Modificando um IRobot Criar para Pintar: 6 etapas (com imagens)

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

Este é um projeto de robótica que provavelmente poderia ser concluído por alguém que não tem nenhuma experiência com robôs. Digo isso porque, antes de começar, não tinha experiência com robôs. Ou escrevendo programas. Na verdade, eu sabia pintar e era isso. Minha intenção original era escrever programas para que o robô pudesse fazer pinturas específicas. Eu rapidamente percebi que fazer isso é entediante, enfadonho e realmente não tira proveito de muitos dos excelentes recursos do robô. Então, em vez disso, este instrutível irá ensiná-lo a: - modificar o robô para que ele possa pintar com pincéis, rolos e uma variedade de outros aparelhos - tirar proveito dos programas pré-configurados básicos para fazer alguma pintura - use Ativo TCL para projetar uma pintura usando LOGO- modifique os programas de amostra que vieram com o módulo para fazer algumas pinturas usando os sensores no robô. Este projeto assume que você pode seguir as instruções que vieram com seu Create para configurar o Módulo, conecte-o para um computador, etc. Tenho certeza de que a maioria das pessoas será capaz de lidar com isso sem (muita) dificuldade, então não dupliquei essas direções aqui. Base conceitual (ou, por que fiz o que fiz da perspectiva de um artista) Depois de brincar um pouco com o robô, percebi que precisava decidir se o robô era um artista ou um pincel glorificado. A programação do logotipo o trata mais como um pincel, enquanto a programação baseada em sensor o trata mais como se fosse seu próprio artista. Eu gosto mais disso como artista. Na realidade, rapidamente nos tornamos companheiros de equipe de arte. Pintou de forma mais rápida e decisiva do que eu, mas sem eu para escolher as cores de tinta, preencher e empurrar, era basicamente um frisbee muito pesado. Nenhum artista pode trabalhar sem uma consciência do mundo ao seu redor (ter sentidos afeta sua arte), então usar o robô sem usar os sensores parecia ridículo. Eu forneci a ele as coisas de que ele precisava estar ciente e sua resposta a essas coisas criou as pinturas. Eu também rapidamente percebi que é importante esquecer como um humano completa uma tarefa e considerar como um robô a completaria com mais facilidade. Com exceção da pintura em spray, a maior parte da pintura é mais eficazmente feita em uma superfície horizontal, apesar do clichê do artista em seu cavalete. O cavalete existe para facilitar a visão do artista - a arte horizontal tem um efeito reduzido. É por isso que sua impressora imprime horizontalmente - essa é a melhor maneira de aplicar a tinta sem risco de escorrer ou sangrar. É por isso que decidi trabalhar com a natureza naturalmente horizontal do robô, em vez de tentar construir algo que pudesse pintar nas paredes, como é tão comum entre os "robôs pintores". Pensei muito na diferença entre pintar e imprimir. Quando eu pinto, não me preocupo em trabalhar da esquerda para a direita ou de cima para baixo. Coloco a tinta onde deveria estar, trabalhando em curvas, retas ou o que mais for apropriado. Como não estou tentando apenas construir uma impressora, pensei que o robô deveria pintar em linhas do jeito que eu faria, em vez de trabalhar na pintura como uma impressora itinerante. Isso apresentou certos desafios, especialmente com o risco óbvio de que o robô iria rolar sobre a tinta molhada. No final das contas, a tinta não parece realmente se acumular nas rodas, mas elas adicionam uma boa marca à pintura. Um pouco de acumulação entre os sulcos dos pneus, mas pode ser facilmente arrancada quando está seco. De certa forma, não é diferente de um artista usar seus dedos para borrar pastéis - o robô usa seus 'apêndices' para afetar a forma como a tinta é aplicada na superfície.

Etapa 1: Lista de Materiais

Isso é o que você precisa para concluir todas as etapas neste projeto, mas se você está escolhendo e escolhendo, pode não precisar de tudo isso.

