Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny!

kari007 25 Kwi 2015 16:39 7929 20
  • Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny!

    Witam serdecznie forumowiczów!
    Nazywam się Karol i mam 15 lat. Interesuję się robotyką i elektroniką od września zeszłego roku, wcześniej zajmowałem się mocno amatorsko informatyką (strony WWW, programy, cmd itp.). Właśnie skończyłem prace nad moim pierwszym poważniejszym projektem jakim jest Orion 250 :idea: - prosty robot mobilny z wieloma funkcjami i zastosowaniami + aplikacja mobilna dedykowana właśnie dla niego.

    Konstrukcja i zasilanie(#1); elektronika(#2):
    #1 Robot wykonany jest głównie z wyciętej plexy i pianki modelarskiej. Każde koło ma swój osobny 5V silnik DC z przekładnią (jak się nie mylę 1:120). Robot jest również wyposażony w prosty wysięgnik magnetyczny na serwie 9g. Aktualnie zasilam go z najprostszych "paluszków" [=6x AA], co daje w granicach 9-12V. W najbliższym czasie, zamierzam kupić zwykły pakiet w miarę wydajnych li-pol'i (3S).
    #2 Chciałem zastosować jakiś uC z "własnej kolekcji" ale stwierdziłem, że nie będę się "rzucał na głęboką wodę" i wybrałem po prostu... Arduino uno. Za sterowanie silnikami odpowiada moduł mostka H: L298N, który bez problemu sobie ze wszystkim radzi. Robot wyposażony jest również w ultradźwiękowy czujnik odległości hc-sr04 jednak na razie go nie podłączyłem. :D Komunikacja z telefonem odbywa się za pośrednictwem bluetooth'a, z racji, że robot miał być raczej tani, zamiast wyrafinowanych BTM-222 itd. zakupiłem na allegro moduł HC-05 za 20zł który przesyła dane do Atmegi za pośrednictwem UART'a. Dodatkowo przygotowałem płytkę z wyświetlaczem LCD (z Noki) 3110 z własnym zasilaniem (li-pol 1S). Podłączenie modułu do Arduino jest ułatwione dzięki wyjściu kanda, które na nim umieściłem.
    #3 Inne: po dołączeniu do pojazdu swojego smartphon'a, powstaje możliwość odbioru aktualnego obrazu z kamer, a także wykresów z sensorów (czujnik ruchu, czujnik przechylenia, czujnik dźwięku itd.) z dowolnego miejsca na Ziemi - tym razem z pomocą wi-fi. :idea:

    Aplikacja:
    Postanowiłem, również, napisać dedykowaną aplikację dla robota na tablety i smartphony z Androidem. Wydaje mi się, że program jest w miarę prosty/wygodny, aczkolwiek to jest moja opinia. Dla zainteresowanych umieszczam załącznik (folder), w którym znajdziecie schemat prototypu, zdjęcia konstrukcji a także aplikacja, którą możecie przetestować (dodaję również "notę", w której wyjaśnione jest sterowanie, a także dokładana specyfikacja komunikacji i komendy, które są wysyłane).
    Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny!

    Co wchodzi w skład projektu? Co musiałem zrobić?:
    -opracować i zaprogramować aplikację - Robot Controler bt, dla urządzeń z Androidem;
    -zaprogramować płytę główną, w tym wypadku, Arduino;
    -przygotować konstrukcję mechaniczną robota a także zaprojektowanie i wykonanie strony elektronicznej;
    Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny! Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny!

    Zalety konstrukcji:
    ? tani (jak na robotykę) koszt wykonania = w granicach 200zł [ja oczywiście wydałem o wiele więcej] :)
    ? dedykowana aplikacja - to znacznie ułatwia sterowanie
    ? możliwość sterowania z dowolnego urządzenia z bluetooth (komputer-za pośrednictwem monitora portu szeregowego, tablet, smartphone)
    ? odbiór aktualnego obrazu, a także wykresów z sensorów (czujnik ruchu, czujnik przechylenia, czujnik dźwięku itd.) z dowolnego miejsca na Ziemi

    :arrow: Osiągnięcia: II miejsce na Ogólnopolskim Festiwalu Robotyki Cyberbot (w Poznaniu) :D


    Schemat (prototypu) robota:
    Orion 250 - wielozadaniowy robot mobilny!

