Inspektor Roomba: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Většina z nás používá roboty iRobot Roomba pouze k vysávání, ale málokdo ví, že je to skvělá základna pro nové robotické projekty. Všichni výrobci by měli vyzkoušet otevřené rozhraní Roomba (OI), aby zjistili, jak snadné je ovládání tohoto robota. V tomto návodu se naučíte, jak do robota Roomba přidat některé užitečné funkce. Na začátku popíšu, jak dálkově ovládat Roombu přes bluetooth a Android aplikaci. Později vám ukážu, jak spustit streamování videa na základě RPi a nakonec nastíním plán dalšího rozvoje tohoto projektu.

Díly potřebné v tomto projektu:

1. BTM-222 bluetooth modul nebo jiný pracující s přenosovou rychlostí 115200 x1
2. 5V krokový regulátor napětí D24V6F5 x1
3. mini prkénko x1
4. Několik drátů

verze s pláštěm:

1. 8kolíkový mini DIN konektor x1
2. vypínač x1
3. LED 3 mm x 1
4. odpor 10k x1
5. malé pouzdro 50x40x20 mm x1

rozšířená verze:

1. Raspberry Pi 3 x1
2. Měděný chladič RPi x1
3. USB WiFi adaptér x1
4. karta micro SD 8 GB nebo větší x1
5. Fotoaparát RPi - objektiv Fisheye x1
6. Pouzdro pro RPi x1
7. Vysokokapacitní baterie 5 V (minimálně 10 Ah) x1
8. Kus plastového držáku x1
9. Matice a šrouby M2 x4

Krok 1: Připojení elektronických součástek

Tentokrát je tento krok velmi jednoduchý, protože k ovládání naší robota Roomba potřebujeme připojit pouze dva moduly. Prvním je modul Bluetooth, který může pracovat při 115200 bps. Druhým je 5V krokový regulátor napětí D24V6F5. Nabitá baterie Roomba má napětí asi 14,4 V a náš bluetooth modul potřebuje 5 V, takže potřebujeme snížit napětí baterie na úroveň 5 V pomocí regulátoru napětí. Regulátor D24V6F5 má účinnost mezi 80 a 90%, což je velmi dobrá hodnota ve srovnání s klasickými lineárními regulátory, které mají obvykle účinnost pod 40%. Nejjednodušší způsob propojení těchto dvou modulů je jejich vložení do mini breadboardu a zapojení podle výše uvedeného schématu zapojení. Kromě toho jsou všechna spojení zobrazena na očíslovaných fotografiích. Při připojování ke svorkám baterie buďte opatrní. Náhodný zkrat může poškodit baterii!

Krok 2: Použití aplikace Android Control

Vyvinul jsem aplikaci pro Android, která vám umožňuje ovládat robotické vysavače Roomba řady 500 přes bluetooth. Mou aplikaci si můžete zdarma stáhnout z Google Play - Roomb Control. Funguje jak s chytrými telefony, tak s tablety.

Jak používat aplikaci Roomb Control:

• klepněte na pravý horní roh obrazovky (3 svislé body)
• vyberte kartu „Připojit“
• klepněte na kartu „BTM222“a po chvíli byste měli vidět zprávu „Připojeno k BTM222“
• po připojení můžete Roombu ovládat
• pokud své bluetooth zařízení nevidíte, klepněte na tlačítko „Vyhledat zařízení“
• při prvním použití vašeho bluetooth modulu nezapomeňte jej spárovat se smartphonem zadáním výchozího kódu uvedeného ve specifikaci bluetooth modulu

Krok 3: Otevřené rozhraní Roomba v příkladech

V tomto kroku najdete příklady běžných příkazů používaných k ovládání robota Roomba řady 500. Více informací o otevřeném rozhraní Roomba najdete v tomto dokumentu.

Roomba 500+ může fungovat v jednom ze čtyř režimů:

• Plný režim vám poskytuje úplnou kontrolu nad robotem Roomba (žádné bezpečnostní omezení, jako je tomu v případě bezpečného a pasivního režimu)

• Nouzový režim zavádí některé výjimky související s bezpečností, když nemůžete ovládat všechny akční členy:

  • detekce pádu kola
  • detekce útesu při pohybu vpřed nebo vzad
  • nabíječka zapojena a napájena
• Pasivní režim vám umožňuje požadovat a přijímat data ze senzorů, ale v tomto režimu nemůžete ovládat akční členy Roomba (motory, světla, reproduktor)
• Režim vypnutí při prvním zapnutí napájení nebo po výměně baterie (čeká na příkaz Start)

Zabezpečený a plně funkční provozní režim je nouzový režim, který je upřednostňovaným režimem pro dálkové ovládání. Abychom spustili nouzový režim, musíme nejprve poslat příkaz 128, který spustí otevřené rozhraní, a poté příkaz 130 (nebo 131), aby se robot Roomba dostal do nouzového režimu. Pokud chceme spustit jeden z předdefinovaných režimů čištění (čištění, spot, dock atd.), Měli bychom odeslat třetí příkaz s příslušným kódem (Clean-135, Spot-134, Dock-143). Úplná sériová sekvence pro tyto režimy je následující:

• Nastavit nouzový režim - (128, 130)
• Spot - (128, 130, 134)
• Čistý - (128, 130, 135)
• Dok - (128, 130, 143)

Pokud je Roomba v nouzovém režimu, můžeme řídit hnací kola Roomby pomocí příkazu 137. Celých 5 bajtů sériové sekvence je následující: (137, Velocity high byte, Velocity low byte, Radius high byte, Radius low byte). Příklady sériových sekvencí pro pohybové ovládání Roomba:

• Pokračovat - (137, 100, 0, 128, 0)
• Vrať se - (137, 254, 12, 128, 0)
• Odbočte doprava - (137, 100, 0, 255, 255)
• Zahněte doleva - (137, 100, 0, 0, 1)

Alternativně k ovládání pohybu robota můžeme použít příkaz 146. Tento příkaz umožňuje ovládat PWM (Pulse-Width Modulation) pro pravé a levé kolo: (146, pravý PWM vysoký bajt, pravý PWM dolní bajt, levý PWM vysoký bajt, levý PWM nízký bajt). Příklad řízení PWM:

• Přesunout vpravo nahoře - (146, 0, 130, 0, 255)
• Přesunout vlevo nahoře - (146, 0, 255, 0, 130)

Příkaz 139 ovládá barvy LED diod. Barvu LED Clean/Power můžeme změnit nastavením hodnoty Color byte v sériovém sledu: (139, LED Bits, Color, Intensity). Pokud je Color byte nastaven na 0, dostaneme zelenou barvu. Zvýšením této hodnoty získáme mezilehlé barvy (oranžová, žlutá atd.) A červenou barvu pro maximální hodnotu 255. Příklady ovládání LED:

• zelená - (139, 0, 0, 128)
• oranžová - (139, 0, 128, 128)
• červená - (139, 0, 255, 128)

Poslední příkaz, který bych chtěl zmínit, je příkaz 140, který vám umožní hrát jednoduché písně. Příklady sériových sekvencí pro přehrávání skladeb:

• píseň 1 - (140, 0, 5, 72, 32, 74, 32, 76, 32, 77, 32, 79, 32, 141, 0)
• píseň 2 - (140, 1, 5, 69, 16, 71, 16, 72, 16, 74, 16, 76, 16, 141, 1)

Krok 4: Vzdálená webová kamera RPi

Aby bylo možné sledovat streamování videa z kamery na jakémkoli zařízení připojeném k mé místní síti (PC, smartphone, tablet atd.), Nainstaloval jsem webovou kameru Motion. Podrobnosti o tom, jak to provést, najdete v tomto Instructable. Hlavní kroky jsou následující:

1. Upravit: sudo nano /etc /modules - přidat na konec souboru: bcm2835 -v4l2
2. Install Motion: sudo apt-get install motion
3. Otevřete soubor motion.conf zadáním: sudo nano /etc/motion/motion.conf a nastavte parametry videa (např.: zapnutý démon, šířka 640, výška 480, snímková frekvence 30, webcam_localhost vypnutý)
4. Povolte démona (služba): sudo nano/etc/default/motion a najděte a změňte start_motion_daemon = yes.
5. Spustit službu: sudo service motion start nebo sudo motion -n -c /etc/motion/motion.conf
6. Nyní v počítači nebo smartphonu otevřete webový prohlížeč a zadejte: RPi IP: 8081 (kde „RPi IP“je IP vašeho Raspberry Pi a 8081 je výchozí port). Příklad: 192.168.1.14:8081. Pokud vše po chvíli funguje dobře, měli byste vidět pohled z fotoaparátu ve webovém prohlížeči.

Krok 5: Plány dalšího rozvoje

V současné době je moje Roomba vybavena malou robotickou rukou popsanou v tomto návodu. Toto robotické rameno lze dálkově ovládat pomocí bluetooth z aplikace pro Android. V dalším kroku použiji pohled z kamery pro dálkové uchopení a přesun předmětů do označeného prostoru (operace v poloautonomním režimu).

Pokud byste chtěli vidět mé další projekty související s robotikou, navštivte:

• moje webové stránky: www.mobilerobots.pl
• facebook: mobilní roboti

Krok 6: Připojení elektronických součástek - verze 2 s pouzdrem

Pokud byste si chtěli postavit vlastní odnímatelný přijímač k ovládání Roomby, je tento krok navíc pro vás. Přidáme několik dalších prvků a všechny uzavřeme do tenkého pouzdra. Hlavní komponentou, kterou budeme v tomto kroku potřebovat, je 8kolíkový mini DIN konektor. Kromě toho budeme potřebovat vypínač a indikátor na bázi LED a odporu 10k.

Nyní se nemusíte starat o vystrčení drátů. Přijímač bluetooth je uzavřen v malém pouzdře o rozměrech 50x40x20 mm. Pokud jej nechcete používat, můžete jej snadno vyjmout z robota Roomba vytažením konektoru mini DIN.