- 2024-12-17
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加入了学习《直播回放: DigiKey FollowMe 第二季 第4期 Arduino Nano RP2040 Connect 任务讲解》,观看 Arduino Nano RP2040 Connect 任务讲解
- 2024-09-28
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加入了学习《Quartus Prime开发流程(英特尔官方教程)》,观看 Quartus_Prime与基于硬件描述语言的开发流程2
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加入了学习《Quartus Prime开发流程(英特尔官方教程)》,观看 Quartus_Prime与基于硬件描述语言的开发流程1
- 2024-05-13
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【2023 DigiKey大赛参与奖】开箱帖 Raspberry Pi 5 4G
参与奖购买了Raspberry Pi 5 4G,之前一直玩的树莓派4,听说5升级很大,买一个来玩玩
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51“万里”树莓派小车——树莓派图传遥控小车(视频展示)
lkh747566933 发表于 2024-5-8 17:28
大佬厉害啊,图传用的什么方案,无人机能用吗?
哈哈,图传就是树莓派的WiFi呀,电脑和树莓派连在同一个WiFi上,通过视频推流就可以获取,无人机的话应该不太行,WiFi的距离有限。
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16“万里”树莓派小车——光电编码器学习(转速的获取)
nicklgw 发表于 2024-5-12 19:06
电机转速的正反,怎么获取了?
由于编码器是有AB相的,可以通过相位获取,Pico的PIO编码器接口可以自动的获取电机的正反转
- 2024-03-09
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52“万里”树莓派小车——小车速度与距离控制(视频展示)
本帖最后由 lb8820265 于 2024-3-9 21:44 编辑
先上视频:
前面有使用树莓派4B采集编码器的值计算电机速度,进而进行速度控制,最后以失败告终,电机控制学习(4轮速度控制),我总结是树莓派操作系统为非实时的,这次换成嵌入式的PicoW加上500线的编码器,应该是不存在这个问题的。
速度控制的原理是在定时器中获取电机的速度,然后使用PD控制算法,通过控制PWM占空比对电机速度进行控制。前面有介绍PWM,定时器和PIO编码器外设的使用,可以参考。
定时器
在初始化中设置50ms定时器,代码如下:
add_repeating_timer_ms(-50, repeating_timer_callback, NULL, &timer);
在定时器回调函数中获取电机速度,首先获取两次定时器的时间差,这样是确保获取更加准确的时间差。然后用当前的编码器值减去上次获取的编码器值,然后乘以一个校准值就是当前的速度值。然后就是Car_Control()和Servo_Control()分别用来控制小车和舵机,代码如下:
bool repeating_timer_callback(struct repeating_timer *t) {
static absolute_time_t t_from;
absolute_time_t t_to;
int64_t t_delta;
int Encoder_New_Value_1,Encoder_New_Value_2;
static int Encoder_Old_Value_1,Encoder_Old_Value_2;
t_to=get_absolute_time();
t_delta=absolute_time_diff_us(t_from,t_to);
t_from=t_to;
Encoder_New_Value_1 = -quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_A);
Control_State.SPD_Real_A = (Encoder_New_Value_1 - Encoder_Old_Value_1)/(float)t_delta*1000;
Encoder_Old_Value_1 = Encoder_New_Value_1;
Encoder_New_Value_2 = quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_B);
Control_State.SPD_Real_B = (Encoder_New_Value_2 - Encoder_Old_Value_2)/(float)t_delta*1000;
Encoder_Old_Value_2 = Encoder_New_Value_2;
Car_Control();
Servo_Control();
Trigger_LED_Flag=true;
}
Car_Control()函数
