สร้างหุ่นยนต์ Turtlebot ของคุณเอง!: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

แก้ไข:

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับซอฟต์แวร์และการควบคุมมีอยู่ที่ลิงค์นี้:

hackaday.io/project/167074-build-your-own-turtlebot-3-backbone

ลิงก์โดยตรงไปยังรหัสคือ:

github.com/MattMgn/foxbot_core

ทำไมโครงการนี้?

Turtlebot 3 เป็นแพลตฟอร์มที่สมบูรณ์แบบสำหรับเจาะลึกเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หุ่นยนต์ และแม้แต่ AI! ฉันเสนอให้คุณสร้าง Turtlebot ของคุณเองทีละขั้นตอนด้วยส่วนประกอบที่ราคาไม่แพงโดยไม่ต้องเสียสละคุณสมบัติและประสิทธิภาพ โดยคำนึงถึงสิ่งหนึ่ง: รักษาสิ่งที่ดีที่สุดจากหุ่นยนต์เริ่มต้น ความเป็นโมดูล ความเรียบง่าย และแพ็คเกจจำนวนมากสำหรับการนำทางอัตโนมัติและ AI จากชุมชนโอเพนซอร์ซ

โครงการนี้เป็นโอกาสสำหรับผู้เริ่มต้นที่จะได้รับแนวคิดเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์ กลศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ และสำหรับผู้มีประสบการณ์มากขึ้นในการได้รับแพลตฟอร์มอันทรงพลังเพื่อทดสอบและพัฒนาอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์

สิ่งที่คุณจะค้นพบในโครงการนี้?

คุณกำลังจะค้นพบว่าชิ้นส่วนกลไกและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญต้องเก็บไว้จากบอทดั้งเดิมเพื่อรับประกันความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์

กระบวนการสร้างทั้งหมดจะมีรายละเอียด: ตั้งแต่การพิมพ์ชิ้นส่วน 3 มิติ การประกอบและส่วนประกอบต่างๆ การบัดกรีและการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไปจนถึงการรวบรวมโค้ดบน Arduino คำแนะนำนี้จะสรุปในตัวอย่าง 'สวัสดีชาวโลก' เพื่อให้คุณคุ้นเคยกับ ROS หากมีอะไรไม่ชัดเจน ถามคำถามได้เลย!

เสบียง

อิเล็กทรอนิกส์:

1 x คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวเพื่อเรียกใช้ ROS อาจเป็น Raspberry Pi หรือ Jetson Nano เป็นต้น

1 x Arduino DUE คุณสามารถใช้ UNO หรือ MEGA

1 x Proto-board ที่เหมาะกับ Arduino DUE pin-out มีให้ที่นี่

มอเตอร์ DC 2 x 12V พร้อมตัวเข้ารหัส (ตัวเลือก 100 RPM)

ไดรเวอร์มอเตอร์ 1 x L298N

ตัวควบคุม 2 x 5V

1 x แบตเตอรี่ (เช่นแบตเตอรี่ LiPo 3S / 4S)

2 x สวิตช์เปิด/ปิด

2 x LED

ตัวต้านทาน 2 x 470kOhm

ขั้วต่อ JST 3 x 4 พิน

1 x สาย USB (อย่างน้อยหนึ่งสายระหว่าง SBC และ Arduino)

เซนเซอร์:

1 x เซ็นเซอร์ปัจจุบัน (อุปกรณ์เสริม)

1 x 9 Degrees of Freedom IMU (ไม่บังคับ)

1 x LIDAR (อุปกรณ์เสริม)

แชสซี:

แผ่นโมดูลาร์ Turtlebot ขนาด 16 x (ซึ่งสามารถพิมพ์ 3D ได้)

2 x ล้อเส้นผ่านศูนย์กลาง 65 มม. (ตัวเลือกความกว้าง 6 มม.)