- iRobot Create (obviamente) - Módulo de Comando e Controle (conecte-o agora e configure-o. Verifique novamente se está LIGADO quando você está configurando a conexão USB, isso me segurou por alguns minutos porque eu não percebi que o robô e o comando tenham um botão liga / desliga.) - Carregador de bateria - Cabo serial (incluído) O create vem com orifícios para aceitar parafusos 6-32. Não compre nada que não seja rosqueado 6-32, porque é inconveniente manter o controle de mais de uma coisa. Além disso, se você puder, obtenha todos os parafusos planos (como os meus) ou Phillips. Uma chave de fenda prevalece porque você vai querer ficar por perto para apertar e ajustar as coisas conforme necessário. - Pedaços de haste roscada de 4 - 12 polegadas - Parafusos de 2 - 2 polegadas - 10 (ou mais) porcas - Parafusos de 2 - 1/2 polegada - Broca 9/64 (parece ter um bom tamanho porque é apenas uma pequena broca confortável. A vibração e o movimento do robô tendem a afrouxar as conexões, portanto, ser um pouco confortável é uma coisa boa.) - 2 - dobradiças de 1 a 1 1/2 polegada (essas são comumente usadas para caixas de madeira e aplicações do tipo casa de bonecas) - 2 ou mais - clipes de 2 polegadas (verde é bom se você puder pegá-lo - ele coordena com o módulo e eles são úteis para proteger as coisas) - 1 folha de plástico branco de pelo menos 9 x 9 polegadas (o meu é uma placa que é vendido com materiais de decoração de bolo - é usado para apoiar um bolo depois de decorado. É corrugado e tem cerca de 1/8 de polegada de espessura e consegui cortá-lo com uma tesoura resistente.) - 2 pés de madeira 1x2 - funis (para segure a tinta) - Tubo de plástico transparente de 3/8 polegada de diâmetro externo - tubo retrátil elétrico de 1/2 polegada - pequenos pincéis, rolos, almofadas de pintura, fabricantes, canetas ou qualquer coisa assim qualquer outra coisa que você possa pensar que fará uma marca - fita adesiva (para segurar o papel e as coisas temporariamente) - folhas de plástico (porque os robôs são imprevisíveis e rápidos, e você provavelmente não quer que tudo seja pintado) - um ketchup de jantar garrafa de estilo com tampa para sempre a cor que você planeja usar - tinta branca (para estilizar) - algo para cortar madeira e algo para fazer furos - uma chave de fenda - outras ferramentas domésticas básicas - muita tinta que limpa com água (eu uso mis- tintas de lojas de tintas e artigos de decoração. Você pode conseguir muito por US $ 1 a US $ 5 ou, se for super legal / sortudo, eles vão dar de graça, como as pessoas super legais da Pittsburg Paint, que forneceram quase todos os meus.) - algo para pintar (papel e tecido funcionam bem. Papel de açougueiro vem em rolos e é uma escolha barata, especialmente para começar).

Etapa 2: modifique para aplicar tinta

O robô precisa ser capaz de conter uma variedade de aplicadores de tinta diferentes, bem como lápis, marcadores ou qualquer outra coisa com que você queira fazer arte. Isso apresentou vários desafios, mas acho que meu sistema resolve a maioria deles muito bem. Dois braços de madeira estão presos à parte superior do robô e as dobradiças prendem um clipe na extremidade de cada um. Desta forma, os braços podem ficar tão afastados ou próximos quanto necessário (eles giram no ponto de fixação ao robô e, uma vez fixados, esse parafuso pode ser apertado para mantê-los mais sólidos, ou pode ser deixado um pouco mais solto para que a escova possa oscilar um pouco conforme o robô gira.) As dobradiças permitem que os clipes sempre apontem um para o outro ou em qualquer outro ângulo necessário para segurar a escova, o que não seria possível se os clipes fossem parafusados diretamente no braços. A tinta precisa ser fornecida continuamente ao pincel, então adicionei um deck superior para segurar um funil, e a tinta escorre por um tubo para pingar bem na frente do pincel. O pincel o espalha conforme o robô se move. Você pode escolher um tamanho diferente de tubo para fornecer uma quantidade diferente de tinta ou ajustar a velocidade do robô se você não gostar da linha que está obtendo. O tubo retrátil mantém o tubo de vinil e o funil juntos, facilita a limpeza e permite que ele simplesmente caia na plataforma superior. É uma montagem bastante simples e resistiu bem a várias pinturas.

