Základňa robota pre rýchly prenosný počítač: 8 krokov (s obrázkami)

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

V spolupráci medzi spoločnosťami TeleToyland a RoboRealm sme pomocou súpravy Parallax Motor Mount & Wheel Kit vybudovali rýchlu základňu pre robota založeného na prenosnom počítači. V prípade tohto projektu sme chceli, aby bol rýchly a jednoduchý, a chceli sme nechať vrchol robota úplne čistý pre prenosný počítač. Našťastie to ukáže, aké ľahké je nastavenie, a inšpiruje ďalších kreatívnych robotov! Rovnako ako pre všetky ostatné dobré základne robotov máme k dispozícii všetky dôležité vypínače motora a držadlo!

Krok 1: Materiály

Na motory sme použili súpravu držiaka a kolesa motora s regulátorom polohy od Parallax (www.parallax.com) (položka č. 27971). Poskytujú peknú zostavu motora, optického snímača polohy a regulátora polohy. V našej prvej revízii v skutočnosti nepoužívame regulátor polohy, ale pre väčšinu robotov je to veľmi pekná funkcia. Použili sme aj súpravu koliesok od Parallaxu (položka č. 28971). Dávame dôrazne prednosť robotom s dvoma hnacími kolesami a kolieskom pred robotmi so šmykovým riadením! Podľa našich skúseností majú roboti so šmykovým riadením (4 motorové kolesá) problémy so zapnutím niektorých kobercov a terás. Na ovládanie motora sme použili dva motorové ovládače Parallax HB-25. (položka č. 29144) Na servopohon sme použili servopohon Parallax (USB). (položka č. 28823) Na zvyšok sme použili 12 “x10“kus 1/2 “preglejky, 8 palcov borovice 1x3 a niekoľko skrutiek a skrutiek. Hlavnými boli skrutky 2,5 "s plochou hlavou 1/4" x20. Skrutky s plochou hlavou boli použité v celom texte, aby udržali povrch robota plochý.

Krok 2: Budovanie základne

Základ sa pripravoval veľmi ľahko. Zostavili sme súpravy kolies a motorov a rozhodli sme sa ich použiť s motormi nad nápravou, aby sme dosiahli čo najlepšiu vzdialenosť. Potrebovali sme teda nejaké medzery na vyčistenie motorov. Na tento účel sme použili 4 -palcový kus borovice 1x3 s dvoma otvormi 1/4 "vyvŕtanými 2" od seba, aby zodpovedali montážnym otvorom na súpravách kolies a motorov. Na vyrovnanie týchto otvorov sme použili vŕtací lis, takže ak máte iba ručnú vŕtačku, môžete označiť a vŕtať z oboch strán, aby ste sa stretli v strede, alebo vyvŕtať väčší otvor, aby ste mali k dispozícii miestnosť na krútenie. Plochá časť základne bola vyrobená z 1/2 “preglejky - použili sme 12 „široký a 10“dlhý, aby sa zmestili do našich mini notebookov, ale veľkosť tu môže byť skutočne čokoľvek. Vyvrtali sme otvory 1/4 "tak, aby zodpovedali stojke a súpravám kolies - 1/2" zboku a 2 "od seba ako predtým. Nábežná hrana sa zhodovala s odstupom, takže pneumatiky trochu vyčnievali. Urobili sme to nechajte ich zasiahnuť stenu pred základňou, ale to nie je veľký problém. V hornej časti dosky sme použili protiľahlý bit, aby sme uvoľnili miesto pre plochú hlavu skrutiek 1/4 "x20 (2,5" dlhých).). Skrutky musia byť v skutočnosti o niečo kratšie ako 2,5 ", aby sa zmestili tak akurát, takže sme jednoducho odrezali konce o 1/4" nástrojom Dremel. Ak použijete 3/4 "preglejku, môžu sa hodiť bez toho, aby boli odrezané. Keď to bolo hotové, priskrutkovali sme súpravy kolies a motorov k základni.

Krok 3: Pridanie kolieska

Súpravu koliesok sme namontovali do stredu zadnej časti robota - vycentroval jeden z troch otvorov na držiaku na základni asi 1/2 palca od okraja dosky, potom sme pomocou štvorca urobili ďalšie dva otvory. rovnobežne so zadnou stranou dosky. V tejto konfigurácii sa koliesko môže vysúvať za základňu, keď sa robot pohybuje dopredu. Na tento účel sme použili skrutky a matice s plochou hlavou #6 - podložky na zakrytie otvorov v zásuvke v súprave koliesok - opäť, aby bola horná prekážka voľná. Jedinou zmenou súpravy bolo, že sme predĺžili hriadeľ tak, aby bol základný stupeň. Pre naše nastavenie sme vyrobili nový hriadeľ z 1/4 "hliníkovej tyče, ktorá bola 1 3/4" dlhší ako ten so súpravou. Pomocou nástroja Dremel sme urobili zárez v našom novšom dlhšom hriadeli, aby zodpovedal tomu v súprave.

Krok 4: Ovládače motora, batérie a vypínače

Na ovládanie motora sme namontovali HB-25 za motory, aby sme nechali priestor pre batérie. Opäť sme použili skrutky s plochou hlavou #6. Na montáž motorov na HB-25 sme skrátili vodiče motora a použili sme krimpované konektory. Ponechali sme trochu voľnú vôľu v vodičoch motora, ale nie tak, aby sme na ich držanie potrebovali zapínanie na zips. Akonáhle sme konektory nalisovali, tiež sme ich spájkovali - nenávidíme, keď je tam voľné spojenie!:-) Na batérie sme sa ponáhľali a použili sme články NiMH C. Naozaj všetko, čo vás dostane na 12 V, je v poriadku. Použili sme bunky oloveného gélu, ale zdá sa, že po niekoľkých rokoch zlyhávajú, pretože ich nevládame tak dobre, ako by sme mohli, a štandardné bunky nám umožňujú používať zásady ako zálohu pred udalosťami a ukážkami! Áno, existujú lepšie držiaky C buniek - čo môžeme povedať? Mali sme plné ruky práce a Radio Shack bolo blízko.:-) Pridali sme podsvietený vypínač. Opäť namontované pod základňou, aby bol vrch jasný, a predĺžili sme ho tesne za chrbát, aby ste sa k nemu ľahšie dostali. Pridáme rukoväť, takže zálohovanie a stlačenie prepínača je menej pravdepodobné. Pridali sme druhý spínač a batériu pre riadiacu dosku serva, ale napájanie USB môže stačiť na HB-25, pretože nečerpajú veľa energie na strane signálu. Konzoly spínačov boli vyrobené z nejakého uhlového hliníka, ktorý sme mali okolo.

Krok 5: Ovládanie a rukoväť serva

Ovládanie HB-25 je možné mnohými spôsobmi, ale pretože RoboRealm podporuje servopohon Parallax (USB) a jeden taký máme, použili sme to. Všimnite si toho, že zatiaľ nepoužívame regulátory motora na kolese a motorové súpravy. Ovládače sú veľmi pekné, ale pre RoboRealm používame na riadenie robota práve víziu a nepotrebujeme ich. Môžeme dodať, že táto schopnosť v budúcnosti a pri akomkoľvek inom druhu ovládania by používanie ovládačov uľahčilo pohon robota v priamke atď. Každý robot potrebuje rukoväť! Pre nás sme ohýbali nejaký hliníkový šrot a priskrutkoval to na zadnú stranu. Vŕtali sme pilotné otvory, pretože skrutkovanie do boku 1/2 preglejky je zvyčajne neporiadok. Sme si istí, že sa to dá urobiť lepšie!:-)

Krok 6: Výpočet

Pred základňou robota sú na seba namontované dve kamery Creative Notebook, aby v oboch kamerách poskytovali podobný obraz. Tieto kamery sa používajú na hľadanie prekážok pred robotom, ktoré by mu mohli prekážať. Tieto dve kamery sú pripojené k počítaču cez USB a sú napájané priamo do RoboRealm. Použitý prenosný počítač je MSI-Winbook, ktorý veľmi pekne sedí na vrchu robotickej základne. Vybrali sme si tento prenosný počítač kvôli jeho malým rozmerom a nízkym nákladom (~ 350 dolárov) Notebook so systémom RoboRealm je pripojený k ovládaciemu prvku Parallax Servo pomocou USB na ovládanie pohybov motora. Našťastie MSI má 3 porty USB, takže USB hub na tejto platforme nie je potrebný. Upozorňujeme, že prúd MSI beží na vlastnej batérii. Bolo by možné tieto dva energetické systémy zlúčiť, ale kvôli pohodliu a prenosnosti boli ponechané oddelené.

