Quick Notebook PC Robot Base: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

จากการทำงานร่วมกันระหว่าง TeleToyland และ RoboRealm เราได้สร้างฐานอย่างรวดเร็วสำหรับหุ่นยนต์ที่ใช้โน้ตบุ๊คพีซีโดยใช้ Parallax Motor Mount & Wheel Kit สำหรับโปรเจ็กต์นี้ เราต้องการให้มันรวดเร็วและง่ายดาย และเราต้องการที่จะปล่อยให้ส่วนบนสุดของหุ่นยนต์ชัดเจนสำหรับพีซีโน้ตบุ๊ก หวังว่านี่จะแสดงให้เห็นว่าการติดตั้งง่ายเพียงใด และสร้างแรงบันดาลใจให้หุ่นยนต์สร้างสรรค์มากขึ้น! เช่นเดียวกับฐานหุ่นยนต์ที่ดี เรามีสวิตช์ไฟมอเตอร์ที่สำคัญและที่จับ!

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

สำหรับมอเตอร์ เราใช้ชุดยึดมอเตอร์และล้อพร้อม Position Controller จาก Parallax (www.parallax.com) (รายการ #27971) สิ่งเหล่านี้ให้การประกอบที่ดีของมอเตอร์ ตัวเข้ารหัสออปติคัล และตัวควบคุมตำแหน่ง ในการหมุนรอบแรกของเรา จริงๆ แล้วเราไม่ได้ใช้ตัวควบคุมตำแหน่ง แต่สำหรับหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ มันเป็นคุณสมบัติที่ดีมาก เรายังใช้ Caster Wheel Kit จาก Parallax (รายการ #28971) เราชอบหุ่นยนต์ที่มีล้อขับเคลื่อนสองล้อและล้อเลื่อนมากกว่าหุ่นยนต์บังคับเลี้ยวแบบลื่นไถล! จากประสบการณ์ของเรา หุ่นยนต์บังคับเลี้ยว (ขับเคลื่อน 4 ล้อ) มีปัญหาในการเปิดพรมและลานบางส่วน สำหรับการควบคุมมอเตอร์ เราใช้ตัวควบคุมมอเตอร์ Parallax HB-25 สองตัว (รายการ #29144)สำหรับตัวควบคุมเซอร์โว เราใช้ตัวควบคุมเซอร์โวแบบพารัลแลกซ์ (USB) (รายการ #28823)สำหรับส่วนที่เหลือ เราใช้ไม้อัด 1/2" ขนาด 12"x10", ไม้สน 1x3 ขนาด 8" และสกรูและสลักเกลียวบางตัว หลักๆคือ 2.5" Flat Head 1/4"x20 bolts. มีการใช้สลักเกลียวหัวแบนเพื่อให้พื้นผิวของหุ่นยนต์ราบเรียบ

ขั้นตอนที่ 2: สร้างฐาน

ฐานทำง่ายมาก เราประกอบชุดล้อและมอเตอร์และตัดสินใจใช้กับมอเตอร์ที่อยู่เหนือเพลาเพื่อการกวาดล้างที่ดีที่สุด ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องมีการขัดแย้งกันเพื่อเคลียร์มอเตอร์ ในการทำเช่นนี้ เราใช้ไม้สนขนาด 1x3 ขนาด 4 นิ้ว โดยเจาะรูขนาด 1/4 นิ้วสองรูออกจากกัน 2 นิ้ว เพื่อให้เข้ากับรูยึดบนชุดล้อและมอเตอร์ เราใช้สว่านเจาะเพื่อทำให้รูเหล่านั้นตรง ดังนั้นหากคุณ มีเพียงสว่านมือเท่านั้น คุณสามารถทำเครื่องหมายและเจาะจากทั้งสองด้านเพื่อให้ตรงกลางหรือเจาะรูขนาดใหญ่เพื่อให้มีห้องเลื้อยได้ ส่วนฐานแบนทำจากไม้อัด 1/2" - เราใช้ 12 "กว้างและยาว 10" เพื่อให้พอดีกับโน้ตบุ๊คขนาดเล็กของเรา แต่ขนาดสามารถเป็นอะไรก็ได้ที่นี่ เราเจาะรู 1/4" เพื่อให้ตรงกับข้อขัดแย้งและชุดล้อ - 1/2" จากด้านข้างและห่างกัน 2" เช่นเดิม ขอบชั้นนำตรงกับข้อขัดแย้ง ดังนั้นยางจึงยื่นออกมาเล็กน้อย เราทำอย่างนั้นเพื่อ ให้ตีผนังก่อนฐาน แต่ก็ไม่ใช่เรื่องใหญ่ ที่ด้านบนของกระดาน เราใช้ดอกเคาเตอร์ซิงค์เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับหัวแบนของสลักเกลียวขนาด 1/4"x20 (ยาว 2.5"). สลักเกลียวต้องสั้นกว่า 2.5" เล็กน้อยเพื่อให้พอดี ดังนั้นเราจึงตัดปลายประมาณ 1/4" ด้วยเครื่องมือ Dremel หากคุณใช้ไม้อัด 3/4" พวกมันอาจพอดีโดยไม่ต้อง ตัดออก เมื่อเสร็จแล้วเราก็ขันล้อและชุดมอเตอร์เข้ากับฐาน