4 x Nylon สเปเซอร์ 30 มม. (อุปกรณ์เสริม)

เม็ดมีด 20 x M3 (อุปกรณ์เสริม)

คนอื่น:

สายไฟ

สกรูและเม็ดมีด M2.5 และ M3

เครื่องพิมพ์ 3D หรือคนที่สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนให้คุณได้

สว่านมือพร้อมชุดดอกสว่านแบบนี้

ขั้นตอนที่ 1: คำอธิบาย

หุ่นยนต์ตัวนี้เป็นตัวขับเคลื่อนเฟืองท้ายแบบธรรมดาที่ใช้ล้อ 2 ล้อติดตั้งโดยตรงบนมอเตอร์และล้อเลื่อนซึ่งอยู่ด้านหลังเพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์ล้ม หุ่นยนต์แบ่งออกเป็นสองชั้น:

ชั้นล่าง: พร้อมกลุ่มขับเคลื่อน (แบตเตอรี่ ตัวควบคุมมอเตอร์ และมอเตอร์) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 'ระดับต่ำ': ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า สวิตช์…

Upper Layer: ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ 'ระดับสูง' คือ Single Board Computer และ LIDAR

เลเยอร์เหล่านี้เชื่อมโยงกับชิ้นส่วนที่พิมพ์และสกรูเพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานของโครงสร้าง

แผนผังอิเล็กทรอนิกส์

แผนผังอาจดูยุ่งเหยิงเล็กน้อย เป็นแผนผังและไม่ได้แสดงถึงสายไฟ ขั้วต่อ และโปรโตบอร์ดทั้งหมด แต่สามารถอ่านได้ดังนี้

แบตเตอรี่ Litihum Ion Polymer 3S ที่มีความจุ 3000mAh จ่ายไฟให้กับวงจรแรก โดยให้พลังงานแก่ทั้งบอร์ดควบคุมมอเตอร์ (L298N) และตัวควบคุม 5V ตัวแรกสำหรับตัวเข้ารหัสมอเตอร์และ Arduino วงจรนี้เปิดใช้งานผ่านสวิตช์พร้อมไฟ LED ที่ระบุสถานะเปิด/ปิด

แบตเตอรี่เดียวกันจ่ายไฟให้กับวงจรที่สอง แรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะถูกแปลงเป็น 5V เพื่อจ่ายไฟให้กับคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว นอกจากนี้ยังเปิดใช้งานวงจรผ่านสวิตช์และไฟ LED

สามารถเพิ่มเซ็นเซอร์เพิ่มเติม เช่น LIDAR หรือกล้องได้โดยตรงบน Raspberry Pi ผ่าน USB หรือพอร์ต CSI

การออกแบบเครื่องกล

โครงหุ่นยนต์ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เหมือนกัน 16 ชิ้นซึ่งสร้างเป็นชั้นสี่เหลี่ยมจัตุรัส 2 ชั้น (ความกว้าง 28 ซม.) รูจำนวนมากช่วยให้ติดตั้งชิ้นส่วนเพิ่มเติมได้ทุกที่ที่คุณต้องการ และนำเสนอการออกแบบโมดูลาร์ที่สมบูรณ์ สำหรับโปรเจ็กต์นี้ ฉันตัดสินใจซื้อเพลต TurtleBot3 ดั้งเดิม แต่คุณยังสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติ เนื่องจากการออกแบบเป็นโอเพ่นซอร์ส

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบบล็อคมอเตอร์

การเตรียมมอเตอร์

ขั้นตอนแรกคือการเพิ่มเทปโฟมหนา 1 มม. รอบมอเตอร์แต่ละตัวเพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเมื่อมอเตอร์หมุน

ชิ้นส่วนที่พิมพ์

ตัวยึดมอเตอร์ส่งผลให้ชิ้นส่วนสองส่วนที่ยึดมอเตอร์เหมือนรอง ใช้สกรู 4 ตัวเพื่อขันมอเตอร์ให้แน่นในตัวยึด

ตัวยึดแต่ละอันประกอบด้วยรูหลายรูที่โฮสต์เม็ดมีด M3 ที่จะติดตั้งบนโครงสร้าง มีรูมากกว่าที่จำเป็นจริง ๆ ในที่สุดอาจใช้รูพิเศษเพื่อยึดส่วนเสริม

การตั้งค่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติ: ทุกส่วนพิมพ์ด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้

• หัวฉีดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มม.
• เติมวัสดุ 15%
• ชั้นสูง 0.2 มม.

