Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Сделать робота на raspberry pi, обновленный pi-tank. Часть 1. Железо

Предлагается сделать домашнего робота, отличительными чертами которого будут:
относительная простота создания (как по времени, так и трудозатратам),
недорогие комплектующие,
доступный софт,
возможность удаленного управления, в том числе через интернет,
возможность бесшумно передвигаться,
наличие веб-камеры, которая (которой):
> вещает в сеть
> можно удаленно управлять(поворотная камера по осям x и y, pan-tilt)
> имеет возможность фото-, видео- съемки с сохранением на диск и скачивания данных медиа
> можно управлять настройками (экспозиция, баланс и т.п.)
> поддерживает день|ночь
> может сохранять снимки при наличии движения (motion detection).
возможность управлять режимом работы для экономии батареи, в том числе пробуждаться и засыпать, контролировать заряд батареи.




Небольшая вводная

.

Данный проект был создан более 3 лет назад и в течение этих 3-ти лет с ним многое происходило. Рождались и умирали ардуины, добавлялся и также отходил к праотцам речевой интерфейс, менялись драйверы двигателей, блоки питания, части советского железного конструктора, камеры для raspberry pi.
Не хватало только способа сэкономить энергию, так как работы батареи (powerbankа) робота хватало на 8-10 часов без слишком активной езды, но с постоянно работающей камерой и двигателями в режиме ready-to-go.
И вот, относительно недавно появилось решение для поставленной задачи. Данное решение потребовало в очередной раз перепахать весь проект, чтобы вспомнить что и как там реализовано.
Поэтому, пойдем по свежим следам.
Некоторые решения могут показаться странными, но к ним привела практика, поэтому будут соответствующие пояснения.

Перечень комплектующих

.

траки (chassis) как вариант ссылка
Лучше брать именно траки, так как колеса, а также омни-колеса в домашних условиях плохо себя проявили, проскальзывая либо застревая. Кроме того, чем шире и выше база танка, тем лучше проходимость через пороги. Плюс возможность поместить батарею под базу, сделав танк еще более устойчивым.
Траки можно брать голые без всяких там ардуин, пультов и т.п.


raspberry pi 3b+
Основной одноплатник, на котором будет все работать. Желательно взять для него корпус с возможностью доступа к gpio. Без корпуса все будет значительно быстрее пылиться и ржаветь.
Сразу ответим на попутные вопросы:
Почему не raspberry pi 4? более энергозатратная, нужен кулер, нестандартный powerbank и т.д. Почему не pi zero видео немного подтормаживает, но, в принципе, на ней тоже должно все завестись.
Почему не другие одноплатники (бананы, оранжи, одроиды и т.п.) так исторически сложилось.



-гребенки для gpio raspberry pi (8PCS,2X20(40 Pin) Extra Tall Female 0.1 Inch Pitch Stacking Header for Raspberry Pi A+/B+/Pi 2/Pi 3 Extra Tall Header) как вариант ссылка


-Witty Pi 3 Mini как вариант ссылка
Это единственная шапка для raspberry pi. Она как раз и будет отвечать за питание, а также режим работы робота.
*для шапки можно также взять LM29150 и впаять на плату. Это позволить питать raspberry не только от 5V, но и выше (до 8V). Об этом есть в инструкции в шапке.


csi-камера для raspberry pi. Работает быстрее, чем usb камера, занимает меньше места. Лучше брать рыбий глаз с автоматическим переключением день/ночь (характерный проводок от камеры на фото) как вариант ссылка.


sg-90 сервы 2 шт. Хлипкие, но ими можно напрямую управлять с gpio raspberry pi без страха спалить пины.


пластиковый подвес для серв (Servo bracket PT Pan/Tilt Camera Platform Anti-Vibration Camera Mount for Aircraft FPV dedicated nylon PTZ for 9G SG90) как вариант ссылка.
Для raspberry pi есть особые pan-tilt шапки, но они на порядок дороже.


l298n 1 шт. драйвер двигателей.


usb повышающий преобразователь с 5V до 12V 1шт. (DC-DC 5V to 12V 5W USB Step Up Power Supply Module Boost Converter Voltage Board 4.2V-5.2V) как вариант ссылка

powerbank c 2-мя выходами usb (для питания двигателей и raspberry pi).


провода, делали советского конструктора как средства крепежа, стойки.

Все. Нет никаких аккумуляторов 18650 и ардуин.
Бюджет: до 15т.р., самое дорогое траки.

Как все собрать.


Останавливаться на том как собрать траки (chassis) мы не будем, так как, в зависимости от выбранного варианта, сборка может отличаться. Кроме того, как правило, продавец траков дает инструкцию или ссылку на нее. Например такую посмотреть.
Единственная ремарка: от двигателей идут сразу несколько проводов. Нам понадобятся только пары красный-черный, питание и земля.
Как собирать подвес вместе с sg-90, мы также не будем останавливаться. Необходимо только иметь в виду, что перед закреплением в подвес сервы должны находиться в среднем положении (угол 90 градусов). Это нужно для того, чтобы подвес имел ход движения во все стороны, а не имел перекос в одну из них. Так что лучше сначала выставить сервы, а потом их закреплять.
Также по поводу серв. В проекте есть возможность управлять сразу двумя сервами (влево-вправо, вверх-вниз).
Но практика показала, что лучше влево-вправо не использовать по двум причинам:
можно потерять направление робота,
крепежные элементы sg-90 хлипкие и быстро изнашиваются.

Взглянем на схему подключения:


В принципе, ничего сложного нет. На драйвере двигателей l298n выводы ENA и ENB не задействованы и на них должны стоять перемычки.
Шим сигнал не используется и робот не сможет плавно разгоняться и тормозить. Это сделано намеренно, так как при плохом wi-fi или иных задержках робот по разному реагировал на управляющие сигналы. Вместо этого используются паузы в скриптах. Как это реализовано будет показано позднее.
Вместо блока батарей подразумевается powerbank. Здесь же пригодится usb повышающий преобразователь с 5V до 12V.
Питание на raspberry pi подается через wittypi 3 mini. Дополнительно питать одноплатник и сервы не нужно.

В завершение немного
фото
:









Продолжение следует.
Источник: habr.com
К списку статей
Опубликовано: 27.03.2021 10:18:41
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Python

Разработка робототехники

Разработка на raspberry pi

Робототехника

Робототехника своими руками

Diy

Rasberry pi

Разработка робота

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru