ANDY:Ein "humanoider" Mehrzweckroboter

Funktionsweise der Software

Hier ist ein kurzer Überblick, wie die aktuelle Software vom Start bis zum Herunterfahren funktioniert. Der gesamte Code ist Open Source, sodass Sie ihn hier durchsuchen können. Unten ist ein grundlegendes Flussdiagramm.

Schritt 1:Starte Andy

Um Andy zu starten, lege den Schalter auf seiner Rückseite um. Dadurch kann Strom von einer 11,1 V 1,3 Ampere-Lipo-Batterie zu den L298N-Motortreibern und zum Raspberry Pi fließen. Sobald der Pi hochgefahren ist, führt er automatisch boot.sh aus, eine Datei, die Andys Software startet. Als Nächstes überprüft Andy zwei Konfigurationsdateien. (Hinweis:Nicht alle Funktionen in diesen Dateien sind implementiert) In den Dateien wird überprüft, ob der Server gestartet werden soll, (Auf Client-Programmanmeldungen prüfen) und einige Modi ausführen. (Modi sind ein zukünftiges Feature). Schließlich stellt Andy die Stille für das Mikrofon ein.

Schritt 2:Befehl erhalten

Jetzt, wo Andy einsatzbereit ist, wird er zu einer Staatsmaschine. Er hört sowohl von seinem Mikrofon als auch vom Server auf einen Befehl (sofern gestartet). Sobald der Befehl empfangen und in Text umgewandelt wurde, kann der Befehl ausgeführt werden.

Schritt 3:Befehl ausführen

Als Nächstes führt Andy die richtige Funktion von cmds.py aus, die dem Befehl entspricht. Wenn der Befehl der Befehl zum Herunterfahren ist, wird das Herunterfahren der Software und der Hardware und das Programm beendet. Wenn es sich jedoch um einen anderen Befehl handelt, wird der Befehl ausgeführt und das Programm kehrt zu Schritt 2 zurück.

Schlussfolgerung

Andys Software hat noch viele andere Aspekte, über 1600 Codezeilen. Hoffentlich vermittelt Ihnen dieses Protokoll ein Verständnis der Grundlagen. Falls noch nicht geschehen, sehen Sie sich ein Demovideo von Prototyp 1 an.

Das Gehirn

Andy hat einen Raspberry Pi als Gehirn. Es steuert absolut alles von der Motorsteuerung bis zur Spracherkennung. Auf dem Raspberry Pi läuft Andys Software, die hier erklärt wird.

Leistung

Andy wird mit einem 11,1 V 1300 mAh Lithium-Polymer-Akku betrieben, der unten abgebildet ist. Es ist für den Pi mit einem UBEC geregelt.

Motorisches Fahren

Die Motoren in Robosapien werden mit drei L298N-Motortreibern angetrieben, die unten mit einem aufgeblasenen Raspberry Pi abgebildet sind. Jeder Fahrer kann zwei Motoren steuern, sodass Andy insgesamt 6 Motoren ansteuern kann.

GPIO-Erweiterung

Da der Raspberry Pi nicht über genügend GPIO-Pins verfügt, verwende ich einen MCP23017-Chip, um weitere hinzuzufügen. Im Moment schließe ich es nur an eine LED an.

Schlussfolgerung

Viele Funktionen werden hinzugefügt oder entfernt, wenn Andy auf 2.0 migriert. Hoffentlich wird ein Prototyp der zweiten Version vor dem 4. August fertig sein.

Schema und Funktionen für Version 2

Ich fange an, an Andys neuer Hardware zu arbeiten. Sein neuer Körper wird 10 Freiheitsgrade haben, im Gegensatz zum alten Robosapiens 6. Während ich auf die Bestellung von Teilen warte, habe ich angefangen, eine neue Schaltung mit vielen neuen Funktionen zu zeichnen und zu testen.

Zu den neuen Schaltungsfunktionen gehören:

• Überwachung der Batteriespannung
• Einschalt-LED
• 5-Segment-LED-Ausgang
• 10 Servos (4 für die Beine, 6 für die Arme)

Batteriespannungsüberwachung

Mit dieser neuen Funktion, wenn Andy zu lange eingeschaltet bleibt, anstatt sich wegen Unterspannung auszuschalten und möglicherweise die SD-Karte zu beschädigen und dann endgültig die Batterie zu zerstören, hat Andy eine eingebaute Schaltung, um die eigene Batteriespannung zu überwachen und sich dann selbst mit Strom zu versorgen nach unten, wenn die Spannung niedrig ist. Außerdem kann der Akkustand in einem 10-Segment-LED-Balkendiagramm angezeigt werden.

Einschalt-LED

Beim neuen Andy ist der Raspberry Pi nicht durch ein klares Gehäuse sichtbar. Andy hat also eine grüne LED, die mit 3v3 verbunden ist, die sich einschaltet, wenn der Raspberry Pi eingeschaltet wird.

5-Segment-LED-Ausgang

Obwohl ich noch keine Fünf-Segment-Version gefunden habe (es sind alle zehn), zeigt ein LED-Balken die Batteriespannung, den aktuellen Dezibelpegel und blinkt bei Fehlern und anderen nützlichen Ausgaben, die Andy jetzt nicht anzeigen kann.

10 Servomotoren

10 Servos bedeuten 10 Freiheitsgrade! Andy hat 4D0F statt 2 in seinen Beinen und 6 DOF statt 4 in seinen Armen (3 Servos pro Arm).

Schlussfolgerung

Hoffentlich habe ich diesen August die Teile für Andys Beine, damit ich den Zweibeiner bauen kann. Ich hoffe auch, eine Demo von ihm beim Gehen und Drehen zu filmen. Irgendwann in diesem Herbst sollte er die anderen oben genannten Eigenschaften haben, und vielleicht wird er diesen Winter Waffen haben. Aber ich kann die Zukunft nicht vorhersagen, also wird er vielleicht im September fertig sein, oder vielleicht werde ich ein paar Sachen kaputt machen und ihn erst diesen Winter fertig machen. 🙁 Wenn Sie Ideen/Funktionen haben, die ich hinzufügen soll, können Sie gerne einen Kommentar abgeben.

Für weitere Details:ANDY Ein humanoider Mehrzweckroboter