Car_Control()函数是小车控制的主要函数,函数中首先判断控制模式,分为及时控制以及距离控制,在这两个控制模式中又都分为PWM直接控制与速度控制。其中距离控制还需要在主函数中进行配合,代码如下:
void Car_Control(void){
static int CMD_Dis_Mode_Pre=0;
int Motor_PWM_A_Set=0,Motor_PWM_B_Set=0;
if(Control_State.DIS_Dis_Mode!=0){//说明此时距离模式启用
switch(Control_State.DIS_Speed_Mode)
{
case 1://距离控制下使用PWM直接控制
Motor_PWM_A_Set=(Control_State.DIS_Down_A==1)?0:(Control_State.DIS_Motor_PWM_A*10);
if(Control_State.DIS_Set_A<0)Motor_PWM_A_Set=-Motor_PWM_A_Set;
Motor_PWM_B_Set=(Control_State.DIS_Down_B==1)?0:(Control_State.DIS_Motor_PWM_B*10);
if(Control_State.DIS_Set_B<0)Motor_PWM_B_Set=-Motor_PWM_B_Set;
break;
case 2://距离控制下使用速度控制
Motor_PWM_A_Set=(Control_State.DIS_Down_A==1)?0:(Speed_PI(Control_State.DIS_Real_A,Control_State.DIS_Set_A,&Control_State.SPD_A_Encoder_Integral));
if(Control_State.DIS_Set_A<0)Motor_PWM_A_Set=-Motor_PWM_A_Set;
Motor_PWM_B_Set=(Control_State.DIS_Down_B==1)?0:(Speed_PI(Control_State.DIS_Real_B,Control_State.DIS_Set_B,&Control_State.SPD_B_Encoder_Integral));
if(Control_State.DIS_Set_B<0)Motor_PWM_B_Set=-Motor_PWM_B_Set;
break;
}
}else if(Control_State.CMD_Speed_Mode!=0){//说明及时控制模式启用
switch(Control_State.CMD_Speed_Mode)
{
case 1://及时控制模式下PWM直接控制
Motor_PWM_A_Set=Control_State.Motor_PWM_A*10;
Motor_PWM_B_Set=Control_State.Motor_PWM_B*10;
break;
case 2://及时控制下使用速度控制
Motor_PWM_A_Set=Speed_PI(Control_State.SPD_Real_A,Control_State.SPD_Set_A,&Control_State.SPD_A_Encoder_Integral);
Motor_PWM_B_Set=Speed_PI(Control_State.SPD_Real_B,Control_State.SPD_Set_B,&Control_State.SPD_B_Encoder_Integral);
break;
}
}else{//仅仅心跳
}
printf("A_PWM %6d,B_PWM %6d\n", Motor_PWM_A_Set,Motor_PWM_B_Set);
Motor_Control(1,Motor_PWM_A_Set);
Motor_Control(2,Motor_PWM_B_Set);
}
距离控制判断函数
在距离控制中,需要在主函数中需要不断的判断是否达到设定的距离,然后需要马上停止,但是实际操作起来还是挺复杂的,需要有多个标志位配合来判断,且在接收到距离控制指令后需要保存编码器当时的值,且保存接收到的距离控制指令,因为距离指令通常不会一直发,代码代码如下:
void Car_Distance_Stop_Check(void){
if(Control_State.DIS_Dis_Mode!=0){
switch(Control_State.DIS_Dis_Mode)
{
case 1:
Control_State.DIS_Real_A= quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_A)+Control_State.DIS_Zero_Point_A;
Control_State.DIS_Real_B=-(quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_B)-Control_State.DIS_Zero_Point_B); if(abs(Control_State.DIS_Real_A)>=abs(Control_State.DIS_Set_A)&&Control_State.DIS_Down_A==0){
Control_State.DIS_Down_A=1;
Motor_Control(1,0);
// printf("DIS_Down_A");
} if(abs(Control_State.DIS_Real_B)>=abs(Control_State.DIS_Set_B)&&Control_State.DIS_Down_B==0){
