开源电驱机器小车CUBE/zh

概述 项目名称：开源电驱机器小车CUBE 目的：通过Microduino Joypad来控制Cube机器人小车 难度：高级 耗时：3小时 制作者：Microduino Studio-YLB 材料清单 Microduino设备 模块 数量 功能 Microduino-Core/zh 1 核心板（Joypad） Microduino-Core+/zh 1 核心板（Robot） Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序 Microduino-nRF24/zh 2 无线通讯 Microduino-Joypad/zh 1 遥控 Microduino-TFT/zh 1 显示 Microduino-Motor/zh 1 四轴电机驱动 Microduino-Robot/zh 1 驱动连接底板 其他设备 模块 数量 功能 机器小车机架 1 车体 螺丝 18 固定 螺母 8 固定 Micro-USB数据线 1 下载程序 车轮 1 车体 电机 1 驱动车轮 电池 1 供电 1000px 实验原理 机器人小车种类比较多，如循迹，壁障，蓝牙遥控小车，电脑鼠等。但是其行走控制方式基本是一样的，无非就是前后左右四个方向运动。当然结构上会有一定区别，不同功能需要采用不同传感器，本次我们主要使用两轮驱动，通过控制两个轮子的旋转方向，实现前进后退，旋转等功能，当然还要加上万向轮，这样才能保持平衡。 该小车结构简单，主要包括三个方面：车轮、车身、控制系统。 1)车轮采用两个减速电机，扭力大，可PWM调速，控制简单。 2)车身采用木板，大小：8cm*8cm*8cm。 3)整个控制系统包括四个部分： 供电系统 因为Cube小车体积比较小，所以采用锂电池。 中央处理器 中央处理器是整个小车的核心，就像电脑的CPU，人的大脑，有一定思维能力，能够处理复杂事件。采用Microduino-Core作为核心。 无线通讯 小车采用Microduino-nRF24无线通讯方案，通讯速度响应快，控制范围：空阔地域大约100米。 电机控制 采用Microduino-Robot直流电机驱动模块,一个模块能够驱动两个电机,同时将中央处理器和直流电机模块连接起来。 文档 百度盘下载 Joypad代码:Joypad_RC 提取码:z6k2 Cube机器人：Robot_Microduino 提取码：tjpu Github下载 Joypad代码：Joypad_RC Cube 小车代码：Robot_Microduino 调试过程 Cube小车程序 将Microduino Core、Microduino USBTTL堆叠在一起.用数据线将写好的程序通过Microduino USBTTL上传到Microduino Core上。 注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序 打开Aroduino IDE，若电脑中没有安装，则参照附录中的安装方法，先安装Aicroduino IDE。点击左上【文件】选项→点击【打开】。 600px 浏览到项目程序地址，点击“Robot_Microduino.ino”程序打开 600px 之后点击左上角的"√"进行编译，点击上边栏的工具，确认板卡（Microduino-Core）处理器（Atmega328P@16M,5V）和端口号(COMX)。三项都如图确认无误之后点击"→"按钮下载程序到开发板上 600px Joypad程序 过程与上一步基本相同。 将Microduino Core、Microduino USBTTL堆叠在一起.用数据线将写好的程序通过Microduino USBTTL上传到Microduino Core上。 注意：最好不要将所有模块堆叠在一起之后再上传程序。 【文件】→【打开】 浏览到项目程序地址，点击“Robot_Microduino.ino”程序并打开 之后点击左上角的"√"进行编译，点击上边栏的工具，确认板卡（Microduino-Core）处理器（Atmega328P@16M,5V）和端口号(COMX)。三项都如图确认无误之后点击"→"按钮下载程序到开发板上 Cube机器人拼装 Step1:首先将车子的轮胎和电击用支架和螺丝组合起来，再将轮胎和电机固定在A1上 600px Step2:将A2插入A1两边的凹口位置，再将B1接在A1顶部，A3接在A1底部然后用A4进行固定 600px Step3:将B2和C1分别接在B1的左右边对应位置 600px Step4:将nRF模块底部接上天线，再与Core进行拼接，之后将其与电池连接，并加在Robot底板上。使用螺丝将底板固定在B1上 600px Step5:将C2拼接在A1对应位置固定 600px Step6:将D1接入B2和C1顶部接口部分，再将D2接到B2和C1前方的凹槽部分，完成安装后将天线的贴纸撕下，将天线贴在任意位置 600px Joypad搭建 Step 1：将Microduino-TFT从Microduino-Joypad面板后面卡进Microduino-Joypad面板上，用尼龙螺丝固定，注意Microduino-TFT安装方向 Step 2：将传感器接线插在Microduino-TFT的接口上 注意：接不同的电池需要拨动中间的开关，在图中已有标志。需要先拨开关再接入电池，否则会影响使用。 