Czy budowa robota Raspberry Pi jest trudna i skomplikowana? W takim razie jesteś we właściwym miejscu.
Użycie Raspberry Pi do budowy robota daje kompletny komputer w przystępnej cenie. W połączeniu z niewielką obudową i szerokim wsparciem społeczności będzie to świetna platforma, nawet dla początkujących.
Jednak zagłębianie się w świat robotyki oznacza zagłębianie się w bardziej zaawansowane projekty obwodów. Ale nie martw się, uczynimy to tak łatwym, jak to tylko możliwe. https://www.wellpcb.com/
W tym artykule omówimy więc sposób budowania robota Raspberry Pi oraz różne projekty robotów Pi, które można wykonać.
Raspberry Pi
Źródło:
Wikimedia Commons
Jak zbudować robota Raspberry Pi
Pokażemy tutaj, jak zbudować przyjaznego dla początkujących robota Pi, który potrafi omijać przeszkody i swobodnie się poruszać. Oto części potrzebne do tego projektu:
Raspberry Pi (modele B, B+ lub 2)
Motoreduktory prądu stałego (1)
Kółko (1)
Karta Sd (1)
Myszka (1)
Przycisk (1)
Mysz (1)
Rezystor 200R (1)
Płytka drukowana (1)
Taśma dwustronna (1)
Klawiatura
Sterownik L293D (1)
Zworki z męskiego na męski lub z żeńskiego na żeński (1)
Podwozie robota i koła (1)
Moduły czujników podczerwieni (1)
Tworzenie projektu
Najpierw musimy podłączyć czujnik podczerwieni do Raspberry Pi. Aby to zrobić, załóż Raspberry Pi po podłączeniu go do klawiatury, myszy i monitora. Następnie kliknij czujnik i upewnij się, że działa poprawnie.
Następnie podłącz pin 5V Pi i pin GND do czujnika, aby uzyskać zasilanie. Następnie należy połączyć pin B czujnika z pinami GPIO 16 i 3. Na koniec sprawdź konfigurację pinów w GPIO.BOARD.
Następnie wprowadź poniższy kod i zapisz go jako plik Pythona, najlepiej irtest.py.
Kod do pliku Pythona
Po zapisaniu i uruchomieniu pliku Pythona zauważysz, że po zablokowaniu czujnika pojawią się następujące wydruki wyjściowe:
Wydruki wyjściowe dla pliku Pythona
Spróbuj więc sprawdzić połączenia lub wymienić komponenty, jeśli to nie działa.
Podłączanie silników za pomocą układu L293D
Teraz użyjemy modułu L293D do podłączenia silników. Najpierw jednak podaj zasilanie do modułu L293D przez piny + i -. Następnie podłącz również te piny zasilania do płytki baterii 9 V.
Podłączenie całego obwodu
Dodatkowo należy połączyć pin - układu L293D z pinem GND komputera Pi. Aby uzyskać jasny obraz połączeń, zapoznaj się z poniższym schematem.
Ponadto użyj czterech wyjściowych pinów GPIO, aby utworzyć wejścia dla płytki. Możesz także użyć tych pinów wyjściowych do sterowania kierunkiem obrotu dwóch silników.
Możesz także połączyć dwa zaciski silników z czterema zaciskami wyjściowymi płytki. Na koniec dołącz przycisk do aktywowania lub dezaktywowania robota, aby wykonać ostatnie połączenie.
Konstrukcja końcowa
Teraz możesz dodać koła do swoich silników i zamontować połączenia na podwoziu robota. Upewnij się, że zabezpieczyłeś części taśmą dwustronną, aby uniknąć ich odpadnięcia.
Nie zapomnij przetestować silników za pomocą poniższego kodu. Upewnij się, że zapisałeś kod jako plik Pythona: moto.py. Następnie użyj polecenia sudo motor.py, aby go uruchomić. Jeśli kod działa, silniki powinny zacząć się obracać.
Kod do testowania silników
Jak to działa?
Po naciśnięciu przycisku robot zostanie aktywowany i zacznie się poruszać. Podczas poruszania się robot będzie szukał za pomocą czujnika podczerwieni obiektów blokujących mu drogę. Gdy wykryje przeszkodę, Pi pozwoli robotowi na manewrowanie wokół niej. Ponownie można dezaktywować robota, naciskając przycisk.
Projekty robotów Raspberry Pi
Jeśli ukończyłeś powyższy łatwy projekt i szukasz nowych wyzwań, oto kilka pomysłów na projekty, które warto wypróbować.
1. Czworonożny robot CHOP
Robot czworonożny Chop
Źródło:
Flickr
Robot czworonożny Chop jest projektem typu "zrób to sam", podobnym do projektu Boston Dynamics. Ponadto projekt CHOP jest projektem typu open-source. Dlatego można go dostosować i zmodyfikować za pomocą kilku części drukowanych w 3D i innych materiałów.
Nie ma wątpliwości, że Raspberry Pi 4B i Arduino Mega są najważniejszymi komponentami tego robota. Arduino filtruje dane z czujników i łączy się z serwosterownikami. Z drugiej strony, Pi zbiera wszystkie dane i uruchamia różne skrypty Pythona, aby kontrolować ruch robota.
Ponadto komputer Pi wykorzystuje odwrotny model kinematyczny do sterowania ruchem serwomechanizmów. Do sterowania kierunkiem ruchu robota można też użyć kontrolera Bluetooth.
2. Robot Ping Pong
Robot Ping Pong
Źródło:
Wikimedia Commons
Robot pingpongowy jest w stanie grać w tenisa stołowego z ludźmi. I to na różnych poziomach, od zaawansowanego do prostego.
Robota pingpongowego można używać do gry rekreacyjnej lub do poważnych ćwiczeń. Można jednak kupić wersję komercyjną za około dwa tysiące dolarów. Można też bez wysiłku wykonać wersję DIY z części, które już się posiada, drukowanych w 3D i wycinanych laserowo.
Dodatkowo możesz połączyć się z botem przez WiFi i mieć nad nim pełną kontrolę.
3. Robot humanoidalny Raspberry Pi
Robot humanoidalny
Źródło:
Pixabay
Możesz zbudować robota humanoidalnego, używając Raspberry Pi. Niektóre roboty humanoidalne mają funkcje unikania przeszkód, ultradźwiękowego wykrywania odległości lub sterowania bezprzewodowego.
Niezależnie od funkcji, do tego projektu będziesz potrzebować zestawu Robotics Bioloid, żyroskopu i czujnika odległości.
Ponadto zalecamy użycie mniejszego Raspberry Pi Zero i pojedynczej baterii 2500 Mah do zasilania.
Ponadto potrzebny będzie układ konwertera analogowo-cyfrowego, który umożliwi odczyt danych z czujnika.
4. Pi Roomba
Roomba
Źródło:
Trusted Reviews
Jeśli masz doświadczenie w robotyce, to pewnie słyszałeś o odkurzaczu-robocie Roomba.
Możesz jednak zbudować własnego robota, używając Raspberry Pi i bardziej inteligentnych ruchów.
Potrzebny będzie interfejs szeregowy Roomba 530, aby można było połączyć się z Raspberry Pi.
Ponadto do kodowania będzie używany pakiet Javascript. Skrzynka wykorzystuje także RxTX do komunikacji z robotem.
Możesz także sterować robotem Roomba za pomocą joysticka, a nawet ustawić poziom wyjściowy.
5. Robot Butter
Inteligentny robot Butter może nagrywać i przesyłać strumieniowo filmy w doskonałej jakości. Ponadto może nagrywać i przesyłać dźwięk.
Najlepsze jest to, że do przechwytywania dźwięków i filmów wystarczy moduł kamery Raspberry Pi i urządzenie USB.
