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mline
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Ein Pi Roboter

Wed Jul 10, 2013 4:27 pm

Ich nenne ihn RPiBot.

Was hat er?
Raspberry Pi Modell A
Vivanco USB-Hub (Backpowerfähig)
TP-Link WLAN
Wyolum AlaMode (Arduino als I2C Gateway für digitale und analoge Sensoren sowie Servos)
Seeedstudio Grove Base Shield (I2C gekappt)
Adafruit I2C 4 Channel Level Converter (an RPi)
Grove I2C OLED Display (an RPi)
Grove I2C Kompass und Beschleunigungssensor (an RPi)
Grove Ultraschall Ranger (an AlaMode)
IR-Distanzsensor (an AlaMode)
1 Servo für Ultraschall (an AlaMode)
2 Servos mit Rädern (an AlaMode)
Bald folgt noch ein Kameramodul

Was kann er?
Navigiert mit Hilfe von 180° drehbarem Ultraschallsensor, IR-Sensor und Kompass. Erstellt eine Karte von seiner Umgebung und kann seine Position auf dieser Karte grob bestimmen (unabhängig davon wo man ihn positioniert). Der US-Sensor scannt dazu die Umgebung in 1° Schritten und fügt dies zu einer Karte zusammen. Tja in der Schule hätte ich nie gedacht das ich den Satz des Pythagoras jemals brauche...
Erkennt große und kleine Objekte um sich sowie Stufen vor sich und Schräglage.
Verfügt über eigene Stromversorgung (derzeit noch Batterien die die Laufzeit erheblich einschränken, Akkus sind auf dem Weg). Ich werde aber wohl doch eines dieser mobilen Ladegeräte mit etwa 8Ah einbauen.
Auf dem Weg ist außerdem ein ordentliches 3tes Rad.

Wie gebaut?
Als Grundplatte habe ich 3mm Alublech verwendet. Das gibt dem Bot viel Stabilität und ist auch nicht zu schwer. Die oberen Ebenen bestehen aus 2mm PS Platten wobei die obere Löcher für das Grove Shield und diverse Grove Module hat.
Für Abstand sorgen 5cm lange Abstandsbolzen. Die gibt es auch aus Kunststoff. Die aus Metall sind ziemlich schwer.
Servohalter kann man kaufen jedoch habe ich meine aus Pertinax.
Stromversorgung ist derzeit ein 6 Zellen AA Batteriehalter und dieser Grove Halter für 9V Blocks von Seeedstudio. Ich musste das Teil etwas ändern aber passt so ganz gut zusammen. Die 9V bzw. 7,2V bei Akkus werden mit einem BEC System von Graupner auf stabile 5V gewandelt. Es stehen so 2,5A an Strom zur Verfügung. Über ein in das USB-Hub gelötete Kabel bekommen angeschlossene Geräte direkt Strom.
Am Hub hängen Pi (Backpowered), WLAN und AlaMode somit kommt es nicht zu Engpässen durch die Sicherung in der Pi.

Ein paar Fotos...
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Christoph1985
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Re: Ein Pi Roboter

Tue Jul 23, 2013 7:54 am

Hey,
richtig cooles Teil.

Ich habe mich auch wieder rangesetzt und mein WLAN Car wieder in Gang gesetzt.
Ich plane auch dem Teil etwas "Intelligenz" in Form von Sensoren zu verschaffen.

Ich habe, ausser die Bestellung der Teile (GPS, Beschleunigungssensor, Ultraschall) , noch keine weiteren Gedanken zur Anwendung / Software gemacht.

Interessant finde ich den Punkt, dass Du mit den US Sensor eine "Karte zeichnest". Könntest du mir dazu ein paar Hinweise geben?
Das Auslesen der Sensoren wird kein Problem sein. Schön wäre aber, eine feste "Map" der Wohnung zu erhalten.

Danke schonmal

Christoph
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Hiswif
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Re: Ein Pi Roboter

Tue Jul 23, 2013 8:52 am

Heho.