ล้อ

ล้อที่เลือกนั้นหุ้มด้วยยางเพื่อเพิ่มการยึดเกาะสูงสุดและรับประกันสภาพการหมุนฟรี สกรูยึดจะยึดล้อไว้กับเพลามอเตอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางของล้อควรมีขนาดใหญ่พอที่จะข้ามขั้นเล็กน้อยและพื้นไม่ปกติ (ล้อเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 65 มม.)

การตรึง

เมื่อคุณทำ motor block เสร็จแล้ว ให้ทำซ้ำขั้นตอนก่อนหน้า จากนั้นจึงยึดเข้ากับเลเยอร์ด้วยสกรู M3

ขั้นตอนที่ 3: การเตรียมสวิตช์และสายเคเบิล

การเตรียมสายมอเตอร์

โดยทั่วไปแล้ว ตัวเข้ารหัสของมอเตอร์จะมาพร้อมกับสายเคเบิลซึ่งรวมถึงขั้วต่อ 6 พินที่ด้านหนึ่งที่เชื่อมต่อด้านหลังของ PCB ตัวเข้ารหัส และสายเปลือยที่อีกด้านหนึ่ง

คุณมีความเป็นไปได้ที่จะบัดกรีโดยตรงบนโปรโตบอร์ดหรือแม้แต่ Arduino ของคุณ แต่ฉันแนะนำให้คุณใช้ส่วนหัวของพินตัวเมียและตัวเชื่อมต่อ JST-XH แทน ดังนั้นคุณจึงสามารถเสียบ/ถอดปลั๊กบนโปรโตบอร์ดและทำให้การประกอบของคุณง่ายขึ้น

เคล็ดลับ: คุณสามารถเพิ่มปลอกหุ้มปลอกหุ้มที่ขยายได้รอบๆ สายไฟและชิ้นส่วนของท่อหดใกล้กับขั้วต่อ การทำเช่นนี้คุณจะได้สายเคเบิลที่ 'สะอาด'

สวิตช์และ LED

ในการเปิดใช้งานวงจรไฟฟ้าทั้งสอง ให้เตรียม LED 2 ดวงและสายเคเบิลสำหรับสวิตช์: ขั้นแรกให้บัดกรีตัวต้านทาน 470kOhm บนพิน LED อันใดอันหนึ่ง จากนั้นบัดกรี LED บนพินสวิตช์หนึ่งอัน คุณสามารถใช้ท่อหดชิ้นหนึ่งเพื่อซ่อนตัวต้านทานภายในได้ ระวังบัดกรี LED ในทิศทางที่ถูกต้อง! ทำซ้ำการดำเนินการนี้เพื่อรับสายสวิตช์/นำสองสาย

การประกอบ

ประกอบสายเคเบิลที่ทำไว้ก่อนหน้านี้บนชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติที่เกี่ยวข้อง ใช้น๊อตเพื่อรักษาสวิตช์ ไฟ LED ไม่ต้องใช้กาว แค่ดันให้พอดีกับรู

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายไฟบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์

เค้าโครงบอร์ด

ใช้โปรโตบอร์ดที่เหมาะสมกับเลย์เอาต์ของบอร์ด Arduino เพื่อลดจำนวนสายไฟ ที่ด้านบนของโปรโตบอร์ด L298N วางซ้อนกันด้วยส่วนหัวของ Dupont ตัวเมีย (Dupont เป็นส่วนหัว 'Arduino like')

การเตรียม L298N

เดิมทีบอร์ด L298N ไม่ได้มาพร้อมกับส่วนหัว Dupont ตัวผู้ที่เกี่ยวข้อง คุณต้องเพิ่มแถวพิน 9 แถวใต้บอร์ด คุณต้องรู้ 9 รูด้วยดอกสว่านขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ขนานกับรูที่มีอยู่ดังที่คุณเห็นในภาพ จากนั้นเชื่อมโยงหมุดที่สอดคล้องกันของ 2 แถวกับวัสดุบัดกรีและสายสั้น

