Szybka podstawa robota do notebooka: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

W ramach współpracy między TeleToyland i RoboRealm zbudowaliśmy szybką podstawę dla robota opartego na notebooku, używając zestawu do montażu silnika i koła Parallax. W przypadku tego projektu chcieliśmy, aby było to szybkie i proste, i chcieliśmy, aby górna część robota była całkowicie wolna od notebooka. Mamy nadzieję, że pokaże to łatwość konfiguracji i zainspiruje bardziej kreatywne roboty! Podobnie jak w przypadku każdej dobrej podstawy robota, mamy wszystkie ważne przełączniki zasilania silnika i uchwyt!

Krok 1: Materiały

W przypadku silników użyliśmy zestawu do montażu silnika i koła z kontrolerem pozycji firmy Parallax (www.parallax.com) (pozycja #27971). Zapewniają one dobry montaż silnika, enkodera optycznego i kontrolera położenia. W naszej pierwszej wersji nie używamy kontrolera położenia, ale dla większości robotów jest to bardzo przyjemna funkcja. Użyliśmy również zestawu kółek Caster Wheel firmy Parallax (pozycja #28971). Zdecydowanie wolimy roboty z dwoma kołami napędowymi i kołem samonastawnym od robotów ze sterowaniem poślizgowym! Z naszego doświadczenia wynika, że roboty ze sterowaniem poślizgowym (4 koła napędzane) mają problemy z włączaniem niektórych dywaników i tarasów. Do sterowania silnikami użyliśmy dwóch sterowników silnika Parallax HB-25. (pozycja #29144) W przypadku kontrolera Servo użyliśmy kontrolera Parallax Servo Controller (USB). (pozycja #28823) Do reszty użyliśmy kawałka 12"x10" sklejki 1/2", 8" sosny 1x3 oraz trochę śrub i śrub. Głównymi były śruby 2.5" Flat Head 1/4"x20. Śruby z płaskim łbem zostały użyte w całym tekście, aby utrzymać płaską powierzchnię robota.

Krok 2: Budowa bazy

Podstawa była bardzo łatwa do wykonania. Złożyliśmy zestawy kół i silników i postanowiliśmy użyć ich z silnikami nad osią, aby uzyskać jak najlepszy prześwit. Potrzebowaliśmy więc kilku elementów dystansowych, aby wyczyścić silniki. Aby to zrobić, użyliśmy 4" kawałka sosny 1x3 z dwoma 1/4" otworami wywierconymi w odległości 2" w celu dopasowania do otworów montażowych w zestawach kół i silników. Użyliśmy wiertarki, aby wyprostować te otwory, więc jeśli ty posiadamy tylko wiertarkę ręczną, można znakować i wiercić z obu stron tak, aby zbiegały się na środku, lub wywiercić większy otwór, aby zrobić trochę miejsca na ruchy. Płaska część podstawy została wykonana ze sklejki 1/2" - użyliśmy 12 „szeroki i 10” długi, aby zmieścić się w naszych mini-notebookach, ale rozmiar może być tutaj naprawdę dowolny. Wywierciliśmy otwory 1/4", aby dopasować dystans i zestawy kół - 1/2" z boku i 2" od siebie, jak poprzednio. Krawędź natarcia pasowała do dystansu, więc opony trochę odstają. Zrobiliśmy to, niech uderzają o ścianę przed podstawą, ale to nie jest zbyt wielka sprawa. Na górze deski użyliśmy pogłębiacza, aby zrobić miejsce na płaski łeb śrub 1/4"x20 (długość 2,5"). Śruby muszą być w rzeczywistości nieco krótsze niż 2,5", aby pasowały idealnie, więc po prostu odcięliśmy około 1/4" końców za pomocą narzędzia Dremel. Jeśli użyjesz sklejki 3/4", mogą pasować bez odciąć. Po zakończeniu przykręciliśmy zestawy kół i silników do podstawy.

