Обзор набора Tscinbuny «Машина на Bluetooth — ESP32-CAM + STM32»

Всем привет! =)

В этой статье — обзор очень интересного набора для сборки умной машины-робота от китайской компании Tscinbuny с большим количеством функций: объезд препятствий с помощью ультразвукового датчика, езда по линии на полу и управление через телефон с возможностью видеотрансляции через камеру.

Это не просто набор электронных компонентов, а полноценный конструктор для сборки машины с программируемым микроконтроллером. Это значит, что вы можете написать любую программу, и даже реализовать автопилот и езду по маршруту или любые другие функции. Давайте рассмотрим компоненты этого набора.

Для вашего удобства все компоненты распределены на категории.

Электроника

1. Плата STM32 microUSB — 1 шт. Главная плата, управляющая всей машиной.
2. Bluetooth передатчик — 1 шт. Передаёт сигнал от платы STM32 по воздуху.
3. ESP32-CAM — 1 шт. Микроконтроллер, управляющий камерой и передающий изображение с камеры по Wi-Fi.
4. Датчик ИК для слежения за линией — 1 шт. Используется для функции езды по линии на полу. Линия должна быть контрастного цвета, например, пол белый, линия чёрная.
5. Сервопривод SG-90 (полный комплект, со всеми рычагами и винтами) — 2 шт. Используются для поворота камеры и руления.
6. Плата-шилд для STM32 (драйвер для моторов) — 1 шт. Управляет моторами и модулями, распределяет питание.
7. Мотор-редуктор желтый — 4 шт. Вращает колёса.
8. Ультразвуковой дальномер — 1 шт. Измеряет расстояние перед собой.
9. Антенна для ESP32-CAM — 1 шт.

Корпус

10. Колесо для мотор-редуктора — 4 шт.
11. Акриловая пластина для мотора — 2 шт.
12. Акриловая панель основная верхняя — 1 шт.
13. Акриловая панель основная нижняя — 1 шт.
14. Корпус для 2 аккумуляторов 18650 — 1 шт.

Крепления

15. Медная трубка М2×8 — 4 шт.
16. Медная трубка М3×12+6 — 4 шт.
17. Пластиковая трубка М3×20 — 4 шт.
18. Пластиковая трубка М3×40 — 4 шт.
19. Металлическое крепление для мотора — 2 шт.
20. Ось для поворота рулевых колес — 4 шт.
21. Крепление для шестерни на мотор-редуктор — 4 шт.
22. Крепление осей на мотор-редуктор — 4 шт.
23. Шестерня «половинка» для мотор-редуктора — 2 шт.
24. Шестерня рулевая — 1 шт.
25. Крепление для УЗ дальномера — 1 шт.
26. Гайки М1.6 — 4 шт.
27. Гайки М2 — 16 шт.
28. Гайка М3 — 48 шт.
29. Болты с круглой шляпкой М1.6×10 — 4 шт.
30. Болты с круглой шляпкой М2×8 — 8 шт.
31. Болты с круглой шляпкой М2×10 — 8 шт.
32. Болты с плоской шляпкой М3×8 — 28 шт.
33. Болты с круглой шляпкой М3×10 — 6 шт.
34. Болты с плоской шляпкой М3×12 — 12 шт.
35. Болты с плоской шляпкой М3×30 — 8 шт.
36. Болты пластиковые с плоской шляпкой М3×8 — 10 шт.
37. Болты пластиковые с круглой шляпкой М3×8 — 10 шт.

Кабели и шлейфы

38. Кабель для подключения модулей — 3 шт.
39. Кабель USB Type-C — 1 шт.

Инструменты

40. Программатор для STM32 с кабелем — 1 шт.
41. Отвертка для сборки — 2 шт.

Как это работает вместе?

Этот набор предназначен для создания автономной машины-беспилотника с тремя основными функциями:

1. Объезд препятствий
   Ультразвуковой дальномер (8) измеряет расстояние до переднего препятствия. Если расстояние большое, тогда машина едет прямо. Если расстояния очень мало, тогда сервопривод (5) поворачивается и датчик измеряет расстояние слева и справа. Если где-то есть много места, машина едет в ту сторону.
2. Слежение за линией
   ИК-датчик (4) считывает траекторию, а алгоритм на STM32 (1) динамически регулирует скорость моторов, чтобы удерживать машину на маршруте.
3. Видеонаблюдение и IoT
   Камера ESP32-CAM (3) транслирует изображение на ваш телефон или ПК через Wi-Fi. Можно добавить распознавание лиц или объектов через библиотеки OpenCV, или даже распознавание жестов для управления машиной жестами.