Corte a madeira em pedaços de 2 7 de comprimento. Faça um orifício (o caminho mais longo) a uma polegada da extremidade de cada peça. Na outra extremidade, faça orifícios piloto para prender as dobradiças. Pinte essas peças de branco (se for isso que você ' voltar a entrar.) Depois de seco, aparafuse as dobradiças nas extremidades. Em seguida, do outro lado da dobradiça, prenda um clipe com um parafuso e uma porca. A maioria dos clipes como os mostrados vêm com um orifício (mesmo se for coberto com plástico) mas talvez você precise aumentá-lo um pouco. Isso vai funcionar, eu prometo. Use um parafuso de 2 polegadas através do orifício na outra extremidade no par de orifícios mais distantes na superfície superior do robô. Corte a folha de plástico com base em o padrão nas imagens. Usei tesouras resistentes (elas vão cortar um centavo!), mas tenho certeza de que a maioria dos plásticos pode ser cortada com uma faca ou, se você quiser esbanjar, corte a laser em acrílico. Aparafuse uma porca a 3/4 de polegada de uma extremidade de cada haste roscada. Aparafuse uma porca na outra extremidade a cerca de sete centímetros da extremidade. Aparafuse a extremidade curta da rosca hastes nos orifícios do compartimento de carga, até a porca. Deslize a folha de plástico 3 polegadas para baixo até o topo das outras porcas. Pode ser necessário adicionar uma segunda porca no topo do plástico, se ele não estiver segurando firmemente. Defina seu funil na abertura da plataforma. Meça quanto tubo de vinil será necessário para chegar do fundo do funil e apenas tocar a superfície abaixo. Use cerca de 2,5 cm do tubo retrátil para conectar este tubo ao funil. Uma pistola de ar quente fará isso bem, mas o secador de cabelo da minha irmã foi útil e deu conta do recado. Você pode usar fita adesiva para fazer isso, se preferir, ou se quiser testar antes de fazer o commit. O que quer que você use para pintar (o pincel / rolo / etc.) Será mantido no lugar com os dois clipes. O tubo deve ficar entre o aplicador de tinta e o robô. Você pode querer prender o tubo na escova se ele não ficar no lugar sozinho. Encha os frascos de ketchup com a tinta que planeja usar. Um funil e uma concha (que não serão usados com alimentos) são úteis para isso. Você ficará feliz por ter essas habilidades de recarga de tinta rápida mais tarde, e a ação do ketchup ajuda a encher o tubo rapidamente em vez de esperar que a tinta acabe sozinha.

Etapa 3: Primeira pintura: usando as demonstrações

Esquematize suas folhas de plástico. Cole seu papel / tecido com fita adesiva em todos os lados. Uma área de cerca de 3 por 4 pés parece uma boa quantidade de superfície para pintar. Maior funciona também, mas muito menor do que 2 por 3 e você pintará mais no plástico do que no papel. Se ele puder subir pelas bordas, o robô irá pegá-lo, puxá-lo, amassá-lo e fazer qualquer outra coisa que ele possa imaginar, então prenda bem com fita adesiva.