Control_State.DIS_Down_B=1;
Motor_Control(2,0);
// printf("DIS_Down_B");
}
if(Control_State.DIS_Down_A==1&&Control_State.DIS_Down_B==1){
Control_State.DIS_Dis_Mode=0;
}
break;
}
}
}
速度PI控制函数
在Car_Control()函数中有对速度进行控制,将获取的速度与实际的速度进行PI控制,函数中有P、I和积分上限参数需要调整。代码如下:
float Speed_PI(float Now_Speed,float Set_Speet,float * Encoder_Integral)
{
float Speed_Kp=3,Speed_Ki=1;
float SPEED_INTEGRAL_MAX=1000;
float fP;
fP=Set_Speet-Now_Speed;
*Encoder_Integral+=fP;
if(*Encoder_Integral>SPEED_INTEGRAL_MAX){
*Encoder_Integral=SPEED_INTEGRAL_MAX;
}else if(*Encoder_Integral<-SPEED_INTEGRAL_MAX){
*Encoder_Integral=-SPEED_INTEGRAL_MAX;
}
return fP*Speed_Kp+*Encoder_Integral*Speed_Ki;
}
电机控制函数
无论什么控制模式,最后都要对电机进行控制,TB6612FNG电机驱动模块可以控制两个电机,一个PWM口用来控制电机,两个IO口控制正反转和急停,函数参数为电机位置和PWM占空比。代码如下:
void Motor_Control(int M,int PWM){
if(PWM>1000){PWM=1000;}
else if(PWM<-1000){PWM=-1000;}
if(M==1){
if(PWM==0){
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_1, 1);
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_2, 1);
}else if(PWM>0){
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_1, 1);
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_2, 0);
pwm_set_gpio_level(PIN_Motor_A_PWM, PWM);
}else{
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_1, 0);
gpio_put(PIN_Motor_A_IN_2, 1);
pwm_set_gpio_level(PIN_Motor_A_PWM, -PWM);
}
}
else if(M==2){
if(PWM==0){
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_1, 1);
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_2, 1);
}else if(PWM>0){
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_1, 0);
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_2, 1);
pwm_set_gpio_level(PIN_Motor_B_PWM, PWM);
}else{
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_1, 1);
gpio_put(PIN_Motor_B_IN_2, 0);
pwm_set_gpio_level(PIN_Motor_B_PWM, -PWM);
}
}
}
UDP接收函数
PicoW接收手机发送过来的指令,对指令进行解析,然后对结构体进行赋值,同时将电机的速度和距离返回给手机端。这其中数据的位数和符号需要格外注意,要用memcpy而不是strcpy来复制数据。代码如下:
void RcvFromUDP(void * arg, struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p, const ip_addr_t*addr,u16_t port)
{
uint8_t *buffer=calloc(p->len+1,sizeof(uint8_t));
memcpy(buffer,(uint8_t *)p->payload,p->len);//注意这里复制数据不能用strcpy,否则0x00后面的数据就收不到了!!!
if(buffer[0]!=0x7F){
return;
}
Control_State.CMD_Speed_Mode= buffer[1]&0x0f;
Control_State.CMD_Dis_Mode= (buffer[1]&0xf0)>>4;
Control_State.Motor_PWM_A= (buffer[4]>126) ? buffer[4]-256 : buffer[4];
