پایه ربات رایانه نوت بوک سریع: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

به عنوان همکاری بین TeleToyland و RoboRealm ، ما یک پایگاه سریع برای یک روبات مبتنی بر رایانه نوت بوک با استفاده از Parallax Motor Mount & Wheel Kit ایجاد کردیم. برای این پروژه ، ما می خواستیم آن را سریع و ساده نگه داریم ، و می خواستیم قسمت بالای ربات را کاملاً برای رایانه های شخصی نوت بوک واگذار کنیم. امیدوارم این راه اندازی آسان و الهام بخشیدن به روبات های خلاق تر را نشان دهد! مانند هر ربات خوب دیگری ، ما سوئیچ قدرت مهم موتور و یک دسته داریم!

مرحله 1: مواد

برای موتورها ، ما از موتور Mount & Wheel Kit با کنترل موقعیت از Parallax (www.parallax.com) (مورد 27971) استفاده کردیم. اینها مجموعه خوبی از موتور ، رمزگذار نوری و کنترل کننده موقعیت را ارائه می دهند. در اولین حرکت ما ، ما در واقع از کنترل کننده موقعیت استفاده نمی کنیم ، اما برای اکثر روبات ها ، این ویژگی بسیار خوبی است. ما همچنین از کیت چرخ Caster از Parallax (مورد شماره 28971) استفاده کردیم. ما به شدت ربات های دو چرخ محرک و کاستور را به ربات های فرمان گیر ترجیح می دهیم! بر اساس تجربیات ما ، روبات های فرمان (4 چرخ) با روشن کردن برخی از فرش ها و حیاط ها مشکل دارند. برای کنترل موتور ، ما از دو عدد کنترلر موتور Parallax HB-25 استفاده کردیم. (مورد 29144) برای کنترل کننده سرو ، ما از کنترل کننده سرو سروصدا (USB) استفاده کردیم. (مورد 28823) برای بقیه ، ما از یک تخته سه لا با ابعاد 12 "x10" از 1/2 "، 8" از کاج 1x3 و چند پیچ و پیچ استفاده کردیم. اصلی ترین آنها پیچ و مهره 2.5 اینچی 2.5 اینچی 1/4 اینچی x20 بود. از پیچ و مهره های سر تخت در تمام سطح برای صاف نگه داشتن سطح ربات استفاده شد.

مرحله 2: ساختن پایگاه

ساخت پایه بسیار آسان بود. ما کیت های چرخ و موتور را مونتاژ کردیم و تصمیم گرفتیم که آنها را با موتورهای بالای محور برای بهترین فاصله استفاده کنیم. بنابراین برای روشن شدن موتورها به برخی از موانع نیاز داشتیم. برای انجام این کار ، ما از یک قطعه 4 اینچ کاج 1x3 با دو سوراخ 1/4 اینچی 2 سانتیمتر از هم استفاده کردیم تا با سوراخ های نصب بر روی چرخ و موتور کیت مطابقت داشته باشد. ما از یک پرس مته برای ایجاد صاف آن سوراخ ها استفاده کردیم ، بنابراین اگر شما فقط یک مته دستی داشته باشید ، می توانید از هر دو طرف علامت زده و مته بزنید تا در وسط قرار بگیرند ، یا یک سوراخ بزرگتر ایجاد کنید تا کمی اتاق تکان بخورد. قسمت مسطح پایه از 1/2 "تخته سه لا ساخته شده است - ما از 12 استفاده کردیم "عرض و 10" طول مناسب برای مینی نوت بوک های ما ، اما اندازه آن واقعاً می تواند هر چیزی باشد. ما سوراخ های 1/4 اینچی را برای مطابقت با حالت ایستاده و کیت های چرخ - 1/2 "از کنار و 2 اینچ مانند قبل ایجاد کردیم. لبه جلو با حالت ایستادن مطابقت داشت ، بنابراین لاستیک ها فقط کمی بیرون می آیند. ما این کار را انجام دادیم آنها را قبل از پایه به دیوار بزنید ، اما این خیلی مهم نیست. در بالای تخته ، ما از یک سینک سینک استفاده کردیم تا جایی برای سر صاف پیچ های 1/4 اینچی x20 (طول 2.5 اینچ) ایجاد کنیم. پیچ ها باید در واقع کمی کوتاهتر از 2.5 اینچ باشند تا درست جا بیفتند ، بنابراین ما با ابزار Dremel حدود 1/4 اینچ را از انتها برش می دهیم. اگر از تخته سه لا 3/4 اینچ استفاده می کنید ، ممکن است بدون وجود مناسب باشد. قطع شد. پس از اتمام کار ، ما کیت های چرخ و موتور را به پایه پیچ کردیم.

