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Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi

Ich habe meinen GoPiGo Roboter mit zusätzlicher Hardware ausgestattet. Die Idee ist zu sehen wie weit ich mit der von Dexter Industries mitgelieferten Software komme. Zusätzlich zu dem GoPiGo habe ich noch eine Infrarot Kamera montiert um z. B. auch nachts mit dem Roboter durch die Wohnung fahren zu können. Für die Orientierung des Roboters kommt noch der IMU Sensor von Dexter Industries zum Einsatz. Weiter habe ich das Servo Kit installiert und dann diesem ein Abstands-Sensor der mit einem Laser funktioniert.

Im nach folgenden Abschnitt gehe ich im Einzelnen auf die zusätzliche Hardware an meinem GoPiGo ein.

Optimierte Stromversorgung

Als erstes habe ich die Stromversorgung des GoPiGo Roboters verbessert. Da ich nicht mehr der Freund von Mignon Akkus bin habe ich den Halter für die Mignon Batterien gegen eine Halterung für drei 18650 LiPo Batterien getauscht. So habe ich eine optimierte Stromversorgung mit fast gleicher Spannung und deutlich mehr mAh.

Hier ein Bild der neuen Stromversorgung.

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries - LiPo 18650 upgrade

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries – LiPo 18650 upgrade

Servo Package für den GoPiGo

Das “Servo Package for the GoPiGo” ist ein micro Server mit einer Acryl-Glas Halterung. Der Servo wird direkt mit seinem Servo-Arm am Gehäuse des GoPiGo Roboters befestigt. Die nötigen Schrauben liegen dem Kit bei sowie weitere Servo-Arme und Servo-Scheiben. An dem Servo selber wird dann die Acryl-Glas Halterung für z. B. zusätzliche Sensoren befestigt. In meinem Fall ist es der Abstandssensor.

Weitere Informationen zu dem “Servo Package for the GoPiGo” findet sich auf der folgenden Web-Seite: Servo Package for the GoPiGo

Das nachfolgende Bild zeigt den Servo befestigt an meinem GoPiGo Roboter. Ich habe diese an der Vorderseite des Roboters befestigt um mit dem Abstandssensor die Entfernungen zu eventuellen Hindernissen zu ermitteln. Wie weit ich hier komme werde ich sehen. Denn der Servo muss den Sensor schwenken und die Software dann einen möglichen Pfad für die Weiterfahrt ermitteln.

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries - servo kit

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries – servo kit

GoPiGo Abstandssensor

Ich habe mir den offiziellen Abstandssensor für den Roboter gleich mit dazu gekauft. Dieser funktioniert mit einem Laser der den Abstand zu einem Hindernis vor dem Roboter misst. Anhand der Zeit die das Licht braucht die Wegstrecke zurück zu legen kann die Entfernung ermittelt werden. Anstelle von Ultraschall kommt hier ein Laser zum Einsatz und ich erhoffe mir so weniger Fehlmessungen als mit den günstigen HC-SR04 Ultraschall Sensoren.

Hier der Link auf die offizielle Web-Seite: Distance Sensor

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries - distance sensor

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries – distance sensor

Der Sensor kann recht einfach mit zwei Schrauben auf der Acryl-Glas Platte des Servo-Kits befestigt werden. Die lustigen Kulleraugen die bei dem Entfernungsmesser-Sensor mit dabei sind habe ich noch nicht festgeklebt. Hier fehlt mir aktuell der Sekundenkleber.

Infrarot Kamera

Ich habe mir in China bei Ali-Express eine Infrarot Kamera für den Raspberry Pi gekauft. Diese wird direkt mit zwei IR-LED Dioden geliefert. Mit in der Lieferung enthalten war auch eine Kamerahalterung. Diese konnte ich wiederum mit zwei Schrauben am Gehäuse des GoPiGo Roboters befestigen. Über ein CSI Kabel wird die Kamera mit dem Raspberry Pi verbunden.

Die Idee ist es einen live Stream aus dem Roboter heraus zu übertragen umso die Umgebung erkennen zu können.

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries - IR camera

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries – IR camera

IMU Sensor

Mit dazu habe ich mir noch den Dexter Industries IMU Sensor gekauft. Dieser Sensor kombiniert gleich mehrere Sensoren in einer Platine. Angeschlossen wird der Sensor über den I2C Bus an der extra GoPiGo Platine die auf den Raspberry Pi aufgesteckt wurde. Der IMU Sensor kombiniert die folgenden Sensoren da es sich um einen sogenannten “9 degrees of freedom” also 9-DOF Sensor handelt.

  • Kompass
  • Gyroskope
  • Beschleunigungssensor

Ich hatte mir leider nicht die offiziellen Dexter Industries Plastikhalterungen mit zu dem Sensor dazu bestellt. So musste ich diesen selber montieren und dazu mit einer Rundfeile eines der Löcher am Gehäuse des GoPiGo etwas weiter feilen. Aber jetzt sitzt der Sensor fest und ist in Fahrtrichtung ausgerichtet.

Mehr über den IMU Sensor ist auf der offiziellen Web-Seite zu erfahren: IMU Sensor

Das folgende Bild zeigt den Sensor und wo ich diesen am Roboter befestigt habe.

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries - IMU sensor

Raspberry Pi Roboter GoPiGo Dexter Industries – IMU sensor

Zusammenfassung

Die Montage der Sensoren, des Servo-Kits und der Kamera hat sehr gut geklappt. Auch freue ich mich sehr über die optimierte Stromversorgung. Hier finde ich die Lösung von Dexter Industries nicht so gelungen. Dank der vielen Schrauben die im Kit enthalten sind hatte ich kein Problem. Für den IMU Sensor wären allerdings die extra Halterung sehr interessant gewesen. Aber mit etwas Geschickt und einer kleinen Feile konnte ich diesen Sensor ebenfalls am Roboter befestigen.

Als nächstes werde ich testen wie gut sich die Sensoren auslesen lassen mit der von Dexter Industries beigelegten Software.


Artikel Übersicht GoPiGo Roboter:

Raspberry Pi Robot Car – GoPiGo
Raspberry Pi Robot Car – GoPiGo zusätzliche Sensoren
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