    Oto krótki film z działania robota:

    Link


    :arrow: Podziękowania dla: Wszystkich osób, które wspomogły mój projekt na Polak Potrafi. W szczególności: firmie Hybrid Lizard a także Pani Małgorzacie Wyszyńskiej. Serdecznie dziękuję również firmie, która mnie wspiera: Roboty i Spółka :)

    Dla zainteresowanych: w załączniku umieszczam; kilka zdjęć, schemat, aplikację oraz kod QR a także notę informacyjną. Zapraszam do komentarzy. Prosiłbym aby komentując: mieć na uwadze, że jest to moja pierwsza konstrukcja i mam 15 lat. :D Co zrobiłem źle/bez sensu? Co Wy (o wiele bardziej doświadczeni) byście poprawili w Orioni'e?


    Pozdrawiam, Karol :)
    www.mechatrobot.pl - mój workblog

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Karol - 15 lat. Mój workblog: www.mechatrobot.pl :) --> #Skontaktuj się! :)
    #Sprzedam bon do Faldruku (płytki drukowane) na 200zł !! -40% !!
    Ostatnie osiągnięcia: II miejsce - ogólnopolski festiwal robotyki... :D
    Specjalizuje się w: karol. amator elektroniki oraz programowania :)
    kari007 napisał 230 postów o ocenie 40, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Swarzędz (Poznań). Jest z nami od 2013 roku.
  • PCBway
  • #2
    lukash90
    Poziom 16  
    Świetna konstrukcja.
    Opowiedz coś więcej o transmisji video po wifi. Jakie parametry video jesteś w stanie przesłać (rozdzielczość, fps)?
  • #3
    kari007
    Poziom 15  
    Dziękuję :D ...Co do transmisji: W gruncie rzeczy, jeśli chodzi o wideo to jakość/prędkość jest zależna głównie od prędkości internetu i możliwości komputera i telefonu. U mnie wygląda to tak:
    *Rozdzielczość video: 640x480
    *Jakość przekazu ustawiona na: 80%
    *fps: 30 (kwestia kamery w telefonie)
    *Prędkość internetu: ~100 Mb/s
    Przy czym w takiej konfiguracji obraz się zacina - tak jak to widać na filmiku. Myślę, że przy ~50% jakości pracowałoby w miarę płynnie :)
  • PCBway
  • #4
    M. S.
    Poziom 34  
    Moja rada jest taka. Jeśli rzeczywiście masz 15 lat i włożyłeś w tego robota co najmniej 50% pracy przy projektowaniu i wykonaniu, to wyjeżdżaj z tego kraju tak szybko jak to będzie możliwe.

    Jestem pod dużym wrażeniem. Takiej konstrukcji nie wykonałoby 80% populacji niezależnie od wieku.

    Żeby mod mnie nie wywalił to zapytam z czego wziąłeś koła i dlaczego są żółte.

    Jeszcze raz szacun.
  • #5
    TurtleS127
    Poziom 2  
    Bardzo fajny robocik. Oprogramuj jeszcze HC-SR04 żeby mógł sam jeździć i omijać przeszkody, nie jest to trudne. Programujesz w języku arduino czy C/bascom?

    Ja z kolegami również tworzę robota mobilnego, tylko znacznie większego. Jest budowany na zawody łazików marsjańskich ERC 2015. Tak się zdarzyło że również nazywa się Orion :D. Zapraszam do śledzenia naszej strony https://www.facebook.com/orion.pollub
  • #6
    Pittt
    Poziom 31  
    Fajne. Powiedz coś o aplikacji dla Androida. W czym ją pisałeś ? Czym się posiłkowałeś ?
    Jakieś linki, może kod ?
  • #7
    kari007
    Poziom 15  
    @M. S.
    Bardzo dziękuję! ...Koła dostarczone przez Roboty i Spółka więc ciężko mi powiedzieć skąd są, a tym bardziej dlaczego są żółte. :D

