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

Zdalnie sterowany samochód - coś na wzór BMW z Tomorrow Never Dies

20 Cze 2016 22:43 1329 4
  • Poziom 2  
    Witam

    Od dłuższego czasu chodzi mi po głowie zabranie się za nowe hobby - chciałbym zbudować sobie zdalnie sterowany samochód. Ale nie plastikową zabawkę, tylko "prawdziwy" samochód (piszę w cudzysłowie, ponieważ z góry zakładam, że w Polsce zaraz pojawią się jakieś przeszkody prawne i nie da się go zarejestrować, ani używać na oficjalnych drogach - przyjmijmy jednak, że to nie jest problem).

    Od razu dodam, że problemem nie jest też kasa - powiedzmy, że na etapie koncepcji i miniaturowego modelu chciałbym wydać maksymalnie kilka tysięcy złotych, ale zakładam, że potem pojawi się większa kasa z zewnątrz. Problemem nie jest także software - jestem programistą i architektem z wieloletnim doświadczeniem w dużych projektach, widziałem też wiele przykładów kodu na Arduino i inne platformy, i zakładam, że bez problemu to ogarnę. Gorzej natomiast z hardware - ale zakładam, że stopniowo też dam radę, natomiast potrzebuję kilku porad.

    Więc jak bym to wstępnie widział:

    1. Budowa miniaturowego modelu, który z grubsza by odwzorowywał duży samochód (na początek samej mechaniki).

    2. Ogarnięcie każdego elementu wykonawczego w tym modelu przez osobny moduł, zbudowany na Arduino Mini/Nano/Stamp, Teensy albo czymś podobnym.

    3. Zbudowanie centralnego kontrolera, opartego na jakimś Raspberry Pi albo podobnej płytce z Linuxem.

    4. Stworzenie softu - zakładam, że każdy moduł (centralny i wykonawcze) byłby osobnym mechanizmem FSM, tj. trzymającym w pamięci swój bieżący stan, przyjmującym komendy z zewnątrz (centralny przez GSM, wykonawcze przez USB), oraz kierującym odpowiednie sygnały do elementów pasywnych, typu silnik, kierownica, hamulec itp.

    Zakładam tutaj, że nie chcę budować "autonomicznego" samochodu w stylu tych od Google, bo to przekracza moje możliwości - założenie jest takie, że w samochodzie jest kilka kamer, z których obraz leci do kontrolera, za którym siedzi człowiek i kieruje samochodem. Zupełnie jak w filmie.

    5. Testy softu i stopniowe przerabianie go tak, aby "core" był jak najbardziej generyczny i mógł współpracować z różnymi elementami wykonawczymi.

    6. Budowa dużego samochodu - w oparciu o kupiony jakiś staroć, odklepany po dzwonie.

    7. Ogarnięcie różnic pomiędzy sposobem działania elementów wykonawczych w modelu i w dużym samochodzie, dostowanie softu itp.

    8. Przygotowanie produktu - tj. "kitu" umożliwiającego przerobienie innego samochodu na zdalnie sterowany.


    Próbowałem trochę czytać nt. modeli samochodów i znalazłem głównie dużo ostrzeżeń odnośnie zdalnego sterowania - ja zakładam jednak, że łączność będzie się odbywała przez GSM, więc nie potrzeba tutaj żadnych koncesji itp.

    Udało mi się zidentyfikować kilka potencjalnych problemów:

    1. Koła w modelu muszą móc skręcać i ogólnie całość się musi zachowywać jak duży samochód, więc nie każde podwozie się nada - np. tanie podwozia z Allegro, takie z charakterystycznymi żółto-czarnymi kółkami, raczej nie wystarczą. Czy ktoś może podpowiedzieć jakiegoś producenta/model, który w miarę dobrze odwzorowuje duży samochód?

    2. Kwestie zasilania 3.3V/5V/innego - ale zakładam, że rozwiązanie tego problemu zamknie się w dodatkowym powiedzmy 1000 zł i poświęconym czasie na ogarnięcie tematu.