Krok 3: Dodawanie kółka samonastawnego

Zamontowaliśmy Caster Wheel Kit na środku tyłu robota - wyśrodkowaliśmy jeden z trzech otworów na uchwycie na podstawie około 1/2" od krawędzi deski, a następnie użyliśmy kwadratu, aby zrobić pozostałe dwa otwory równolegle do tyłu deski. W tej konfiguracji kółko samonastawne może wystawać poza podstawę, gdy robot porusza się do przodu. Użyliśmy do tego śrub i nakrętek #6 z płaskim łbem – użyliśmy podkładek do zakrycia otworów gniazda w zestawie kółek - znowu, aby utrzymać górną przeszkodę wolną. Jedyna zmiana w zestawie polegała na przedłużeniu trzonka, aby uzyskać poziom podstawy. W naszym zestawie zrobiliśmy nowy trzonek z aluminiowego pręta 1/4", który miał 1 3/4" dłuższy niż ten z zestawu. Użyliśmy narzędzia Dremel, aby wykonać wycięcie w naszym nowszym dłuższym trzonku, aby pasowało do tego w zestawie.

Krok 4: Sterowniki silnika, akumulatory i przełączniki

W celu sterowania silnikiem zamontowaliśmy HB-25 za silnikami, aby zostawić miejsce na akumulatory. Ponownie użyliśmy śrub z łbem płaskim #6. Aby zamontować silniki do HB-25, przycięliśmy przewody silnika na odpowiednią długość i użyliśmy zaciskanych złączy. Zostawiliśmy trochę luzu na przewodach silnika, ale nie na tyle, że potrzebowaliśmy opasek do ich utrzymania. Po zaciśnięciu złączy też je przylutowaliśmy - nienawidzę mieć tam luźnego połączenia!:-) Do akumulatorów spieszyliśmy się i używaliśmy ogniw NiMH C. Naprawdę wszystko, co doprowadzi cię do 12V, jest w porządku. Użyliśmy ogniw Lead Acid Gel, ale te wydają się zawodne po kilku latach, ponieważ nie zarządzamy nimi tak dobrze, jak moglibyśmy, a posiadanie standardowych ogniw pozwala nam używać zasad jako kopii zapasowej przed wydarzeniami i pokazami! Tak, są lepsze uchwyty na komórki C - co możemy powiedzieć? Byliśmy zajęci, a Radio Shack było blisko.:-) Dodaliśmy podświetlany włącznik zasilania. Ponownie zamontowana pod podstawą, aby górna część była wolna, i wysunęliśmy ją tuż za tył, aby łatwiej było się do niej dostać. Dodamy uchwyt, więc cofanie się i naciskanie przełącznika jest mniej prawdopodobne. Dodaliśmy drugi przełącznik i akumulator do płyty sterującej serwomechanizmu, ale zasilanie USB może wystarczyć dla HB-25, ponieważ nie pobierają dużo mocy po stronie sygnału. Wsporniki przełączników zostały wykonane z jakiegoś kątowego aluminium, które mieliśmy wokół.

Krok 5: Sterowanie serwo i uchwyt

Kontrolowanie HB-25 można wykonać na wiele sposobów, ale ponieważ RoboRealm obsługuje kontroler Parallax Servo Controller (USB), a mieliśmy taki w pobliżu, użyliśmy tego. Zauważ, że na razie nie używamy sterowników silnika na kole i zestawy silnikowe. Kontrolery są bardzo ładne, ale w przypadku RoboRealm używamy wizji do kierowania robotem teraz i nie potrzebujemy ich. Możemy dodać tę możliwość w przyszłości, a dla każdego innego rodzaju sterowania użycie kontrolerów ułatwiłoby jazdę robotem w linii prostej itp. Każdy robot potrzebuje uchwytu! przykręciłem go z tyłu. Wywierciliśmy otwory pilotażowe, ponieważ wkręcanie w bok 1/2 sklejki to zwykle bałagan. Jesteśmy pewni, że można to zrobić lepiej!:-)

Krok 6: Obliczanie

Przed podstawą robota dwie kamery Creative Notebook są zamontowane jedna na drugiej, aby zapewnić podobny obraz w obu kamerach. Kamery te służą do patrzenia przed robotem w poszukiwaniu przeszkód, które mogą znajdować się na jego drodze. Dwie kamery są podłączone do komputera pokładowego przez USB i są wprowadzane bezpośrednio do RoboRealm. Używany notebook to MSI-Winbook, który bardzo dobrze pasuje do podstawy robota. Wybraliśmy ten laptop ze względu na jego mały rozmiar i niski koszt (~350 USD). Laptop z RoboRealmem jest podłączony do kontrolera Parallax Servo przez USB, aby kontrolować ruchy silnika. Na szczęście MSI ma 3 porty USB, więc hub USB nie jest potrzebny na tej platformie. Zauważ, że prąd MSI działa na własnej baterii. Byłoby możliwe połączenie dwóch systemów zasilania razem, ale dla wygody i mobilności pozostawiono je rozdzielone.