Control_State.Motor_PWM_B= (buffer[5]>126) ? buffer[5]-256 : buffer[5];
Control_State.SPD_Set_A= buffer[6]*256+buffer[7];
if(Control_State.SPD_Set_A>32768)Control_State.SPD_Set_A-=65536;
Control_State.SPD_Set_B= buffer[8]*256+buffer[9];
if(Control_State.SPD_Set_B>32768)Control_State.SPD_Set_B-=65536;
Control_State.DIS_Set_A= buffer[10]*256+buffer[11];
if(Control_State.DIS_Set_A>32768)Control_State.DIS_Set_A-=65536;
Control_State.DIS_Set_B= buffer[12]*256+buffer[13];
if(Control_State.DIS_Set_B>32768)Control_State.DIS_Set_B-=65536;
Control_State.Sover_PWM_A=(buffer[14]>126) ? buffer[14]-256 : buffer[14];
Control_State.Sover_PWM_B=(buffer[15]>126) ? buffer[15]-256 : buffer[15];
if(Control_State.CMD_Dis_Mode!=0){//位置指令,该指令在执行完之前,一般只执行一次
Control_State.DIS_Real_A=0;//复位位置
Control_State.DIS_Real_B=0;
Control_State.DIS_Motor_PWM_A=Control_State.Motor_PWM_A;//保存PWM直接控制值
Control_State.DIS_Motor_PWM_B=Control_State.Motor_PWM_B;
Control_State.DIS_SPD_A=Control_State.SPD_Set_A;//保存SPD控制值
Control_State.DIS_SPD_B=Control_State.SPD_Set_B;
Control_State.DIS_Down_A=0;
Control_State.DIS_Down_B=0;//是否完成标志位
Control_State.DIS_Dis_Mode=Control_State.CMD_Dis_Mode;//将位置指令保存,以防被下次数据覆盖
Control_State.DIS_Speed_Mode=Control_State.CMD_Speed_Mode;//将速度指令保存,以防被下次数据覆盖
Control_State.DIS_Zero_Point_A=-quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_A);//将当前电机A的距离值保存
Control_State.DIS_Zero_Point_B=quadrature_encoder_get_count(pio, SM_Encoder_B);//将当前电机B的距离值保存
}
free(buffer);
pbuf_free(p);
Tx_buffer[0]=254;
Tx_buffer[1]=253;
memcpy(Tx_buffer+2, &Control_State.SPD_Real_A, 4);
memcpy(Tx_buffer+6, &Control_State.DIS_Real_A, 4);
memcpy(Tx_buffer+10, &Control_State.SPD_Real_B, 4);
memcpy(Tx_buffer+14, &Control_State.DIS_Real_B, 4);
SendUDP(addr,port,Tx_buffer,18);
// printf("R1 %6d,R2 %6d\n", Control_State.Motor_PWM_A,Control_State.Motor_PWM_B);
}
手机端
手机端主要是发送控制指令与接收小车发过来的数据,主要界面和功能如下图所示。代码太分散可以直接参考源码。
PicoW源码:
Android源码:
- 2024-03-06
-
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51“万里”树莓派小车——树莓派图传遥控小车(视频展示)
本帖最后由 lb8820265 于 2024-3-9 21:48 编辑
先上视频:
主要工作原理:树莓派获取摄像头数据然后通过RTSP推流,电脑接收视频数据,手机上位机连接PicoW控制小车运动和摄像头云台运动。
上位机的制作,和PicoW的相关外设的使用在前面的帖子中有介绍,树莓派摄像头的RTSP推流涉及到一系列的操作,会在以后进行介绍。
接下来的主要工作:
树莓派与PicoW通信;
树莓派图像视频;
树莓派雷达SLAM;
树莓派语音控制;
物联网控制。
PicoW程序源代码:
Android上位机源代码:
-
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50“万里”树莓派小车——小车的构成与组装