L298N พินเอาต์

L298N ประกอบด้วย 2 ช่องสัญญาณที่ช่วยให้สามารถควบคุมความเร็วและทิศทางได้:

ทิศทางผ่าน 2 เอาต์พุตดิจิตอลเรียกว่า IN1, IN2 สำหรับช่องแรกและ IN3 และ IN4 สำหรับวินาที

ความเร็วผ่าน 1 เอาต์พุตดิจิตอลเรียกว่า ENA สำหรับช่องแรกและ ENB สำหรับวินาที

ฉันเลือกพินเอาต์ต่อไปนี้กับ Arduino:

มอเตอร์ซ้าย: IN1 บนพิน 3, IN2 บนพิน 4, ENA บนพิน 2

มอเตอร์ขวา: IN3 บนพิน 5, IN4 บนพิน 6, ENB บนพิน 7

ตัวควบคุม 5V

แม้ว่า l298N ปกติสามารถจ่ายไฟ 5V ได้ แต่ฉันก็ยังเพิ่มตัวควบคุมขนาดเล็ก มันจ่ายไฟให้กับ Arduino ผ่านพอร์ต VIN และตัวเข้ารหัส 2 ตัวบนมอเตอร์ คุณสามารถข้ามขั้นตอนนี้ได้โดยตรงโดยใช้ตัวควบคุม L298N 5V ในตัว

ขั้วต่อ JST และพินเอาต์ตัวเข้ารหัส

ใช้อะแดปเตอร์ตัวเชื่อมต่อ JST-XH ตัวเมีย 4 พิน จากนั้นตัวเชื่อมต่อแต่ละตัวจะเชื่อมโยงกับ:

• 5V จากตัวควบคุม
• กราวด์
• พอร์ตอินพุตดิจิตอลสองพอร์ต (สำหรับตัวอย่าง: 34 และ 38 สำหรับตัวเข้ารหัสด้านขวา และ 26 และ 30 สำหรับพอร์ตด้านซ้าย)

เสริม I2C

ตามที่คุณอาจสังเกตเห็น มีขั้วต่อ JST 4 พินเพิ่มเติมบนบอร์ดโปรโต ใช้สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ I2C เช่น IMU คุณสามารถทำเช่นเดียวกันและเพิ่มพอร์ตของคุณเองได้

ขั้นตอนที่ 5: Motor Group และ Arduino ที่ชั้นล่าง

การตรึงบล็อคมอเตอร์

เมื่อชั้นล่างประกอบเข้ากับเพลทของ Turtlebot 8 ตัวแล้ว เพียงแค่ใช้สกรู M3 4 ตัวในเม็ดมีดโดยตรงเพื่อบำรุงรักษาบล็อกมอเตอร์ จากนั้นคุณสามารถเสียบสายไฟของมอเตอร์เข้ากับเอาต์พุต L298N และสายเคเบิลที่ทำไว้ก่อนหน้านี้กับขั้วต่อ JST ของโปรโตบอร์ด

การกระจายอำนาจ

การกระจายพลังงานทำได้โดยง่ายด้วยแผงขั้วต่อแบบกั้น ที่ด้านหนึ่งของสิ่งกีดขวาง สายเคเบิลที่มีปลั๊กตัวเมีย XT60 ถูกขันให้เข้ากับแบตเตอรี่ LiPo อีกด้านหนึ่ง สายไฟ LED/สวิตช์ 2 เส้นที่เราบัดกรีไว้ก่อนหน้านี้ถูกขันให้แน่น ดังนั้นแต่ละวงจร (มอเตอร์และ Arduino) สามารถเปิดใช้งานได้ด้วยสวิตช์ของตัวเองและไฟ LED สีเขียวที่สอดคล้องกัน

การจัดการสายเคเบิล

คุณจะต้องจัดการกับสายเคเบิลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว! เพื่อลดความยุ่งเหยิง คุณสามารถใช้ 'ตาราง' ที่พิมพ์ 3 มิติก่อนหน้านี้ บนโต๊ะ รักษาบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ของคุณด้วยเทปกาวสองหน้า และใต้โต๊ะปล่อยให้สายไฟไหลได้อย่างอิสระ

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่

คุณสามารถใช้ยางรัดผมเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่หลุดออกขณะขับรถ

ล้อลูกกลิ้ง

ไม่ใช่ลูกล้อ แต่เป็นลูกครึ่งธรรมดาที่ยึดด้วยสกรู 4 ตัวที่ชั้นล่าง ก็เพียงพอแล้วที่จะรับรองความเสถียรของหุ่นยนต์

ขั้นตอนที่ 6: คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวและเซ็นเซอร์ที่ Upper Layer

คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวตัวไหนให้เลือก?

