如何通过电脑使用Wi-Fi控制FPV汽车

这辆Wi-Fi汽车是我工程设计辅修课程EDES 301项目的一部分。我一直对生活在广阔世界中的概念充满兴趣。最近，FPV(第一人称视角)在无人机和遥控车领域迅速发展。此外，业余爱好者3D打印技术的兴起也让更多人能够自己动手制作遥控车。我决定，至少可以成为最早将3D打印的汽车与FPV系统结合，并通过Wi-Fi操控整个系统的先驱之一。

根据我现有的设备，我需要调整配置，使Pocketbeagle连接到网络(此处为手机热点)，并通过该热点与同一网络下的电脑进行通信。此外，为了减少视频画面的延迟，我决定通过无线电传输摄像头信号。

电池

该项目的代码依赖于能够启动UDP服务器，并通过该服务器控制各个组件。为了尽量减少电脑与Pocketbeagle之间的输入延迟，我选择了UDP服务器，即使这意味着部分输入可能会被丢失。转向用的舵机和驱动车辆的电机均通过PWM和GPIO信号进行控制。本项目所使用的具体接线方式可在此处通过颜色编码展示。

之后，我为电池组加装了一个开关，以便使用更方便。这个项目中最困难的部分是设置并连接WiFi模块到热点。由于WiFi模块需要较高的电流，有时导致Pocketbeagle出现烧屏现象。

设计

这个项目中最耗时的部分之一就是设计汽车。经过数小时的努力，我最终完成了整车的组装。但需要注意的是，最初的3D设计并不是我的工作结束点。之后，我又添加了诸如FPV摄像头支架以及轴承夹具等部件，以防止它们发生移动。

我经过了多次对驱动汽车的齿轮系统进行调整。一个关键问题是需要产生足够的扭矩来驱动车辆。最终，我采用3:2比的锥齿轮和直齿齿轮，组合成9:4的传动比，这种比例足以克服车辆在地面上的重量和摩擦阻力。在原型设计和最终部件开发过程中，我共创建了94个CAD文件。

制作

在制作过程中，我花费了大量时间进行不同设计的原型测试，并尝试理解哪种网格结构与我购买的物理部件最匹配。

设计时充分考虑了各部件的布局，机箱内为不同电气元件预留了不同的凹槽，例如将Pocketbeagle和Wi-Fi模块的安装位置与电池及其他电子元件分开。

为了减小与轴承相配的5毫米轴，我使用了一台金属斜切锯。

使用3D打印时，请将STL文件放入谷歌文件夹，并配合3D打印机的操作系统切片软件使用。部分部件可能需要钻孔或打磨，以便相互配合。例如斜齿轮和直齿齿轮需用强力胶粘贴在轴和电机齿轮上，以确保运行过程中不会打滑。此外，轴与轴承之间的配合较为紧密，务必使用润滑剂，并用锤子将轴承敲入正确位置。

这让我能够快速获取所有想尝试的齿轮的3D打印文件，从而可以实验螺旋齿轮、双螺旋齿轮以及不同类型的直齿齿轮。经过数小时的原型制作，我终于拥有了一辆能运行的汽车!

本文编译自hackster.io