酷!GitHub開發者自制火星車,完整教程全面開源

  在很多航天界人士看來,2020 年是個「火星年」。ios

  在今年的公開計劃中,中國、美國、阿聯酋都已宣佈將如期進行火星探索任務;歐洲航天局和俄羅斯聯邦航天局也有相應計劃,但因爲籌備緣由,把發射時間推遲到 2022 年實施。大約每隔 26 個月纔會產生一次 「火星衝日」 的契機,2020 年 7-8 月即是這個窗口期,屆時地球、火星、太陽位於一條直線上,抓住這個窗口期發射火星探測器,飛行的路線最短,燃料最省,成功率也較高。git

  談到火星探測器,想必大部分人都能瞬間聯想到「火星車」,它們搭載着地球上各類先進的儀器和設備,代替人類漫步火星,觀察勘探這個紅色星球的地形地貌,把寶貴的分析數據和圖像回傳給人類,纔有了人類今天對火星的知識積累。github

  

  圖|美國宇航局 「好奇號」 火星車在第 2553 個火星日的自拍照(來源:NASA)編程

  你有沒有興趣手工打造一臺本身的 「火星車」?在開源社區 GitHub 中,開發者雅各布 · 克蘭茨(Jakob Krantz)分享了一份全面的開源製做教程,引發很多關注。服務器

  這款 3D 打印的移動機器人在設計上參考了美國宇航局的「好奇號」 火星車,它不只能夠在坑坑窪窪的沙地上順暢行駛,搖臂轉向架也高度模擬「好奇號」,環繞攝像頭能夠進行第一視角拍攝,而隨着擴充配件,它也可以伸出機械臂抓取物體,開發者能夠經過智能手機應用程序集成自定義控件和數據進行各類操控。ui

  克蘭茨是一名嵌入式軟件開發人員,他對 DeepTech 表示:「當時製做這個項目並無特定的緣由和需求,只是對火星車的搖臂轉向架移動方式很是感興趣,因而想要搭建一個更大的項目,包含許多不一樣的零件、電子設備、編程和 CAD 設計,CAD 和一些相關設計都是自學的,斷斷續續建造了大約一年時間。」開放源代碼

  

  圖|開發者手工 DIY 火星車(來源:Jakob Krantz)設計

  雖然這是一個相似於玩具的「火星車」,但在硬件方面也沒那麼簡單,除了要用 3D 打印車輪、車身和各類關鍵零部件,還須要準備如下配件清單:blog

  6 個 12V 60 RPM 直流電動機,每一個車輪一個;教程

  每側 2 個無刷電調;

  12 個 5V~12V 開關穩壓器;

  每一個角輪上有 4 個伺服系統(MG946R/MG996R),用於轉向;

  臂上有 6 個伺服(MG946R),用於 6 自由度;

  2 個頭部伺服裝置(MG946R/MG996R);

  6 通道 RC 接收器和發射器;

  6 個電機軸適配器;

  MCU(ESP32);

  3S 電池;

  標準 PVC 管,內徑爲 23.40 毫米,外徑爲 25 毫米;

  許多螺釘和螺栓,主要是 M3 和 M4 型號;

  兩種軸承:5x 608ZZ 和 5x 25mm SKF 6005;

  克蘭茨介紹,這些物料清單成本約爲 500-600 美圓, 可是,他本人可能已經花費了超過 1000 美圓投入到這輛自制火星車上,包括一些已經迭代的零部件,以及一些損壞燒掉的電子設備。

  

  圖|火星車的零部件製做(來源:Jakob Krantz)

  有三種通訊方式能夠保持與這輛火星車的聯繫,包括長距離廣域網(LoRa)、WebSocket 協議以及通用 RC 發射器,經過車上的一個三向開關能夠選擇啓動模式:WiFi 站 + LoRa、僅 LoRa 或 WiFi AP,有人鏈接到 WebSocket 服務器或經過 LoRa 鏈接火星車,就能接收到火星車自動發送的遠程通訊數據。

  組裝完成後的成品以下圖所示,功能可能有限,但氣勢上不會輸,一臺自制火星車閃亮登場。

  

  

  圖|DIY 火星車成品(來源:Jakob Krantz)

  最後,就是實戰演練環節,它的機械臂能夠實現多關節控制,搖臂轉向架系統能使其在起伏較大的沙灘上暢通無阻:

  

  

  

  雖然小有所成,但克蘭茨表示,作這個項目並無太多商業化的想法,全部設計和代碼目前都是開源的,項目仍須要進行大量調整才能使開放源代碼版本更加完善,基於目前的基礎平臺,任何有經驗的技術人員均可以進一步參與構建它,若是你對這個民間火星車感興趣,或者想直接爲這個開源項目作貢獻,歡迎參考:https://github.com/jakkra/Mars-Rover

  -End-

  https://hackaday.com/2020/07/02/the-open-source-mars-rover-one-year-later/

  https://www.universetoday.com/146947/now-you-can-build-your-own-curiosity-rover/#more-146947

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