    @TurtleS127
    Dzięki ... Coś już próbowałem z HC-SR04 i myślę, że za jakiś czas będę mógł dodać kolejną opcję: jazda autonomiczna :D Robota zaprogramowałem w arduino, ale ogólnie znam też jakieś podstawy C, no bo w końcu między innymi na C opiera się arduino. Wcześniej próbowałem też coś w C++ ale to jeśli chodzi o zwykłe programy na PC. Co do Twojej konstrukcji: ...tylko "odrobinkę" większa i bardziej złożona :D Silnie kibicuję wygranej na ERC!

    @Pittt
    Powiem szczerze: chciałem na początku pisać w Javie ale okazało się, że trochę mnie to przerosło. Dlatego skorzystałem z app inventor'a - najpierw tworzę graficzny interface, a potem, na zasadzie schematu blokowego programuję aplikacje. Przyszłościowo chcę zacząć normalnie pisać aplikacje, aczkolwiek na razie jeszcze tego nie potrafię :D
  • #8
    DraconBS
    Poziom 12  
    Fajna konstrukcja. Szkoda, że nie pokazałeś jak działa ten wysięgnik magnetyczny. Taka drobna uwaga: wszystkie LED'y na schemacie są narysowane odwrotnie ;). Powodzenia przy kolejnych konstrukcjach!
  • #9
    AWllen
    Poziom 15  
    Wielkie gratki :) Projekt ambitny wyjątkowo nawet dla kogoś z dłuższym stażem. Masz jeszcze dużo motywacji i myślę że w najbliższym czasie także pieniądze dojdą więc mam nadzieję że przyszłość będzie tylko lepsza :)

    Lekko offtopując przypominam sobie siebie gdy miałem 15 lat =) bodajże to był wiek gdy zaczynałem przygodę z AVRami (arduino w sumie wtedy jeszcze nie było). Miałem ogromną ilość pomysłów, dostateczną ilość pieniędzy na ich realizację, ale brak motywacji, co mnie zgubiło... na pewno nie ukończyłbym tak poważnej konstrukcji, jak Twoja. Dziś mam lat 19, motywacja jest, brakuje... czasu (więcej szkoły, naprawianie sprzętów itd).
  • #10
    zgierzman
    Poziom 21  
    Podoba mi się ta konstrukcja. Ja w wieku 15 lat miałem kiepski stosunek rzeczy zepsutych do naprawionych/skonstruowanych ;-)

    Na filmie widać, że przy zawracaniu (skręcaniu) koła mają duży poślizg. Gdyby opony miały wysoki bieżnik, a pojazd stał nie na panelach, a na podłożu zapewniającym dobrą przyczepność, zapewne byłby niezdolny do skręcania, albo potrzebowałby dużej mocy na silnikach aby pokonać tarcie.

    Takie sterowanie fajnie działa w trójkołowcach z kołem wleczonym, ale wydaje mi się, w pojazdach gąsienicowych, albo takich jak ten, zbyt dużo energii wymaga zrywanie przyczepności. Tyle, że nie wiem, czy jest na to rada (nie licząc skrętnych kół i promienia skrętu większego od zera). No może jakby cztery koła były skrętne i do zawracania w miejscu ustawiałyby by się tak, aby jechać po okręgu. Albo dwa skrętne i napędzane, a dwa wolne. Ale wtedy zawracałby wokół osi przebiegającej pomiędzy kołami wolnymi.
    Tyle, że taka platforma, to większe zadanie konstrukcyjne...
  • #11
    xdiax
    Poziom 22  
    Niezła konstrukcja :) Ja również buduję, właściwie już 3 wersję, mimo wszystko wolę wszystko zbudować sam, ponieważ wychodzi taniej i jak coś nawali, albo nie spełnia oczekiwań, to żaden problem przerobić/naprawić. Z tego, co widzę, to układ jezdny masz gotowy, bodajże firmy Pololu o ile mnie pamięć nie myli :D Swoją drogą, skąd bierzesz informacje o konkursach ? Ja niestety o tym poznańskim dowiedziałem się praktycznie dopiero teraz ..

