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Thema: "EVa" - Bioloid Hexapod

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    "EVa" - Bioloid Hexapod

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    Hallo @ All,

    ich möchte Euch heute hiermit mein Projekt "EV-A" vorstellen.

    Schon länger interessiere ich mich für Robotik aber kam leider bis jetzt nicht dazu einen eigenen Bot aufzubauen. Seit Anfang Juli 2008 bin ich nun neu begeistert, lese mich in die Möglichkeiten ein und freue ich mich schon sehr darauf mich vorallem mit der Problematik des Programmierens weiter auseinander zu setzen. Hier sieht man es schon, ich bin kein Elektronikass hatte so weiter nie direkt was mit Sensoren und deren gelieferten Werten zu tun.
    Ebenso habe ich im Moment auch nicht mehr die Möglichkeit die Einzelteile für einen Bot welcher Form auch immer selbst herzustellen.

    Hiermit habe ich einen Bausatz gefunden der meinem Anspruch unter anderem der Flexiblität mehr entspricht als z. B. das Mindstorms von LEGO das ich zuerst in betracht gezogen hatte, weil ich wohl noch so viel Technik-Lego rumliegen habe...

    Es ist ein Roboterbausatz der Bioloid AX-12 Serie von www.ROBOTIS.com. Da die Bioloid AX Frames einen fast, wenn nicht sogar genau gleichen Lochabstand wie die Techniksteine besitzt könnten mit kleinen Modifikationen einige Teile wie Zahnräder vielleicht mitverwendet werden.


    Das Herzstück:

    - wird mit dem sogenannten CM-5 gebildet in dem ein Atmel Mega128 verbaut wurde der von Haus aus mit 1Mhz getaktet wird.
    Die Betriebsspannung von max 10V (der Mega128 bekommt davon nur 5V ab) liefert ein Akkupack mit 9,6V 2500mAh das in dem Gehäuse mit dem Contollerboard verstaut ist.
    Weiter sind auf dem Board an verschiedenen Stellen insgesamt vier BUS-Ports untergebracht die über eine Daisy Chain Verbindung mit den Servos und Sensoren, "Dynamixel" genannt verbunden werden. Hierdurch ist es möglich immer größer werdende Kabelbäume zu vermeiden. Es können max. (wegen der Stromaufnahme denke ich) 30 Servos und 10 Sensoren per änderbaren ID-Nummern angesteuert werden.
    Programmiert wird über RS232, auf dem PC eine objektorientierte Software (Behavior control programmer) und ein Motion Editor, weiter kann auch mit C programmiert werden.


    Die Dynamixel:

    - AX-12 - der Servomotor, mit einem Haltemoment von 120 - 160N/cm (bei 9,6V, wenn ich mich nicht täusche) liefern wichtige Werte wie Position (300°), Temperatur und Belastung in einer 10bit Auflösung. Die Servos können auf Endloslauf per Software gestellt werden, wobei die allerdings die Positionsausgabe verloren geht, und nur noch eine Laufzeitsteuerung möglich ist. An mehreren Seiten gibt es Aufnahmen für die Muttern um sie mit den Frames zu verbinden. Leider schalten sie sich automatisch bei Überhitzung und zu hoher Stromaufnahme ab, aber besser ist es wohl

    - AX-S1 - der Sensor, verfügt über 3 x IR-Distanzmessung, einen Soundgeber (Buzzer), Mikrofon und einer Empfangsdiode für IR-Fernsteuerungen. Leider ist der IR-Teil des Sensors für meine Zwecke vorerst kaum brauchbar da er einfach zu störempfindlich ist weil anscheinend nicht moduliert.