ฉันไม่จำเป็นต้องนำเสนอ Raspberry Pi ที่มีชื่อเสียงให้กับคุณ เนื่องจากจำนวนกรณีการใช้งานนั้นมากกว่าสาขาวิทยาการหุ่นยนต์ แต่มีคู่แข่งที่ทรงพลังกว่ามากสำหรับ Raspberry Pi ที่คุณอาจมองข้าม อันที่จริง Jetson Nano จาก Nvidia ฝังการ์ดกราฟิก 128-core อันทรงพลังนอกเหนือจากโปรเซสเซอร์ การ์ดกราฟิกรุ่นนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อเร่งงานการประมวลผลที่มีราคาแพง เช่น การประมวลผลภาพหรือการอนุมานเครือข่ายประสาทเทียม

สำหรับโครงการนี้ ฉันเลือก Jetson Nano และคุณสามารถหาส่วน 3D ที่เกี่ยวข้องได้จากไฟล์ที่แนบมา แต่ถ้าคุณต้องการใช้ Raspberry Pi มีหลายกรณีที่พิมพ์ได้

ตัวควบคุม 5V

ไม่ว่าบอร์ดใดที่คุณตัดสินใจนำหุ่นยนต์มา คุณต้องมีตัวควบคุม 5V Raspberry Pi 4 รุ่นล่าสุดต้องการ 1.25A สูงสุด แต่ Jetson Nano ต้องการความเครียดสูงสุด 3A ดังนั้นฉันจึงเลือกใช้ Pololu 5V 6A เพื่อสำรองพลังงานสำหรับส่วนประกอบในอนาคต (เซ็นเซอร์ ไฟ steppers…) แต่ 5V 2A ราคาถูกควรทำ งาน. Jetson ใช้บาร์เรล DC 5.5 มม. และ Pi a micro USB คว้าสายเคเบิลที่เกี่ยวข้องแล้วบัดกรีเข้ากับเอาต์พุตตัวควบคุม

เลย์เอาต์ LIDAR

LIDAR ที่ใช้ในที่นี้คือ LDS-01 มี 2D LIDAR อื่นๆ อีกหลายตัวที่สามารถใช้ได้ เช่น RPLidar A1/A2/A3, YDLidar X4/G4 หรือแม้แต่ Hokuyo LIDAR ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวคือต้องเสียบผ่าน USB และวางไว้ตรงกลางเหนือโครงสร้าง แท้จริงแล้วหาก LIDAR ไม่อยู่ตรงกลาง แผนที่ที่สร้างโดยอัลกอริทึม SLAM อาจเปลี่ยนตำแหน่งโดยประมาณของกำแพงและสิ่งกีดขวางจากตำแหน่งจริง นอกจากนี้ หากมีสิ่งกีดขวางจากหุ่นยนต์ข้ามลำแสงเลเซอร์ มันจะลดระยะและระยะการมองเห็น

การติดตั้ง LIDAR

LIDAR ติดตั้งอยู่บนชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งมีรูปร่างตามรูปร่าง ชิ้นส่วนนั้นถูกยึดไว้บนแผ่นสี่เหลี่ยม (อันที่จริงเป็นไม้อัดในภาพ แต่สามารถพิมพ์ 3 มิติได้เช่นกัน) จากนั้นส่วนอะแดปเตอร์ช่วยให้สามารถยึดชุดบนแผ่นเต่าด้านบนด้วยสเปเซอร์ไนลอน

กล้องเป็นเซ็นเซอร์เพิ่มเติมหรือเปลี่ยน LIDAR

หากคุณไม่ต้องการใช้เงินมากเกินไปใน LIDAR (ซึ่งมีราคาประมาณ 100 เหรียญสหรัฐฯ) ให้ไปที่กล้องถ่ายรูป: มีอัลกอริธึม SLAM ที่ทำงานเฉพาะกับกล้อง RGB แบบตาเดียว ทั้ง SBC ยอมรับกล้อง USB หรือ CSI

นอกจากนี้ กล้องยังช่วยให้คุณเรียกใช้คอมพิวเตอร์วิทัศน์และสคริปต์ตรวจจับวัตถุ!

การประกอบ

ก่อนปิดหุ่นยนต์ ให้สอดสายเคเบิลผ่านรูที่ใหญ่กว่าในเพลทด้านบน:

• สายเคเบิลที่เกี่ยวข้องจากตัวควบคุม 5V ไปยัง SBC. ของคุณ
• สาย USB จากพอร์ตการเขียนโปรแกรมของ Arduino DUE (ใกล้กับบาร์เรล DC มากที่สุด) ไปยังพอร์ต USB ของ SBC ของคุณ

จากนั้นจับแผ่นด้านบนให้เข้าที่ด้วยสกรูหลายสิบตัว หุ่นยนต์ของคุณพร้อมที่จะตั้งโปรแกรมแล้ว ทำได้ดีมาก!

ขั้นตอนที่ 7: ทำให้มันเคลื่อนไหว

รวบรวม Arduino

เปิด Arduino IDE ที่คุณชื่นชอบ แล้วนำเข้าโฟลเดอร์โครงการชื่อ own_turtlebot_core จากนั้นเลือกบอร์ดของคุณและพอร์ตที่เกี่ยวข้อง คุณสามารถดูบทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมนี้ได้

ปรับการตั้งค่าคอร์

โปรเจ็กต์นี้ประกอบด้วยไฟล์สองไฟล์ และไฟล์หนึ่งจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับหุ่นยนต์ของคุณ ลองเปิด own_turtlebot_config.h และค้นหาบรรทัดที่ต้องการความสนใจของเรา:

#define ARDUINO_DUE // ** แสดงความคิดเห็นบรรทัดนี้หากคุณไม่ได้ใช้เนื่องจาก **

ควรใช้กับ Arduino DUE เท่านั้น ถ้าไม่แสดงความคิดเห็นในบรรทัด

#define RATE_CONTROLLER_KP 130.0 // ** ปรับค่านี้ **

#define RATE_CONTROLLER_KD 5000000000000.0 // ** ปรับค่านี้ ** #define RATE_CONTROLLER_KI 0.00005 // ** ปรับค่านี้ **

พารามิเตอร์ 3 ตัวนั้นสอดคล้องกับอัตราที่เพิ่มขึ้นของตัวควบคุมอัตราที่ใช้โดย PID เพื่อรักษาความเร็วที่ต้องการ ขึ้นอยู่กับแรงดันแบตเตอรี่ มวลของหุ่นยนต์ เส้นผ่านศูนย์กลางล้อ และเกียร์เชิงกลของมอเตอร์ คุณจะต้องปรับค่าของพวกมัน PID เป็นตัวควบคุมแบบคลาสสิกและคุณจะไม่มีรายละเอียดที่นี่ แต่ลิงก์นี้ควรให้ข้อมูลที่เพียงพอแก่คุณในการปรับแต่งของคุณเอง

/* กำหนดพิน */

// มอเตอร์ A (ขวา) const ไบต์ motorRightEncoderPinA = 38; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte motorRightEncoderPinB = 34; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte enMotorRight = 2; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte in1MotorRight = 4; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte in2MotorRight = 3; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** // มอเตอร์ B (ซ้าย) const ไบต์ motorLeftEncoderPinA = 26; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte motorLeftEncoderPinB = 30; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte enMotorLeft = 7; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte in1MotorLeft = 6; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB ** const byte in2MotorLeft = 5; // ** แก้ไขด้วย PIN ของคุณ NB **

บล็อกนี้กำหนดพินเอาต์ระหว่าง L298N และ Arduino เพียงแก้ไขหมายเลขพินให้ตรงกับของคุณ เมื่อคุณทำไฟล์กำหนดค่าเสร็จแล้ว ให้คอมไพล์และอัปโหลดโค้ด!

