Γρήγορη βάση ρομπότ φορητού υπολογιστή: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Ως συνεργασία μεταξύ TeleToyland και RoboRealm, δημιουργήσαμε μια γρήγορη βάση για ένα φορητό υπολογιστή με ρομπότ χρησιμοποιώντας το Parallax Motor Mount & Wheel Kit. Για αυτό το έργο, θέλαμε να το κρατήσουμε γρήγορα και απλά και θέλαμε να αφήσουμε την κορυφή του ρομπότ εντελώς καθαρή για τον φορητό υπολογιστή. Ας ελπίσουμε ότι αυτό θα δείξει πόσο εύκολο είναι να εγκαταστήσετε και να εμπνεύσετε πιο δημιουργικά ρομπότ! Όπως συμβαίνει με κάθε καλή βάση ρομπότ, έχουμε τον πολύ σημαντικό διακόπτη ισχύος κινητήρα και μια λαβή!

Βήμα 1: Υλικά

Για τους κινητήρες, χρησιμοποιήσαμε το Κιτ Motor Mount & Wheel με Position Controller από την Parallax (www.parallax.com) (είδος #27971). Αυτά παρέχουν μια ωραία συναρμολόγηση κινητήρα, οπτικού κωδικοποιητή και ελεγκτή θέσης. Στην πρώτη μας στροφή, δεν χρησιμοποιούμε στην πραγματικότητα τον ελεγκτή θέσης, αλλά για τα περισσότερα ρομπότ, είναι μια πολύ ωραία δυνατότητα. Χρησιμοποιήσαμε επίσης το κιτ τροχού Caster από την Parallax (στοιχείο #28971). Προτιμούμε έντονα ρομπότ με δύο κινητήριους τροχούς και τροχό από ρομπότ ολίσθησης! Από την εμπειρία μας, τα ρομπότ ολίσθησης (4 κινητήριων τροχών) έχουν πρόβλημα να ανοίξουν κάποια χαλιά και αίθρια. Για τα χειριστήρια του κινητήρα, χρησιμοποιήσαμε δύο από τους ελεγκτές κινητήρα Parallax HB-25. (στοιχείο #29144) Για τον ελεγκτή Servo, χρησιμοποιήσαμε το Parallax Servo Controller (USB). (στοιχείο #28823) Για τα υπόλοιπα, χρησιμοποιήσαμε ένα κομμάτι 12 "x10" από κόντρα πλακέ 1/2 ", 8" από 1x3 πεύκο και μερικές βίδες και μπουλόνια. Τα κυριότερα ήταν μπουλόνια 2,5 "Flat Head 1/4" x20. Τα μπουλόνια με επίπεδη κεφαλή χρησιμοποιήθηκαν καθ 'όλη τη διάρκεια για να διατηρηθεί η επιφάνεια του ρομπότ επίπεδη.

Βήμα 2: Χτίζοντας τη βάση

Η βάση ήταν πολύ εύκολη στην κατασκευή. Συγκεντρώσαμε τα Κιτ Τροχού και Κινητήρα και αποφασίσαμε να τα χρησιμοποιήσουμε με τους κινητήρες πάνω από τον άξονα για την καλύτερη απόσταση. Χρειαστήκαμε λοιπόν κάποιες αντιδράσεις για να καθαρίσουμε τους κινητήρες. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήσαμε ένα τεμάχιο 4 "1x3 πεύκου με δύο τρύπες 1/4" που ανοίχθηκαν 2 "μεταξύ τους για να ταιριάζουν με τις οπές στερέωσης στο κιτ τροχού και κινητήρα. Χρησιμοποιήσαμε μια πρέσα τρυπανιών για να κάνουμε αυτές τις τρύπες ίσια, οπότε αν Έχετε μόνο ένα τρυπάνι χειρός, μπορείτε να σημαδέψετε και να τρυπήσετε και από τις δύο πλευρές για να συναντηθείτε στη μέση ή να ανοίξετε μια μεγαλύτερη τρύπα για να επιτρέψετε λίγο χώρο. Το επίπεδο τμήμα της βάσης ήταν κατασκευασμένο από κόντρα πλακέ 1/2 " - χρησιμοποιήσαμε 12 "φαρδιά και 10" μακριά για να ταιριάζουν στα μίνι σημειωματάριά μας, αλλά το μέγεθος μπορεί πραγματικά να είναι οτιδήποτε εδώ. Τρυπήσαμε τις τρύπες 1/4 "για να ταιριάξουμε με το standoff και τα Wheel Kits - 1/2" από το πλάι και 2 "μεταξύ τους όπως πριν. Η κορυφαία άκρη ταιριάζει με την αναμονή, οπότε τα ελαστικά κολλάνε λίγο. Το κάναμε αυτό βάλτε τους να χτυπήσουν στον τοίχο πριν από τη βάση, αλλά αυτό δεν είναι πολύ μεγάλη υπόθεση. Στην κορυφή του σκάφους, χρησιμοποιήσαμε ένα μικρό νεροχύτη για να κάνουμε χώρο για την επίπεδη κεφαλή των μπουλονιών 1/4 "x20 (μήκους 2,5")). Τα μπουλόνια πρέπει να είναι στην πραγματικότητα λίγο μικρότερα από 2,5 "για να ταιριάζουν ακριβώς, οπότε κόβουμε περίπου το 1/4" από τις άκρες με ένα εργαλείο Dremel. Εάν χρησιμοποιείτε κόντρα πλακέ 3/4 ", μπορεί να ταιριάζουν χωρίς να είναι αποκοπή. Μόλις ολοκληρώθηκε, βιδώσαμε τα κιτ τροχού και κινητήρα στη βάση.