    - Die Verbindungselemente (Frames) - sind in hellgrauem Kunststoff (gibs nun auch in Alu, aber besonders sind die wohl nicht) gehalten, durch Bohrungen werden sie mit M2 Schrauben und Muttern gefügt. Eine etwas bessere Nacharbeit nachdem Spritzguß hätte dem einen oder anderem Teil sicherlich gut getan, aber mit einem scharfen Cutter ist auch das überhaupt kein Problem. Wirklich ärgerlich sind aber die Kabeldurchführungen da die Kabel, wohl durch geänderte Kabeldurchmesser, nicht mehr durch den Eingangsschlitz gedrückt werden können. Aber es geht auch prima ohne, wenn nicht sogar besser



    Im Moment habe ich eine sechsbeinigen V-förmigen Bot der eher an einen Krebs oder ähnliches errinnert nach hinten schmaler werdend. Diese Form habe ich gewählt da ich noch etwas Platz vorne benötige um zwei weitere Komponenten unterzubringen worauf ich unter anderem auch zu arbeite. Ob ich damit vernünpftig arbeiten kann wird sich zeigen, besonders gespannt bin ich wie es mit Drehungen funktioniert wobei nur der Drehwinkel gegeben werden soll. Der Durchmesser liegt etwa zwischen 30 - 40 cm bei einem Gewicht von jetzt schon inklusive NiMH-Akkus und Controller knapp 2Kg.


    Was soll "EV-A" mal können?

    Durch geplante Erweiterungen per I/O oder Propeller Board (wobei ich noch nicht weiß wo der Unterschied liegt und welches sich besser eignen würde), analoge und digitale Sensoren und Kopplung von verschiedenen Messsystemen, Zigbee100, Gyroskop sowie natürlich Programmierung
    soll folgendes erreicht werden:


    1. Positionsbestimmung im bekannten Raum (2Dimensional, vorerst vorraussichtlich 2 aktive Baken, später 2 passive Makierungen)
    2. Positionsbestimmung im unbekannten Raum (wie oben, nur erweitert)
    3. Anlaufen von Zielpunkten über/durch verschieden Hindernisse mit autonomer Wahl des Laufmodus. (Bein/Fußsensorik, kombinierte Abgrund und Hindernisserkennung)
    4. Selbständiges finden (Zielpunkt setzen) einer Steckdose und anschliessen zum laden. (mitführbares kleines Netzladegerät)
    5. Bildausgabe und Fernsteuerung (Übersteuerung des Programms/KNN) am/vom PC/Notebook


    Zum Schluß soll "EV-A" durch ein künstliches neuronales Netzwerk in der Lage sein "ihre" Position über eine hinterlegte Karte und vergleich markanter Punkte in der Umgebung die über Stereoskopie (Kamera+Laser) in Normallicht sowie Nachtsichtmodus überlagert werden sollen zu ermitteln und gleichzeitig den Weg zu einem Zielpunkt finden ggf melden das keine Möglichkeit gefunden wurde bzw gegeben ist.
    Außerdem sollen zur Steigerung der Betriebszeit und Stabilisierung der Spannung Lithium-Polymer Akkus für die Servos, getrennt von der Controllerversorgung verwendet werden.
    Eventuell soll auch mit Solarzellenunterstützung gearbeitet werden, sofern nach dem Einbau der Orientierungseinheit noch ausreichend geeigneter Platz dafür übrig bleibt.

    Ich rechne mit mehreren Jahren Entwicklung und reallisieren der Programmierung da meine Vorkenntnisse sich maximal auf SPS und QBasic (kennt das überhaupt noch jemand? ) beziehen.
    Dazu kommen natürlich solche schönen Dinge wie z.B.mal nen Controller schrotten, und der eine oder andere Tiefpunkt wenn man erkennt das etwas entweder nicht funktioniert oder auf Grund des Wissenstandes nun doch länger dauern wird...
    ...umso mehr dann die Freude wenn es geschafft wird. \/



    mfg
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    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ÄH Wie krass ist der denn? Gekauft oder?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Bausatz ist gekauft - individuell zusammen geschraubt natürlich selbst...wollte dann doch noch nen bischen zum basteln haben.

    mfg
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  4. #4
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    Hi,

    ich trau mich gar nicht zu fragen aber wie viel hastn für das gute Stück bezahlt?

    Gruß
    Kollaps einer Windturbine
    (oder: Bremsen ist für Anfänger )

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    hi,

    ...also für mich hielt sich das im angepeiltem Rahmen, für fast neu ...naja wie sagte doch ein mir kürzlich über den weg gelaufener Transformer mit tiefer erfürchtiger Stimme... "ebay"; mehr möchte ich da aber nicht zu sagen (bei www.noDNA.com kommt der Kit NEU z.Z. ca 870 Euro)

    mfg

    EDIT: 27.02.09
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von barbar
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    Moin HeXPloreR!

    Ein schönes und anspruchsvolles Projekt! Wünsche viel Freude und Erfolg!

    Werde mir erlauben, Dein Vorhaben zu verfolgen, wenn Du über Fortschritte bitte gelegentlich berichten würdest

    Bewege mich auf gleicher Hardwarebasis aber mit stark begrenztem Zeit- und Wissenskontingent in ähnlicher Richtung. Ziel ist es, bis Frühjahr 2009 mit einem MEGA8-Board in Minimalausstattung und mittels Bascom ein AX12-Servo steuern zu können (unter Verwendung von Bus und Protokoll des AX12 bzw. BIOLOID).

    MfG!

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    hey,

    @ barbar - das ist ja super das du dich meldest. Ich nehme einfach mal an das es nicht dabei bleiben soll einen einzigen Servo anzusteuern. Was mich mal ganz stumpf vermuten lässt, das du entweder später mehrere Mega8 boards mit jeweils einem zu steuernden AX12 planst, oder das ganze versuchst erstmal im kleinen ins Bascom zu pressen? Egal was du da machen willst, für mich ist es genauso undurchsichtig wie das UART oder TTL-protokoll überhaupt denn ich bewege mich da auch auf neuland (weiß noch nicht mal genau was was heißt und wofür es da ist ).
    Wo ist denn dein ATMega128 hin? Weißt du zufällig ob da auch andere Programmiersprachen drauf gehen außer "C"(AVR-GCC) und ob man den dann auch höher takten kann ...könnte ja auch ein grund sein warum man das 128 board nicht nimmt?!! Wäre nur irgendwie schade drum...man kann z.B. zwei per ZigBee100 verbinden...meine ich jedenfalls...schade nur das der in SMD-Bauweise ist...nix da mit eben mal was rangelötet.

    Aber was auch immer Du vorhast, mußt ja auch nichts dazu sagen wenn Du nicht möchtest, ich wünsche Dir natürlich dennoch auch viel Freude und Erfolg bei Deinen Unternehmungen.

    thx2u

    mfg


    EDIT: Fortschritte wird es vorerst maximal bei der Auswahl der zusätzlichen Komponenten geben, wenn ich denn weiß welche ich verwenden kann und welche mal besser nicht. Da muß ich mich erst reinlesen und dann verstehen was es für mich bedeutet. ...auf geht's...
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Hallo,

    das war einer meiner ersten Aufbauten (siehe unten), ich werde den momentanen Aufbau in den nächsten Tagen wieder in diese Richtung drücken, um wieder etwas kompakter zu werden. Den Hauptkörper vielleicht nicht quer sondern längs.
    Die jetzige Form erscheint mir einfach nicht zweckmässig, auch wenn ich damit vorne den extra für andere Dinge geschaffenen Platz wieder verliere. Ich wollte dort zwei Arme mit unterschiedlichen Funktionen anbringen, dazu ergeben sich hoffentlich neue Ansatzpunkte (Scorponok lässt grüssen)

    Auch lässt sich dann mit der neuen alten Form, die Grösse der Orientierungseinheit besser abstimmen. Ich möchte auch nicht unbedingt über die Kniehöhe im Standbymodus hinaus bauen wenn es nicht sein muß.

    Leider hat sich für mich immer noch nicht erschlossen wie ich die Kraftausgabe des Servos nutzen kann um damit den Kontakt zum Boden oder einem Hinderniss festzustellen.
    Deshalb plane ich immer noch den Aufbau eines kombinierten Fußsensors mit mindestens einer Abgrunderkennung und einem berührungsempfindlichen Teil für jeden Fuß, wenn man dort anfasst soll darauf auch reagiert werden ...soll ja auch bischen Spaß drin versteckt sein


    Das Buch ist da, jetzt komme hoffentlich ich auch endlich weiter mit der Elektronik. \/


    mfg
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  9. #9
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    hi
    krasses teil aber ziehmlich teuer

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    hey,

    ja, nicht ganz so günstig. aber 120Ncm bei 7undnen bischen Volt...das ist schon was.

    @ barbar...hab grade gesehen, da ist ja nen AtMega8 in den Servos verbaut.


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