本帖最后由 lb8820265 于 2024-3-6 21:23 编辑
当前“万里”小车主要由购买的模块与小车底座构成,包括前面的“PicoW主控小车”和接下来的“PicoW+树莓派小车”
PicoW主控小车
一个最简单的小车,由以下几个部分构成。
组成
型号参数
底盘
2电机,1万向轮的差速底盘
电机
12V,300rpm减速电机,带500线编码器
电机驱动
TB6612FNG(VM=15V,IOUT=1.2A)
电池
3S 11.1V 2200mAh锂电池
电源
Mini560(5~20V输入,3.3V 4A输出)
控制板
PicoW模块
使用洞洞板将PicoW、电源模块、电机驱动、电机和电池连接起来。使用嘉立创标准版绘制原理图如下。
由于是洞洞板,尽量保证连接最短,在PCU中进行布局如下。
在洞洞板上连接如下。
最后组装整个小车。
PicoW+树莓派小车
PicoW作为主控的小车,能够实现的功能有限,接下来可以将树莓派4B、摄像头和舵机加入进去,在前面的硬件的基础上,添加如下的硬件。
组成
型号参数
电源
MPS MEZS91202A模块X2
树莓派
树莓派4B
舵机+支架
数字舵机X2
摄像头
CSI接口树莓派摄像头
由于原来的小电源模块带不树莓派而且在舵机工作下电压波动剧烈,因此将电源模块更换成了MPS公司 MEZS91202A模块,这是一款 USB 充电器模块,具有 7-36V 输入、350kHz、2.5A 负载电流、5V 输出,效率高达 95%。这款电源模块堪称完美。
系统硬件连接框图如下图所示。
小车的硬件主要以树莓派4B和PicoW为中心。3S锂电池通过两个MPS电源模块分别给树莓派4B和PicoW供电,树莓派4B连接CSI树莓派摄像头,PicoW连接了包括包括舵机云台,编码器,电机驱动模块。电机驱动模块接受3S电池供电,MPS电源模块供电,和PicoW控制,然后连接直流电机。直流电机转速信息被编码器获取,然后反馈给PicoW,这样就可以进行稳定的速度控制,树莓派4B、PicoW、电脑、手机都连接在同一个无线路由器上。
各模块之间通过洞洞板连接,洞洞板如下图所示。
硬件连接原理图如下图所示。
这并不是最终的小车结构,以后还会有雷达、语音模块和屏幕等,底盘自行DIY,结构也会进一步完善。
嘉立创原理图源文件:
- 2024-02-04
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【年终总结颁奖】2024,让我们保持热爱,奔赴下一场山海!
地址已更新,感谢
- 2024-01-31
-
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【年终总结颁奖】2024,让我们保持热爱,奔赴下一场山海!
已确认个人信息无误,感谢EE,祝EE越来越好!
- 2024-01-29
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【晒奖品】最开心的荣誉——论坛给的荣誉证书
本帖最后由 lb8820265 于 2024-1-29 19:42 编辑
就在今天,收到了论坛给的荣誉证书,是个红色的很精致的封面,里面是个证书,感谢EE论坛,这个应该是今年收到的最让我开心的荣誉了,超开心!
还附赠了一个奖品,万用表。
今年我收到这个奖是有愧疚的,并没有太多的更新帖子,2024年我要加倍努力了,争取年年都能获得论坛的荣誉证书。
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“年终总结”+2023,不负生活所爱,尽舞人生精彩
真是太厉害了,祝越来越好!
楼主的很多感觉我也深有体会,我有空会滑滑板,感受到我在追风,自由的感觉。我也有一个大疆无人机,这东西真的很棒!
- 2024-01-24
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【年终总结】奔跑吧,少年!
秦天qintian0303 发表于 2024-1-22 09:33
家里设计一个工作室,搞硬件的都想有一个这样的,丰富多彩的2023,期待精彩的2024
哈哈,谢谢,我也是一直有这样的一个想法,我买了个4房,被我砸墙改成了两房了
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【年终总结】奔跑吧,少年!
led2015 发表于 2024-1-21 22:55
早睡早起只适合那些开早市赚钱的,我们这样的,都忘记了啥叫生物钟
哈哈,有一定道理,但是目标还是要有的
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【年终总结】奔跑吧,少年!
se7ens 发表于 2024-1-20 23:15
加油,少年
第一个目标很好,我自己的感受就是精力比较好,而且身体也会比较健康,很少会生病
哈哈,是的,都知道要早起早睡,也知道好处,但是不知为何就是很难做到
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45“万里”树莓派小车——PicoW学习(C语言环境搭建、新建工程、在线调试)
LitchiCheng 发表于 2024-1-24 16:55
后面是打算用pico直接pwm控制直流电机做小车吗
应该会用pico做控制底盘,上面还是会用树莓派做图像处理
- 2024-01-20
-
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【年终总结】奔跑吧,少年!