    3. Tanie płytki Adruino Mini/Nano po 10-15 zł z Allegro to w większości podróbki, które nie muszą być w 100% kompatybilne, ani nawet w 100% sprawne - ktoś ma doświadczenie w pracy z takimi tanimi podróbkami/klonami?

    4. Duży samochód może zachowywać się całkiem inaczej niż model, szczególnie po rozpędzeniu do 200-250 km/h (wtedy dochodzą takie rzeczy jak masa, pęd i różne siły działające na te setki kilogramów, albo nawet tony metalu) - jest jakiś sposób na zasymulowanie takiego zachowania na modelu? Albo jakiś soft do symulacji tego typu? Powiedzmy, że w przypadku softu, koszt nie gra roli...


    Czy ktoś z Was próbował zabierać się za coś podobnego? Mogę prosić o jakieś dobre rady, podpowiedzi itp.? I czy ogólnie cały opisany wyżej plan ma sens, czy może zabieram się za to od d... strony? :)
  • PCBway
  • Poziom 43  
    Kolego ja to czarno widze, po pierwsze trzeba by było kupić automat żeby nie wachlować biegami.
    Do tego serwonapędy kierownicy, hamulca i gazu.

    Na pokładzie router wifi i przekaz wideo.
  • PCBway
  • Moderator Robotyka
    Po co chcesz wyważać otwarte drzwi?
    Jak chcesz, kup sobie dowolny model RC o napędzie spalinowym, z normalną aparaturą modelarską.
    Skoro kasa nie jest problemem, to do takiej maszynki (te lepsze bez problemu dogonią normalne samochody), zakup sobie zestaw FPV z head trackerem, goglami FPV, gimbalem i kamerą z wyjściem AV. Może być GoPro.

    Zmontuj - pobaw się.

    Prawdziwy samochód - dokładnie to samo. Zmieniasz tylko serwa sterujące. Do obsługi samochodu potrzeba kilkunastu kilogramów. Serwa klasy Max lub Gigant załatwiają sprawę. Sterowanie identyczne jak w przypadku modelu.
    Kłopot jest trochę z biegami, sprzęgłem i hamulcem. Ale automatyczna przekładnia załatwia sprawę. Duże serwo Gigant na pedały - naciskające naprzemiennie gaz i hamulec. I pojedzie.

    Jakaś aparatura typu pulpit na kilkunastu kanałach i obsłużysz wszystkie przełączniki w samochodzie.

    Problem leży gdzie indziej. Samochód jeździ po drodze. Wszystkie systemy sterowania RC bardzo kiepsko radzą sobie z przeszkodami terenowymi. Wystarczy nasyp przy drodze, by odciąć sygnał.

    Samoloty czy drony nie mają tak dużego problemu, bo anteny "widzą" się nawet na dziesiątki kilometrów. Ale samochody mogą się zgubić po kilkuset metrach. Stąd będziesz musiał zastosować jakiś system Fail Safe. Zatrzymujący pojazd w razie kłopotów ze sterowaniem lub sygnałem. Droższe aparatury RC mają programowalne FS wbudowane w odbiorniki.

    Stąd, by kierować takim pojazdem (absolutnie nie wolno na drodze publicznej - po takiej przeróbce auto straci homologację), jesteś ograniczony w zasadzie do granic otwartego placu.

    Nie mniej da się, na zwykłej aparaturze ze sklepu.
    Kwestia tylko podpięcia serwomechanizmów o odpowiedniej sile do urządzeń samochodu.

    A o FPV poczytaj trochę i po sprawie.

    BTW - W Bondzie auto nie było zdalnie sterowane. Pierce tylko się bawił aplikacją na telefonie, chyba że mu ją na green screnie wsadzili. W BMW siedział normalny kierowca, tylko był ukryty dla widza. ;)
    Uważaj z technologiami filmowymi, bo w większości to fake, lub bardzo duża "swobodna inspiracja". :)
  • Poziom 2  
    Dzięki za podpowiedzi. Faktycznie jakoś całkiem nie pomyślałem o kwestii biegów w "dużym" samochodzie.

