Inšpektor Roomba: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Väčšina z nás používa roboty iRobot Roomba iba na vysávanie, ale málokto vie, že je to skvelá základňa pre nové robotické projekty. Všetci výrobcovia by mali vyskúšať otvorené rozhranie Roomba (OI), aby zistili, aké ľahké je ovládať tohto robota. V tomto návode sa naučíte, ako do svojho robota Roomba pridať niekoľko užitočných funkcií. Na začiatku popíšem, ako diaľkovo ovládať Roomba prostredníctvom aplikácie bluetooth a Android. Neskôr vám ukážem, ako spustiť streamovanie videa na základe RPi a nakoniec načrtnem plán ďalšieho rozvoja tohto projektu.

Potrebné diely v tomto projekte:

1. BTM-222 bluetooth modul alebo iný pracujúci s prenosovou rýchlosťou 115200 x1
2. 5V krokový regulátor napätia D24V6F5 x1
3. mini breadboard x1
4. Niekoľko drôtov

verzia s plášťom:

1. 8 -pinový mini DIN konektor x1
2. vypínač x1
3. LED 3 mm x 1
4. odpor 10k x1
5. malé puzdro 50x40x20 mm x1

rozšírená verzia:

1. Raspberry Pi 3 x 1
2. Medený chladič RPi x1
3. USB WiFi adaptér x1
4. karta micro SD 8 GB alebo viac x1
5. Fotoaparát RPi - objektív rybie oko x1
6. Puzdro pre RPi x1
7. Vysokokapacitný akumulátor 5 V (najmenej 10 Ah) x1
8. Kúsok plastovej konzoly x1
9. Matice a skrutky M2 x4

Krok 1: Pripojenie elektronických súčiastok

Dnes je tento krok veľmi jednoduchý, pretože na ovládanie našej roboty Roomba potrebujeme iba prepojenie dvoch modulov. Prvým je modul Bluetooth, ktorý môže pracovať pri 115 200 bps. Druhým je 5V regulátor zníženého napätia D24V6F5. Nabitá batéria Roomba má napätie asi 14,4 V a náš modul bluetooth potrebuje 5 V, takže musíme pomocou regulátora napätia znížiť napätie batérie na úroveň 5 V. Regulátor D24V6F5 má účinnosť medzi 80 a 90%, čo je veľmi dobrá hodnota v porovnaní s klasickými lineárnymi regulátormi, ktoré majú spravidla účinnosť pod 40%. Najjednoduchší spôsob prepojenia týchto dvoch modulov je vloženie do mini nepájivej dosky a zapojenie podľa vyššie uvedenej schémy zapojenia. Navyše sú všetky spojenia zobrazené na očíslovaných fotografiách. Pri pripájaní na svorky batérie buďte opatrní. Náhodný skrat môže poškodiť batériu!

Krok 2: Používanie aplikácie Android Control

Vyvinul som aplikáciu pre Android, ktorá vám umožňuje ovládať robotické vysávanie Roomba série 500 prostredníctvom bluetooth. Moju aplikáciu si môžete zadarmo stiahnuť z Google Play - Roomb Control. Funguje so smartphonmi aj tabletmi.

Ako používať aplikáciu Roomb Control:

• klepnite na pravý horný roh obrazovky (3 zvislé bodky)
• vyberte kartu „Pripojiť“
• klepnite na kartu „BTM222“a po chvíli by sa vám mala zobraziť správa „Pripojené k BTM222“
• po pripojení môžete svoju Roombu ovládať
• ak svoje zariadenie bluetooth nevidíte, klepnite na tlačidlo „Vyhľadať zariadenia“
• Pri prvom použití modulu bluetooth ho spárujte so smartfónom zadaním predvoleného kódu uvedeného v špecifikácii modulu bluetooth.

Krok 3: Otvorené rozhranie Roomba v príkladoch

V tomto kroku nájdete príklady bežných príkazov používaných na ovládanie robota Roomba série 500. Ďalšie informácie o otvorenom rozhraní Roomba nájdete v tomto dokumente.

Roomba 500+ môže fungovať v jednom zo štyroch režimov:

• Plný režim vám dáva úplnú kontrolu nad robotom Roomba (žiadne bezpečnostné obmedzenia, ako je to v bezpečnom a pasívnom režime)

• Núdzový režim zavádza niektoré výnimky súvisiace s bezpečnosťou, keď nemôžete ovládať všetky pohony:

  • detekcia pádu kolesa
  • detekcia útesu pri pohybe dopredu alebo dozadu
  • nabíjačka zapojená a napájaná
• Pasívny režim vám umožňuje vyžiadať si a prijímať údaje zo senzorov, ale v tomto režime nemôžete ovládať akčné členy Roomba (motory, svetlá, reproduktor)
• Režim vypnutia pri prvom zapnutí napájania alebo po výmene batérie (čaká na príkaz Štart)

Bezpečný a plne funkčný prevádzkový režim je núdzový režim, ktorý je preferovaným režimom pre diaľkové ovládanie. Na spustenie núdzového režimu musíme najskôr odoslať príkaz 128, ktorý spustí otvorené rozhranie, a potom príkaz 130 (alebo 131), aby sa robot Roomba prepol do núdzového režimu. Ak chceme spustiť jeden zo vstavaných režimov čistenia (čistý, bodový, dock, atď.), Mali by sme poslať tretí príkaz s príslušným kódom (Clean-135, Spot-134, Dock-143). Úplná sériová postupnosť týchto režimov je nasledovná:

• Nastaviť núdzový režim - (128, 130)
• Bodové (- 128, 130, 134)
• Čistý - (128, 130, 135)
• Dok - (128, 130, 143)

Ak je Roomba v núdzovom režime, môžeme ovládať hnacie kolesá robota Roomba pomocou príkazu 137. Celých 5 bajtov sériovej postupnosti je nasledovné: (137, vysoký bajt rýchlosti, nízky bajt rýchlosti, vysoký bajt rádia, nízky bajt polomeru). Príklady sériových sekvencií pre ovládanie pohybu Roomba:

• Choďte vpred - (137, 100, 0, 128, 0)
• Vráťte sa - (137, 254, 12, 128, 0)
• Odbočte doprava - (137, 100, 0, 255, 255)
• Odbočte doľava - (137, 100, 0, 0, 1)

Alternatívne na ovládanie pohybu robota môžeme použiť príkaz 146. Tento príkaz umožňuje ovládať PWM (modulácia šírky impulzov) pre pravé a ľavé koleso: (146, pravý bajt PWM, pravý dolný bajt PWM, ľavý vysoký bajt PWM, ľavý PWM nízky bajt). Príklad riadenia PWM:

• Posunúť vpravo hore - (146, 0, 130, 0, 255)
• Posunúť hore vľavo - (146, 0, 255, 0, 130)

Príkaz 139 ovláda farby LED diód. Farbu LED diódy Clean/Power môžeme zmeniť nastavením hodnoty Farebného bajtu v sériovom slede: (139, LED bity, farba, intenzita). Ak je Farebný bajt nastavený na 0, dostaneme zelenú farbu. Zvýšením tejto hodnoty získame stredné farby (oranžová, žltá atď.) A červenú farbu pre maximálnu hodnotu 255. Príklady ovládania LED:

• zelená - (139, 0, 0, 128)
• oranžová - (139, 0, 128, 128)
• červená - (139, 0, 255, 128)

Posledný príkaz, ktorý by som rád spomenul, je príkaz 140, ktorý vám umožní hrať jednoduché piesne. Príklady sériových sekvencií na prehrávanie skladieb:

• pieseň 1 - (140, 0, 5, 72, 32, 74, 32, 76, 32, 77, 32, 79, 32, 141, 0)
• pieseň 2 - (140, 1, 5, 69, 16, 71, 16, 72, 16, 74, 16, 76, 16, 141, 1)

Krok 4: Webová kamera RPi Remote

Aby som mohol sledovať streamovanie videa z fotoaparátu na akomkoľvek zariadení pripojenom k mojej miestnej sieti (PC, smartphone, tablet atď.), Nainštaloval som si webovú kameru Motion. Podrobnosti o tom, ako to urobiť, nájdete v tomto návode. Hlavné kroky sú nasledujúce:

1. Upraviť: sudo nano /etc /modules - pridať na koniec súboru: bcm2835 -v4l2
2. Inštalácia pohybu: sudo apt-get install motion
3. Otvorte súbor motion.conf zadaním: sudo nano /etc/motion/motion.conf a nastavte parametre videa (napr.: zapnutý démon, šírka 640, výška 480, snímková frekvencia 30, webcam_localhost vypnutý)
4. Povoliť Daemon (služba): sudo nano/etc/default/motion a nájsť a zmeniť start_motion_daemon = yes.
5. Spustiť službu: sudo service motion start alebo sudo motion -n -c /etc/motion/motion.conf
6. Teraz otvorte na počítači alebo smartfóne webový prehliadač a zadajte: RPi IP: 8081 (kde „RPi IP“je IP vášho Raspberry Pi a 8081 je predvolený port). Príklad: 192.168.1.14:8081. Ak všetko po chvíli funguje, mali by ste vidieť pohľad z fotoaparátu vo webovom prehliadači.

Krok 5: Plány ďalšieho rozvoja

V súčasnej dobe je moja Roomba vybavená malým robotickým ramenom popísaným v tomto návode. Toto robotické rameno je možné diaľkovo ovládať pomocou bluetooth z aplikácie pre Android. V ďalšom kroku použijem pohľad z kamery na diaľkové uchopenie a pohyb predmetov do označeného priestoru (operácia v poloautonómnom režime).

Ak by ste chceli vidieť moje ďalšie projekty súvisiace s robotikou, navštívte:

• môj web: www.mobilerobots.pl
• facebook: mobilné roboty

Krok 6: Pripojenie elektronických dielov - verzia 2 s plášťom

Ak by ste chceli postaviť svoj vlastný vyberateľný prijímač na ovládanie robota Roomba, tento krok navyše je pre vás. Pridáme niekoľko ďalších prvkov a všetky ich zatvoríme do tenkého puzdra. Hlavnou súčasťou, ktorú budeme v tomto kroku potrebovať, je 8 -pinový mini DIN konektor. Okrem toho budeme potrebovať vypínač a indikátor na báze LED a rezistora 10k.

Teraz sa už nemusíte báť, že by vám trčali drôty. Prijímač bluetooth je uzavretý v malom kryte s rozmermi 50x40x20 mm. Ak ho nechcete používať, môžete ho ľahko odstrániť z robota Roomba vytiahnutím mini DIN zástrčky.