Step 3：首先分别将两个摇杆按键、电池、四个白色按键放入对应位置，之后将连接好天线的nRF模块和Core装到Joypad底板上 Step 4：将Microduino-TFT传感器接线的另一头接到底板上的相应位置，之后将长版螺丝帽放到四个角的相应位置 Step 5：将Joypad的表壳和底板使用螺丝和螺丝帽固定好 Step 6：组装完成后将天线上的贴纸撕下，将天线贴在底板背面的任意位置，至此Joypad组装完毕 Joypad搭建调试 按键对应 在打开Joypad之后的4秒左右时间之内按下Key1(下方最左侧的按键)，会进入设置(Config)模式 进入设置模式 按照图中的颜色，从左至右对应为Key1~Key4 注意：必须在进入操作界面前进入（4S左右时间）。若未进入则重启进入 摇杆校准 按动Key3和Key4使光标上下移动，Key1为返回，Key2为确认 选择第一项Joystick Config进入摇杆设置模式 继续选择Joystick Correct进入摇杆校准模式。 进入之后会显示如图中第三张图所示的界面，初始状态为两个十字 此时摇动左右摇杆至最上，最下，最左，最右四个极限状态 （推荐操作方式：将摇杆摇动一圈） 摇动之后会看到十字的四个方向出现圆圈，圆圈扩大到最大状态证明已经是摇杆的极限位置 校准之后按Key2确认并返回上一页面 选择控制模式 按Key1回到主界面，选择第二项Protocol Config进入模式选择 选择第一项Mode，之后选择nRF24即robot控制模式，按下Key2确认并返回 文件:Step3设置Robot模式.jpg 设置通信信道 返回二级菜单，选择nRF24 Channel按下Key2确认 选择70，它是与Robot_Microduino.ino中nRF24的配置函数设置相对应的 文件:Step4通信通道设置robot.jpg 至此，Cube小车和遥控器已经组装完成 注意问题 下载程序时候最好只叠加core(core+)和USBTTL，虽然本次搭建涉及的nRF24不会引起冲突，但是别的通信模块有时会造成串口冲突，养成好习惯。 锂电池正负极别接错了，否则会烧坏电路。 调试好后，实际运行时不要使用USB供电，电压不足，请使用电池。 程序说明 Joypad部分 def.h中 定义了 uint8_t nrf_channal = 70; //0~125 nrf_channal为nrf通信的通道，joypad和Cube小车的代码中都会有该定义 当通道一致时则Joypad可与Cube小车成功连接。 在小车代码中会有如下程序段 //nRF============================== SPI.begin(); //初始化SPI总线 radio.begin(); network.begin(/*channel*/ 70 , /*node address*/ this_node); 在data.h中 outBuf[0] = Joy1_x; outBuf[1] = Joy1_y; outBuf[2] = Joy_x; outBuf[3] = Joy_y; outBuf[4] = map(AUX[0], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum); outBuf[5] = map(AUX[1], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum); outBuf[6] = map(AUX[2], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum); outBuf[7] = map(AUX[3], 0, 1, Joy_MID - Joy_maximum, Joy_MID + Joy_maximum); 8位数组outBuf表示Joypad发出的8位数据，0位为右摇杆左右，1为右摇杆上下，2为左摇杆左右，3位左摇杆上下,4~7位对应AUX0~4 在nrf.h中 struct send_a //发送 { uint32_t ms; uint16_t rf_CH0; uint16_t rf_CH1; uint16_t rf_CH2; uint16_t rf_CH3; uint16_t rf_CH4; uint16_t rf_CH5; uint16_t rf_CH6; uint16_t rf_CH7; }; 此处定义的send_a结构体位对应的0位要发送的数据 小车部分 这四个定义为控制减速电机左轮前进后退与右轮前进后退 #define motor_pin0A 5 //PWM left #define motor_pin0B 7 #define motor_pin1A 6 //PWM #define motor_pin1B 8 此处的receive_a对应Joypad程序中的send_a struct receive_a //接收 { uint32_t ms; uint16_t rf_CH0; uint16_t rf_CH1; uint16_t rf_CH2; uint16_t rf_CH3; uint16_t rf_CH4; uint16_t rf_CH5; uint16_t rf_CH6; uint16_t rf_CH7; }; 选择CH3为左摇杆控制前后，CH0位右摇杆控制左右 _i[0] = map(rec.rf_CH3, 1000, 2000, -MAX_THROTTLE, MAX_THROTTLE); _i = _turn; _i[0] = map(rec.rf_CH0, 1000, 2000, -MAX_STEERING, MAX_STEERING); 视频