ขั้นตอนที่ 3: การเพิ่มล้อเลื่อน

เราติดตั้ง Caster Wheel Kit ไว้ตรงกลางด้านหลังของหุ่นยนต์ - วางหนึ่งในสามรูตรงกลางบนฐานที่ฐานประมาณ 1/2" จากขอบกระดาน จากนั้นใช้สี่เหลี่ยมจัตุรัสเพื่อทำอีกสองรู ขนานกับด้านหลังของกระดาน ในการกำหนดค่านี้ ล้อเลื่อนสามารถขยายเกินฐานเมื่อหุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า เราใช้สลักเกลียวและน็อตหัวแบน #6 สำหรับสิ่งนี้ - แหวนรองที่ใช้เพื่อปิดรูซ็อกเก็ตในชุดล้อเลื่อน - อีกครั้งเพื่อให้ด้านบนไม่มีสิ่งกีดขวาง สิ่งเดียวที่เปลี่ยนในชุดคือเราขยายเพลาเพื่อให้ระดับฐาน สำหรับการตั้งค่า เราทำเพลาใหม่จากแกนอลูมิเนียม 1/4" ที่ 1 3/4" ยาวกว่าชุดที่มีชุด เราใช้เครื่องมือ Dremel เพื่อสร้างรอยบากในด้ามใหม่ที่ยาวกว่าเพื่อให้เข้ากับชุดในชุด

ขั้นตอนที่ 4: ตัวควบคุมมอเตอร์ แบตเตอรี่ และสวิตช์

สำหรับการควบคุมมอเตอร์ เราได้ติดตั้ง HB-25 ไว้ด้านหลังมอเตอร์เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับแบตเตอรี่ อีกครั้ง เราใช้สลักเกลียวหัวแบน #6 ในการติดตั้งมอเตอร์กับ HB-25 เราตัดสายมอเตอร์ให้ยาวและใช้ขั้วต่อแบบจีบ เราปล่อยให้สายมอเตอร์หย่อนบ้าง แต่ไม่มากจนเราจำเป็นต้องมีซิปเพื่อยึดไว้ เมื่อเราจีบคอนเนคเตอร์แล้ว เราก็บัดกรีด้วย - เกลียดที่จะขาดการเชื่อมต่อที่นั่น!:-)สำหรับแบตเตอรี่ เรากำลังเร่งรีบ และใช้เซลล์ NiMH C อะไรก็ตามที่ช่วยให้คุณได้รับ 12v นั้นใช้ได้ เราได้ใช้เซลล์ Lead Acid Gel แต่เซลล์เหล่านี้ดูเหมือนจะล้มเหลวหลังจากผ่านไปสองสามปี เนื่องจากเราไม่สามารถจัดการเซลล์ได้ดีเท่าที่เราจะทำได้ และการมีเซลล์มาตรฐานช่วยให้เราใช้อัลคาไลน์เป็นข้อมูลสำรองก่อนกิจกรรมและการสาธิตได้!ใช่ มีตัวยึดเซลล์ C ที่ดีกว่า - เราจะพูดอะไรได้? พวกเรายุ่งมาก และ Radio Shack ก็ใกล้เข้ามาแล้ว:-) เราได้เพิ่มสวิตช์เปิดปิดที่สว่างแล้ว อีกครั้ง ติดตั้งใต้ฐานเพื่อให้ด้านบนโล่ง และเราขยายมันผ่านด้านหลังเพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น เราจะเพิ่มที่จับ ดังนั้นการสำรองและกดสวิตช์จึงมีโอกาสน้อย เราได้เพิ่มสวิตช์ที่สองและชุดแบตเตอรี่สำหรับบอร์ดควบคุมเซอร์โว แต่พลังงาน USB อาจเพียงพอสำหรับ HB-25 เนื่องจากไม่ได้ดึงออกมา ด้านสัญญาณมีกำลังมาก ขายึดสวิตช์ทำมาจากอลูมิเนียมบางมุมที่เรามีอยู่