مرحله 3: اضافه کردن چرخ کاستور

ما کیت چرخ Caster را در وسط پشت ربات نصب کردیم - یکی از سه سوراخ روی پایه را روی پایه در حدود 1/2 اینچ از لبه تخته قرار دادیم ، سپس از یک مربع برای ایجاد دو سوراخ دیگر استفاده کردیم. به موازات پشت تخته. در این پیکربندی ، چرخ کاستور می تواند فراتر از پایه حرکت کند ، زمانی که ربات به جلو حرکت می کند. ما از پیچ و مهره شماره 6 صاف برای این کار استفاده کردیم - واشرها برای پوشاندن سوراخ های سوکت در کاستور - دوباره برای جلوگیری از انسداد بالا. تنها تغییر در کیت این بود که ما شفت را به سطح پایه افزایش دادیم. برای راه اندازی ما ، ما یک شفت جدید از 1/4 "میله آلومینیومی ایجاد کردیم که 1 3/4 بود" ما از یک ابزار Dremel برای ایجاد شکاف در شفت بلندتر جدیدتر خود استفاده می کنیم تا با کیت مطابقت داشته باشد.

مرحله 4: کنترل کننده های موتور ، باتری ها و سوئیچ ها

برای کنترل موتور ، HB-25s را پشت موتورها نصب کردیم تا جا برای باتری ها باقی بماند. دوباره ، ما از پیچ های سر تخت شماره 6 استفاده کردیم. برای اتصال موتورها به HB-25s ، سیم های موتور را به طول برش داده و از اتصالات چین دار استفاده کردیم. در سیم های موتور کمی شل شدیم ، اما نه آنقدر که برای نگه داشتن آنها به زیپ نیاز داشته باشیم. هنگامی که اتصالات را به هم چسباندیم ، آنها را نیز لحیم کردیم - از داشتن یک اتصال شل در آنجا متنفر باشید!:-) برای باتری ها ، ما عجله داشتیم و از سلولهای NiMH C استفاده کردیم. واقعاً هر چیزی که شما را به 12 ولت برساند خوب است. ما از سلولهای ژل اسید سرب استفاده کرده ایم ، اما به نظر می رسد این سلولها پس از چند سال از بین می روند زیرا ما آنها را به بهترین شکل مدیریت نمی کنیم و داشتن سلول های استاندارد به ما امکان می دهد از قلیاها به عنوان پشتیبان قبل از رویدادها و نسخه های نمایشی استفاده کنیم! بله ، دارنده های سلول C بهتری وجود دارد - چه می توانیم بگوییم؟ مشغول بودیم و Radio Shack نزدیک بود.:-) ما یک سوئیچ قدرت روشن شده اضافه کردیم. دوباره ، زیر پایه نصب شده است تا قسمت بالای آن شفاف باشد ، و ما آن را از پشت عقب جلو می بریم تا دسترسی به آن راحت تر شود. ما یک دسته اضافه می کنیم ، بنابراین پشتیبان گیری و ضربه زدن به سوئیچ کمتر است. ما دومین سوئیچ و بسته باتری را برای برد سروو کنترل اضافه کردیم ، اما قدرت USB ممکن است برای HB-25 ها کافی باشد زیرا آنها رسم نمی کنند قدرت زیادی در سمت سیگنال وجود دارد. براکت های سوئیچ فقط از آلومینیوم زاویه ای ساخته شده بود.

مرحله 5: سروو کنترل و دستگیره

کنترل HB-25 می تواند به طرق مختلف انجام شود ، اما از آنجا که RoboRealm از Parallax Servo Controller (USB) پشتیبانی می کند ، و ما در اطراف آن را داشتیم ، از آن استفاده کردیم. توجه داشته باشید که در حال حاضر ، ما از کنترلرهای موتور روی چرخ استفاده نمی کنیم. و کیت های موتور کنترل کننده ها بسیار خوب هستند ، اما برای RoboRealm ، ما از دید برای رانندگی ربات در حال حاضر استفاده می کنیم و به آنها نیاز نداریم. ممکن است در آینده این قابلیت را اضافه کنیم ، و برای هر نوع کنترل دیگر ، استفاده از کنترلرها باعث می شود که ربات در یک خط مستقیم حرکت کند و غیره. هر ربات به دسته ای نیاز دارد! برای ما ، مقداری ضایعات آلومینیوم و آن را به پشت پیچ کرد ما سوراخ های آزمایشی را ایجاد کردیم ، زیرا پیچ خوردن در کنار 1/2 تخته سه لا معمولاً یک آشفتگی است. ما مطمئن هستیم که می توان این کار را بهتر انجام داد!:-)

