Einen Hexapod für diejenigen bauen, die nicht basteln, sondern programmieren wollen

Hallo an alle. In diesem Artikel werde ich versuchen, meine kleinen Erfahrungen beim Aufbau eines preisgünstigen, aber technologisch guten Spinnenroboters zu teilen.

Kurze Einführung:

Nachdem ich viele interessante Artikel über den Bau von mehrbeinigen Laufrobotern gelesen hatte, kam mir auch eine Idee. Aber diese Artikel, die mir aufgefallen sind, konzentrierten sich mehr darauf, wie man es herstellt. Filigraner Aktenbesitz, Wunder mit Plexiglas, ein technischer Kreis für jemanden zu Hause, der mit einem Laserschneider beleuchtet wird, eine Fräsmaschine usw., die am offensichtlichsten nicht zu finden sind.

Die andere unangenehme Seite war, dass die Gehirne hauptsächlich verwendet wurden - wenn nicht Arduino, dann STM32. Ich wollte programmieren. Um dem Roboter das Laufen hinter dem Ball beizubringen, vermeiden Sie Hindernisse und bewegen Sie sich im offenen Raum. Dafür braucht es mehr als Arduin. Alle Wünsche beruhten auf Geld, das nicht ausreicht, und Händen, die schief sind. Ich werde versuchen zu erzählen, wie ich diese beiden Hindernisse umgangen habe.

Plattform:

Als Plattform habe ich fertige Kits auf aliexpress oder ebee entdeckt. So:



Dies sind Bastelsets aus Aluminium. Ziemlich leicht, etwas schwerer als Plastik, aber schon Metall. Gesucht nach "6-Bein-Hexapod-Roboter-Kit", kann es für bis zu 100 US-Dollar gefunden werden. Das Kit enthält nicht nur große Teile, sondern auch kleine Drehlager, Schrauben, Muttern und im Allgemeinen alles, was Sie brauchen.

Sie kommen ohne Servomotoren, die ich separat bestellen empfehle. Sie können mit Motoren bestellen, aber ich würde empfehlen, den Chinesen bei dieser Wahl nicht zu vertrauen. Ihr Formfaktor ist einheitlich, so dass Sie je nach Geschmack eine ganze Reihe von Servos sortieren können. Dann habe ich den ersten Fehler gemacht. Nachdem Sie zuvor erfahren haben, dass sich Servomotoren darin unterscheiden, was sie sein können:

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Ich dachte - natürlich brauche ich einen Roboter mit den stärksten (12 kg / cm) Eisengetrieben und einer digitalen Steuerung (in meinem Fall war es Chinese TOWARD PRO 996M). Und erst als der Roboter nur mit mindestens 10 Ampere Stanionary-Netzteilen auf den Beinen stehen konnte und keine Batterien vorhanden waren - er zog nur an den Pfoten und die Drähte begannen zu schmelzen, wurde mir klar, dass es notwendig war, bescheidener zu sein.



Ich konnte es nicht nur nicht mit Strom versorgen (aus irgendeinem Grund gefiel die Idee von mehrstöckigen Batterien nicht), so dass das Gewicht von 20 Servomotoren mit Eisengetrieben ein paar Kilogramm hinzufügte. Die nächsten Hobbys kamen mit analogen Servos, Plastik 5 kg. Der Roboter stand fröhlich auf einem stationären Netzteil, aber 5 Nickelbatterien hoben es nicht an. Nachdem ich 5 weitere beendet hatte, stellte sich heraus, dass dies ziemlich (und lange genug) ist.



Ich seufzte traurig über die nicht ganz ersten 20 Servomotoren, die für 100 Dollar in den Wind geworfen wurden, und begann zu überlegen, wie es jetzt bequem sein würde, alles zu verwalten und welche Gehirne ich verwenden sollte. Zum ersten Mal verwendete ich zur Überprüfung der Servos ein Board, das mit dem feststeckenden stm32f4 Discovery auf meinem Knie montiert war.



Aber ich hatte keine Lust, weiter zu löten oder die Platinen zu vergiften. Etwas bequemeres wurde benötigt.

Da es sich zu diesem Zweck um Bildverarbeitung handelte, habe ich einen Burberry A + -Anteil genommen, der sich durch seine geringere Größe und den geringen Stromverbrauch auszeichnet. Der gesamte digitale Teil des Roboters verbraucht ca. 150 mA. Übrigens verbraucht der TP-Link mr3020-Router, der die gleiche Größe hat und bei Liebhabern kleiner Eisenstücke mit integriertem Linux sehr beliebt ist, mit nur 32 MB RAM und 4 MB ROM genau die gleiche Menge. Was dreht sich nicht so, wie es sollte. Raspberry verfügt über 256 MB RAM und eine SD-Speicherkarte.



Der aktuelle Preis liegt bei 20 mit einem Cent Euro.

Als nächstes mussten die Beine mit etwas gesteuert werden, und es wurden 2 Karten mit PWM-Controllern gekauft, die über den I2C-Bus gesteuert wurden und jeweils 16 Ausgänge hatten. Auf Aliexpress verkaufen sie ungefähr 5 Dollar pro Stück.



Dort wurden auch I2C-Module einer Uhr, eines Gyroskops, eines digitalen Kompasses, eines Barometers / Thermometers gekauft. Und auch 2 Platinen - eine lädt eine 5-Volt-Lithiumbatterie und die zweite eine 3-Volt-Lithiumbatterie 5 am Ausgang. Dies war erforderlich, um eine separate Lithiumbatterie (vom alten Mobiltelefon) zur Stromversorgung des digitalen Teils zu verwenden, um Störungen durch Motoren zu vermeiden.

Insgesamt für Geld kam es aus der Berechnung von 2-5 Dollar pro Modul.

Alle Module (Sensoren und Servocontroller) hängen am selben i2c-Bus und funktionieren bisher problemlos, da nur 4 Drähte von Himbeere benötigt werden.



Eine weitere Datei wartete bei der Auswahl einer Kamera. Für 20 Dollar wurde "Raspberry PI camera noIr" bestellt - eine Kamera, die an eine spezielle Sockel-Himbeere angeschlossen wird. Die Freude an dem, was sie im IR-Bereich sieht, wurde sofort von der Tatsache überschattet, dass die Farbwiedergabe sehr stark von der Lichtquelle abhing. Von Bildverarbeitung war keine Rede, wenn der Testball tagsüber rot und abends weiß war. Für die gleichen 20 Dollar wurde eine einfache Kamera gekauft, die Aufgaben recht gut bewältigt.

Es hat mich besonders gefreut, dass es für alle Boards sehr einfach ist, Beispiele auf der Python zu finden, mit denen Sie schnell ihre Funktion überprüfen können - mit einem Servomotor zucken oder den Winkel sehen

So können Sie für etwa 300 US-Dollar einen Roboter mit 6 Beinen, Linux an Bord, batteriebetrieben, mit Sensoren und einer Kamera zusammenbauen. Das Löten ist nur für die I2C-Schleife und die Stromkabel erforderlich. Natürlich ist dies nicht alles, um es weiterhin mit Sensoren und wahrscheinlich Manipulatoren abzuwägen, aber dann ist es die Vorstellungskraft der Designer. Ein Vorrat an Nutzgewicht ist vorhanden - in dieser Form hält der Roboter sein Gewicht auf 3 Beinen.

Die Batterien, die das Gehirn versorgen (4,5 Ah), halten mehrere Stunden und die Nickelbatterien (5 Ah) gehen mehrmals im Büro hin und her (bis der Tag gepflanzt werden kann). Die erste Batterie wird über den USB-Adapter aufgeladen, die zweite durch universelles Laden für Nickelbatterien, die in Geschäften erhältlich sind, die auf Funkmodelle spezialisiert sind.

Viele Punkte konnten nicht hervorgehoben werden, da die Fahrt entlang des Rechen mehr als ein Jahr dauerte.



Ich hoffe, mein Beitrag wird jemanden ermutigen, die Anzahl der Roboter zu erhöhen.



PS: Ich gehe nicht speziell auf Softwareprobleme ein, da ich diesen Roboter als Simulator und mäßig vielseitigen und universellen Mechanismus betrachte.

Source: https://habr.com/ru/post/de393585/