Simple Pi Robot — Сборка 2WD автономного ровера на Raspberry Pi

Simple Pi Robot — практичное руководство, превращающее Raspberry Pi в полнофункциональную автономную мобильную платформу. Будь вы хоббистом или педагогом, туториал ведёт через каждый шаг — от выбора компонентов до написания управляющего кода и стриминга видео в реальном времени.

Список компонентов

• Raspberry Pi (любая модель, Pi B+ или Pi Zero рекомендуются)
• 40-пинный GPIO ribbon-кабель (для Pi B+ или Pi 2)
• Стандартная макетная плата
• 2-колесное шасси (например, Ellipzo 2-WD kit)
• Ультразвуковой датчик расстояния (HC-SR04)
• Пауэрбанк для Pi
• Накопительные АА батареи (2100 мАч или выше)
• Джамперные провода (male & female), резисторы
• Wi-Fi адаптер (EDUP или EDIMAX)
• microSD 4 ГБ+ для ОС
• Двухмоторный драйвер L298
• Сервопривод (например, Futaba S3003)
• Разное: стяжки, пено-пленка для монтажа

Шаг 1 – Выбор мотор-драйвера

L298 — проверенный, дешёвый выбор, дающий стабильные 5 В для моторов и серв. Также поддерживает отдельные enable-пины для скоростного управления. Альтернативы: RTK Motor Controller Shield, Pololu DRV8835, Adafruit DC/Stepper Motor HAT, но простота L298 делает его идеальным для новичков.

Шаг 2 – Проводка L298

Подключите плату к шасси так:

• DC Motor A: OUT-A+ → OUT-A-
• DC Motor B: OUT-B+ → OUT-B-
• Серво: +5V (стабилизированный) → Servo +, GND → Servo –
• Enable pin: держите джампер для полной скорости; снимите для ШИМ управления скоростью.
• Соедините четыре джампера от входов управления к GPIO Pi (см. распиновку).
• Присоедините один джампер от линии управления серво к другому GPIO.

Шаг 3 – Настройка сервопривода

Серво требует постоянные 5 В и ШИМ-сигнал управления. В этой сборке Futaba S3003 (4,8–6 В). Используем библиотеку RPIO.PWM для надёжного управления серво через DMA:

sudo apt-get install python-setuptools
sudo easy_install -U RPIO

Подробнее о RPIO.PWM.

Шаг 4 – Сборка шасси

Используем набор шасси Ellipzo 2-WD, включающий моторы, панорама/наклон серво-крепеж и всё необходимое железо. Следуйте инструкциям набора для крепления Pi, L298 и компонентов питания.

Шаг 5 – Добавление датчика расстояния HC-SR04

Подключите VCC к +5 В, GND к земле. TRIG и ECHO на GPIO (например, 18 и 17). Добавьте 1 кОм резистор на линию echo для защиты Pi. Python-сниппет для измерения расстояния:

TRIG = 18
ECHO = 17
# (инициализация GPIO и измерение)

Шаг 6 – Камера и живой стриминг

Подключите официальный модуль камеры Pi. Установите VLC для стриминга:

sudo apt-get install vlc

Стрим через RTSP:

raspivid -o - -t 0 -n | cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8554/}' :demux=h264

Откройте стрим на любом устройстве с VLC: rtsp://<PI-IP>:8554/.

Шаг 7 – Распиновка и Python код управления

Полный Python-скрипт ниже управляет движением робота, измерением расстояния и серво. Использует RPi.GPIO для логики моторов и RPIO.PWM для серво ШИМ.

from RPIO import PWM
import RPi.GPIO as GPIO
import time
from subprocess import call

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Setup GPIO pins
GPIO.setup(19, GPIO.OUT)
GPIO.setup(26, GPIO.OUT)
GPIO.setup(16, GPIO.OUT)
GPIO.setup(20, GPIO.OUT)
GPIO.setup(21, GPIO.IN)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT)
GPIO.setup(27, GPIO.OUT)
GPIO.setup(9, GPIO.OUT)
TRIG = 18
ECHO = 17

# Movement functions
def fwd():
    GPIO.output(19, True)
    GPIO.output(26, False)
    GPIO.output(16, True)
    GPIO.output(20, False)
# (остальные функции движения и сенсоров опущены для краткости)

while True:
    inp = raw_input()
    if inp == "1":
        fwd()
        print("robot moving forward")
    # ... (обработка других команд)
GPIO.cleanup()

Шаг 8 – Фото сборки

Обратитесь к сопровождающим изображениям для визуального руководства по проводке, монтажу и финальной сборке.

Для полного исходного кода и дополнительных ресурсов посетите оригинальную страницу Simple Pi Robot.