本帖最后由 lb8820265 于 2024-1-20 21:56 编辑
时光飞逝,感觉上次写总结还在不久前:【再见2021,你好2022】万里归来年愈少,【回顾2022展望2023】今年欢笑复明年,秋月春风等闲度。
今年最大的感觉就是很多时刻处于奔跑中,明显比去年忙碌,感觉人也更加年轻了些。
先给去年的计划对标吧。
1. 去年计划对标
序号
2023年目标
打分(百分制)
详情
1
早睡早起
50
今年坚持过一个月,后来放弃了
2
坚持锻炼
80
上半年有坚持跑步,下半年有坚持锻炼肌肉
3
完成工作上的项目
90
工作上事不多,完成
4
继续“万里”小车制作
60
进度实在是太慢
5
学会一项新技能
90
学会了装备宣传视频的拍摄和剪辑
6
读10本以上书
90
看的加听的够了
7
完成房屋装修,并在家里设计一个工作室
50
交房延期了一年,不过现在已经开始装修了
哈哈,对标总是这么残酷,早睡早起年年都有,但是实在是很做到,坚持锻炼还算做的不错,工作上也还行,“万里”小车进度实在很慢,我也是不太满意的,但是奈何这个只能用大片的时间做,碎片时间无法做。房屋装修由于交房延期,目前也才刚刚开始。
2. 论坛总结
2014年加入EE大家庭 , 23年总共发表了10篇帖子,上传了2个资源,参加了1个活动。
帖子数量不多,主要是围绕小车的制作分享。参加的活动是《DigiKey创意大赛》,大赛作品仍然是小车,哈哈哈!
3. 2023年是怎么度过的?
工作上,今年的评价是:平淡中包含小失落,工作内容和职务和去年一样没有什么变化,工作也不算特别忙,内容比较纯粹,不需要为工作焦虑与担心什么,但是今年的层级晋升没有成功,看着和我一起来的同事都升上去了,心里还是不免有些羡慕,我安慰自己,来日方长嘛,继续加油!
今年我揽了一个给中心产品拍宣传视频的活,使用了无人机,云台,摄像机;学会了拍摄技巧,镜头语言,视频剪辑,也得到了了同事的一致好评。
生活上,今年的评价是:幸运且忙碌!主要有三件大事,第一件捐献了造血干细胞,第二件读了个在职博士,第三件房子开始装修了。
今年我成功的捐献了造血干细胞,在13年前我加入了中华骨髓库,直到现在才进行了捐献,目前来看捐献这个并没有发现明显的坏处,也得到一点慰问金等好处,我想这是患者的幸运,也是我的幸运。
今年在同济读了个在职的博士,好像是别人都不太想读,所以就让我报名试试,然后就录取了,读的是控制科学与工程专业,这个是不是幸运还不好说,要是毕不了业一切就白搭了,总之,加油吧。
今年年底总算是交房了,房子延期了13个月,真是盼星星盼月亮,房子装修是找的装修公司,但是仍然有许多问题需要考虑,方案经过了多次的修改,而且为了对比材料和价格需要跑很多建材市场,做全屋智能需要多次去不同的全屋智能门店考察,总之,好多个周末都是在做装修相关的事了,不停的奔波,而且脑子里也都是装修的事,希望24年装修顺利吧。
家庭上,今年的评价是:革命尚未成功,同志仍需努力!今年爱人和我还是异地,我们也是聚少离多,但我们的感情还是很好,今年也在积极备孕中,希望明年能有好消息!
4. 2024年计划
我看了下23年的计划,这不也可以是24年的计划嘛,所以24年的计划和23年一样,完全不用修改。
早睡早起
坚持锻炼
完成工作上的项目
读10本以上书
继续“万里”小车制作
学会一项新技能
完成房屋装修,并在家里设计一个工作室
2024年,继续奔跑吧,少年!
