Мозги для робота


Выбор самой главной части любого робота — его мозга — это очень важный и ответственный этап его построения.

Рассмотрим возможные варианты:
(как и любая попытка классификации — это довольно спорный и неполный список, но, как основа для дальнейшей работы, сойдёт и такой :))

1. простейший робот
здесь роль мозга выполняет простая микросхема, транзисторы и т.д.

пример:
BEAM-роботы,
Простейший робот на одной микросхеме (L293D)

2. простой робот
здесь роль мозга выполняет микроконтроллер (atmega, PIC…)

пример:
Простой робот на микроконтроллере (Часть 1) и т.д.

роботы на базе Arduino/CraftDuino

данное решение одно из самых простых и доступных.

3. МК + ПК
Создать простого и доступного робота можно на базе микроконтроллера, который будет принимать информацию с датчиков, управлять различными механизмами робота (моторами, сервомашинками, реле и т.д.).
Однако, на простом МК не получится сделать обработку видео, распознавание речи и прочие вкусности «настоящего робота».
Но и из этого можно выкрутиться с минимальными потерями, разбив робота на две части:
1) робот на базе МК
2) ПК

связывать эти две части одного робота, можно по кабелю, но, удобнее всего, по радиоканалу.

Это очень удобное решение. Простое и доступное.
Золотая середина по простоте, доступности и функционалу.

К тому же, удобно программировать под той ОС, под которой Вы привыкли работать.

а вот далее идёт более обширный список различных вариантов более «мозговитых» роботов.

Сейчас компьютерная техника всё быстрее устаревает, поэтому всё больше старых ПК различной мощности пылятся в чуланах и углах.
Разумеется, нельзя не задумываться — как можно приспособить их для робототехники.

4. робот на базе обычного ПК или ноутбука
плюсы этого решения очевидны:
знакомый стандартный набор средств программирования,
множество готовых библиотек,
множество различной документации,
для управления можно использовать стандартные порты ввода/вывода (COM, LPT, USB),
возможно подключение любых устройств (например, различные web-камеры)
высокая производительность

минусы:
большие габариты,
если используется обычная материнская плата, то возникают трудности с высокой потребляемой мощностью ( для работы такого робота будут тяжёлые, громоздкие и дорогие аккумуляторы)

так же, обратите внимание, что обычная материнская плата требует одновременного наличия целого набора напряжений питания: +/-12В, +/-5В, +/-3.3В что даёт дополнительные проблемы с блоком питания.

использование ноутбука, как кажется, решает эту проблему (более скромные габариты, встроенный аккумулятор), но если ноутбук уже старый, то его аккумулятор не сможет держать заряд достаточно долго, да и вес всё-равно будет в районе 3-5 килограмм.

Из этого следует вывод, что старые ПК лучше использовать в качестве стационарного пульта управления или в связке по радиоканалу с автономным модулем, но устанавливать на самого робота его не стоит.

* робот на базе специализированного ПК

сейчас всё большее распространение получают различные специализированные решения:
материнские платы формата Mini-ITX, или даже, Pico-ITX, причём эти ПК полностью совместимы с компьютерами x86.
Размеры плат и их небольшое энергопотребление делают их более чем привлекательными для роботов.

* робот на базе промышленного ПК

так же стоит обратить внимание на различные платы для промышленных ПК:
платы формата PC/104 или Micro PC.

обратите внимание, что модули PC/104 насаживаются друг на дурга в эдакий бутерброд (очень напоминает шилды Arduino)

плюсы:
совместимость с компьютерами x86;
низкое энергопотребление (стандартное напряжение 5В, потребление 5W (платы с потреблением более 10W — довольно редки));
небольшой размер (PC/104: 115 x 103 мм.)
множество различных плат расширения,
индустриальное качество плат (рабочий температурный диапазон: -40°C … +85°C, сторожевой таймер, требования по влажности, устойчивость к вибрациям и одиночным ударам)

минусы:
высокая цена,
в зависимости от платы может потребоваться использовать ОС для встраиваемых систем:
Windows CE, Windows Embedded, QNX.

Российские фирмы-изготовители:
http://www.fastwel.ru

другие варианты плат для встраиваемых систем можно посмотреть здесь:
http://www.micromax.ru

почти все такие платы работают на базе маломощных процессоров:
Vortex86, AMD Geode

на базе Vortex86 построен робо-контроллер RoBoard

новые версии плат уже работают на процессорах Intel® Atom, Intel® Celeron M, Intel® Pentium M

* робот на базе КПК

средняя производительность, хотя современный КПК и смартфоны стремительно догоняют по мощности обычные компьютеры.

плюсы:
компактность и небольшой вес (200 — 300 грамм),
низкое энергопотребление (особенно при выключенном экране),

Время автономной работы КПК — более чем приемлимо для робота.

минусы:
трудности подключения к КПК внешних устройств.

* робот на базе нетбука
как кажется, почти идеальное решение — плюсы ноутбука, но при этом небльшой вес и доступная цена

пример:
Asus Eee PC

* робот на базе контроллера

микроэлектроника развивается и дарит нам возможность использовать свои новинки для создания по-настоящему мозговитых автономных роботов.

существует множество плат развития, контроллеров и отладочных плат:
(чаще всего на базе ARM)

BeagleBoard

mini2440 ARM9 board

Chumby Hacker Board

Российская компания:
http://www.starterkit.ru

плюсы:
приемлемая цена,
малые габариты,
невысокое энергопотребление,

минусы (или, наоборот, плюсы):
установка ОС для встраиваемых систем:
урезанные дистрибутивы Linux

например:
Angstrom
uClinux

способ погружения и знакомства со встраиваемыми системыми, мини-Linux-ом и прочими вкусностями. Главное за всем этим не забыть — зачем всё это делается 🙂

* робот из переделанного устройства

различные устройства, которые можно переделать и использовать в качестве мозгов для робота.

Это Wi-Fi- роутеры:
D-Link DIR-300
D-Link DIR-320
TP-LINK TL-MR3020

существуют различные варианты открытых Linux-прошивок для роутеров:
* DD-WRT http://dd-wrt.com
* Tomato http://www.polarcloud.com/tomato
* Openwrt http://openwrt.org
* Oleg firmware http://oleg.wl500g.info

которые позволят Вам работать с роутером так, как Вы сами того захотите, а управлять своим роботом через COM-порт, который почти всегда выведен на плате роутера.
А, например, у D-Link DIR-320 — вообще есть USB-порт 😉

а ведь есть ещё и ADSL-модемы 😉

и помните:

«роботы — это увлечение, которое не только отнимает много времени, но и ещё довольно дорогое…»

По теме
Робософт — обзор существующих решений


0 комментариев на «“Мозги для робота”»

  1. почти все такие платы работают на базе маломощных процессоров:
    Vortex86, AMD Geode

    Последние Vortex86, насколько я помню, это 1Ггц и >=512Мб. ОЗУ. Так что называть их «маломощными» не совсем справедливо. В плюсах — цена (в районе 100 долл.) и наличие драйверов для многих ОС.

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