Raspberry Pi Kamera

Eine Kamera im Roboter ist natürlich wichtig und mit einer Weitwinkelkamera sind verschiedene Funktionen vorstellbar. So wäre es möglich eine Foto-Box für die Aufnahme von lustigen Bilder auf z. B. einer Geburtstagsparty zu bauen. Auch wäre ein Video-Chat mit z. B. entfernten Familienmitgliedern vorstellbar. Natürlich könnte der Roboter auch vom Fenster aus den Garten im Blick behalten.

Raspberry PI Kamera Module

Das Bild zeigt verschiedene Raspberry Pi Kamera Modelle. Ich habe für den Roboter die mittlere Kamera die Weitwinkelkamera verbaut. Diese ist deutlich besser für den Roboter geeignet, da im Bild viel mehr Informationen zu sehen sind als mit einer normalen Raspberry Pi Kamera. Ich bin mir noch nicht ganz sicher welche Funktionen alle mit der Kamera umgesetzt werden sollten. Aber von einer Kinderzimmerüberwachung sehe ich erst einmal ab. Das wäre ein Projekt für Kinder die schon selber Informatikunterricht an der Schule haben und z. B. ein Vogelhäuschen überwachen möchten welche Vögel sich Futter holen.

Roboter Augen – LED Matrix

Für die Augen habe ich zwei günstige LED Matritzen gekauft. Sie haben 8×8 rote LED’s und können recht einfach mit Python programmiert werden. Angeschlossen wird jede Matrix über den I2C Bus. Daher habe ich auch einen I2C Bus Verteiler im Kopf des Roboters eingebaut. So muss ich nicht eine Vielzahl an Kabeln durch den Hals in den Körper des Roboters führen.

Toy robot head LED matrix camera and ultrasonic sensor

Toy robot head LED matrix camera and ultrasonic sensor

Auf der Rückseite der LED Matrix kann die I2C Adresse mit dem Lötkolben gesetzt werden. Ich habe bei einer der beiden Matrizen mir zwei Stiftpaare aufgelötet das ich komfortabel mit Jumpern die Adresse wählen kann.

Toy robot head LED matrix front back

Toy robot head LED matrix front back

Wie die rote Farbe der LEDs wirkt das habe ich noch nicht ausprobieren können. Aber vielleicht wäre eine RGB Matrix oder OLED Display besser. Ich bin gespannt wie sich die Augen weiter entwickeln werden.

Nase – Ultraschall Sensor

Ich dachte mir ein Ultraschall Sensor wäre auch nicht schlecht um mit diesem z. B. Funktionen auslösen zu können. So habe ich, da es sich einfach anbot einen klassischen Ultraschallsensor HC-SR04 der über eine Sende- und Empfangsdose verfügt als Nase eingebaut. Allerdings bin ich dann doch wieder auf einen Ultraschall Sensor mit I2C Schnittstelle gewechselt. Denn dieser läßt sich in meinem Modell einfacher verkabeln. Den I2C Bus habe ich schon bis in den Kopf des Roboters verlegt.

Der SRF08 Ultraschall Sensor wird über den I2C Bus angeschlossen und ist für mich ideal. Da die Programmierung eines Ultraschall Sensors doch deutlich aufwendiger ist, möchte ich an dieser Stelle auf mein Buch verweisen. Dort sind die Details zu diesem Typ von Ultraschall Sensor detailliert beschrieben.

Buch - Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren

Ich habe auch ein Buch veröffentlicht, in dem ich den Bau von Roboter Autos mit dem Raspberry Pi Computer Schritt für Schritt beschreibe. Ich erkläre das notwendige Basiswissen beginnend bei der Roboter Elektronik, über das Design des Chassis bis hin zum Navigieren nach GPS. Python ist die für diese Bauanleitung gewählte Programmiersprache. So wird im Buch erklärt wie Ultraschallsensoren ausgelesen werden können oder ein Motortreiber angesteuert wird. Auch kommen der Raspberry Pi und das Betriebssystem Raspbin nicht zu kurz. Mit all diesem Wissen aus dem Buch ist es möglich selber Roboter auf Basis des Raspberry Pi zu bauen.

Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren
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Raspberry Pi und Robotik faszinieren Sie? Dann bringt Sie dieses Buch sicher richtig in Fahrt! Ob Einsteiger oder fortgeschrittener RasPi-Bastler: Schritt für Schritt lernen Sie, wie Sie mit dem Raspberry Pi ein ferngesteuertes Roboter-Auto entwickeln. Oder soll das Auto gleich selber fahren können? Perfekt, denn im zweiten Teil des Buches bauen Sie genau das: ein autonomes Roboter-Auto . Und quasi im Vorbeifahren lernen Sie alle Grundlagen , die Sie für beide Projekte benötigen. Hardware, Elektronik, Bau Ihres bevorzugten Auto-Chassis und natürlich die Programmierung der nötigen Software in Scratch und Python . Die Formel Eins gewinnen Sie mit dem Roboter-Auto vielleicht nicht - viele spannende Erkenntnisse und Lernspaß aber sicher!
Aus dem Inhalt:

Die elektronischen Komponenten kennenlernen: Raspberry Pi, Kamera- und W-LAN-Modul, Motoren, Step-Down-Converter, Ultraschall-Sensor, GPS-Empfänger u. v. m.
Die benötigten Werkzeuge kennenlernen: Lötkolben, Dritte Hand und Co.
Grundlagen zum Elektromotor
So fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauen
Grundlagen der Elektrizitätslehre
Verkabelung der elektronischen Komponenten
Den Raspberry Pi in Betrieb nehmen
Wichtige Linux-Grundlagen
Einführung in die Programmierung mit Scratch und Python
Das google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzen
Auto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonom
Liste der benötigten Elektronik-Komponenten...

Zusammenfassung

Der Aufbau des Kopfes ist doch ziemlich aufwendig und Zeitintensiv. In meinem Modell ist sehr viel Elektronik im Roboter Kopf eingebaut. Mit ein paar Überlegungen konnte ich auch die Verkabelung der I2C Komponenten optimieren. Leider macht das Pan & Tilt Kit leichte Schwierigkeiten da es nicht stabil genug ist. Aber soweit bin ich mit dem Kopf zufrieden.


Artikelübersicht - Kinder Roboter:

Raspberry Pi Kinder Roboter - Einführung
Raspberry Pi Kinder Roboter – Körper
Raspberry Pi Kinder Roboter - Teil 1 Roboter - Arme
Raspberry Pi Kinder Roboter - Teil 2 Roboter - Arme
Raspberry Pi Kinder Roboter – Teil 1 Kopf
Raspberry Pi Kinder Roboter – Teil 2 Kopf
Raspberry Pi Kinder Roboter – Teil 1 Ausstattung
Raspberry Pi Kinder Roboter – Teil 2 Ausstattung
Raspberry Pi Kinder Roboter - Steuereinheit

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