Ligue o seu robô. Selecione um programa que pareça atraente - 5 é o meu favorito, mas qualquer um para o qual você tenha o equipamento é bom. Se você escolher um tipo de programa de cobertura, certifique-se de colocar algo ao redor do perímetro da área (como madeira 2x4 ou algo assim), caso contrário, ele cobrirá e pintará seu quarto. Você também pode se divertir muito com um negócio do tipo pong / 4 quadrados se tiver 3 amigos por perto - tenha uma pessoa de cada lado e torne-os responsáveis por pular o robô para o lado deles. Você poderia fazer isso em uma mesa e contar com os sensores de penhasco também. Encha o funil com um pouco de tinta. Comece com pouco na primeira vez, mas você pode investir um pouco quando estiver confiante. Assim que pintar até o fundo do tubo, aperte o 'botão iniciar' e observe o movimento. Esteja pronto para ser rápido se algo sair do curso. Também certifique-se de observar como a escova / rolo / etc se comporta, pois você pode precisar fazer alguns ajustes lá. Você provavelmente vai pegar o jeito muito rapidamente. Se você quiser fazer uma pausa ou quiser algum tempo extra, um pequeno grampo em C aparafusado no tubo irá parar a pintura. Os clipes usados nos braços não são fortes o suficiente para parar a tinta no tubo. Você pode puxar o funil e limpá-lo entre as cores, mas geralmente apenas adiciono uma cor em cima da outra no funil. É inteligente conhecer a roda de cores e escolher outra cor para adicionar que não combine vermelho, azul e amarelo (porque isso tornará uma cor marrom / cinza estranha), mas você pode obter ótimos resultados com diferentes tons de azul e, em seguida, adicionar alguns roxo ou vermelho, etc.

Etapa 4: Use TCL ativo e LOGO para pintar

Tem um cara superinteligente que postou coisas incríveis nos fóruns de criação. Os fóruns são um ótimo recurso, especialmente se você não sabe realmente o que está fazendo. Sua documentação está disponível aqui: https://createforums.irobot.com/irobotcreate/board/message? Board.id = Create_projects & thread.id = 13Ele usou o TCL para configurar o robô para funcionar usando comandos LOGO. Você precisará ir ao post e seguir suas instruções para baixar e instalar o Active TCL e, em seguida, baixar seu programa. Não achei certo postar o código dele aqui (por motivos óbvios), mas ele está disponível na postagem do fórum incluída acima. Depois de instalar e baixar tudo, você está pronto para começar a usar o novo iTurtle Create (que é um trocadilho ruim com LOGO). É uma interface extremamente simples em que você literalmente diz (em milímetros e em graus angulares) o que fazer, conecta o cabo serial e o faz. Isso funcionará muito melhor se você tiver um laptop, já que o cabo serial não é tão longo e terá que ser conectado enquanto estiver funcionando. O robô é (aparentemente) capaz de carregar cerca de 13 quilos, então se você fizesse algo para acomodá-lo, eu poderia imaginar que você poderia colocar seu laptop nele e deixá-lo ir. Você pode passar horas e horas traçando pinturas, um pouco no estilo rascunhar um esboço com este sistema e, além de instalar programas, não precisa de muito conhecimento de computador. Nota especial: Retire o Módulo de Comando de seu robô se tentar isto. Parece interferir de alguma forma, e provavelmente não funcionará se você o anexar (mesmo se estiver desligado). É uma boa ideia configurar sua pintura e executá-la sem tinta ou com um marcador antes de aplicá-la com tinta (pelo menos no início). Isso é especialmente útil para escolher o ponto de partida, pois isso ditará onde as imagens aparecerão no papel. É importante notar que este método parece desabilitar todos os sensores de segurança no robô, então se você configurá-lo para avançar 50.000 em vez de 500, ele realmente fará isso, e você o perseguirá para parar isto. Se estiver usando tinta de verdade, você terá que limpar muito depois de pegá-la. Este método é realmente eficaz para criar e alterar rapidamente o que você deseja pintar e é muito mais eficiente do que escrever programas e instalá-los no Módulo de Comando. A maior desvantagem é o cabo serial.

Etapa 5: usando sensores para pintar

Como afirmei na minha introdução, depois de trabalhar nisso por um tempo, percebi que tratá-la como uma impressora realmente negligenciava muitos recursos que o robô tem a oferecer. Portanto, aqui estão algumas coisas que você pode fazer com Criar, Módulo de Comando e programas de amostra para fazer pinturas. Depois de ter uma ideia de como o código funciona e o que você pode alterar, as opções serão infinitas. A maneira mais fácil de pintar com sensores é executar o programa de "cobertura" de amostra com objetos ao redor do perímetro da área de pintura, e até mesmo alguns objetos pesados (que são resistentes à pintura ou embrulhados em papel encerado) dentro da área de pintura. Mas você provavelmente quer um pouco mais de controle do que isso, e eu adicionei o Módulo de Comando à lista de materiais por uma razão. Se você gostaria de manter um pouco da aleatoriedade no que o robô está pintando, mas ainda assim, faça com que funcione dentro dos parâmetros, você definido, aqui estão algumas maneiras de fazê-lo: Abra o programa de amostra chamado 'drive' no notebook do programador (uma explicação sobre isso está disponível no manual que você pode baixar no site da iRobot). Na linha 156 você encontrará: // Set os parâmetros de giro e redefinir o ângulo. Isso é o que o robô faz quando um sensor é acionado. Isso inclui esbarrar em objetos ou quase cair de objetos. Esta seção tem algumas coisas divertidas para brincar. Distance = 0; Você pode alterar para qualquer número. O número que você escolhe é quantos milímetros o robô irá recuar depois de atingir ou encontrar a borda de algo. Assim, por exemplo, alterando o "0" para "200", ele recuará 200 milímetros. Isso dará a você linhas de 200 milímetros em vários ângulos provenientes das bordas e de quaisquer outros objetos que estejam na superfície da pintura e ao redor dela. Ângulo = 0; Isso significa que ele recua logo após atingir algo. Você não quer isso. Se você gostaria de fazer backup em um ângulo diferente, defina um número aqui. Mudar de "0" para "45" fará com que ele recue em um arco de 45 graus. Este requer alguns ajustes para obter exatamente como você deseja, mas pode causar alguns efeitos interessantes.turn_angle = randomAngle (); Isso significa que a quantidade de rotação do robô após bater em algo será algo entre 53 e 180 graus. Se você quiser alterar o intervalo de "aleatório", vá até a linha 460 e altere esse código. Se você quiser definir um ângulo específico, altere "randomAngle ()" para "15" ou qualquer outro ângulo que desejar. Os números "1" e "-1" são reservados para ângulos retos, mas parece que qualquer outro número, positivo ou negativo, é um jogo justo. Acabei de perceber que não tentei nada além do 360, mas agora mal posso esperar para tentar. Nas linhas 143 e 149, você encontra "girando" seguido por um 0. Mudar para qualquer outra coisa faz o robô girar para sempre. Esta não é uma mudança muito eficaz ou divertida de fazer, então eu não me incomodaria. Dirija (300, RadStraight); Isso significa avançar a uma velocidade de 300 em direção reta. Você pode alterar a velocidade do robô alterando "300" para outro número. Baixo é mais lento, mais alto é mais rápido (sem truques aqui). Alterar "RadStraight" para um número resultará no robô dirigindo em um arco. Isso definitivamente aumentará a natureza 'pictórica' do que o robô faz. Eu realmente gosto de mudar essa configuração. Mudar a velocidade dos movimentos do robô pode mudar as linhas que ele pinta. Velocidades mais lentas geralmente resultam em uma aplicação de tinta mais uniforme e pesada. Velocidades mais rápidas darão a você um efeito mais pincelado ou às vezes até farão seu pincel pular. Depois de se envolver no código, você será capaz de ajustar todos os tipos de coisas. Se você está tendo problemas para entender algo, verifique o arquivo oi, às vezes há pistas nele. Muitas vezes tive mais sorte usando um número angular em vez de "RadCW" ou comandos semelhantes. Presumo que seja um acaso, mas é algo para verificar se você tiver problemas. Não sou um programador experiente. Na verdade, esta é a primeira vez que faço algo com código, com exceção de fazer sites. Acho que é muito difícil machucar o robô, e sempre há uma cópia limpa dos programas de amostra no CD se você danificar irreparavelmente aquele que está modificando. O código é bem anotado, e você pode muito bem descobrir o que tudo faz se demorar algum tempo com ele. Vale a pena mergulhar e mudar as coisas para ver o que você ganha. Escrevi algumas coisas novas para adicionar ao programa 'drive', mas elas ainda não estão prontas para mostrar ao mundo.

Etapa 6: Conclusão

Era importante para mim transformar o Create em algo que eu realmente usaria honestamente regularmente. Um robô que pode pegar uma lata de refrigerante da geladeira é incrível, mas eu bebo uma lata por dia, no máximo, e geralmente pego quando estou indo para fazer outra coisa. Mesmo se eu tivesse feito um robô que faria isso, eu realmente não o usaria.

Há anos sou artista / designer em tempo integral, e qualquer um que o tenha feito sabe como pode ser difícil e solitário. É por isso que os artistas frequentam galerias, cinemas e bares. Você precisa sair da sua própria cabeça e pensar em coisas diferentes. Isso é parte do que tem sido tão divertido em trabalhar com o robô - é bastante imprevisível (e a quantidade de imprevisibilidade pode ser alterada em seu código) e gera imagens que eu nunca teria. Faz parte do trabalho pesado para mim, mas ainda posso tomar decisões. Adquiri o hábito de trabalhar com ele e realmente o uso muito. Aqui estão meus planos para experiências futuras com o robô e algumas idéias que eu adoraria ver outras pessoas trabalhando: - LOGO e fractais são praticamente melhores amigos. Há muito potencial nas pinturas fractais se você se envolver mais com o LOGO. Fractais podem ser semelhantes em estrutura a árvores, corais e outras formas orgânicas, deixando a porta aberta para fazer um campo de árvores únicas, mas relacionadas, e possivelmente até mesmo adicionar à pintura para criar uma paisagem. - Colaborar em pinturas com o robô em geral pode ser muito divertido. Deixe o robô pintar, depois pinte a si mesmo e depois deixe o robô pintar novamente. Eu fiz muito isso com humanos reais na escola de arte, mas provavelmente seria mais divertido com um robô. Eles não estão preocupados em preservar seu trabalho e pintarão com abandono imprudente. - Escrever um programa executado no Módulo de Comando que faça com que o robô execute em um determinado caminho teria alguns benefícios. Pode ser usado para tentar a mesma ideia em diferentes cores e meios. Ele poderia ser usado como base para toda uma série de pinturas, cada uma das quais seria tratada de forma diferente depois disso. Pode até ser usado para grafite. - Graffiti em geral seria uma opção com o robô. Pode pintar nas ruas ou calçadas. Use-o a seu próprio critério e seja responsável. Ou apenas segure giz em vez de tinta e vá para a cidade com ele. Ele poderia desenhar setas direcionando as pessoas para algo. Ele poderia escrever mensagens. Em teoria, ele poderia até ser usado para pintar as bordas de vagas de estacionamento. Isso seria especialmente útil para marcações temporárias. - Conectar um servo motor ao porta-escova daria a você a opção de parar e começar a pintar onde quiser. Isso estava fora do meu nível de experiência para descobrir no tempo que eu tinha, mas eu realmente gostaria de tentar no futuro. - A plataforma foi construída com a opção de adicionar mais cores de tintas / pincéis ao mesmo tempo. Seria possível adicionar um segundo deck a ele, que suportaria mais funis. Basicamente, depois de 2 meses ou mais trabalhando nisso, sinto que ainda estou começando, e estou gastando o máximo de tempo possível com isso. Este robô e eu estaremos na Maker Faire em Austin se você quiser se aproximar dele! Espero que até lá eu tenha feito ainda mais progressos com ele!