ขั้นตอนที่ 5: การควบคุมและจัดการเซอร์โว

การควบคุม HB-25 สามารถทำได้หลายวิธี แต่เนื่องจาก RoboRealm รองรับ Parallax Servo Controller (USB) และเรามีอันหนึ่งอยู่รอบ ๆ เราจึงใช้สิ่งนั้น โปรดทราบว่าตอนนี้เราไม่ได้ใช้ตัวควบคุมมอเตอร์บนล้อ และชุดมอเตอร์ ตัวควบคุมนั้นดีมาก แต่สำหรับ RoboRealm เรากำลังใช้วิสัยทัศน์ในการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ในขณะนี้และไม่ต้องการมัน เราอาจเพิ่มความสามารถนั้นในอนาคต และสำหรับการควบคุมประเภทอื่น การใช้ตัวควบคุมจะทำให้หุ่นยนต์ขับเป็นเส้นตรงได้ง่าย ฯลฯ หุ่นยนต์ทุกตัวต้องการที่จับ! สำหรับเรา เรางอเศษอลูมิเนียมและ เมามันไปทางด้านหลัง เราเจาะรูนำเพราะการขันสกรูเข้ากับไม้อัด 1/2 อันมักจะเลอะเทอะ เรามั่นใจว่าสามารถทำได้ดีกว่านี้!:-)

ขั้นตอนที่ 6: คอมพิวเตอร์

ด้านหน้าฐานหุ่นยนต์ มีกล้อง Creative Notebook 2 ตัวติดตั้งอยู่ด้านบนของกันและกัน เพื่อให้ได้ภาพที่คล้ายกันในกล้องทั้งสองตัว กล้องเหล่านี้ใช้เพื่อมองไปข้างหน้าหุ่นยนต์เพื่อหาสิ่งกีดขวางที่อาจขวางทาง กล้องทั้งสองตัวเชื่อมต่อกับออนบอร์ด PC ผ่าน USB และถูกป้อนเข้าสู่ RoboRealm โดยตรง โน้ตบุ๊กพีซีที่ใช้คือ MSI-Winbook ที่พอดีกับฐานหุ่นยนต์อย่างมาก เราเลือกแล็ปท็อปเครื่องนี้เนื่องจากมีขนาดเล็กและราคาถูก (~350 เหรียญสหรัฐ) แล็ปท็อปที่ใช้ RoboRealm เชื่อมต่อกับ Parallax Servo Controller ผ่าน USB เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของมอเตอร์ โชคดีที่ MSI มีพอร์ต USB 3 พอร์ต ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ฮับ USB ในแพลตฟอร์มนี้ โปรดทราบว่ากระแส MSI ทำงานด้วยแบตเตอรี่ของตัวเอง เป็นไปได้ที่จะรวมระบบไฟฟ้าทั้งสองเข้าด้วยกัน แต่เพื่อความสะดวกและพกพาได้แยกออกจากกัน