Richtig gut das teil. Da haste dir echt ne menge Arbeit gemacht. Respekt.
Die Sache mit der Karte würde mich auch brennend interessieren. Wie hast du das gelöst?
Und ich sag meinen Schülern immer "Der Pythagoras ist wichtig, denn werdet ihr brauchen! " ;)

Was mich ebenfalls interessiert ist dein Antrieb. Was hast du da genommen?


Mfg

His
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mline
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Re: Ein Pi Roboter

Tue Jul 23, 2013 2:29 pm

Antrieb: 2 Parallax Endlosservos mit Rädern (Adafruit)
Man kann aber jedes Servo nehmen und sich Räder aus dem beim Servo mitgelieferten Zubehör und Kunststoffplatten basteln. Umbauanleitungen auf Endlosbetrieb gibts bei Google.

Wollte eben mal schnell die Software beschreiben aber ist doch komplexer als ich erst dachte Oo

Ich versuche das mal abzukürzen. Im Prinzip macht der Bot nix anderes als so lange geradeaus zu fahren bis er auf genau 1m an ein Hindernis rangekommen ist. Danach dreht er den Ultraschallsensor um 45° nach Links bzw Rechts und sieht sich den Verlauf des Hindernisses an. Ist die Linie die dabei rauskommt halbwegs gerade richtet sich der Bot danach aus und fährt wieder so lange gerade bis das nächste Hindernis da ist. Hin und wieder dreht sich der US-Sensor um 90° zur Seite und prüft den Abstand zur eben erkannten Wand. Hat der Bot eine Wand vor sich erreicht die er schon kennt dreht er sich davon weg und erkundet das innere des Raumes. Dabei nutzt er den Kompass um halbwegs gerade zu fahren. Später erledigt das Trägheitsnavigation oder die Kamera.

Wissen wo er ist kann er weil die Daten alle in einer Datenbank gespeichert sind und er einfach wiederholt Messungen macht und diese mit den Daten aus der DB vergleicht.
Durchsucht er den Raum sucht er sich ebenfalls hin und wieder mal ne Wand um zu sehen ob er noch da ist wo er glaubt zu sein und korrigiert eventuelle Abweichungen. Das ist wichtig falls es sich um einen Raum handelt dessen Wände alle absolut identisch sind.

Diese Software ist nicht optimal, lässt viele Fehler zu und ist extrem komplex. Aber was mich faszinierte ist die Tatsache das man mit extrem wenig Sinneswahrnehmung trotzdem heil durch einen Raum kommt.
Demnächst wird dieses System durch Kameratracking ersetzt. US dient dann vielleicht noch zum Hunde erschrecken...
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mline
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Re: Ein Pi Roboter

Mon Aug 26, 2013 12:57 pm

Hab den Bot umgebaut.

Weggefallen ist der Akku und das Ultraschall-Servo.
Hinzugekommen ist ein USB-Stick (wegen übertakten auf 1GHz), ein Mobile Power Tank mit 12Ah (effektiv wohl eher 10Ah), ein paar analoge Sensoren und das Kameramodul. Außerdem hat er ein neues Chassis bekommen. Es ist jetzt vollständig rund und es stehen keine Kabel oder sonst was raus (wird eventuell mal komplett verkleidet, als R2D2 haha). Unter dem Chassis arbeiten nun 2 Ball-Caster die aber noch nicht den korrekten Abstand haben. Es fehlen noch 1,5mm pro Seite. Außerdem sind die Schrauben zu kurz.

Der Powertank schaltet sich selbst nach einigen Minuten aus wenn die Schaltung wenig Strom benötigt. Fährt die Pi herunter passiert genau das ;)
Leider bin ich mit dem USB-Hub und den Geräten drann schon drüber darum muss ich nun doch selbst abschalten.
Mit dem 12Ah Akku kann ich die Pi (mit aktivem WLAN) etwa 10 Stunden betreiben.
Der Akku hat eine Ladestandsanzeige. 4 blaue LEDs die nach der Reihe aus gehen und das letzte LED blinkt wenn er leer ist. Das könnte man irgendwie mit dem AlaMode auslesen. Oder man verwendet 4 Stück LDR und Spannungsteiler um den Ladestand zu erhalten.

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