Почему именно этот набор?

• Готовое решение «все в одном» — не нужно искать совместимые детали.
• Модульность — например, если не нужна камера, ESP32-CAM можно заменить на дополнительные датчики.
• Обучение через практику — вы освоите:
• Настройка двигателей (PID-регуляторы для плавного движения).
• Работу с прерываниями на STM32 (обработка сигналов с датчиков).
• Wi-Fi и Bluetooth-коммуникации.
• Можно использовать компоненты для своих будущих проектов.

Как собрать и запустить — быстрая инструкция:

1. Собираем машину по инструкции ниже;
2. Подключаем все шлейфы, моторы и антенну;
3. Подключаем плату ESP32 через USB-кабель к компьютеру.
4. Запускаем Arduino IDE. Добавляем поддержкк плат ESP32. Об этом рассказано в этой статье.
5. Создаем новый проект, вставляем скетч из папки для набора.
6. Устанавливаем библиотеки.
7. Выбираем плату в настройках и нажимаем Загрузка.
8. По окончании компиляции и загрузки отключаем ESP32 от компьютера.
9. Подключаем плату STM32, программируем по инструкции в папке к набору.
10. Отключаем плату от компьютера, подключаем все платы к машине-роботу, подключаем питание и играем =)

ИНСТРУКЦИЯ ПО СБОРКЕ

Вот так выглядит инструкция, поставляемая в комплекте к набору:

Обложка инструкции

Перечисление компонентов 1

Перечисление компонентов 2

Установка ИК датчика и опор

Установка задних моторов

Установка колес и АКБ блока

Установка рулевого сервопривода

Установка антенны в шилд

Установка платы в шилд

Установка датчика УЗ

Установка платы с камерой

Установка осей рулевых моторов

Сборка рулевого колеса

Установка колеса на мотор-редуктор

Сборка блоков

Подключение модулей

Подключение моторов и серво

Сейчас расскажу, как пошагово собрать эту машину. Вообще, в комплекте должна быть инструкция, но если её нет или вы не смогли её разобрать, тогда вот инструкция:

Справка

В чём разница — винт и болт? Винт имеет заострённый кончик и вкручивается без гайки. Болт же имеет плоский кончик и закрепляется гайкой. Их важно не путать!

Все болты имеют обозначение, например, «М3*10 с плоской шляпкой». Это обозначение означает, что вам понадобится болт с плоской шляпкой, шириной 3 миллиметра, длиной болт 10 миллиметров.

Какой болт выбрать — с плоской шляпкой или с круглой? В местах, где рядом с болтом расположен другой предмет, например, аккумуляторный блок, нужно использовать плоскую шляпку, чтобы круглая не мешала установке аккумуляторов. Для вашего удобства я указал, где и какие болты нужно использовать =)

В начале каждого пункта выделены жирным компоненты, которые вам понадобятся на этом этапе, а также их количество.

Приятной сборки =)