    Dodano po 9 [minuty]:

    @zgierzman To chyba nie tylko kwestia kół i ich rodzaju, tylko sterowania - L298 jest mostkiem podwójnym, układ jezdny 4x4. Więc wychodzi na to, że dwa boczne koła są połączone równolegle. Tutaj faktycznie lepszym rozwiązaniem byłoby takie jak w czołgach - żeby skręcić w lewo, lewe koła zostają wyłączone, prawe kręcą się na full.
  • #12
    kari007
    Poziom 15  
    Ogólnie wszystkim dziękuję, za wszystkie pozytywne opinie :) -- wiem, że moja konstrukcja to nic niezwykłego ale myślę, że za jakiś czas będę mógł przedstawić bardziej "profesjonalne" roboty.

    @DraconBS
    Jeśli chodzi o wysięgnik to szczeże mówiąc jak nagrywałem filmik to miałem jeszcze popsute serwo (robiło jakiś zwarcia) myślę, że umieszczę jeszcze jakiś film, na którym widać jak wygląda praca wysięgnika. ...Odnośnie diod: Tak wiem, wiem :D Wczoraj właśnie też ktoś mi to "wypomniał" - postaram się to poprawić jak najszybciej.

    @zgierzman
    No cóż - te silniki to nic niezwykłego, może w przyszłych konstrukcjach zamontuję jakiś układ skrętny ale to już "wyższa szkoła jazdy" :D

    @xdiax
    ...Tutaj są opisane wszystkie nadchodzące konkursy/zawody :) Zawsze w miarę aktualnie info.
  • #13
    gdkj
    Poziom 26  
    Mam podobne wnioski jak kolega M.S. niestety.
    Może teraz popracuj nad autonomicznym mózgiem urządzenia. To tylko dodatkowe czujniki plus algorytmy z którymi jak myślę łatwo sobie radzisz.
    Np. samodzielny powrót po zerwaniu połączenia ew. śledzenie wybranego obiektu.
    Wtedy robota albo w NASA albo w Pentagonie ;)
    Pozdrawiam.
  • #14
    kari007
    Poziom 15  
    @gdkj
    Dzięki za słowa uznania ;) No i fajna idea z tym powracaniem (trochę bardziej skomplikowane ale może za jakiś czas...)

    Ogólnie teraz robię "Orion v2" = idea ta sama ale: moja własna płyta główna (w sensie zaczynam trawić PCB) + Atmega328 + kilka lepszy podzespołów + mniejsza obudowa + lepsze zasilanie + dodatkowe sensory (chociażby HC-SR04) + masę jakiś gadżetów (OLED, wbudowany amperomierz/woltomierz :) )... zobaczymy co mi z tego wyjdzie :D
  • #15
    Fosucki_Czek
    Poziom 6  
    Are there any tests of strength for these? i am talking of how tough they are? after making a normal repeatable design, if you make a series of standarised tests, you may simply make another version? i am newbie in this, can some of You answer?
  • #16
    adirhaker
    Poziom 9  
    @kari007

    Aplikacje do streamowania obrazu napisałeś od nowa czy skorzystałeś z jakiejś gotowej?

    Możesz podać link do akcji na PolakPotrafi? Bo nie idzie znaleźć.
  • #18
    pawel-jwe
    Poziom 30  
    Przyszłościowo (w kolejnych wersjach) wywal te Arduino uno i smarthona, a zamiast tego daj jakiego ARM'a. Fakt, że będzie trochę zabawy żeby to uruchomić, np. wifi, kamera itp. (chociaż moim zdaniem nie jest to wcale takie trudne) ale projekt będzie bardziej "profesjonalny". Bo teraz to trochę trąci podejściem ala "USA" - do byle urządzenia pcha się drogie i gotowe płytki/moduły (np. Arduino) bo nie potrafią złożyć nic własnego co kosztowało by 1/10 ceny gotowca.
    Tak poza tym, mega pozytywne ważenie i wielkie GRATULACJE.
  • #19
    strikexp
    Poziom 27  
    Akurat podróbkę Arduino UNO można kupic taniej niż części do własnego podobnego układu. :P
    I pchanie tutaj ARM nie ma sensu, ATmega jest wystarczająco profesjonalna. Ogólnie dąży się do tego żeby stosować jak najłatwiejsze rozwiązania. Nie widziałeś pewnie jakie ułatwienia stosuje się w przemyśle, normalnie goście po zawodówce teraz mogą programować PLC. To jest z jednej strony straszne ale takie są wymogi rynku. Taniej jest zapłacić 1000zł za rozwiązanie które zaoszczędzi tydzień pracy niż 1500zł pensji i zusu za pracownika.

    A tak odnośnie robota, świetny projekt, mógłby spokojnie być pracą dyplomową na inżyniera. Jednak nie wpadaj w zbytnią euforię bo do inżyniera nie wystarczy jedynie jakiś wykonany projekt. :)
    Poszedłeś co prawda bardzo uproszczoną ścieżką ale tak się to teraz robi, więc należą ci sie brawa za umiejetność znajdowania optymalnych rozwiązań. Pokazałeś niesamowite umiejętności jak na 15 lat, nie zepsuj tylko tego i idź tą ścieżką. Też miałem kiedyś 15 lat i świetne osiągi, ale potem przyszła szkoła średnia, brak zrozumienia ze strony rodziny i się zaniedbałem.
    Jeśli będziesz chciał rozbudowywać robota to raczej szedłbym w stronę Raspberry PI. Tam masz już ogromne możliwości, łącznie z rozpoznawaniem obrazu. Chociaż wątpię żeby udało ci się to rozpoznawanie obrazu zrobić, chyba że skorzystasz z jakichś gotowych rozwiązań.
  • #20
    pawel-jwe
    Poziom 30  
    strikexp napisał:
    Akurat podróbkę Arduino UNO można kupic taniej niż części do własnego podobnego układu.

    To fakt, akurat Arduino Uno można ściągnąć po niecałe 10zł ;) ale już jakieś nieco rozbudowane moduły to mają niemal "kosmiczne" ceny. Jednak przy takim projekcie (gdzie sam autor widać że chce się w tym rozwijać) to zaproponował bym nawet wykonanie takiego "sterownik" od zera, tzn. zaprojektować i wykonać płytki oraz oprogramować wszystko. W pewnym momencie wiadomo, że domowy warsztat nie wystarcza i trzeba użyć gotowych modułów np. Discovery z ARM lub wspomniane Raspberry PI - po prostu uważam, że do tak dobrego i już rozbudowanego projektu Arduino (+ smartfon) to najmniej profesjonalny wybór i dobre jest tylko przy pierwszych prototypach.
    Osobiście nawet szukał bym dla tego projektu zastosowań ściśle kierunkowych/specjalistycznych i wepchnąć tam nawet FPGA/CPLD.
    strikexp napisał:
    Taniej jest zapłacić 1000zł za rozwiązanie które zaoszczędzi tydzień pracy niż 1500zł pensji i zusu za pracownika.