Βήμα 3: Προσθήκη του τροχού τροχού

Τοποθετήσαμε το Caster Wheel Kit στη μέση του πίσω μέρους του ρομπότ - κεντραρίστηκε μία από τις τρεις οπές στη βάση στη βάση περίπου 1/2 "από την άκρη του πίνακα και στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε ένα τετράγωνο για να κάνουμε τις άλλες δύο τρύπες παράλληλα με το πίσω μέρος του πίνακα. Σε αυτή τη διαμόρφωση, ο τροχός τροχού μπορεί να επεκταθεί πέρα από τη βάση όταν το ρομπότ προχωράει. Χρησιμοποιήσαμε #6 μπουλόνια και παξιμάδια επίπεδης κεφαλής για αυτό - χρησιμοποιήθηκαν ροδέλες για να καλύψουν τις οπές υποδοχής στο κιτ κάστερ - και πάλι για να διατηρήσετε το επάνω εμπόδιο ελεύθερο. Η μόνη αλλαγή στο κιτ ήταν ότι επεκτείναμε τον άξονα για να φτιάξουμε το επίπεδο βάσης. Για τη ρύθμιση μας, φτιάξαμε έναν νέο άξονα από ράβδο αλουμινίου 1/4 "που ήταν 1 3/4" μακρύτερο από αυτό με το κιτ. Χρησιμοποιήσαμε ένα εργαλείο Dremel για να κάνουμε μια εγκοπή στο νεότερο μακρύτερο άξονά μας για να ταιριάζει με αυτή του κιτ.

Βήμα 4: Ελεγκτές κινητήρα, μπαταρίες και διακόπτες

Για το μοτέρ, τοποθετήσαμε τα HB-25 πίσω από τους κινητήρες για να αφήσουμε χώρο για τις μπαταρίες. Και πάλι, χρησιμοποιήσαμε τα #6 μπουλόνια επίπεδης κεφαλής. Για να τοποθετήσουμε τους κινητήρες στα HB-25, κόψαμε τα καλώδια του κινητήρα σε μήκος και χρησιμοποιήσαμε πτυχωτά βύσματα. Αφήσαμε κάποια χαλάρωση στα καλώδια του κινητήρα, αλλά όχι τόσο πολύ που χρειαζόμασταν φερμουάρ για να τα κρατήσουμε. Μόλις στύψαμε τις υποδοχές, τις κολλήσαμε και αυτές - μισείτε να έχετε χαλαρή σύνδεση εκεί!:-) Για τις μπαταρίες, βιαζόμασταν και χρησιμοποιήσαμε κελιά NiMH C. Πραγματικά οτιδήποτε για να φτάσετε στα 12v είναι εντάξει. Χρησιμοποιήσαμε κύτταρα τζελ μολύβδου, αλλά αυτά φαίνεται να αποτυγχάνουν μετά από μερικά χρόνια, καθώς δεν τα διαχειριζόμαστε όσο καλύτερα μπορούσαμε, και η ύπαρξη τυπικών κυψελών μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε αλκαλικά ως αντίγραφα ασφαλείας πριν από γεγονότα και επιδείξεις! Ναι, υπάρχουν καλύτεροι κάτοχοι κυττάρων C - τι μπορούμε να πούμε; Μασταν απασχολημένοι και το Radio Shack ήταν κοντά.:-) Προσθέσαμε έναν αναμμένο διακόπτη τροφοδοσίας. Και πάλι, τοποθετημένο κάτω από τη βάση για να διατηρείται η κορυφή καθαρή και το επεκτείναμε ακριβώς πίσω από το πίσω μέρος για να φτάσετε πιο εύκολα. Θα προσθέσουμε μια λαβή, οπότε η δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και το χτύπημα του διακόπτη είναι λιγότερο πιθανό. Προσθέσαμε δεύτερο διακόπτη και πακέτο μπαταρίας για τον σερβο πίνακα ελέγχου, αλλά η ισχύς USB μπορεί να είναι αρκετή για τα HB-25, καθώς δεν τραβούν πολύ δύναμη από την πλευρά του σήματος. Οι βραχίονες διακόπτη έγιναν από αλουμίνιο γωνίας που είχαμε γύρω.