مرحله ششم: محاسبه

در جلوی پایه ربات دو دوربین Creative Notebook روی یکدیگر نصب شده اند تا تصویری مشابه را در هر دو دوربین ارائه دهند. از این دوربین ها برای جستجوی موانعی که ممکن است در سر راه آن قرار داشته باشد ، در جلوی ربات استفاده می شود. این دو دوربین از طریق USB به رایانه داخلی متصل شده و مستقیماً در RoboRealm تغذیه می شوند. نوت بوک مورد استفاده یک MSI-Winbook است که بسیار زیبا در بالای پایه رباتیک قرار می گیرد. ما این لپ تاپ را به دلیل اندازه کوچک و هزینه کم (350 دلار آمریکا) انتخاب کردیم. لپ تاپ RoboRealm که از طریق USB به کنترلر Parallax Servo Controller متصل می شود تا حرکات موتور را کنترل کند. خوشبختانه MSI دارای 3 پورت USB است ، بنابراین در این پلت فرم به هاب USB نیازی نیست. توجه داشته باشید که جریان MSI با باتری خود کار می کند. این امکان وجود دارد که دو سیستم قدرت را با هم ادغام کنند ، اما برای سهولت و قابلیت حمل آنها از یکدیگر جدا شدند.

مرحله 7: نرم افزار

لپ تاپ MSI از نرم افزار بینایی ماشین RoboRealm استفاده می کند. هدف از این تظاهرات استفاده از تمرکز به منظور نشان دادن وجود مانع در مقابل روبات بود. هر دو دوربین بصورت دستی در فواصل کانونی مختلف فوکوس کردند. یکی به گونه ای متمرکز شده است که اجسام نزدیک در فوکوس هستند و اجسام دور از فوکوس خارج هستند. دوربین دیگر (درست در بالا) معکوس است. با مقایسه این دو تصویر می توان تشخیص داد که آیا چیزی بسته به تصویر متمرکزتر از دیگری نزدیک است یا دور. "آشکارساز فوکوس" می تواند از یک فیلتر باشد که تعیین می کند کدام تصویر دارای جزئیات بیشتری نسبت به تصویر دیگر در یک منطقه مشخص است. در حالی که این تکنیک کار می کند ، از نظر فاصله جسم چندان دقیق نیست ، اما از نظر محاسبه CPU یک تکنیک بسیار سریع است. تصاویر زیر دو تصویر دوربین را نشان می دهد که به سمت قوطی کک و قوطی DrPepper نگاه می کنند. شما می توانید تفاوت کانونی بین دو تصویر و همچنین تفاوت عمودی بین دو دوربین را با وجود اینکه بسیار نزدیک به یکدیگر نصب شده اند ، مشاهده کنید. این اختلاف می تواند با استفاده از منشور برای تقسیم یک نمای واحد به دو نمای برای دو دوربین کاهش یابد ، اما ما روش سریع استفاده از دو وب کم نزدیک به یکدیگر را کافی می دانیم. توجه داشته باشید که در سمت چپ تصویر ، کک بسته می تواند خارج از تمرکز است و دور DrPepper can در تمرکز است. در تصویر سمت راست وضعیت برعکس است. اگر به لبه های این تصویر نگاه کنید ، می بینید که نقاط قوت لبه نشان دهنده تمرکز جسم است. خطوط سفید نشان دهنده انتقال لبه بالاتر است که به این معنی است که جسم بیشتر در فوکوس است. خطوط آبی تر نشان دهنده پاسخ ضعیف تری است. هر تصویر به 3 قسمت عمودی تقسیم می شود. چپ ، وسط و راست. ما از این مناطق برای تعیین اینکه آیا مانعی در آن مناطق وجود دارد یا خیر ربات را دور می کنیم. این نوارها در یک طرف تصویر اصلی برجسته شده اند تا بتوانیم صحت آنها را بررسی کنیم. مناطق روشن تر در این تصاویر نشان می دهد که جسم نزدیک است. این به ربات می گوید که از آن جهت دور شود. نکته منفی این تکنیک این است که اجسام به بافت نیاز دارند. در تصویر بعدی ما می توانیم دو بلوک قرمز را مشاهده کنیم که در همان موقعیت قوطی ها قرار گرفته اند اما به این تکنیک پاسخ نمی دهند. مسئله این است که بلوک های قرمز بافت داخلی ندارند. این ویژگی مورد نیاز شبیه به تکنیک های جریان استریو و نوری است.

مرحله 8: با تشکر

امیدوارم این دستورالعمل به شما ایده هایی در مورد نحوه استفاده از کیت موتور سوار و چرخ با کنترل موقعیت از Parallax بدهد. راه اندازی و سفارشی سازی برای نیازهای ما ، ساختن یک ربات بسیار ساده با کنترل نوت بوک ، بسیار آسان است. شما می توانید RoboRealm را بارگیری کرده و با رفتن به RoboRealm ، آزمایش Machine Vision را امتحان کنید. روز خوبی داشته باشید! تیم RoboRealm. Vision for Machinesand TeleToyland - کنترل روبات های واقعی از طریق وب.