ติดตั้งและกำหนดค่า ROS

เมื่อคุณไปถึงขั้นตอนนี้แล้ว คำแนะนำจะเหมือนกับคำแนะนำในคู่มือ TurtleBot3 ที่ยอดเยี่ยมทุกประการ คุณต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด

ทำได้ดีมาก TurtleBot 3 เป็นของคุณแล้ว และคุณสามารถเรียกใช้แพ็คเกจและแบบฝึกหัดที่มีอยู่ทั้งหมดด้วย ROS

ตกลง แต่ ROS คืออะไร?

ROS ย่อมาจาก Robots Operating System มันอาจจะดูค่อนข้างซับซ้อนในตอนแรก แต่มันไม่ใช่ ลองจินตนาการถึงวิธีการสื่อสารระหว่างฮาร์ดแวร์ (เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์) และซอฟต์แวร์ (อัลกอริทึมสำหรับการนำทาง การควบคุม การมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์…) ตัวอย่างเช่น คุณสามารถสลับ LIDAR ปัจจุบันของคุณกับโมเดลอื่นได้อย่างง่ายดายโดยไม่ทำให้การตั้งค่าของคุณเสียหาย เนื่องจาก LIDAR แต่ละรายการจะเผยแพร่ข้อความ LaserScan เดียวกัน ROS ใช้กันอย่างแพร่หลายคือหุ่นยนต์

เรียกใช้ตัวอย่างแรกของคุณ

คำว่า 'สวัสดีชาวโลก' ที่เทียบเท่ากับ ROS นั้นประกอบด้วยการทำงานทางไกลของหุ่นยนต์ผ่านคอมพิวเตอร์ระยะไกล สิ่งที่คุณต้องการทำคือส่งคำสั่งความเร็วเพื่อให้มอเตอร์หมุน คำสั่งจะเป็นไปตามไพพ์นี้:

• โหนด Turtlebot_teleop ทำงานบนคอมพิวเตอร์ระยะไกล เผยแพร่หัวข้อ "/ cmd_vel" รวมถึงข้อความ Twist
• ข้อความนี้จะถูกส่งต่อผ่านเครือข่ายข้อความ ROS ไปยัง SBC
• โหนดอนุกรมอนุญาตให้รับ "/ cmd_vel" บน Arduino
• Arduino อ่านข้อความและตั้งค่าอัตราเชิงมุมของมอเตอร์แต่ละตัวให้ตรงกับความเร็วเชิงเส้นและความเร็วเชิงมุมที่ต้องการของหุ่นยนต์

การดำเนินการนี้ง่ายและสามารถทำได้โดยเรียกใช้บรรทัดคำสั่งที่แสดงด้านบน! หากคุณต้องการข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเพียงแค่ดูวิดีโอ

[เอสบีซี]

roscore

[เอสบีซี]

rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyACM0 _baud:=115200

[คอมพิวเตอร์ระยะไกล]

ส่งออก TURTLEBOT3_MODEL=${TB3_MODEL}

roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

ก้าวต่อไป

คุณจำเป็นต้องรู้สิ่งสุดท้ายก่อนที่จะลองใช้ตัวอย่างอย่างเป็นทางการทั้งหมดในคู่มือทุกครั้งที่คุณเผชิญกับคำสั่งนี้:

roslaunch turtlebot3_bringup เต่าbot3_robot.launch

คุณต้องเรียกใช้คำสั่งนี้บน SBC ของคุณแทน:

rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyACM0 _baud:=115200

และถ้าคุณมี LIDAR ให้รันคำสั่งที่เกี่ยวข้องบน SBC ของคุณ ในกรณีของฉัน ฉันจะรัน LDS01 ด้วยบรรทัดด้านล่าง:

roslaunch hls_lfcd_lds_driver hlds_laser.launch

และนั่นคือทั้งหมด คุณได้สร้าง Turtlebot ของคุณเองแล้ว:) คุณพร้อมที่จะค้นพบความสามารถอันยอดเยี่ยมของ ROS และกำหนดรหัสวิชันซิสเต็มและอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องแล้ว