Βήμα 5: Servo Control and Handle

Ο έλεγχος των HB-25 μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους, αλλά δεδομένου ότι το RoboRealm υποστηρίζει το Parallax Servo Controller (USB) και είχαμε ένα γύρω, το χρησιμοποιήσαμε. Σημειώστε ότι προς το παρόν, δεν χρησιμοποιούμε τους ελεγκτές κινητήρα στον τροχό και Κιτ κινητήρα. Τα χειριστήρια είναι πολύ ωραία, αλλά για το RoboRealm, χρησιμοποιούμε την όραση για να οδηγήσουμε το ρομπότ αυτή τη στιγμή και δεν τα χρειαζόμαστε. Μπορούμε να προσθέσουμε αυτήν την ικανότητα στο μέλλον και για οποιοδήποτε άλλο είδος ελέγχου, η χρήση των χειριστηρίων θα διευκολύνει την οδήγηση του ρομπότ σε ευθεία γραμμή κ.λπ. Κάθε ρομπότ χρειάζεται λαβή! το βίδωσε στο πίσω μέρος. Τρυπήσαμε πιλοτικές τρύπες αφού το βίδωμα στο πλάι του 1/2 κόντρα πλακέ είναι συνήθως χάος. Είμαστε σίγουροι ότι αυτό μπορεί να γίνει καλύτερα!:-)

Βήμα 6: Υπολογισμός

Μπροστά στη βάση του ρομπότ, δύο κάμερες Creative Notebook είναι τοποθετημένες η μία πάνω στην άλλη, προκειμένου να παρέχουν παρόμοια εικόνα και στις δύο κάμερες. Αυτές οι κάμερες χρησιμοποιούνται για να ψάξουν μπροστά από το ρομπότ για εμπόδια που μπορεί να βρίσκονται στο δρόμο του. Οι δύο κάμερες συνδέονται με τον ενσωματωμένο υπολογιστή μέσω USB και τροφοδοτούνται απευθείας στο RoboRealm. Ο φορητός υπολογιστής που χρησιμοποιείται είναι ένα MSI-Winbook που ταιριάζει πολύ όμορφα πάνω από τη ρομποτική βάση. Επιλέξαμε αυτόν τον φορητό υπολογιστή λόγω του μικρού μεγέθους και του χαμηλού κόστους (~ 350 $) Ο φορητός υπολογιστής που λειτουργεί με RoboRealm είναι συνδεδεμένος στο Parallax Servo Controller μέσω USB για τον έλεγχο των κινήσεων του κινητήρα. Ευτυχώς, το MSI διαθέτει 3 θύρες USB, επομένως δεν απαιτείται διανομέας USB σε αυτήν την πλατφόρμα. Σημειώστε ότι το ρεύμα MSI λειτουργεί με τη δική του μπαταρία. Θα ήταν δυνατή η συγχώνευση των δύο συστημάτων ισχύος, αλλά για ευκολία και φορητότητα έμειναν χωριστά.

