Der Big Rob ist der neueste Roboter den ich entworfen habe für Off-Road Aktivitäten. Der Roboter ist mit der neuesten Technik ausgestattet wie einer präzisen Navigation mit der differential GPS Architektur die ich aufgebaut habe. Mehr Informationen über die differential GPS Lösung finden Sie hier. Die großen Buggy Reifen ermöglichen es dem Roboter in unwegsamen Gelände zu fahren ohne ständig hängen zu bleiben. Die kleinen Raspberry Pi Roboter die ich bis jetzt gebaut hatte, hatten hier ihre Probleme im Garteneinsatz. Die Getriebemotoren haben eine Geschwindigkeit von 35 U pro Minute bei 12 V. Die maximale Stromaufnahme beträgt ca. 1,8 A. Die Motoren habe eine maximale Kraft von ca. 15 kg/cm. Damit sind die Motoren stark genug für den Big Rob um mit dem ganzen Equipment das ich noch einbauen werde herum zu fahren. Das Gehäuse ist groß genug um eine Batterie mit 12V und eventuell 12 Ah von einem Motorrad oder kleinem Auto unterzubringen. Ich bin mir noch nicht sicher ob ich nur einen Raspberry Pi verwenden werde um den Roboter zu steuern. Vielleicht werde ich auch ein NVIDIA Jetson TK1 Developer Kit für die Computer gestützte Bildverarbeitung einbauen. So wäre es möglich den Roboter mit weiteren Fähigkeiten des autonomen Fahrens auszustatten.

Das folgende Bild zeigt zwei Getriebemotoren und den Antriebsstrang auf dem die Räder befetigt werden. Die Buggy Räder werden mit 24mm Schrauben an der Achse befestigt.

Big Rob - mechanic components

Big Rob – mechanic components

Da nächste Bild zeigt zwei Räder und einen Getriebemotor mit dem befestigten Antriebsstrang. Ich habe anschließend den besten Platz für die Befestigung der Komponenten in der Plastikbox gesucht um die Löcher für die Befestigung der Motoren, der Achse und der Kugellager bohren zu können. Die Plastikbox hat sich sehr einfach mit einer normalen Bohrmaschine bearbeiten lassen. Der Kunststoff neigt überhaupt nicht dazu zu splittern.

Big Rob - gear motor and power train

Big Rob – gear motor and power train

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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Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger Teile-Liste
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...

Big Rob – Roboter Design

Die Idee hinter dem Design des Roboters war es ein modulares Chassis zu entwerfen das einfach um weitere Plastikboxen erweitert werden kann die auf die untere Box welches das Chassis des Roboter ist gesetzt werden können. Das nächste Bild zeigt das Roboter Chassis mit den vier Getriebemotoren und den Rädern. Bei den Rädern handelt es sich um Buggy Räder mit einem Durchmesser von 20 cm. Diese sind groß genug damit der Roboter einfach im Garten herum fahren kann und nicht zu groß für die Getriebemotoren.

Big Rob 4x4 dc motors

Big Rob 4×4 dc motors

Auf dem Chassis selber kann ich sehr einfach die GPS und W-LAN Antenne befestigen. Zum jetzigen Zeitpunkt bin ich mir noch nicht sicher wo ich die Kamera befestigen werde. Ich habe die Kamera aktuell hinter dem Griff der Plastikbox befestigt. Vielleicht werde ich ein Pan & Tilt Kit für die Kamera verwenden. Leider habe ich habe kein Wasserdichtes Gehäuse für die Kamera in das ein Pan & Tilt Kit passt.

Big Rob front view

Big Rob front view

Das nächte bild zeigt einen kleinen Raspberry Pi Roboter den ich letztes Jahr gebaut habe mit dem Big Rob im Hintergrund.

Big Rob with little brother

Big Rob with little brother

Ich habe alle Komponenten angeschlossen und einen Raspberry Pi 2 Model B für die ersten Tests im Roboter verbaut. In der Mitte oben vom Bild ist der kleine Motortreiber zu sehen der durchgebrannt ist. Ich bin mir nicht sicher was für einen Motortreiber ich als nächstes kaufen soll. Es sollte aber ein Motortreiber sein der mit bis zu 10 A Strom arbeiten kann.

Big Rob prototype setup

Big Rob prototype setup

Video Big Rob

Nachfolgend zwei Videos die den Big Bot bei seinen ersten Fahrten zeigen. Aktuell wird er noch via live Stream über ein Webinterface gesteuert. Die autonomen Funktionen werden erst noch ergänzt.

Testlauf im Freien:

Das nachfolgende Video ist bei -12°C entstanden im Neuschnee. Hier musste der Big Bot zeigen das er auch bei wiedrigen Wetterverhältnissen fährt und nicht gleich stehen bleibt.

Erster Testlauf:

Das folgende Video zeigt den Roboter bei der ersten Testfahrt in meinem Büro.

Zusammenfassung

Den Roboter zu bauen war recht einfach. Die Die Plastikbox hat sich sehr einfach mit einer normalen Bohrmaschine bearbeiten lassen. Ich habe alle Löcher für die Befestigung der vier Getriebemotoren, für die Kugellager sowie für die Antriebsachsen in die Plastikbox gebohrt. Die Getriebemotoren sind sehr stark und der Roboter fährt mit Ihnen sehr gut und einfach herum. Die Entscheidung die beiden BTS7960B Motortreiber zu verwenden war die richtige Entscheidung. Der BTS7960B Motortreiber kann sehr einfach mit Python angesteuert werden und versorgt die beiden Getriebemotoren pro Seite ausreichend mit Energie.

 


Artikelübersicht - Big Rob:

RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB BAUANLEITUNG
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB 4×4 ELEKTROMOTOR ANTRIEB
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB MOTORTREIBER BTS7960B UND SOFTWARE
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB OUTDOOR-KAMERAGEHÄUSE
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB mit differential GPS
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB ZÄHNE

 

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