Roboter Selbstbau

Baue deinen eigenen Raspberry Pi Roboter

Der Himbeer Pi ermöglicht die Realisierung nahezu aller erdenklichen Vorhaben. Eine sehr beliebte Thematik, nach der ich oft gefragt wurde, ist, wie man einen eigenen Roboter aufbaut. Es gibt viele unterschiedliche Kits und Wege, einen Himbeer Pi Roboter zu bauen. Der Roboter kann Leinen verfolgen, Hindernisse umgehen, einer Sprache nachgehen, ferngesteuert werden und vieles mehr.

Ich möchte in dieser Übersichtsseite die Einzelthemen eines Himbeer-Pi-Roboters diskutieren und nützliche Hinweise für den Heimwerker liefern. Mit diesem Tutorial können Sie einen Roboter mit vielen Funktionen erstellen, aber auch eigene Änderungen vornehmen. Am Anfang führe ich alle gebrauchten Komponenten auf, die ich für die Montage meines Roboter verwendet habe.

Die Roboterchassis mit zwei Antrieben sind mit wenigstens einem drehbaren Tragrad ausgestattet, was die exakte Navigation etwas erschwert. Weil mein Roboter nur in der Ferienwohnung rumfahren soll, habe ich einen solchen Zweiradsatz als Grundlage verwendet. Detaillierte Anweisungen zum Aufbau und zur Erzeugung des ersten Himbeer-Pi-Robotercodes finden Sie hier:

Sobald die Motore an entsprechende Treiber-ICs (L293D) angeschlossen sind, können sie bereits angesteuert werden. Idealerweise wird der Raspberry Pi von einer Batterie oder einem Netzteil gespeist, während die Motorspannung von den Akkus kommt. Unser Roboter kann nach der Montage des Bodykits nur noch sehr wenig tun - bis auf das Anfahren.

Also haben wir ihn jetzt den Zeilen gehorchen lassen. Also. Das geschieht mit Infrarotmodulen, die an der Fahrerplatzunterseite befestigt werden. Durch das Anbringen eines dunklen (lichtabsorbierenden) Bandes können diese Fühler feststellen, ob sie sich auf der Leitung aufhalten und die Motore ansprechen. Wenn der Roboter die Leine verloren hat, dreht er sich in einem festen Drehwinkel nach oben und unten, um die Leine zu suchen.

Wenn man es findet, verfolgt er immer noch. Wird in diesem Gebiet nichts festgestellt, wird der Betrieb abgebrochen und der Roboter anhält. Wir haben eine Reihe von Optionen, so dass wir den Roboter auch drahtlos mit unseren eigenen Händen bedienen können. Hierfür steht uns das Softwareprogramm Lirc zur Verfügung, das den Anschluß eines IR-Empfängers sehr leicht macht.

Vorderansicht: Stellmotor mit HC-SR04 am Roboter Himbeer Pi. Eine weitere Möglichkeit ist der Autopilot-Modus für meinen Himbeer-Pi-Roboter. Um nicht nur den Abstand zu einem Messpunkt zu messen und meinen Roboter ebenfalls zu variieren, habe ich das Modul HC-SR04 auf einen Stellmotor montiert.

Das hat den großen Vorzug, dass sich mein Fühler dreht und die optimale Drehrichtung - diejenige, in der am meisten Raum ist - selbsttätig erkennt. Die genaue Umsetzung des Ganzen können Sie im vierten Teil des Tutorials zum Roboter nachlesen: Himbeer Pi: Als nächstes ließen wir den Roboter auf die Stimme einwirken.

Anstelle eines Mikrofons werden mehrere Sprachdetektoren eingesetzt und am Körper befestigt. Weil es mehrere um den Körper herum gibt, können wir grob bestimmen, woher die Sprache kommt, da sie vom nächsten Fühler am stärksten gehört wird. Je mehr Melder wir an unserem Roboter Himbeer Pi befestigt haben, desto präziser können wir den Ursprungsort der Sprache bestimmen und entsprechend anfahren.

Der Verdrahtungsaufwand ist dementsprechend gering, da nur der MCP3008 ADC und die 3 (oder mehr) Schallmelder daran angesteckt werden müssen. Ich benutze einen Xbox 360 Kontroller, der über USB mit dem Himbeer Pi verbunden ist. Deshalb habe ich die A-Taste als Bremsen bezeichnet - solange sie betätigt wird, fährt der Roboter nicht.

Wir haben bereits festgestellt, dass es auch möglich ist, auf Sprachkommandos mit einem Himbeer Pi zu antworten. Sogar ein Himbeer-Pi-Roboter sollte sich mit einem Mikrophon leicht über die Stimme steuern lassen: Wenn wir den rechten Steuerknüppel unserer Xbox 360 Steuerung benutzen, um die Fahrtrichtung des Roboters einzustellen, ist der rechte Steuerknüppel noch nicht ausgelastet.

Außerdem haben wir bereits in der Vergangenheit einen Live-Stream der Himbeere Pi-Kamera auf dem Handy mit Unterstützung von VNC realisier. Die Verbindung dieser beiden Bauteile ist nicht allzu schwierig: Setzen Sie die Digitalkamera auf einen Servoregler und fahren Sie sie mit dem rechten Steuerknüppel hin und her. Gesichterkennung: Wenn wir eine Spiegelreflexkamera installiert haben, können wir mit OpenCV auch Gesichter und andere Gegenstände kennen.

Auf diese Weise können wir den Himbeer -Pi-Roboter selbsttätig in die richtige Position bringen, in der ein Mensch oder ein Gesichter aufgedeckt wurde. Ähnlich wie bei der automatisierten Erkennung von Hindernissen - ein Servomotor mit integrierter Digitalkamera dreht sich im Kreis und z.B. alle 20 wird geprüft, ob etwas aufgedeckt wurde.

Wenn ja, wird das Fahrzeug in diese Fahrtrichtung gelenkt, wenn nicht, wird die Suche fortgesetzt. Sie können den Kode für unseren Roboter ganz leicht auf Ihren Pi laden: Es enthält alle Scripte und die gesamte Roboterklasse, die wir mit jedem Tutorium schrittweise ausgebaut haben. Wenn Sie möchten, können Sie Fotos von Ihrem Roboter uploaden und hier verknüpfen - mich würde das, was Sie aufgebaut haben, interessiert.