1. Возьмите 4 гайки М3, 2 болта М3*10 с плоской шляпкой, ИК датчик и нижнюю акриловую панель. С обеих сторон отверстий ИК датчика приложите гайки, приложите датчик к его месту на панели, сенсорами вниз. Снизу вкрутите болты.
2. Возьмите 4 болта М3*8 с круглой и 4 пластиковые трубки М3*40. По углам нижней акриловой панели есть отверстия, по два на угол. Приложите с верхней стороны панели пластиковые трубки к тем отверстиям, которые ближе к центру панели. Снизу вкрутите болты.
3. Возьмите 4 болта М3*8 с плоской шляпкой, 4 медные трубки М3*12+6 и 2 прямоугольных крепления для моторов. У каждого крепления для мотора в торцевой части есть два отверстия — вкрутите в них медные трубки, по две трубки на одно крепление. Установите эти два полученных модуля сверху на нижнюю акриловую панель, с противоположной стороны от ИК датчика и прикрутите болтами, по два болта на модуль.
4. Возьмите 4 длинных болта М3*30 с круглой шляпкой, 4 гайки М3 и 2 мотор-редуктора. Поверните один мотор-редуктор задней частью к центру панели и боком к модулям из предыдущего этапа. Вставьте с внешней стороны 2 болта в один мотор, установите на один из модулей, прикрутите со внутренней стороны 2 гайками, по одной на болт. Повторите эти действия со вторым мотором.
5. Возьмите 2 колеса. Установите их на валы мотор-редукторов со внешней стороны.
6. Возьмите коробку для аккумуляторов, 4 болта М3*8 с плоской шляпкой, 4 гайки М3 и верхнюю акриловую панель. Часть акриловой панели, где нет прямоугольных отверстий, это задняя часть. Та часть, к которой ближе переднее прямоугольное отверстие, это правая сторона панели. На заднюю верхнюю часть верхней панели устанавливаем коробку для аккумуляторов, снимаем крышку и внутрь вставляем болты. С обратной стороны панели прикрутите гайки на болты, по 1 гайке на болт. Вставьте аккумуляторы и закройте крышку коробки.
7. Возьмите 4 болта М2*5 с круглой шляпкой, 2 медные трубки М2*8 и 1 сервопривод. В центральное прямоугольное отверстие вставляем снизу сервопривод, главным валом в ближе к передней части панели. Между круглыми отверстиями сервопривода и отверстиями на панели вставляем медные трубки, по одной на отверстие. Прикручиваем болтами с обеих сторон.