Jednak w skład robota wchodzą następujące elementy:
Raspberry Pi Zero W
Moduł kamery RPi
Silniki prądu stałego
płytka audio USB
Sterownik silnika L9110
Led
Pakiet baterii
Serwomechanizmy 9g
Przełącznik suwakowy
Głośnik
Z robota można również korzystać za pomocą aplikacji Blynk, która obsługuje strumieniowe przesyłanie wideo.
6. Kot robotyczny Petoi
W ramach projektu Nybble, opartego na otwartym kodzie źródłowym, można zbudować uroczego kota-robota. Ponadto zamiast części drukowanych w 3D można użyć laserowo wycinanych części drewnianych.
Inne elementy tego projektu to Raspberry Pi 3B+, zestaw Nybble oraz Sparkfun Arduino Pro Mini.
Dodatkowo możesz kontrolować ruchy robota za pomocą mikrokontrolera zgodnego z Arduino. Kot-robot potrafi także zachować pamięć mięśniową, co pozwala mu zapamiętać, jak się poruszać.
Ponadto Raspberry Pi w tym projekcie umożliwia dostosowanie kodu Nybble i wydawanie prostych poleceń.
7. Spot Micro
Spot micro to mniejsza wersja popularnego robota poczwórnego Spot. Dodatkowo można uzyskać chód kłusem i chód z trzyosiowymi "trybami kontroli poleceń kątowych".
Robot działa na Raspberry Pi 3B z systemem Ubuntu. Wykorzystuje również frameworki w językach C++ i Python.
Dodatkowo, aby wziąć udział w projekcie, będziesz potrzebował następujących elementów:
Raspberry Pi 3 B
Panel LCD 15×2
Płytka serwomechanizmów PCA9685
Bateria 4000 mah
Regulator napięcia 5V
Części drukowane w 3D
Lider (opcjonalny do mapowania pomieszczeń)
8. Miniaturowy robot bojowy
Czy chcesz zbudować potężnego robota bojowego? W takim razie możesz spróbować zrealizować ten projekt. Używając Raspberry Pi Zero, możesz przełożyć dane wejściowe z kontrolera Bluetooth na polecenia dla sterowników silników Twojego robota.
Zamiast używać nadajnika RC, w projekcie wykorzystano prostszą konfigurację pinów GPIO.
Przydałaby się płytka L298N do lokomocji, Tarot TL300G ESC do kręcenia silnikami bezszczotkowymi oraz akumulator 500Mah. I masz swojego mini robota bojowego na podwoziu wydrukowanym w 3D.
9. Robot Devastator Raspberry Pi
Robot Devastator
Źródło:
Zdjęcia z domeny publicznej
Jak sama nazwa wskazuje, za pomocą Raspberry Pi Zero W można zbudować zrobotyzowany czołg. Cała konstrukcja zawiera wydrukowany w 3D specjalny uchwyt, trochę kodu Pythona i obwód kontrolera silnika. Można też dodać zamontowaną kamerę.
Wszystko, co jest potrzebne do realizacji tego projektu, można też znaleźć na platformie mobilnej Devastator Tank.
Słowa końcowe
Raspberry Pi to wszechstronny minikomputer, który nadaje się do różnych zastosowań. Większość projektów robotów z Raspberry Pi, które wymieniliśmy w tym artykule, wykorzystuje wyłącznie przyjazny dla początkujących język Python.
Ponadto, jeśli nie możesz znaleźć wszystkich komponentów potrzebnych do realizacji projektu, możesz spróbować zestawów do budowy robotów. Zakup automatycznego sprzętu pozwoli Ci uzyskać gotowe elementy do projektu robota.
Jednak aby spróbować zrealizować któryś z tych projektów, musisz posiadać podstawowe lub średnio zaawansowane umiejętności.
Czy masz jakieś pytania? Skontaktuj się z nami, a chętnie Ci pomożemy.