Βήμα 7: Λογισμικό

Ο φορητός υπολογιστής MSI τρέχει το λογισμικό μηχανικής όρασης RoboRealm. Ο σκοπός της επίδειξης ήταν να χρησιμοποιήσει την εστίαση για να δείξει την παρουσία ενός εμποδίου μπροστά από το ρομπότ. Και οι δύο κάμερες ήταν εστιασμένες χειροκίνητα σε διαφορετικά εστιακά μήκη. Το ένα είναι εστιασμένο έτσι ώστε κοντά αντικείμενα να είναι εστιασμένα και μακριά αντικείμενα εκτός εστίασης. Η άλλη κάμερα (ακριβώς πάνω) είναι εστιασμένη αντίστροφα. Συγκρίνοντας τις δύο εικόνες μπορούμε να πούμε αν κάτι είναι είτε κοντά είτε μακριά, ανάλογα με το ποια εικόνα είναι περισσότερο εστιασμένη από την άλλη. Ο "ανιχνευτής εστίασης" μπορεί να είναι φίλτρο που καθορίζει ποια εικόνα έχει περισσότερες λεπτομέρειες από την άλλη σε μια δεδομένη περιοχή. Ενώ αυτή η τεχνική λειτουργεί, δεν είναι πολύ ακριβής σε σχέση με την απόσταση του αντικειμένου, αλλά είναι μια πολύ γρήγορη τεχνική όσον αφορά τον υπολογισμό της CPU. Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν τις δύο εικόνες της κάμερας καθώς κοιτάζουν προς ένα δοχείο οπτάνθρακα και ένα δοχείο DrPepper. Μπορείτε να δείτε την εστιακή διαφορά μεταξύ των δύο εικόνων και επίσης την κατακόρυφη ανισότητα μεταξύ των δύο φωτογραφικών μηχανών, παρόλο που είναι τοποθετημένες πολύ κοντά η μία στην άλλη. Αυτή η ανισότητα μπορεί να μειωθεί χρησιμοποιώντας ένα πρίσμα για να χωρίσετε μια μεμονωμένη προβολή σε δύο προβολές για δύο κάμερες, αλλά διαπιστώσαμε ότι η γρήγορη μέθοδος χρήσης δύο κάμερων το ένα κοντά στο άλλο είναι επαρκής. Σημειώστε στην αριστερή πλευρά της εικόνας το κλειστό κοκ είναι εκτός εστίασης και το μακρινό δοχείο DrPepper είναι στο επίκεντρο. Στη δεξιά πλευρά της εικόνας η κατάσταση είναι αντίστροφη. Αν κοιτάξετε τα άκρα αυτής της εικόνας, μπορείτε να δείτε ότι τα πλεονεκτήματα των άκρων αντανακλούν την εστίαση του αντικειμένου. Οι λευκές γραμμές σηματοδοτούν μια μετάβαση υψηλότερου άκρου που σημαίνει ότι το αντικείμενο είναι περισσότερο εστιασμένο. Οι πιο μπλε γραμμές σηματοδοτούν μια ασθενέστερη απόκριση. Κάθε εικόνα χωρίζεται σε 3 κατακόρυφα τμήματα. Αριστερά, μεσαία και δεξιά. Χρησιμοποιούμε αυτές τις περιοχές για να καθορίσουμε εάν υπάρχει εμπόδιο σε αυτές τις περιοχές και αν ναι, να απομακρύνουμε το ρομπότ. Αυτές οι ζώνες επισημαίνονται ξανά στη μία πλευρά της αρχικής εικόνας, ώστε να μπορούμε να επαληθεύσουμε την ορθότητα τους. Οι φωτεινότερες περιοχές σε αυτές τις εικόνες σηματοδοτούν ότι το αντικείμενο είναι κοντά. Αυτό λέει στο ρομπότ να απομακρυνθεί από αυτήν την κατεύθυνση. Το μειονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι τα αντικείμενα χρειάζονται υφή. Από την επόμενη εικόνα μπορούμε να δούμε δύο κόκκινα μπλοκ τα οποία τοποθετούνται στην ίδια θέση με τα δοχεία αλλά δεν ανταποκρίνονται σε αυτήν την τεχνική. Το θέμα είναι ότι τα κόκκινα μπλοκ δεν έχουν εσωτερική υφή. Αυτή η απαίτηση χαρακτηριστικών είναι παρόμοια με αυτήν που απαιτείται για τεχνικές στερεοφωνικής και οπτικής ροής.

Βήμα 8: Ευχαριστώ

Ας ελπίσουμε ότι αυτό το Instructable σας δίνει κάποιες ιδέες για το πώς να χρησιμοποιήσετε το Κιτ Motor Mount & Wheel με Position Controller από την Parallax. Βρήκαμε πολύ εύκολο να εγκαταστήσουμε και να προσαρμόσουμε για τις ανάγκες μας, φτιάχνοντας ένα πολύ απλό ρομπότ με φορητό υπολογιστή. Μπορείτε να κατεβάσετε το RoboRealm και να δοκιμάσετε να πειραματιστείτε με το Machine Vision πηγαίνοντας στο RoboRealm. Καλή σας μέρα! Η ομάδα RoboRealm. Vision for Machinesand TeleToyland - έλεγχος πραγματικών ρομπότ από τον ιστό.