8. Возьмите чёрную круглую шестерню, 2 винта из набора сервопривода и длинный рычаг сервопривода, который без выступов. С одной из сторон шестерни устанавливаем рычаг сервопривода, более длинной частью вала рычага внутрь шестерни. Сопоставляем отверстия на шестерне с отверстиями на рычаге и вкручиваем винты в отверстия со стороны шестерни.
9. Возьмите конструкции из этапов 7 и 8, а также болт из комплекта сервопривода. Установите конструкцию из этапа 8 на вал сервопривода, прикрутите её к сервоприводу болтом.
10. Возьмите Wi-Fi антенну и плату-шилд для STM32. Открутите нижнюю часть антенны (которая с проводом) от самой антенны, и снимите все шайбы и гайку. Нижнюю часть антенны вставьте снизу в отверстие на плате, на эту нижнюю часть наденьте все 2 шайбы и прикрутите гайку. Затем прикрутите саму антенну.
11. Возьмите конструкцию из шага 10, плату STM32 и Bluetooth-передатчик. Установите плату STM32 на специальные разъёмы на плате-шилде, USB разъёмом ближе к антенне. Это важно, главное не перепутать стороны!! Bluetooth передатчик установите в специальный разъём совсем рядом с антенной. Количество контактов на плате передатчик не совпадает с количеством контактов на плате, потому что задействованы не все контакты передатчика. Поэтому подключите передатчик так, чтобы с обеих сторон было по одному свободному контакту-штырьку.
12. Возьмите 8 пластиковых болтов с плоской шляпкой, 4 пластиковые трубки М3*20 и конструкции из этапов 10 и 11. По углам платы-шилда есть отверстия, в них вставляем по одному болту с верхней части платы, с нижней части прикручиваем пластиковые трубки на болты. Получившуюся плату на подставках устанавливаем сверху на конструкцию из этапа 10 (верхняя акриловая панель с блоком АКБ и серво), прикручиваем снизу 4 болта, по одному на опору. Провод от блока аккумуляторов подключим к главной плате уже после сборки, чтобы ничего не замкнуть и не испортить.
13. Возьмите сервопривод, 2 болта М2*8 с круглой шляпкой и 2 гайки М2. Вставляем сервопривод в прямоугольное отверстие в передней части верхней панели, вал сервопривода должен быть по-центру панели. Осторожно продеваем провод сервопривода через отверстие, чтобы провод был внизу панели. Сверху вставляем болты и прикручиваем снизу гайки.
14. Возьмите 2 винта из набора сервопривода, крепление для УЗ-датчика и длинный рычаг без выступов для сервопривода. Устанавливаем вал внизу крепления для датчика, вкручиваем винты сверху, чтобы скрепить вместе рычаг и крепление датчика.
15. Возьмите конструкцию из этапа 14, УЗ-датчик, 4 болта М1.6*10 с круглой шляпкой и 4 гайки М1.6. Вставляем датчик изнутри в крепление, с внешней стороны вставляем болты, изнутри закручиваем гайки.
16. Возьмите конструкцию из этапа 15, 2 болта М2*10, 2 гайки М2 с круглой шляпкой и плату ESP32-CAM. Со внутренней части конструкции из этапа 15 прикладываем плату ESP32-CAM, снаружи вставляем болты. Изнутри закручиваем гайки, чтобы скрепить конструкцию из этапа 15 и плату с камерой.
17. Возьмите конструкции из этапов 14 и 16, а также болт из комплекта сервопривода. Устанавливаем конструкцию из этапа 16 на сервопривод конструкции из этапа 14. Прикручиваем изнутри болтом рычаг сервопривода к сервоприводу. Подключим провод Wi-Fi антенны к специальному разъёму на плате с камерой, с её обратной стороны. Теперь пока отложим нашу получившуюся конструкцию.
18. Возьмите 8 болтов М3*8 с плоской шляпкой, 8 гаек М3, 4 белые оси и 4 чёрных крепления для рулевых моторов. Возьмите одно крепление, приложите одну ось и вставьте две гайки в специальные углубления в оси. С обратной стороны прикрутите болты. Повторите эти действия 4 раза.
19. Возьмите конструкции из этапа 18, 8 болтов М3*12 с плоской шляпкой, 8 гаек М3, 4 белые крепления полукруглых шестерней и 2 пластины для рулевых моторов. В специальные пазы конструкций из этапа 18 вставьте гайки, по две на одну конструкцию. В специальные пазы пластин вставляем конструкции осями наружу, с другой стороны прикладываем белые крепления и вкручиваем болты. Повторяем ещё раз, получаем две П-образные конструкции.
20. Возьмите конструкции из этапа 19 и 2 полукруглые шестерни, для крепления 4 болта М3*10 с плоской шляпкой. Вставляем в пазы белых креплений шестерни и прикручиваем болтами.
21. Возьмите 2 мотор-редуктора, 4 болта М3*30 с круглой шляпкой и 4 гайки М3. Во внутреннюю часть конструкций вставляем мотор-редукторы, а в них болты. Со стороны шестерни закручиваем гайками.
22. Возьмите оставшиеся 2 колеса. Наденьте колеса на валы мотор-редукторов.
23. Возьмите рулевые мотор-редукторы и нижнюю панель с задними моторами. Вставьте рулевые моторы в специальные круглые отверстия. Проверьте, поворачиваются ли мотор-колёса.
24. Возьмите верхнюю панель и 4 пластиковых болта М3*8 с круглой шляпкой. Через круглое отверстие посередине верхней панели пропустите провода от моторов и сервопривода, подключите к плате. Порядок подключения указан на картинке внизу. Опустите аккуратно верхнюю панель на нижнюю и прикрепите пластиковыми болтами.
25. Возьмите 3 шлейфа (провода с разъёмами). Подключите модули к главной плате по схеме ниже.
26. Программирование. Подключите плату ESP32-CAM к компьютеру, запрограммируйте приложенный к набору скетч (код) в программе Arduino IDE или Arduino Cloud Editor. Затем подключите плату STM32 и запрограммируйте код для этой платы в программе Keil uVision.
27. Тестирование. После сборки программирования подключите питание от аккумуляторов к плате в специальный разъём и передвиньте тумблер на плате в положение ON. Протестируйте функции машины.

ВНИМАНИЕ! Если при подключении разъёма шлейфа разъём не удаётся подключить, проверьте, правильно ли вы его подключаете! Это очень важно. При неверном подключении модуль может сломаться, а мотор будет вращаться не в ту сторону.

Обычно у таких наборов в комплекте есть примеры кодов для теста или для тех, кто не умеет программировать, но очень хочет что-нибудь собрать и запрограммировать. Но если вы умеете программировать и имеете фантазию, то можете сделать очень крутую беспилотную машину.

Для вашего удобства, я собрал все файлы с кодом и поместил в архив. Вы можете скачать архив со всеми кодами по этой кнопке. Архив хранится на Яндекс Диске.

После скачивания архива, распакуйте архив, переместите папку из архива на рабочий стол и можете работать с папкой!

Спасибо за внимание =)