Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00

в 11:00, , рубрики: AIWM, arduino, design, DIY, diy или сделай сам, esp32, esp32-cam, hardware, hexapod, robot, streaming, walking, Программирование, программирование микроконтроллеров, Разработка робототехники, робототехника
Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 1

Всем привет! 2 года разработки, 9723 строчек кода и киллограмы пластика сделали свое дело — разработка гексапода подошла к заключительному этапу в рамках текущей версии. К этому этапу проект полностью перешел на красивые зеленые железки, слегка изменен дизайн и появилась трансляция видео. Так же будет клёвое демо-видео. Все выходные были успешно слиты на его съемки и монтаж, надеюсь понравится.

Этапы разработки:

Часть 1 — проектирование
Часть 2 — сборка
Часть 3 — кинематика
Часть 4 — математика траекторий и последовательности
Часть 5 — электроника
Часть 6 — переход на 3D печать
Часть 7 — новый корпус, прикладное ПО и протоколы общения
Часть 8 — улучшенная математика передвижения
Часть 9 — завершение версии 1.00

Силовая часть

Прошлая плата была собрана из того что было в кейсах с компонентами: LM2596S и no-name дроссели. Нехорошо — нужно переделать. На этот раз я решил сделать 6 канальный блок питания по одному каналу на конечность, в качестве DC-DC взял LM2678. Получилась довольно приличная плата:

Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 2

Нагрузочные тесты показали хорошую эффективность. При нагрузке 4А эффективность преобразования составила 92% при 12В входном и 6.5В выходном напряжении. Один такой канал вытягивает 3 сервопривода без серьезной просадки напряжения (менее 0.2В).

Внутри гексапода плата смотрится просто шикарно — никакого колхоза и висящих проводов.

Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 3

Плата управления

Данная часть получила минимальные изменения. В функционале осталось все так же, были переразведены USARTы для коммуникации с камерой, перемещены транзисторы для управления светодиодами, изменены тип кнопок BOOT и RESET, ну и всё в таким духе.

Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 4

Была добавлена возможность управления питанием сервоприводов, т.к. текущие приводы при потере импульса продолжают удерживать последнее положение. Тут всё просто — вывод микроконтроллера подключен к выводу ENABLE микросхемы LM2678 и в случае ошибки или разряда батареи контроллер сможет выключить питание.

Трансляция видео

О да, теперь гексапод может транслировать видео на телефон, либо другое устройство где есть браузер. Сделано это на базе ESP32-CAM. Я не хотел создавать себе лишних проблем и пришлось прибегнуть к запретной технике — Arduino. Да, я просто взял готовый пример с передачей кадров по HTTP, немного его допилил и всё готово.

При получении HTTP GET запроса ESP32 забирает фрейм с камеры, преобразует его в JPEG формат разрешением 640х480 и отсылает чанками по WI-FI на приложениебраузер.

На ESP нет крепежных отверстий, поэтому пришлось сделать для него корпус. Получилась очень компактная камера. К сожалению, фотографии результата нет, а вытаскивать её из корпуса не очень хочется.

Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 5

Корпус собирается путем запаивания крышки и дна нагретым предметом. Данный узел не планируется когда либо разбирать, всё необходимое было выведено наружу. Прошивать можно без разборки корпуса.

Теперь немного об архитектуре. Гексапод это ходячая точка доступа WI-FI, ESP32 в данном случае настроен в качестве клиента. При подаче питания гексапод поднимает точку доступа WI-FI в течении 30-40 секунд, ESP32 в это время делает попытки подключится ней и в случае успеха передает по USARTу свой IP адрес в STM. В результате мы имеем беспроводную локальную сеть.

Такая архитектура сделана по нескольким причинам:

  • STM32F373 не потянет обработку такого потока данных;
  • Не нужно делать свой протокол передачи изображения. На борту есть HTTP, почему бы его не использовать сразу?;
  • Прямая передача данных на устройство по воздуху, минуя STM и провода;
  • Возможность трансляции видео на любое устройство с браузером, которое подключилось к гексаподу. К примеру, я могу управлять гексподом с телефона и спокойно смотреть его глазами с ноутбука. Мне показалось это очень удобным.

Для просмотра видео из браузера нужно ввести в адресную строку IP адрес камеры, который будет показан в программе управления гексподом:

Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00 - 6

Долгожданный результат

Планы на будущее

Мы вроде как мир собрались захватывать с помощью него, но он до сих пор заряжается от розетки — нужно это исправить. Я планирую немного передохнуть от этого проекта и заняться чем-то более спокойным и простым. Меня заинтересовали солнечные панели с системой слежения за солнцем (солнечный трекер). Данное устройство будет в качестве зарядного устройства для гекспода на улице, да и вообще полезная шутка. Я думаю будет очень интересно, тем более приводов для хорошего редуктора у меня теперь навалом.

Автор: Алексей

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js