Base rápida do robô para notebook: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Como uma colaboração entre a TeleToyland e a RoboRealm, construímos uma base rápida para um robô baseado em notebook usando o kit Parallax Motor Mount & Wheel. Para este projeto, queríamos mantê-lo rápido e simples, e queríamos deixar a parte superior do robô totalmente livre para o notebook. Esperançosamente, isso mostrará como é fácil de configurar e inspirar robôs mais criativos! Como acontece com qualquer boa base de robô, temos o importante botão de força do motor e uma alça!

Etapa 1: Materiais

Para os motores, usamos o Motor Mount & Wheel Kit com Position Controller da Parallax (www.parallax.com) (item # 27971). Eles fornecem uma boa montagem de motor, codificador óptico e controlador de posição. Em nossa primeira rotação, não estamos realmente usando o controlador de posição, mas para a maioria dos robôs, é um recurso muito bom. Também usamos o Kit Caster Wheel da Parallax (item # 28971). Nós preferimos robôs com duas rodas motrizes e um rodízio a robôs de direção deslizante! Em nossa experiência, os robôs de direção deslizante (4 rodas motorizadas) têm problemas para girar em alguns tapetes e pátios. Para os controles do motor, usamos dois dos controladores de motor Parallax HB-25. (item # 29144) Para o servo controlador, usamos o Parallax Servo Controller (USB). (item # 28823) Para o restante, usamos um pedaço de madeira compensada de 12 "x10", 8 "de pinho 1x3 e alguns parafusos e porcas. Os principais eram parafusos de cabeça chata 1/4 "x20 de 2,5". Os parafusos de cabeça chata foram usados para manter a superfície do robô plana.

Etapa 2: Construindo a Base

A base foi muito fácil de fazer. Montamos os kits de roda e motor e decidimos usá-los com os motores acima do eixo para a melhor folga. Portanto, precisávamos de alguns impasses para liberar os motores. Para fazer isso, usamos um pedaço de 4 "de pinho 1x3 com dois orifícios de 1/4" perfurados a 2 "de distância para coincidir com os orifícios de montagem nos kits de roda e motor. Usamos uma prensa para fazer esses orifícios retos, então se você só tem uma furadeira manual, você pode marcar e furar de ambos os lados para se encontrar no meio, ou fazer um orifício maior para permitir algum espaço de manobra. A parte plana da base foi feita de compensado de 1/2 "- usamos 12 "largura e 10" de comprimento para caber em nossos mini-notebooks, mas o tamanho pode realmente ser qualquer um aqui. Fizemos os orifícios de 1/4 "para coincidir com o afastamento e os kits de roda - 1/2" da lateral e 2 "separados como antes. A borda de ataque combinou com o afastamento, então os pneus sobressaem um pouco. Fizemos isso para faça com que eles atinjam a parede antes da base, mas isso não é grande coisa. Na parte superior da placa, usamos uma broca contra pia para dar espaço para a cabeça plana dos parafusos de 1/4 "x20 (2,5" de comprimento). Os parafusos precisam ser um pouco mais curtos do que 2,5 "para se encaixarem perfeitamente, então cortamos apenas cerca de 1/4" das pontas com uma ferramenta Dremel. Se você usar madeira compensada de 3/4 ", eles podem se encaixar sem serem Depois de concluído, aparafusamos os kits de roda e motor à base.

Etapa 3: Adicionando a roda do rodízio

Montamos o Kit de rodízio no meio da parte de trás do robô - centralizado em um dos três orifícios na montagem na base a cerca de 1/2 "da borda da placa e, em seguida, usamos um quadrado para fazer os outros dois orifícios paralelo à parte traseira da placa. Nesta configuração, a roda do rodízio pode se estender além da base quando o robô está se movendo para a frente. Usamos parafusos de cabeça chata nº 6 e porcas para isso - arruelas usadas para cobrir os orifícios do soquete no kit de rodinhas - novamente para manter a obstrução superior livre. A única mudança no kit foi que estendemos o eixo para fazer o nível da base. Para nossa instalação, fizemos um novo eixo com haste de alumínio de 1/4 "que era de 1 3/4" mais longo do que aquele com o kit. Usamos uma ferramenta Dremel para fazer um entalhe em nosso eixo mais novo mais recente para coincidir com o do kit.

Etapa 4: controladores de motor, baterias e interruptores

Para o controle do motor, montamos os HB-25s atrás dos motores para deixar espaço para as baterias. Novamente, usamos os parafusos de cabeça chata nº 6. Para montar os motores nos HB-25s, cortamos os fios do motor no comprimento e usamos conectores crimpados. Deixamos alguma folga nos fios do motor, mas não tanto que precisássemos de zíperes para prendê-los. Assim que crimpamos os conectores, nós os soldamos também - odiamos ter uma conexão solta aí!:-) Para as baterias, estávamos com pressa e usamos células NiMH C. Qualquer coisa para chegar a 12v está bem. Usamos células de gel de ácido de chumbo, mas elas parecem falhar depois de alguns anos, pois não as gerenciamos tão bem quanto poderíamos, e ter células padrão nos permite usar alcalinos como backup antes de eventos e demonstrações! Sim, existem suportes de células C melhores - o que podemos dizer? Estávamos ocupados e o Radio Shack estava perto.:-) Nós adicionamos um interruptor de energia iluminado. Novamente, montado abaixo da base para manter a parte superior limpa, e estendemos logo após a parte de trás para facilitar o acesso. Estaremos adicionando uma alça, portanto, fazer backup e acertar o interruptor é menos provável. Adicionamos um segundo interruptor e bateria para a placa de controle servo, mas a alimentação USB pode ser suficiente para os HB-25s, uma vez que eles não consomem muita potência no lado do sinal. Os suportes do switch eram feitos apenas de um ângulo de alumínio que tínhamos por perto.

Etapa 5: Servo controle e alça

O controle do HB-25s pode ser feito de várias maneiras, mas como o RoboRealm suporta o Parallax Servo Controller (USB), e tínhamos um por perto, nós o usamos. Observe que, por enquanto, não estamos usando os controladores de motor na roda e kits de motor. Os controladores são muito bons, mas para RoboRealm, estamos usando a visão para conduzir o robô agora e não precisamos deles. Podemos adicionar essa capacidade no futuro, e para qualquer outro tipo de controle, usar os controladores tornaria mais fácil fazer o robô dirigir em linha reta etc. Cada robô precisa de uma alça! Para o nosso, dobramos alguns pedaços de alumínio e parafusou na parte de trás. Fizemos furos piloto, já que aparafusar a lateral de 1/2 compensado costuma ser uma bagunça. Temos certeza de que isso pode ser feito melhor!:-)

Etapa 6: Computação

Em frente à base do robô, duas câmeras Creative Notebook são montadas uma em cima da outra para fornecer uma imagem semelhante em ambas as câmeras. Essas câmeras são usadas para olhar na frente do robô em busca de obstáculos que possam estar em seu caminho. As duas câmeras são conectadas ao PC de bordo via USB e são alimentadas diretamente no RoboRealm. O notebook usado é um MSI-Winbook que se encaixa muito bem em cima da base robótica. Escolhemos este laptop devido ao seu tamanho pequeno e baixo custo (~ $ 350). O laptop rodando o RoboRealm é conectado ao servo controlador Parallax via USB para controlar os movimentos do motor. Felizmente, o MSI tem 3 portas USB, portanto, um hub USB não é necessário nesta plataforma. Observe que a corrente MSI funciona com sua própria bateria. Seria possível mesclar os dois sistemas de energia, mas por conveniência e portabilidade, eles foram deixados separados.

Etapa 7: Software

O laptop MSI está executando o software de visão de máquina RoboRealm. O objetivo da demonstração foi usar o foco para indicar a presença de um obstáculo na frente do robô. Ambas as câmeras foram focadas manualmente em diferentes distâncias focais. Um é focado de forma que os objetos próximos fiquem em foco e os objetos distantes estejam fora de foco. A outra câmera (logo acima) está focada ao contrário. Comparando as duas imagens, podemos dizer se algo está próximo ou distante, dependendo de qual imagem está mais em foco do que a outra. O "detector de foco" pode ser através de um filtro que determina qual imagem tem mais detalhes que a outra em uma determinada área. Embora essa técnica funcione, não é muito precisa com relação à distância do objeto, mas é uma técnica muito rápida em termos de computação de CPU. As imagens abaixo mostram as imagens de duas câmeras olhando para uma lata de coca e uma lata de DrPepper. Você pode ver a diferença focal entre as duas imagens e também a disparidade vertical entre as duas câmeras, apesar de serem montadas muito próximas uma da outra. Essa disparidade pode ser reduzida usando um prisma para dividir uma única visualização em duas visualizações para duas câmeras, mas descobrimos que o método rápido de usar duas webcams próximas uma da outra é suficiente. Observe no lado esquerdo da imagem a lata de Coca fechada está fora de foco e o mais distante possível do DrPepper está em foco. Na imagem do lado direito, a situação é inversa. Se você olhar para as bordas desta imagem, poderá ver que as intensidades das bordas refletem o foco do objeto. As linhas brancas sinalizam uma transição de borda mais alta, o que significa que o objeto está mais em foco. As linhas mais azuis sinalizam uma resposta mais fraca. Cada imagem é dividida em 3 seções verticais. Esquerda, meio e direita. Usamos essas áreas para determinar se existe um obstáculo nessas áreas e, se houver, direcionar o robô para longe. Essas faixas são destacadas de volta em um lado da imagem original para que possamos verificar se estão corretas. As áreas mais claras nessas imagens sinalizam que o objeto está próximo. Isso diz ao robô para se afastar dessa direção. A desvantagem dessa técnica é que os objetos precisam de textura. Na próxima imagem podemos ver dois blocos vermelhos que são colocados na mesma posição das latas, mas não respondem a esta técnica. O problema é que os blocos vermelhos não têm textura interna. Este requisito de recurso é semelhante ao necessário para técnicas de fluxo estéreo e óptico.

Etapa 8: Obrigado

Esperançosamente, este Instructable fornece algumas idéias sobre como usar o Motor Mount & Wheel Kit com Position Controller da Parallax. Achamos muito fácil configurar e personalizar para nossas necessidades, criando um robô controlado por notebook muito simples. Você pode baixar o RoboRealm e experimentar a Visão da Máquina acessando o RoboRealm. Tenha um bom dia! Equipe do RoboRealm. Visão para Máquinas e TeleToyland - controle robôs reais da web.