Intelligenten Roboter mit Bridge Shield bauen – Raspberry Pi & Arduino Integration

Das Bridge Shield ist ein Open-Source-Entwicklungsboard für Studenten, Hacker und Forscher. Gepaart mit einem Raspberry Pi oder Arduino Uno, eröffnet es eine breite Palette an DIY-Robotik- und Home-Automation-Projekten.

Wir unterstützen das Projekt derzeit auf Kickstarter – erwägen Sie, uns zu unterstützen oder den Link unten mit Freunden und Familie zu teilen.

Bridge Shield Kickstarter Link

Hauptmerkmale (2. Generation)

• 10-DOF IMU (Trägheitssensor)
• Temperatursensor
• Dualer Brücken-Motortreiber (1 A pro Kanal)
• 8-Kanal I²C-Servotreiber
• Echtzeituhr mit Pufferbatterie
• Bidirektionaler 5 V↔3,3 V Level-Shifter
• Level-Shifting für SPI, I²C, UART (Arduino Uno ↔ Raspberry Pi)
• ATtiny85 Mikrocontroller mit Arduino-Bootloader
• Headers für ESP8266 WLAN, HC-05 Bluetooth, IR-Fernbedienung, USB-zu-UART
• Einzelne 12-V-Eingang versorgt Pi, Arduino, inkl. 3-A-, 5-V/3-A- und 3,3-V/1-A-Reglern
• Zweizellen-Li-Ion-Lader mit LED-Statusanzeigen
• I²C-gesteuerte variable LED

Alle Komponenten sind mechanisch so gestaltet, dass sie in die meisten Standard-Arduino-Uno- und Raspberry-Pi-Shield-Stapel passen.

Bisher realisierte Projekte

• Internet-gesteuerter Roboter
• Home-Automation-Controller für jedes Steckgerät
• IP-Kamera
• Mobile, batteriebetriebene Raspberry-Pi-Plattform

Damit möglich

• Autonomer oder selbstbalancierender Roboter
• DIY-Drohne (verantwortungsvoll nutzen – Datenschutz-Hinweis beachten)
• Smart Home Automation mit I²C-Sensoren und On-Board-Motortreibern (Servos, DC, Schrittmotoren)

Wir haben den ersten Prototyp fertiggestellt und testen ihn derzeit. Die zweite Generation wird noch leistungsfähigere Features bringen. Schauen Sie sich unsere Videos auf der Website und YouTube an.

Einstieg: Internet-gesteuerter Roboter

Schritt 1: Raspberry Pi einrichten

Zutaten:

1. Bridge Shield (oder L293D-Board)
2. Raspberry Pi mit SD-Karte und Netzteil
3. USB- oder Pi-Kameramodul
4. Roboter-Chassis, Motorklemmen, Muttern/Schrauben, Peripherie
5. 2× DC-Motoren (BO-Motoren)
6. 2-Zellen-Li-Ion-Akku (1.000–2.000 mAh)
7. Arduino Uno (optional)
8. ESP8266 WLAN-Modul (optional)
9. 1,3" OLED-Display (optional)

Beginnen Sie mit der Installation eines Webservers und PHP auf Ihrem Pi. Folgen Sie dieser Anleitung für detaillierte Schritte, dann ausführen:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

Überprüfen durch Aufruf von https://ihre-pi-IP im Browser. Optional FTP-Server installieren:

$ sudo apt-get install vsftpd
$ sudo nano /etc/vsftpd.conf

Folgendes bearbeiten:

• anonymous_enable=YES zu anonymous_enable=NO ändern
• local_enable=YES und write_enable=YES einkommentieren
• force_dot_files=YES am Ende hinzufügen

Dienst neu starten:

$ sudo service vsftpd restart

Schritt 2: MPEG-Streamer installieren

MPEG-Streamer streamt Ihren Kamera-Feed übers Internet. Abhängigkeiten installieren:

$ sudo apt-get install libjpeg8-dev imagemagick

Klonen, bauen und Streamer starten:

$ cd ~
$ mkdir tmp
$ cd tmp
$ svn co https://svn.code.sf.net/p/mjpg-streamer/code/mjpg… mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer
$ make
$ cd /home/pi/code/mjpg-streamer
$ ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -p 8080 -w ./www"

Stream ansehen unter https://pi-IP:8080 oder https://pi-IP:8080/?action=stream.

Schritt 3: PHP & Python mit GPIO verbinden

WiringPi installieren (Anleitung auf offizieller Seite). Dann folgende Dateien in /var/www/server/ ablegen:

• control.html
• control.php
• control.py

control.html bearbeiten, um auf den Stream zu verweisen:

$ sudo nano /var/www/server/control.html

img src ersetzen durch:

img src="https://pi-IP:8080/?action=stream"

Seite aufrufen unter https://pi-IP/server/control.html. Buttons schalten GPIO-Pins via PHP-Skript.

Schritt 4: Hardware verbinden (Pi & Bridge Shield)

Bridge Shields Motortreiber nutzen, um Motoren direkt von Pi's GPIO zu versorgen. Pins wie folgt mappen (Beispiel):

• GPIO 4 → Treiber Pin 2
• GPIO 17 → Treiber Pin 7
• GPIO 22 → Treiber Pin 15
• GPIO 23 → Treiber Pin 10

Shield und Pi auf Chassis montieren, Li-Ion-Akku anbringen, WLAN-Dongle im vorgesehenen Slot sichern.

Schritt 5: Optional ESP8266 & Arduino UNO Home-Automation

Für WLAN-Steuerung von Geräten control.py mit ESP8266 IP und Port aktualisieren:

$ sudo nano /var/www/server/control.py

Setzen:

• TCP_IP = "esp-ip"
• TCP_PORT = esp-port

Arduino-Sketch hochladen und Adafruit OLED-Bibliotheken installieren. Port-Forwarding auf Router (z. B. Netgear) konfigurieren, um ESP8266-Port freizugeben. Siehe Port-Forwarding-Anleitung.

Für tiefere Einblicke besuchen Sie die Robot Using Raspberry Pi & Bridge Shield-Seite.