Krok 7: Oprogramowanie

Na laptopie MSI działa oprogramowanie do widzenia maszynowego RoboRealm. Celem demonstracji było wykorzystanie ostrości w celu wskazania obecności przeszkody przed robotem. Oba aparaty były ręcznie ustawiane na różnych ogniskowych. Jeden jest skupiony tak, że bliskie obiekty są ostre, a odległe obiekty są nieostre. Drugi aparat (tuż powyżej) jest ustawiony odwrotnie. Porównując oba obrazy, możemy stwierdzić, czy coś jest blisko, czy daleko, w zależności od tego, który obraz jest bardziej ostry niż drugi. "Detektor ogniska" może być filtrem, który określa, który obraz ma więcej szczegółów niż inny w danym obszarze. Chociaż ta technika działa, nie jest bardzo precyzyjna w odniesieniu do odległości obiektu, ale jest to bardzo szybka technika pod względem obliczeń procesora. Poniższe obrazy pokazują dwa obrazy z kamer, które spoglądają w kierunku puszki po coli i puszki DrPepper. Możesz zobaczyć ogniskową różnicę między dwoma obrazami, a także pionową rozbieżność między dwoma kamerami, mimo że są zamontowane bardzo blisko siebie. Tę rozbieżność można zmniejszyć, używając pryzmatu, aby podzielić pojedynczy widok na dwa widoki dla dwóch kamer, ale uznaliśmy, że wystarczy szybka metoda użycia dwóch kamer internetowych znajdujących się blisko siebie. Uwaga po lewej stronie obrazu może jest nieostry, a daleka puszka DrPeppera jest w centrum uwagi. Na zdjęciu po prawej stronie sytuacja jest odwrotna. Jeśli spojrzysz na krawędzie tego obrazu, zobaczysz, że mocne krawędzie odzwierciedlają skupienie obiektu. Białe linie sygnalizują wyższe przejście krawędzi, co oznacza, że obiekt jest bardziej ostry. Bardziej niebieskie linie oznaczają słabszą reakcję. Każdy obraz jest podzielony na 3 pionowe sekcje. Lewy, środkowy i prawy. Korzystamy z tych obszarów, aby określić, czy w tych obszarach znajduje się przeszkoda, a jeśli tak, odprowadzić robota. Te pasma są podświetlone z powrotem po jednej stronie oryginalnego obrazu, abyśmy mogli zweryfikować ich poprawność. Jaśniejsze obszary na tych obrazach sygnalizują, że obiekt jest blisko. To każe robotowi oddalić się od tego kierunku. Minusem tej techniki jest to, że obiekty potrzebują tekstury. Na następnym obrazie widzimy dwa czerwone klocki, które są umieszczone w tej samej pozycji co puszki, ale nie reagują na tę technikę. Problem polega na tym, że czerwone bloki nie mają żadnej wewnętrznej tekstury. To wymaganie dotyczące funkcji jest podobne do wymaganego w przypadku technik stereo i przepływu optycznego.

Krok 8: Dzięki

Mamy nadzieję, że ta instrukcja zawiera kilka pomysłów na temat korzystania z zestawu do montażu silnika i koła z kontrolerem pozycji firmy Parallax. Okazało się, że konfiguracja i dostosowanie do naszych potrzeb są bardzo łatwe, tworząc bardzo prostego robota sterowanego przez notebook. Możesz pobrać RoboRealm i spróbować poeksperymentować z Machine Vision, przechodząc do RoboRealm. Miłego dnia! Zespół RoboRealm. Vision for Machines i TeleToyland - kontroluj prawdziwe roboty z sieci.