机器小车

20120305


小时候就想拥有一辆视频遥控小汽车，但是这个梦想一直没有实现。以前玩的那种遥控小汽车都有一个缺陷，就是遥控距离有限制，突然有一天我想到了可以利用手机的无线网络（GSM或者3G）进行通讯，那么这个小汽车就可以跑到全球任何一个有手机信号的地方去，实现远距离监控。上网一搜发现有些朋友也有类似想法，有朋友把无线路由器绑在了小车上，利用wifi进行遥控，不过这样仍有距离限制（一般不能超过1000米）。于是我决定自己动手做。由于手机一般只有一根USB线引出来，那么手机与单片机最好的通信方法就是USB。当然，用蓝牙也可以，只是功耗可能有点高。甚至有朋友还想到了利用手机的扬声器发送声音，单片机识别声波，或者在手机屏幕上显示带颜色的方块，单片机识别颜色进行通信，其天马行空般的想象力实在令人佩服。最后我终于在网上以及周围许多朋友的帮助下，组合手机（android）、单片机（arduino）、H桥电路、小电机，做出了这辆机器小车（由于用手机拍的照片，所以手机没放上去）。


机器小车已经基本实现了在电脑上遥控其走动，但是还是有些小问题：
1.由于电机是在淘宝买的便宜货，两个电机转速不一样，可以换成4轮小车解决。
2.干电池放电能力不足，偶尔导致电机在加负载情况下拉低了电压，使单片机自动复位，可以换成锂电池或者在单片机上加看门狗解决。
3.本来加了一个视频舵机在上面控制手机摄像头的转动，但是感觉小车负载过重，放手机的盒子又固定不牢，最后只能拿下来。看来这只能用3D打印机解决。
4.手机和单片机一连上去就开始充电，这样的结果是手机里的电池总是从小车里的电池抢电量，据说一些CM的ROM可以设置USB不充电，总之这个问题只能从底层上解决。
5.手机的屏幕必须一直亮着，因为手机屏幕一休眠USB通讯就断了，这个浪费电池的问题可以通过把屏幕整个显示黑色或者从底层解决。


我的最终目的还是实现一个具有跳跃和飞行功能的机器人。跳跃的难点在于起跳需要有一定的准备时间（一般3-5s）和落地时的平衡问题，实现跳跃需要把手机的显示屏和触摸屏还有外壳去掉，对于机器人来说这些东西都是占重量的冗余部件。飞行的难点在于一般电动直升机的持续飞行时间只有10分钟，这个可以通过加一个充满氦气的盒子(密封性一定要好)抵消大部分重力解决，据说国外有一个飞鱼只用了2节5号电池就可以飞几个小时。还有一个难点是用最少的部件获取空间3个方向的推力，我的想法是用可以上下左右旋转的离子发动机解决，一般的离子发动机推力好像只有0.1N，加速度是有够慢的，估计反应比较迟钝。