ขั้นตอนที่ 7: ซอฟต์แวร์

แล็ปท็อป MSI กำลังใช้งานซอฟต์แวร์วิชันซิสเต็ม RoboRealm จุดประสงค์ของการสาธิตคือการใช้โฟกัสเพื่อระบุว่ามีสิ่งกีดขวางอยู่ข้างหน้าหุ่นยนต์ กล้องทั้งสองตัวปรับโฟกัสด้วยตนเองที่ทางยาวโฟกัสต่างกัน หนึ่งถูกโฟกัสโดยที่วัตถุที่อยู่ใกล้จะอยู่ในโฟกัสและวัตถุที่อยู่ไกลจะไม่อยู่ในโฟกัส กล้องอีกตัว (ด้านบนสุด) โฟกัสแบบย้อนกลับ โดยการเปรียบเทียบภาพทั้งสองนี้ เราสามารถบอกได้ว่าบางสิ่งอยู่ใกล้หรือไกล ขึ้นอยู่กับว่าภาพใดอยู่ในโฟกัสมากกว่าภาพอื่นๆ "ตัวตรวจจับโฟกัส" อาจเป็นตัวกรองที่กำหนดว่าภาพใดมีรายละเอียดมากกว่าภาพอื่นๆ ในพื้นที่ที่กำหนด แม้ว่าเทคนิคนี้จะใช้ได้ แต่ก็ไม่ได้แม่นยำมากในแง่ของระยะห่างของวัตถุ แต่เป็นเทคนิคที่รวดเร็วมากในแง่ของการคำนวณด้วย CPU ภาพด้านล่างแสดงภาพจากกล้องทั้งสองเมื่อมองไปทางกระป๋องโค้กและกระป๋อง DrPepper คุณสามารถเห็นความแตกต่างทางโฟกัสระหว่างภาพทั้งสองและความแตกต่างในแนวตั้งระหว่างกล้องทั้งสองตัว แม้จะติดตั้งอยู่ใกล้กันมาก ความเหลื่อมล้ำนี้สามารถลดลงได้โดยใช้ปริซึมเพื่อแบ่งมุมมองเดียวออกเป็นสองมุมมองสำหรับกล้องสองตัว แต่เราพบว่าวิธีที่รวดเร็วของการใช้เว็บแคมสองตัวใกล้กันนั้นเพียงพอแล้ว หมายเหตุที่ด้านซ้ายของภาพ โค้กที่ปิดได้สามารถ ไม่อยู่ในโฟกัสและ DrPepper อยู่ในโฟกัสได้ ในภาพด้านขวาสถานการณ์กลับด้าน หากคุณดูที่ขอบของภาพนี้ คุณจะเห็นจุดแข็งของขอบสะท้อนจุดโฟกัสของวัตถุ เส้นสีขาวบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงของขอบที่สูงขึ้น ซึ่งหมายความว่าวัตถุอยู่ในโฟกัสมากขึ้น เส้นสีน้ำเงินส่งสัญญาณการตอบสนองที่อ่อนลง ภาพแต่ละภาพแบ่งออกเป็น 3 ส่วนในแนวตั้ง ซ้าย กลาง และขวา. เราใช้พื้นที่เหล่านี้ในการพิจารณาว่ามีสิ่งกีดขวางในพื้นที่เหล่านั้นหรือไม่ และถ้าเป็นเช่นนั้น ให้นำหุ่นยนต์ออกไป แถบเหล่านี้จะถูกเน้นที่ด้านหนึ่งของภาพต้นฉบับเพื่อให้เราตรวจสอบความถูกต้องได้ บริเวณที่สว่างกว่าในภาพเหล่านี้เป็นสัญญาณว่าวัตถุอยู่ใกล้ สิ่งนี้บอกให้หุ่นยนต์เคลื่อนออกจากทิศทางนั้น ข้อเสียของเทคนิคนี้คือวัตถุต้องมีพื้นผิว จากภาพถัดไป เราจะเห็นบล็อคสีแดงสองอันที่วางอยู่ในตำแหน่งเดียวกับกระป๋อง แต่ไม่ตอบสนองต่อเทคนิคนี้ ปัญหาคือบล็อกสีแดงไม่มีพื้นผิวภายใน ข้อกำหนดคุณลักษณะนี้คล้ายกับที่จำเป็นสำหรับเทคนิคการไหลแบบสเตอริโอและออปติคัล

ขั้นตอนที่ 8: ขอบคุณ

หวังว่าคำแนะนำนี้จะให้แนวคิดเกี่ยวกับวิธีใช้ชุดติดตั้งมอเตอร์และล้อพร้อมตัวควบคุมตำแหน่งจาก Parallax เราพบว่าการตั้งค่าและปรับแต่งตามความต้องการของเรานั้นง่ายมาก ทำให้เป็นหุ่นยนต์ควบคุมโน้ตบุ๊กที่เรียบง่าย คุณสามารถดาวน์โหลด RoboRealm และลองทดลองกับ Machine Vision โดยไปที่ RoboRealm ขอให้มีความสุขมาก ๆ นะ! ทีม RoboRealm. Vision สำหรับเครื่องจักรและ TeleToyland - ควบคุมหุ่นยนต์จริงจากเว็บ