65 = 4,0–7,3 В, удовлетворяет требования к питанию и обеспечивает лучшую безопасность аккумулятора
Таким образом, можно использовать две батареи 14500 Li-Ion или LiFePO4. Батарея LiFePO4 предпочтительнее. Если вы выбираете литий-ионный аккумулятор, не забудьте выбрать аккумулятор со встроенной защитной платой или установить схему защиты.
Шаг третий: двигатели
Этот Strider использует 2 маленьких мотор-редуктора N20. Такой мотор-редуктор имеет несколько доступных передаточных чисел. Мастер тестировал 3 передаточных числа от 3 В при 100 об / мин, от 200 до 500 об / мин и 3 В при 500 об / мин. Последний редуктор работает очень быстро, но для лучшего обзора камеры в реальном времени требуется устойчивость ходьбы, поэтому он рекомендует 3 В при 200 об / мин.
Шаг четвертый: остальные детали
Для сборки коленвала мастер использует 8 подшипников 6702ZZ, внутренний диаметр — 15 мм, внешний диаметр — 21 мм, ширина — 4 мм.
Для простоты во всех разработанных соединениях используются винты одного размера. Это винты с плоской головкой M2 длиной 6 мм, для сборки этого робота требуется 72 штуки.
Также в сборке используется стержень диаметром 2 мм. Приобретя стержень длинной 200 мм можно разрезать его на необходимую длину и количество.
Шаг пятый: 3D-печать
Файл для печати деталей можно скачать здесь. Конец имени файла «_x2» означает печать 2 копий … «_x12» означает печать 12 копий и т.д.
Детали, напечатанные на 3D-принтере, могут не печатать идеальные круглые отверстия. После печати мастер дорабатывает отверстия сверлом 2,1 мм.
Шаг шестой: сборка
После печати деталей можно приступить к сборке робота.
Используйте 4 винта, чтобы соединить вместе детали core1, core2a и core2b.
Установите двигатели. Обратите внимание на то, что 2 двигателя выровнены под углом 90 градусов.
Вставьте тонкостенный шарикоподшипник в корпус 2. Вставьте ось 3 в тонкостенный шарикоподшипник.
Повторите шаг для второго узла.
Установите ось 3 на вал двигателя.
С помощью 8 винтов прикрепите крышку 1 и крышку 2 к корпусу. Проденьте пару стержней длиной 155 мм и диаметром 2 мм через отверстие в корпусе.
Используйте винт для соединения ножки 2, ножки 3 и ножки 1 вместе.
Используйте винт для соединения ножки 3 и ножки 4 вместе.
Повторите шаги, чтобы сделать вторую ногу.
Используйте 2 винта, чтобы соединить две ножки 2 и 4 вместе.
Соберите 6 пар ног.
Установите стержень 15 мм в ось 3.Установите ноги на стержни.
Вставьте тонкостенный шарикоподшипник в корпус 2. Вставьте ось 2 в тонкостенный шарикоподшипник.
Сделайте четыре таких узла.
Установите узел на ось и зафиксируйте винтом.
Повторите установку ног. С каждой стороны по 3 пары ножек, каждая пара ножек смещает коленчатый вал на 60 градусов.
Вставьте тонкостенный шарикоподшипник в корпус 1.
Вставьте ось 1 в тонкостенный шарикоподшипник. Повторите шаги для второй детали.
Совместите отверстие оси 1 и проденьте через стержень 15 мм. Закрепите конец корпуса винтами.
Установите на держатель провода, подключение последовательное. Рекомендуется использовать красный и синий провод для обозначения положительного и отрицательного полюса аккумулятора.
Протяните провода и закрепите держатели.
Шаг седьмой: программное обеспечение
IDE Arduino
Загрузите и установите Arduino IDE.
Следуйте инструкциям по установке, чтобы добавить поддержку ESP32.
Следуйте инструкциям по установке, чтобы установить загрузчик файловой системы Arduino ESP32.
Загрузите FSBrowserPlus.
Импортируйте библиотеки в Arduino IDE. (Меню «Скетч» в Arduino IDE -> «Включить библиотеку» -> «Добавить библиотеку .ZIP» -> выбрать загруженный ZIP-файл)
Загрузите последние библиотеки ESPAsyncWebServer.
Импортируйте библиотеки в Arduino IDE. (Меню «Скетч» в Arduino IDE -> «Включить библиотеку» -> «Добавить библиотеку .ZIP» -> выбрать загруженный ZIP-файл)
Шаг восьмой: конфигурация
Тип камеры
В «FSBrowserPlus.ino» раскомментируйте свою модель камеры примерно в строке 28 и закомментируйте все остальные. Например, CAMERA_MODEL_ESP32_CAM_ROBOT для этого робота-камеры Strider.

// Select camera model
// #define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_ESP_EYE // Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM // Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_M5STACK_V2_PSRAM // M5Camera version B Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE // Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_ESP32_CAM // Has PSRAM
#define CAMERA_MODEL_ESP32_CAM_ROBOT // Has PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM // No PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_TTGO_T_JOURNAL // No PSRAM
// #define CAMERA_MODEL_JSZWY_CYIS
#include "cameraAPI.h"

Моторные штифты
CAMERA_MODEL_ESP32_CAM_ROBOT также определяет выводы двигателя в «camera_pins.h»:

#define MOTOR
#define MotorL_A_Pin 13
#define MotorL_B_Pin 12
#define MotorR_A_Pin 2
#define MotorR_B_Pin 14

Светодиодный штифт
Светодиод напрямую управляется веб-интерфейсом GPIO API. В данном случае это GPIO 4. Можно изменить вывод светодиода примерно в строке 616 файла «camerarobot.htm».

const query = `${baseHost}/gpio?pin=4&val=${value}`;

Шаг девятый: загрузка кода
Подключите ESP32-CAM к компьютеру. Откройте Arduino IDE Откройте FSBrowserPlus.ino
Измените ssid и пароль на свои собственные учетные данные точки доступа WiFi
Выберите Board и «ESP32 Dev Module» в меню «Tools».
В меню «Tools» выберите «Default 4MB with fat (1.2MB APP/1.5MB FATFS)».
Нажмите кнопку «Загрузить» в Arduino IDE.
Выберите «ESP32 Sketch Data Upload» в меню «Tools» .
Выберите тип FS для «FatFS» и нажмите кнопку «ОК».
Шаг девятый: плата
Отрежьте печатную плату 10 x 10 отверстий. Просверлите 4 отверстия в C3, H3, C8 и H8.
Производит монтаж по следующей схеме (при монтаже лучше использовать длинные провода):

Battery  -> Switch -> ESP32-CAM -> DRV8833  -> Motor
+ve pole -> Pin 1
            Pin 2  -> 5V        -> Vcc
-ve pole ->           GND       -> GND
                      GPIO 12   -> IN1
                      GPIO 13   -> IN2
                      GPIO 14   -> IN3
                      GPIO 2    -> IN4
                                   OUT1     -> LEFT +ve
                                   OUT2     -> LEFT -ve
                                   OUT3     -> RIGHT -ve
                                   OUT4     -> RIGHT +ve
                                   short J2

Дальше нужно прикрутить плату к роботу.
Подключите камеру. Наклейте радиатор на кардридер SD. Наклейте модуль камеры на радиатор.
Установите батарею.
Шаг десятый: работа устройства
FSBrowserPlus работает в двойном режиме AP + STA.
Если вы ввели свою точку доступа WiFi и пароль, вы можете напрямую перейти по адресу http: //fsbrowserplus.local, чтобы получить доступ к FSBrowserPlus, но он ограничен зоной покрытия точки доступа WiFi.
Если робот за пределы зоны покрытия точки доступа Wi-Fi, просто выполните поиск точки доступа Wi-Fi под названием «fsbrowserplus» и введите предварительно определенный пароль в код для подключения. После подключения откроется веб-страница Captive Portal. Затем выберите ярлык Camera Robot.

Некоторые производители реализуют ESP32-CAM с различными вариантами антенн. Внешняя антенна может улучшить производительность потоковой передачи видео с камеры.
Все готово. Теперь у вас есть управляемый робот с камерой.

Подборки: ESP32 моторедуктор 3D принтер