Krok 7: Softvér

Na prenosnom počítači MSI je nainštalovaný softvér strojového videnia RoboRealm. Účelom ukážky bolo použiť zaostrenie na označenie prítomnosti prekážky pred robotom. Oba fotoaparáty boli manuálne zaostrované na rôzne ohniskové vzdialenosti. Jeden je zaostrený tak, že blízke objekty sú zaostrené a vzdialené objekty sú neostré. Druhá kamera (tesne nad) je zaostrená opačne. Porovnaním týchto dvoch obrázkov môžeme zistiť, či je niečo blízko alebo ďaleko, v závislosti od toho, ktorý obrázok je viac zaostrený ako druhý. „Detektor zaostrenia“môže byť tvorený filtrom, ktorý určuje, ktorý obrázok má v danej oblasti viac podrobností ako druhý. Aj keď táto technika funguje, nie je veľmi presná, pokiaľ ide o vzdialenosť objektu, ale je to veľmi rýchla technika, pokiaľ ide o výpočet CPU. Nasledujúce obrázky ukazujú obrázky dvoch kamier, ktoré hľadia na koks a plechovku DrPepper. Môžete vidieť ohniskový rozdiel medzi týmito dvoma obrázkami a tiež vertikálne rozdiely medzi týmito dvoma kamerami, napriek tomu, že sú namontované veľmi blízko seba. Túto nerovnosť je možné znížiť použitím hranola na rozdelenie jedného pohľadu na dva pohľady pre dve kamery, ale rýchly spôsob použitia dvoch webových kamier blízko seba považujeme za dostačujúci. Poznámka na ľavej strane obrázku môže byť blízka koks je rozostrený a vzdialená plechovka DrPepper je zaostrená. Na obrázku vpravo je situácia opačná. Ak sa pozriete na okraje tohto obrázku, sily okrajov odrážajú zameranie objektu. Biele čiary signalizujú vyšší prechod hrán, čo znamená, že objekt je viac zaostrený. Modrejšie čiary signalizujú slabšiu odozvu. Každý obrázok je rozdelený na 3 zvislé časti. Vľavo, v strede a vpravo. Tieto oblasti používame na zistenie, či v týchto oblastiach existuje prekážka, a ak áno, nasmerujte robota preč. Tieto pásy sú zvýraznené späť na jednu stranu pôvodného obrázku, aby sme mohli overiť ich správnosť. Svetlejšie oblasti na týchto obrázkoch signalizujú, že objekt je blízko. To hovorí robotovi, aby sa vzdialil z tohto smeru. Nevýhodou tejto techniky je, že objekty potrebujú textúru. Na nasledujúcom obrázku môžeme vidieť dva červené bloky, ktoré sú umiestnené na rovnakom mieste ako plechovky, ale nereagujú na túto techniku. Problém je v tom, že červené bloky nemajú žiadnu vnútornú textúru. Táto požiadavka na funkciu je podobná požiadavke potrebnej pre techniky stereofónneho a optického toku.

Krok 8: Ďakujem

Našťastie tento návod vám poskytne niekoľko nápadov, ako používať súpravu držiaka a kolesa motora s regulátorom polohy od Parallax. Zistili sme, že je veľmi jednoduché nastaviť a prispôsobiť sa našim potrebám, a vytvoriť tak veľmi jednoduchého robota ovládaného notebookom. RoboRealm si môžete stiahnuť a vyskúšať si experimentovanie so systémom Machine Vision tak, že prejdete na stránku RoboRealm. Prajem vám príjemný deň! Tím RoboRealm. Vízia pre stroje a TeleToyland - ovládať skutočných robotov z webu.