    Niestety prawda, ale większość firm wychodzi na tym bardzo źle. Biorą rozwiązanie, a nie mają specjalisty do obsługi i naprawy więc w razie problemów serwis kosztuje ich dużo więcej. Jeśli serwisuje/naprawia kto inny niż autor urządzenia (a jest wykonane aby szybko i tanio, zazwyczaj bez żadnej dokumentacji) to najczęściej nawet nie podejmują się tego tylko robią nowe od zera - bo szybciej łatwiej niż naprawiać projekt wykonany "po łebkach".
    Osobiście mam niestety negatywne doświadczenia z takimi dusi groszami, w zeszłym roku robiłem dla jednej firmy mały hardware, który miał współpracować z ich aplikacją na smartfona. Chodziło o prototyp, tak żeby sobie przetestowali i pomyśleli co dalej. Z prototypu zrobiła się wersja pokazowa (chcieli to prezentować potencjalnym klientom) - ponieważ prace były zaawansowane, a nie chciałem stracić kasy więc zmiana koncepcji i dalej do roboty. Do projektu zaczęły dochodzić kolejne elementy (co chwila coś wymyślali) więc dalej sporo zmian. Podkreślić trzeba, że właściciel to typowy biznesmen więc nie miał bladego pojęcia o niczym (tylko wymagał co chwila zmian lub coś nowego) - dobrze że menadżer zespołu go stopował.
    Walczyłem tak 3 mies. i przez cały czas przekonywałem ich, że potrzebują zatrudnić typowego sprzętowca bo za dużo chcą i za mało wiedzą, sam robiłem na umowę zlecenie. Ostatecznie urządzenie dostarczyłem i zostawiłem gotowe i działające, a jeszcze miesiąc walczyłem o kasę. Na czysto dostałem jakieś 1500zł więc wkur... całą sytuacją podziękowałem za dalszą współpracę. Firma została z ręką w nocniku i próbowała pchać się w gotowe systemy w cenach 1000-1500 za podstawowy zestaw (gdzie własne rozwiązanie kosztowało by ich 700-800zł za wypasioną wersję), chociaż z tego co wiem to do dziś nic nie mają z hardware'u i bujają się na sprzedawaniu ściemy bo mają tylko soft (i to niepełny), który bez sprzętu w ich zastosowaniach jest niemal bezużyteczny... a no i menadżer jak zobaczył co się robi to też podziękował ;)

    strikexp napisał:
    A tak odnośnie robota, świetny projekt, mógłby spokojnie być pracą dyplomową na inżyniera. Jednak nie wpadaj w zbytnią euforię bo do inżyniera nie wystarczy jedynie jakiś wykonany projekt. :)

    Zdziwił byś się kolego jakie prace inż. przechodzą zaliczone... niestety mam z tym do czynienia i ręce opadają (sami promotorzy przepychają byle "gówno", aby statystyki były OK).
  • #21
    Kużdo
    Poziom 20  
    pawel-jwe napisał:
    strikexp napisał:
    A tak odnośnie robota, świetny projekt, mógłby spokojnie być pracą dyplomową na inżyniera. Jednak nie wpadaj w zbytnią euforię bo do inżyniera nie wystarczy jedynie jakiś wykonany projekt. :)

    Zdziwił byś się kolego jakie prace inż. przechodzą zaliczone... niestety mam z tym do czynienia i ręce opadają (sami promotorzy przepychają byle "gówno", aby statystyki były OK).

    Potwierdzam. Przykład: Stworzenie "radia" na podstawie ATmegi32 (bo tak promotor podpowiedział) i wykorzystanie tunera FM+RDS Si4703 na gotowej płytce + wyświetlacz LCD 16x2. Wszystko na płytkach stykowych. To był projekt znajomego, mój był delikatnie bardziej zaawansowany, bo zrobienie zegarka z DCF77 na 6x 7seg LED z układem RTC, podtrzymaniem na cr2032 i zaprojektowanie i wykonanie pcb. Generalnie sam uważam, że to co zrobiłem na obronę to wstyd pokazywać, ale wina leży i po mojej stronie i promotora, gdybym się starał, to zrobiłbym to profesjonalnie, a tak to zajęło mi to gdzieś około 3 tyg. roboty, przy czym w większości to było babranie się, szukanie danych, sprawdzanie czemu nie działa itp., ale to też dlatego, że nasz promotor wychodzi z założenia, że to nasza praca, więc on się nie wtrąca, nie przypomina się, nie pisze do nas itp. jak coś chcemy to możemy napisać do niego, może pomoże. Gdyby chociaż pilnował i oczekiwał zdawania regularnych raportów co i jak zrobiono, to prace byłyby o wiele lepsze. Także dzisiejsze obrony i prace inżynierskie to w większości są po to by przepuścić i zarobić.

    Co do projektu robota, super sprawa i super wykonanie, chyba muszę sam się zabrać za konstruowanie własnego, bo ostatnimi czasy widzę takich robotów coraz więcej, a od dawna myślałem o wykonaniu podobnego :D