- 2024-01-19
-
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EEWorld 社区 2023年度人物颁奖
个人信息确认无误,很惊喜,感谢EE,今年实在惭愧,没有太多更新,明年加大努力:)
- 2024-01-15
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【DigiKey创意大赛】树莓派图传遥控小车作品提交
作品名称:树莓派图传遥控小车
作者:lb8820265
一、作品简介
DIY的树莓派图传遥控小车,主要用到的模块包括:树莓派4B、PicoW、树莓派CSI接口摄像头、MPS MEZS91202A电源模块、TB6612NFG电机驱动。树莓派获取摄像头数据然后通过RTSP推流,电脑接收视频数据,手机上位机连接PicoW控制小车运动和摄像头云台运动。该小车可作为高级玩具和视频监控机器人。
二、系统框图(图文结合)
系统硬件连接框图如下图所示。
各模块之间通过洞洞板连接,洞洞板如下图所示。
硬件连接原理图如下图所示。
小车的硬件主要以树莓派4B和PicoW为中心。3S锂电池通过两个MPS电源模块分别给树莓派4B和PicoW供电,树莓派4B连接CSI树莓派摄像头,PicoW连接了包括包括舵机云台,编码器,电机驱动模块。电机驱动模块接受3S电池供电,MPS电源模块供电,和PicoW控制,然后连接直流电机。直流电机转速信息被编码器获取,然后反馈给PicoW,这样就可以进行稳定的速度控制,树莓派4B、PicoW、电脑、手机都连接在同一个无线路由器上。
小车软件主要包括三个部分,PicoW软件,手机上位机软件,树莓派4B软件。PicoW软件主要包括:UDP网络通信,PWM电机控制,PWM舵机控制,电机驱动模块控制,GMR编码器数据获取,手机通信协议制定,速度控制算法等。手机上位机软件是在Android系统上编写,主要包括:UDP网络通信,摇杆控件,通信协议制定。树莓派4B内部运行Ubuntu Mate 20.04操作系统,主要是功能是获取CSI接口的摄像头数据,然后通过RTSP协议将视频数据推流到无线路由器,然后电脑端通过VLC软件获取推流并展现出来。
四、各部分功能说明(图文结合)
(各部分实现的功能说明及讲解,以图文结合的展示)
对手机Android程序、PicoW程序和树莓派4B程序各功能进行详细说明。
3.1 PicoW UDP网络通信
UDP初始化程序如下图所示。
UDP通信程序回调如下图所示,在回调函数中接收手机端发送过来的数据进行解析,并将速度和距离数据发送回手机
3.2 PicoW PWM功能模块、电机与舵机控制
PWM使用电机和舵机两个地方,PWM初始化程序如下图所示。
舵机PWM控制程序如下图所示。
电机PWM控制程序如下图所示。
3.3 PicoW 编码器数据获取
编码器用来获取电机速度,编码器初始化代码如下。
数据获取代码如下。
3.4 PicoW 定时器
定时器用来定时的控制小车与舵机,控制闪烁LED灯,定时为50ms,定时器初始化代码如下。
定时器回调函数如下图所示。
3.5 PicoW控制LED
PicoW的LED灯是通过无线通信芯片来控制的,要控制LED先要初始化通信芯片,在前面已经介绍了,LED的控制不能在中断函数中进行,只能在main主函数中进行,在定时器中将标志位至1,在while中不断的查询,然后翻转LED灯,代码如下。
3.6 手机Android定时器与控制逻辑
由于手机端Android程序过于庞大,这里介绍其核心代码,在手机定时器中不断的发送控制数据,定时器函数与代码如下。
3.7 树莓派4B摄像头视频推流
获取摄像头数据并RTSP推流的核心代码如下图所示。
raspivid -o - -t 0 |cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8090/}' :demux=h264
3.8 电脑端获取视频推流数据
电脑端主要通过VLC软件获取数据,在网络媒体中输入树莓派的IP地址,IP需要查询,不同用户不一样,让后再加上8090端口号,例如我的URL地址为:rtsp://192.168.31.159:8090/,然后点击播放即可。
四、作品源码
Android手机端源代码:https://download.eeworld.com.cn/detail/lb8820265/630787
PicoW端源代码:https://download.eeworld.com.cn/detail/lb8820265/630786
五、作品功能演示视频
演示视频链接:https://training.eeworld.com.cn/video/38973
六、项目总结
该项目主要使用了在DigiKey购买的PicoW和树莓派4B,项目复杂难度大,涉及到的需要编程的设备有4个,涉及到的硬件设备多达十余个。项目趣味性高,可以用于监控机器人,未来还可以进行自动行驶,可扩展性强。
七、其他
项目Android手机端部分界面照片如下。
小车多角度照如下。
全家福照片如下。