Przeróbka robota z kursu budowy robotów

[jas123]

Nie wiem czy można to nazwać pełnoprawnym DIY ale dzisiaj zaprezentuję drugie życie robota z kursu budowy robotów. 

Komentarz dla czepialskich: tak, mogę tego robota nazwać robotem ponieważ jest wyposażony w akcelerometr który jest pewnego rodzaju czujnikiem. Wykorzystałem tą konstrukcję, ponieważ chciałem zrobić coś małego co będzie mogło jeździć po całym domu z kamerką. Najpierw omówimy sobie co było gotowe a później co dodałem albo zmieniłem.

Cała konstrukcja, Arduino  i shield forbota przez cały czas były na swoim miejscu nic w tej kwestii nie ruszałem (oprócz przylutowania paru kabelków do shielda, i wkręcenia wyższych dystansów pod Arduino).

Natomiast ze zmian jest jedna ale za to ważna sprawa jaką jest zasilanie. W oryginalnym robocie całość była zasilana z 6 paluszków AA co daje razem 9 woltów (1,5V * 6 = 9V) . Wady takiego rozwiązania były dwie - brak możliwości ponownego naładowania i zajmowały sporo miejsca. Pozbyłem się problemu i zamieniłem na 2 akumulatorki 18650  co daje 8.4 woltów (4.2V * 2 = 8,4V). Ale ktoś może powiedzieć zaraz zaraz, ale 2 takie akumulatorki 18650 wcale nie zajmują jakoś mniej miejsca i  w ogóle to 8.4 V to nie za mało ? I ma rację bo przy 8.4V mogłem jeździć niecałe dwie minuty (to wszystko wina malinki) dlatego dodałem przetwornicę step- up która podnosi napięcie do 10V. Wracając do kwestii zajmowanego miejsca przez baterie to może faktycznie 18650 nie zajmuje mniej miejsca objętościowo ale za to kształtem idealnie wpasowały się pod przestrzeń między podwoziem a Arduino. Swoją drogą, gdybym nie odkrył tego miejsca to ten projekt by nie powstał. To tyle ze zmian teraz czas na dodatki.

Najważniejszym dodatkiem jest mój samodzielnie zlutowany shield na shielda, może śmiesznie to brzmi ale tak właśnie jest. Zawiera on:

• moduł radiowy nRF24l01 który odpowiada za sterowanie wszystkim,
• akcelerometr MPU6050 który daje możliwość cieszyć się w miarę prostą jazdą do przodu,
• wyprowadzenia na 2 serwa które pozwalają poruszać kamerą aby uzyskać większy kąt widzenia,
• tranzystor do którego podpięte są 2 ledy 1w każda.

Drugim dodatkiem jest Raspberry Pi 4B  razem z kamerką . Tak zdaję sobie sprawę że rpi 4 to overkill do takiego projektu, zajmuje połowę platformy i potrafi zużywać więcej prądu niż cała reszta robota. Ale po prostu nie mam nic innego pod ręką.  

Teraz powiem kilka słów o poszczególnych funkcjach i podzespołach (jeśli można tak to nazwać). Zasilanie - nie będę się już powtarzał ale dla tych co jeszcze się nie domyślili dopowiem tylko że malinka jest zasilana przez przetwornicę step-down ( 8.4V przetwarza na 5V)

Sterowanie - jak już mówiłem za sterowanie odpowiada nRF24l01, jako transmitera używam własnoręcznie zlutowanego pilota którego używałem już w moich poprzednich projektach i o dziwo cały czas jest sprawny. Na razie pilot ma 10 kanałów z czego 8 używam w tym robocie. Krótka rozpiska co obsługuje poszczególny kanał:                                                                                                                 

• lewy joystick góra dół - jazda przód tył,
• lewy joystick lewo prawo - obrót lewo prawo,
• prawy joystick góra dół  - ruch kamerą góra dół,
• prawy joystick lewo prawo - ruch kamerą lewo prawo,
• potencjometr - trymer (albo jakoś tak, nie wiem jak to się pisze) do kamery lewo prawo, chodzi o taki minimalny ruch serwem który pomaga ustawić kamerę w miarę prosto,
• środkowy(pod nrf'em) toggle switch - włącza funkcję w miarę prostej jazdy do przodu,
• prawy toggle switch - światła on/off,
• przycisk w lewym joysticku - włącza buzzer (ten wbudowany w forbotowego shielda).

 

Akcelerometr - sprawił mi najwięcej problemów, a właściwie to program którego nie umiałem poprawnie napisać. Okej przyznam się że funkcji przetwarzającej dane z akcelerometru nie napisałem w pełni samodzielnie. Działa to tak że program odczytuje przyspieszenie w osi Z i w zależności od tej danej steruje prędkością poszczególnych silników.

Kamera - podłączona do RPI 4B przekazuje obraz przez Wi-Fi w sieci WLAN . Ja siedząc przy komputerze widzę ten obraz z programu VNC. Oczywiście najpierw muszę wywołać jakąś komendę którą się z wami podzielę, może ktoś skorzysta:

raspivid -o -t 0 -w 800 -h 400 -rot 180 -fps 30 
   

Ta część też zajęła mi trochę czasu. Chciałem żeby opóźnienie obrazu nie przekraczało 200ms więc przekopywałem internet żeby znaleźć jak streamować obraz za pomocą netcata. Niestety nie udało się znaleźć żadnego właściwego poradnika. Po dłuższym czasie poszukiwań znalazłem tą komendę która pozwoliła mi streamować obraz z kamery na naprawdę sensownym opóźnieniu (postaram się później podesłać filmik w komentarzu). 

Wady - oczywiście, tak jak wszystko na tym świecie robot ma wady i to nie jedną, a kilka:

• środek ciężkości - można głównym ciężarem są akumulatorki które są położone z tyłu co znacznie przesuwa środek ciężkości (czerwony - gdzie jest, zielony - gdzie powinien być),
• Raspberry Pi 4B - zajmuje za dużo miejsca i pobiera za dużo prądu,
• Zasilanie - pomimo że je zmieniłem to nadal 18650 nie są najlepszym rozwiązaniem. 

Na końcu zamieszczę jeszcze filmik pokazujący moc akcelerometru, ruch kamery i jazdę po dywanie.

[Treker (Damian Szymański)]

@jas123 fajnie, że robot dostał drugie życie, dobra robota To chyba największa modyfikacja tej konstrukcji jaka pojawiła się na forum, gratulacje!

[jas123]

Jest i obiecany filmik:

 

[KHX]

Fajny projekt, dosyć szybki ten robot. 

[DobryKnur]

Jak sprawuje się ten nadajnik? Jaki ma zasięg?

[seba861]

Świetny projekt!  W oparciu o co napisałeś funkcje przetwarzającą dane z akcelerometru?

[jas123]

@DobryKnur do tego projektu nadajnik sprawuje się całkiem dobrze (w domu nie ma zbyt dużego pola do popisu). Teoretycznie powinien mieć zasięg 1100m ale w praktyce od ~50m zaczynało trochę zrywać sygnał gdy testowałem na otwartym terenie. Możliwe że to moja wina, bo podłączyłem go przez jakiś najtańszy stabilizator 3.3V.

[Spidi-Andi]

Fajny pomysł. Chyba też zastosuje akcelerometr do mojego pojazdu dla stabilizacji. Więcej takich projektów.