    Natomiast co do modeli RC o napędzie spalinowym - nie wiedziałem, że takie istnieją, ale przejrzałem kilka sklepów i wygląda to na bardzo ciekawy temat. Z pewnością skorzystam. Niemniej jednak nadal myślę, aby zacząć od modelu elektrycznego skleconego za niedużą kasę, aby dopiero w następnej kolejności przesiąść się na model spalinowy i w końcu na duży samochód.

    W ten sposób powinno się udać stworzyć bardziej uniwersalny silnik software'owy - a nie ukrywam, że mimo że projekt traktuję jako hobbystyczny, to jednym z potencjalnych celów jest stworzenie w przyszłości komercyjnego "kitu" do montażu w dowolnym dużym samochodzie. Zatem jak najwięcej różnic pomiędzy różnymi typami modeli i dużych samochodów chciałbym samodzielnie ogarnąć programowo, zamiast sprzętowo - wówczas maksimum know-how będzie bezpośrednio u mnie (jestem programistą), zamiast u dość przypadkowych dostawców sprzętu.

    Co do przeszkód i przerywania transmisji, to od początku wymyśliłem na to odpowiednią architekturę:

    a) centralny kontroler jest FSM (finite state machine), czyli cały czas przechowuje swój stan (np. zadaną prędkość, czy kąt zakrętu) i w przypadku:

    - sygnałów zwrotnych od kontrolerów wykonawczych, wysyła do nich kolejne polecenia korygujące, aby trzymać się wewnętrznych parametrów (np. akcelerometr donosi, że samochód spowolnił, więc kontroler wysyła do silników sygnał więcej mocy)
    - sygnałów od operatora, dopiero zmienia wewnętrzny stan i wysyła nowe polecenia do kontrolerów wykonawczych (np. zwiększyć prędkość)

    b) centralne kontrolery też są FSM i też przechowują swój stan, przyjmując polecenia i raportując wyniki (np. bieżący kąt skrętu danego koła) do kontrolera głównego - a w międzyczasie, jeśli kontroler zauważy, że np. koło fizycznie obraca się zbyt wolno, też dorzuca mocy, aby wyrównać do tego, co ma w zadeklarowanym stanie wewnętrznym

    Dzięki temu, nawet w przypadku zerwania lub celowego zakłócenia łączności, samochód nadal będzie w stanie kontynuować jazdę i w razie potrzeby samodzielnie radzić sobie z przeszkodami. Po prostu duży model trzeba będzie docelowo jakoś "opancerzyć", aby przeszkody nie zrobiły mu krzywdy. No i oczywiście w sofcie trzeba będzie uwzględnić, że różni klienci końcowi mogą mieć zamontowane nadwozia o różnej wadze - jeden może chcieć wersję minimum, a drugi 3 tony dodatkowego pancerza, który będzie spowalniał jazdę. Soft musi na to brać poprawkę przy przekładaniu deklarowanej prędkości na moc wysyłaną do elementów wykonawczych.

    Co do dróg publicznych - domyślam się, że prawo w Polsce jest na tyle opresyjne, że nie pozwoli na eksperymenty. Mam jednak dostępne sporo miejsca na zamkniętych placach, co powinno wystarczyć do testów. Natomiast dłuższe testy dużego, docelowego samochodu można przeprowadzić w jakimś normalnym kraju, który nie ogranicza obywateli względem tego, czym chcą jeździć - np. w Egipcie.

    A co do Bonda, to się oczywiście domyślam, że w XX wieku technologia nie pozwalała na to, co pokazali, więc musieli tam jakoś wstawić prawdziwego kierowcę. Natomiast dzisiaj powinno dać radę bez problemu.
  • Moderator Robotyka
    Nadal nie będzie "bez problemu".
    Jak pisałem wcześniej - problemem jest zasięg przy powierzchni ziemi.
    Ulica to nie niebo, nawet w Egipcie. Pierwszy zakręt i tracisz kontakt z pojazdem.

    A do tego musisz się poruszać w częstotliwościach radiowych i mocach nadawczych dopuszczonych przez prawo.

    Pobaw się najpierw modelami, zapoznaj się z FPV. A potem kombinuj w dużej skali.
    Wszystkie praktycznie rozwiązania jakie chciałbyś zastosować, da się sprawdzić na modelu.