Base rápida del robot para PC portátil: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Como colaboración entre TeleToyland y RoboRealm, construimos una base rápida para un robot basado en PC portátil utilizando el kit de ruedas y montaje de motor Parallax. Para este proyecto, queríamos que fuera rápido y simple, y queríamos dejar la parte superior del robot totalmente despejada para la computadora portátil. ¡Con suerte, esto mostrará lo fácil que es configurar e inspirar a más robots creativos! Como con cualquier buena base de robot, ¡tenemos el interruptor de encendido del motor y una manija muy importantes!

Paso 1: Materiales

Para los motores, usamos el juego de ruedas y montaje del motor con controlador de posición de Parallax (www.parallax.com) (artículo n. ° 27971). Estos proporcionan un buen ensamblaje de motor, codificador óptico y controlador de posición. En nuestra primera rev., En realidad no usamos el controlador de posición, pero para la mayoría de los robots, es una característica muy buena. También usamos el juego de ruedas giratorias de Parallax (artículo # 28971). ¡Preferimos fuertemente los robots con dos ruedas motrices y una rueda sobre los robots de dirección deslizante! En nuestra experiencia, los robots con dirección deslizante (4 ruedas motrices) tienen problemas para encender algunas alfombras y patios. Para los controles del motor, usamos dos de los controladores de motor Parallax HB-25. (artículo # 29144) Para el servocontrolador, usamos el Servocontrolador Parallax (USB). (artículo # 28823) Para el resto, usamos una pieza de madera contrachapada de 12 "x 10" de 1/2 ", 8" de pino de 1x3 y algunos tornillos y pernos. Los principales fueron tornillos de cabeza plana de 2,5 "1/4" x20. Los pernos de cabeza plana se utilizaron en todo momento para mantener plana la superficie del robot.

Paso 2: construcción de la base

La base fue muy fácil de hacer. Ensamblamos los juegos de ruedas y motores y decidimos usarlos con los motores sobre el eje para obtener el mejor espacio libre. Así que necesitábamos algunos enfrentamientos para despejar los motores. Para hacer esto, usamos una pieza de pino de 1x3 de 4 "con dos orificios de 1/4" perforados a 2 "de distancia para que coincidan con los orificios de montaje de los kits de rueda y motor. Usamos una prensa taladradora para hacer esos orificios rectos, así que si Solo tiene un taladro manual, puede marcar y perforar desde ambos lados para que se unan en el medio, o hacer un orificio más grande para permitir un poco de margen de maniobra. La parte plana de la base estaba hecha de madera contrachapada de 1/2 "; usamos 12 "de ancho y 10" de largo para adaptarse a nuestros miniportátiles, pero el tamaño puede ser cualquier cosa aquí. Perforamos los orificios de 1/4 "para que coincidan con el separador y los kits de ruedas, a 1/2" del lado y 2 "de distancia como antes. El borde de ataque coincidía con el separador, por lo que los neumáticos sobresalen un poco. Lo hicimos para Haga que golpeen la pared antes de la base, pero eso no es un gran problema. En la parte superior de la tabla, usamos una broca para el fregadero para dejar espacio para la cabeza plana de los pernos de 1/4 "x20 (2.5" de largo). Los pernos deben ser un poco más cortos de 2.5 "para encajar bien, por lo que solo cortamos aproximadamente 1/4" de los extremos con una herramienta Dremel. Si usa madera contrachapada de 3/4 ", es posible que encajen sin ser Una vez que estuvo completo, atornillamos los kits de rueda y motor a la base.

Paso 3: agregar la rueda giratoria

Montamos el kit de rueda giratoria en el medio de la parte posterior del robot: centramos uno de los tres orificios en el soporte en la base aproximadamente a 1/2 "del borde de la tabla, luego usamos un cuadrado para hacer los otros dos orificios paralela a la parte posterior de la tabla. En esta configuración, la rueda giratoria puede extenderse más allá de la base cuando el robot se mueve hacia adelante. Para esto, usamos pernos y tuercas de cabeza plana n. ° 6; usamos arandelas para cubrir los orificios del casquillo en el juego de ruedas - nuevamente para mantener libre la obstrucción superior. El único cambio en el kit fue que extendimos el eje para hacer el nivel de la base. Para nuestra configuración, hicimos un nuevo eje con una varilla de aluminio de 1/4 "que era de 1 3/4" más largo que el que tiene el kit. Usamos una herramienta Dremel para hacer una muesca en nuestro eje más nuevo más largo para que coincida con el del kit.

Paso 4: Controladores de motor, baterías e interruptores

Para el control del motor, montamos los HB-25 detrás de los motores para dejar espacio para las baterías. Nuevamente, usamos los pernos de cabeza plana n. ° 6. Para montar los motores en los HB-25, cortamos los cables del motor a la longitud deseada y usamos conectores engarzados. Dejamos algo de holgura en los cables del motor, pero no tanto como para necesitar bridas para sujetarlos. Una vez que engarzamos los conectores, los soldamos también; ¡odio tener una conexión suelta allí!:-) Para las baterías, teníamos prisa y usamos baterías NiMH C. Realmente cualquier cosa para llevarte a 12v está bien. Hemos utilizado celdas de gel de plomo ácido, pero parecen fallar después de unos años ya que no las manejamos tan bien como podríamos, y tener celdas estándar nos permite usar alcalinas como respaldo antes de eventos y demostraciones. hay mejores soportes para celdas C, ¿qué podemos decir? Estábamos ocupados y Radio Shack estaba cerca.:-) Agregamos un interruptor de encendido iluminado. Nuevamente, se monta debajo de la base para mantener la parte superior despejada, y la extendimos más allá de la parte posterior para que sea más fácil llegar. Agregaremos un mango, por lo que es menos probable retroceder y presionar el interruptor. Agregamos un segundo interruptor y un paquete de baterías para la placa de control del servo, pero la alimentación USB puede ser suficiente para los HB-25, ya que no consumen mucha potencia en el lado de la señal. Los soportes del interruptor estaban hechos de un aluminio angular que teníamos alrededor.

