陆游在《冬夜读书示子聿》中有云:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”意思是说,从书本上得到的知识毕竟比较肤浅,要透彻地认识事物还必须亲自实践。著名教育家陶行知曾经说过:“行是知之始,知是行之成。”他认为实践是获取认知的必须途径,只有实践才能出真知。我之前在学校的时候就想做个小玩意,巩固下软件和硬件方面的知识,于是就开始着手开发这个机器人,这篇文章给整个项目做一个概述。
效果图
机器人整体:
App界面(这是机器人摄像头对着我,我手机截屏的):
避障(遇到前方有障碍物,后退一段距离再右转前进):
循迹(当遇到前方有障碍物时会停下来,行至终点自动停止前进):
遥控夹取物件:
用到的知识点主要有
该项目主要是完成硬件电路和软件系统两大模块的开发。硬件:电路设计和机械臂制作;软件:单片机驱动和App设计。
1、电路设计:7805稳压电路、STC15F2K60S2单片机外围电路、L298N电机驱动电路、TCRT5000红外光电传感器电路、HC-SR04超声波电路
2、机械臂:MeArm机械臂,自己根据图纸木制的
3、单片机驱动:实现循迹、测距避障、控制行进速度、驱动舵机控制机械臂动作、用串口接收App指令后根据自己设计的通信协议做出动作
4、App设计:实现登录操作,摄像头经路由器TL-WR703N回传图像数据,App通过socket接收处理实现预览。App发送指令经路由器转成串口信号控制机器人。
系统的总体设计
主要分成三部分:下位机,路由器配置,上位机。下位机是基于单片机的,按功能模块分别设计好电路,为每个元器件分配好封装后,再画PCB,各模块的位置要合理,要考虑到后期布线焊接的方便,还要使整个系统尽量美观,最后手动焊接完成系统底部模块部分的制作;路由器被用来连接上位机和下位机,使两者能以合适的波特率进行通信,上位机连接WiFi信号直接发送指令,下位机则通过路由器的TTL串口接收到信号,摄像头连接路由器的USB口,路由器将视频流推给上位机;上位机是基于安卓的,通过Android Studio 来完成手机APP的编写,电脑可以直接连接手机进行调试,看是否可以实现各个模块的功能。
系统总体框图:
下一篇介绍该项目的硬件部分:基于安卓的单臂机器人(二)