Inspetor Roomba: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

A maioria de nós usa robôs iRobot Roomba apenas para aspirar, mas poucos sabem que é uma ótima base para novos projetos de robótica. Todos os fabricantes devem experimentar o Roomba Open Interface (OI) para descobrir como é fácil controlar este robô. Nesta instrução, você aprenderá como adicionar alguns recursos úteis ao seu Roomba. No início, descreverei como controlar remotamente o Roomba via bluetooth e aplicativo Android. Posteriormente, mostrarei como rodar streaming de vídeo com base no RPi e, finalmente, delinearei o plano para o desenvolvimento deste projeto.

Peças necessárias neste projeto:

1. Módulo bluetooth BTM-222 ou outro funcionando a 115200 baud rate x1
2. Regulador de tensão abaixador de 5V D24V6F5 x1
3. mini breadboard x1
4. Alguns fios

versão com invólucro:

1. Conector mini DIN de 8 pinos x1
2. interruptor de energia x1
3. led 3 mm x1
4. resistor 10k x1
5. pequeno invólucro 50x40x20 mm x1

versão extendida:

1. Raspberry Pi 3 x1
2. RPi dissipador de calor de cobre x1
3. Adaptador WiFi USB x1
4. cartão micro SD de 8 GB ou superior x1
5. Câmera RPi - Lente Fisheye x1
6. Estojo para RPi x1
7. Bateria de alta capacidade 5V (pelo menos 10 Ah) x1
8. Um pedaço de suporte de plástico x1
9. Porcas e parafusos M2 x4

Etapa 1: Conexão de peças eletrônicas

Desta vez, esta etapa é muito simples, pois só precisamos conectar dois módulos para poder controlar nosso Roomba. O primeiro é um módulo Bluetooth que pode operar a 115200 bps. O segundo é o regulador de tensão redutor de 5 V D24V6F5. A bateria carregada do Roomba tem uma tensão de cerca de 14,4 V e nosso módulo bluetooth precisa de 5 V, portanto, precisamos reduzir a tensão da bateria para o nível de 5 V usando o regulador de tensão. O regulador D24V6F5 tem eficiência entre 80 e 90%, um valor muito bom em comparação com os reguladores lineares clássicos que normalmente têm uma eficiência abaixo de 40%. A maneira mais fácil de conectar esses dois módulos é colocá-los em uma mini placa de ensaio e fazer a fiação de acordo com o diagrama de fiação acima. Além disso, todas as conexões são mostradas em fotos numeradas. Tenha cuidado ao conectar aos terminais da bateria. Curto-circuito acidental pode danificar a bateria!

Etapa 2: usando o aplicativo de controle Android

Desenvolvi um aplicativo Android que permite controlar o vácuo robótico da série Roomba 500 via bluetooth. Você pode baixar meu aplicativo gratuitamente no Google Play - Roomb Control. Funciona com smartphones e tablets.

Como usar o aplicativo Roomb Control:

• toque no canto superior direito da tela (3 pontos verticais)
• selecione a guia "Conectar"
• toque na guia "BTM222" e depois de um tempo você deverá ver a mensagem "Conectado ao BTM222"
• depois de conectar, você pode controlar seu Roomba
• Se você não vir seu dispositivo bluetooth, toque no botão "Procurar dispositivos"
• no primeiro uso do seu módulo bluetooth, lembre-se de emparelhá-lo com o seu smartphone inserindo o código padrão fornecido na especificação do módulo bluetooth

Etapa 3: interface aberta do Roomba em exemplos

Nesta etapa, você encontrará exemplos de comandos comuns usados para controlar o Roomba série 500. Você pode encontrar mais informações sobre a interface aberta do Roomba neste documento.

O Roomba 500+ pode operar em um dos quatro modos:

• O modo completo oferece controle total sobre o Roomba (sem restrição de segurança, pois é para o modo seguro e passivo)

• O modo de segurança apresenta algumas exceções relacionadas à segurança quando você não pode controlar todos os atuadores:

  • detecção de queda de roda
  • detecção de um penhasco enquanto se move para frente ou para trás
  • carregador conectado e ligado
• O modo passivo permite que você solicite e receba dados do sensor, mas, neste modo, você não pode controlar os atuadores Roomba (motores, luzes, alto-falante)
• Modo desligado quando a energia é ligada pela primeira vez ou após uma troca de bateria (aguardando o comando Iniciar)

Um modo de operação seguro e totalmente funcional é o modo de segurança, que é o modo preferido para controle remoto. Para executar o modo de segurança, primeiro precisamos enviar o comando 128 que inicia a interface aberta e, em seguida, o comando 130 (ou 131) para colocar o Roomba no modo de segurança. Se quisermos executar um dos modos de limpeza embutidos (clean, spot, dock, etc.), devemos enviar o terceiro comando com o código apropriado (Clean-135, Spot-134, Dock-143). A sequência serial completa para esses modos é a seguinte:

• Definir modo de segurança - (128, 130)
• Spot - (128, 130, 134)
• Limpo - (128, 130, 135)
• Dock - (128, 130, 143)

Se o Roomba estiver no modo de segurança, podemos controlar as rodas motrizes do Roomba usando o comando 137. A seqüência serial de 5 bytes completa é a seguinte: (137, Velocity high byte, Velocity low byte, Radius high byte, Radius low byte). Exemplos de sequências seriais para controle de movimento do Roomba:

• Vá em frente - (137, 100, 0, 128, 0)
• Voltar - (137, 254, 12, 128, 0)
• Vire à direita - (137, 100, 0, 255, 255)
• Vire à esquerda - (137, 100, 0, 0, 1)

Alternativamente, para controlar o movimento do robô, podemos usar o comando 146. Este comando permite controlar o PWM (Modulação por largura de pulso) para a roda direita e esquerda: (146, PWM direito byte alto, PWM direito byte baixo, PWM esquerdo byte alto, PWM esquerdo byte baixo). Exemplo de controle PWM:

• Mover para cima à direita - (146, 0, 130, 0, 255)
• Mover superior esquerdo - (146, 0, 255, 0, 130)

O comando 139 controla as cores dos LEDs. Podemos alterar a cor do LED de limpeza / alimentação definindo o valor do byte de cor na seqüência serial: (139, bits de LED, cor, intensidade). Se o byte de cor for definido como 0, obteremos a cor verde. Ao aumentar este valor obtemos cores intermediárias (laranja, amarelo, etc) e cor vermelha para o valor máximo 255. Exemplos de controle de LEDs:

• verde - (139, 0, 0, 128)
• laranja - (139, 0, 128, 128)
• vermelho - (139, 0, 255, 128)

O último comando que gostaria de mencionar é o comando 140, que permite tocar músicas simples. Exemplos de sequências em série para reproduzir músicas:

• música 1 - (140, 0, 5, 72, 32, 74, 32, 76, 32, 77, 32, 79, 32, 141, 0)
• canção 2 - (140, 1, 5, 69, 16, 71, 16, 72, 16, 74, 16, 76, 16, 141, 1)

Etapa 4: RPi Remote Webcam

Para poder visualizar o streaming de vídeo da câmera em qualquer dispositivo conectado à minha rede local (PC, smartphone, tablet, etc), instalei o servidor de webcam Motion. Você pode encontrar detalhes sobre como fazer isso neste Instructable. As principais etapas são as seguintes:

1. Editar: sudo nano / etc / modules - adicione no final do arquivo: bcm2835-v4l2
2. Instalar Motion: sudo apt-get install motion
3. Abra o arquivo motion.conf digitando: sudo nano /etc/motion/motion.conf e defina os parâmetros de vídeo (por exemplo: daemon ativado, largura 640, altura 480, taxa de quadros 30, webcam_localhost desativado)
4. Habilite o Daemon (serviço): sudo nano / etc / default / motion e encontre e altere start_motion_daemon = yes.
5. Iniciar serviço: sudo service motion start ou sudo motion -n -c /etc/motion/motion.conf
6. Agora abra o navegador da web em seu computador ou smartphone e digite: RPi IP: 8081 (onde "RPi IP" é o IP do seu Raspberry Pi e 8081 é a porta padrão). Exemplo: 192.168.1.14:8081. Se tudo funcionar bem depois de um tempo, você deverá ver a visualização da câmera no navegador da web.

Etapa 5: Planos para Desenvolvimento Futuro

Atualmente, meu Roomba está equipado com um pequeno braço robótico descrito nesta instrução. Este braço robótico pode ser controlado remotamente via bluetooth a partir do aplicativo Android. Na próxima etapa, usarei a visualização da câmera para agarrar e mover objetos remotamente para o espaço marcado (operação no modo semiautônomo).

Se você gostaria de ver meus outros projetos relacionados à robótica, visite:

• meu site: www.mobilerobots.pl
• facebook: robôs móveis

Etapa 6: Conexão de peças eletrônicas - versão 2 com invólucro

Se você gostaria de construir seu próprio receptor removível para controlar o Roomba, esta etapa extra é para você. Nós adicionamos mais alguns elementos e os fecharemos em um invólucro fino. O principal componente de que precisaremos nesta etapa é um conector mini DIN de 8 pinos. Além disso, precisaremos da chave liga / desliga e do indicador com base no LED e no resistor de 10k.

Agora você não precisa se preocupar em esticar os fios. O receptor bluetooth é fechado em uma pequena caixa com dimensões de 50x40x20 mm. Quando não quiser mais usá-lo, você pode removê-lo facilmente do Roomba puxando o plugue mini DIN.