Paso 5: Servocontrol y manija

El control de los HB-25 se puede hacer de muchas maneras, pero como RoboRealm es compatible con el Servocontrolador Parallax (USB) y teníamos uno, lo usamos. y kits de motor. Los controladores son muy agradables, pero para RoboRealm, estamos usando la visión para conducir el robot en este momento y no los necesitamos. Es posible que agreguemos esa capacidad en el futuro, y para cualquier otro tipo de control, el uso de los controladores facilitaría que el robot se conduzca en línea recta, etc. atornillado a la espalda. Perforamos orificios piloto ya que atornillar en el costado de 1/2 madera contrachapada suele ser un desastre. ¡Estamos seguros de que esto se puede hacer mejor!:-)

Paso 6: Computación

Delante de la base del robot, dos cámaras Creative Notebook están montadas una encima de la otra para proporcionar una imagen similar en ambas cámaras. Estas cámaras se utilizan para mirar frente al robot en busca de obstáculos que puedan encontrarse en su camino. Las dos cámaras están conectadas a la PC a bordo a través de USB y se alimentan directamente a RoboRealm. La PC portátil utilizada es una MSI-Winbook que encaja muy bien en la parte superior de la base robótica. Elegimos esta computadora portátil debido a su pequeño tamaño y bajo costo (~ $ 350) La computadora portátil que ejecuta RoboRealm está conectada al Servo Controlador Parallax a través de USB para controlar los movimientos del motor. Afortunadamente, el MSI tiene 3 puertos USB, por lo que no se necesita un concentrador USB en esta plataforma. Tenga en cuenta que la corriente MSI funciona con su propia batería. Sería posible fusionar los dos sistemas de energía, pero por conveniencia y portabilidad se dejaron separados.

Paso 7: software

La computadora portátil MSI está ejecutando el software de visión artificial RoboRealm. El propósito de la demostración era utilizar el enfoque para indicar la presencia de un obstáculo frente al robot. Ambas cámaras se enfocaron manualmente a diferentes distancias focales. Uno está enfocado de tal manera que los objetos cercanos están enfocados y los objetos lejanos están desenfocados. La otra cámara (justo arriba) está enfocada en reversa. Al comparar las dos imágenes, podemos saber si algo está cerca o lejos, dependiendo de qué imagen esté más enfocada que la otra. El "detector de enfoque" puede ser un filtro que determina qué imagen tiene más detalles que la otra en un área determinada. Si bien esta técnica funciona, no es muy precisa con respecto a la distancia del objeto, pero es una técnica muy rápida en términos de cálculo de CPU. Las imágenes de abajo muestran las dos imágenes de la cámara mientras miran hacia una lata de coca cola y una lata DrPepper. Puede ver la diferencia focal entre las dos imágenes y también la disparidad vertical entre las dos cámaras a pesar de estar montadas muy cerca una de la otra. Esta disparidad se puede reducir usando un prisma para dividir una vista única en dos vistas para dos cámaras, pero encontramos que el método rápido de usar dos cámaras web cerca una de la otra es suficiente. está desenfocado y la lata DrPepper lejana está enfocada. En la imagen del lado derecho la situación es al revés. Si observa los bordes de esta imagen, puede ver que la fuerza de los bordes refleja el enfoque del objeto. Las líneas blancas indican una transición de borde más alta, lo que significa que el objeto está más enfocado. Las líneas más azules indican una respuesta más débil. Cada imagen se divide en 3 secciones verticales. Izquierda, media y derecha. Usamos estas áreas para determinar si existe un obstáculo en esas áreas y, de ser así, alejar al robot. Estas bandas se resaltan nuevamente en un lado de la imagen original para que podamos verificar su exactitud. Las áreas más claras en estas imágenes indican que el objeto está cerca. Esto le dice al robot que se aleje de esa dirección. La desventaja de esta técnica es que los objetos necesitan textura. En la siguiente imagen podemos ver dos bloques rojos que se colocan en la misma posición que las latas pero no responden a esta técnica. El problema es que los bloques rojos no tienen textura interna. Este requisito de característica es similar al necesario para las técnicas de flujo óptico y estéreo.

Paso 8: ¡Gracias

Con suerte, este Instructable le brinda algunas ideas sobre cómo usar el kit de montaje de motor y rueda con controlador de posición de Parallax. Descubrimos que fue muy fácil de configurar y personalizar para nuestras necesidades, haciendo un robot controlado por computadora portátil muy simple. Puede descargar RoboRealm e intentar experimentar con Machine Vision en RoboRealm. ¡Que tenga un buen día! El equipo de RoboRealm. Vision para máquinas y TeleToyland - Controla robots reales desde la web.