Колесная робоплатформа. Часть 0 — планирование.


Для экспериментов и развлечений с робототехникой очень хорошо обзавестись железом. Конечно можно все смоделировать на ПК. Но это же не так интересно. Хочется, потрогать, полюбоваться. Да и любовь к самодельщине у меня мало что убъет, поздно уже:)

Итак, железо бывает самым разнообразным: ловкие чудо-манипуляторы, летающие мультикоптеры, гусеничные вездеходы, что-то ползающее, гнущееся, кувыркающееся… да даже микроволновку в каком-то смысле можно назвать роботом:)

Я же решил остановиться на самом простом решении — колесной платформе. Платформа может быть простой, а вот установить на нее можно все, что угодно. Тот же PR-2 или Qbo построены на колесных шасси, что нисколько не умаляет их удивительности, лишь ограничивает проходимость.

Ну и это все же робоплатформа, а не грузовимк для гномов. Так что помимо колес и приводов должно быть еще что-то хоть сколько-нибудь автоматическое и интеллектуальное.


Конкретнее.

В качестве шасси будет взята платформа из двух колес, основания и шаровой опоры. Платформа будет двухуровневой: на нижнем уровне будут аккумуляторы потяжелее для устойчивости, драйвер двигателей, блок питания и еще что-нибудь, если уместится. На верхнем, управляющая логика и остальная переферия.

Еще конкретнее.

Чтобы добиться сложной и большой цели, ее стоит разбить на много маленьких простых целей. Это не только понятней, но и больше воодушевляет, т.к. психика получает удовлетворительный результат гораздо чаще, что усиливает мотивацию. А как известно, самая сильная мотивация — внутренняя:)
И так, разобъем нашу сложную систему на более простые: основной контроллер, контроллер двигателей и периферии, переферия и двигатели, блок питания и блок связи. Теперь осталось придумать, как это все связать воедино. Для связи переферии и контроллеров вполне себе подойдет мультимодульный USART. Можно было бы взять и IIC, но я терпеть не могу его реализацию в AVR контроллерах. MPCM USART тоже общается по двум проводам, вот только нет в нем нужды организовывать всю тьму повторных стартов, асков/наков и прочих операций, работу с которыми разработчики AVR возложили на наши плечи. Для работы с переферией и двигателями можно взять отдельный МК послабее, чтобы не грузить основной контроллер, который займем только логикой работы всего робота в целом. Нечего ему ШИМом дергать, если он главный:)

Хватит буков, смотрим блок-схему:

Само собой, ничто не мешает менять планы по ходу дела. Но начальное направление взято.
Как видно на схеме, питание от аккумуляторов (планируется взять Li-Ion х 3 = 11,1В) поступает на стабилизаторы и DC-преобразователь. Таким образом производится разделение питания логики, любящей стабильное напряжение и механики, потрябляющей большой ток.

Управление сервоприводами можно бы повесить и на контроллер переферии, но у меня уже есть готовый и работающий сервоконтроллер, и изобретать велосипед по второму разу не хочется.

Радиокамера с микрофоном только выезжает из Китая. Зная, как работает Почта Росии, ждать придется еще долго. И далеко вперед заглядывать не буду. С системами распознавания изображений пока не работал, так что назначение видеоподсистемы пока что ограничится передачей картинки.

В остальном — стандартный набор: L293, HC-05, ИК-светодиоды и фототранзисторы.

И еще про одну вкуснятину, которую я задумал, расскажу попозже. Это, так сказать гвоздь программы, и пока держится в тайне. Как осилю реализовать, сразу все подробно опишу:) Честно, за подобное пока не брался и погляжу, что из этого выйдет.

В каждом посте из цикла буду разбирать реализацию какого-нибудь блока, с подробным описанием и обоснованием почему выбрано именно это, а не какое-либо другое решение.

Ну и чтобы обещанного не пришлось 3 года ждать, пойду я собирать платформу.

Содержание серии:
0 — Планирование.
1 — Приводы и питание.
2 — Контроллер периферии и связь.
3а — Мультимодульный USART. Теория.
3б — Мультимодульный USART. Реализация.


0 комментариев на «“Колесная робоплатформа. Часть 0 — планирование.”»

    • Да вы вообще молодцы. Разработать и запустить в производство две платы — большое достижение.

    • спасибо 🙂
      возможно у вас есть какие-нибудь идеи/пожелания?

Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect LEGO OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна конкурс манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение