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たまひびとらの絵本の実

読書好きな姉妹と弟と父母の読んだ本

Donkey Car  

donkeycar2.jpg
Donkey Car Starter Kit

ラジコン改造に失敗し、いさぎよく本物のキットを使ってやってみることにする。ラジコン部分は完成済のキットなので、上にラズベリーパイ、PCA9685、DC/DC Converter, Camera を載せるだけでメカは完成。ここまでは超簡単だったけどその後苦労したところなどをメモ。
1.指示どおりにraspbian などをインストールしても、HDMI ディスプレイとはつなげなかった。つなげないと ifconfig ができないのでIP アドレスを調べるのが大変。何か失敗してるんじゃないかと思って、インストールを繰り返してしまった。ダメもとで電源を外部供給しているテレビにつないだらディスプレイとなった。sshでのつなげ方は、Windows Command Prompt から、ssh pi@192.168.1.XXX とし、デフォルトパスワード raspberry を入れる。
2.servo, throttle のカリブレーションをするといきなり動かない。パワーケーブルの接続とESCスイッチオンが必要。当たり前だね。
3.学習データ用に自分のコントロールでドンキーカーを走らせるのが結構難しい。自宅でやってるのでコースも狭い。とにかくゆっくり走らせることとした。
4.未だに理由がわからないけど、rsync によるラズベリーパイから Windows へのファイル転送に失敗。WinSCP というソフトを使って転送し、Anaconda Prompt を起ち上げ、conda activate donkeyし、チェンジディレクトリーして python manage.py train --model ~/mycar/models/mypilot.h5とすると、tensorflow で学習してくれる。学習済みモデルはWinSCPでラズベリーパイに戻す。
5.すったもんだあったけど最終的には一応自走した。学習用データの問題かもしれないけど、コースから外れたり戻ったりをしながらなんとか一周するという感じ。コース近くにあった白いマックブックケーブルを誤認したようなケースも見られた。しかし繰り返し失敗するうちに、コンセプトそのものは身に染みた。要はカメラで見える画像とそのときのコントロール(ステアリング & スロットル)の組合せをマシンはひたすら覚えるわけだ。

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超サイヤ人ゴッド超サイヤ人ベジータ 

vegeta.jpg
超サイヤ人ゴッド超サイヤ人ベジータ
超サイヤ人ゴッド超サイヤ人ベジータ

こて作
Final Flash!
final flash

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ビュート レーサー 

beauto_racer.jpg
beauto_programming.jpg
ビュート レーサー
ビュート レーサー

朝こてーと作る。作るのは超簡単。プログラミングも簡単。そして完動。よくできてるよ。おすすめ。

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Donkey Car 用 RC car 作成失敗 

sunfounder_rc_beforeconversion.jpg
SunFounder Smart Video Car Kit

息子と Donkey Car を作ろうということになり、まず土台となる RC Car をキットから作る。またラジコン作り。メカ部分の7割はとらが担当。配線とプログラムは父が担当。配線、プログラムはキット用のものでなく自作とした。ラズベリーパイ用のラジコンとしては完成した。しかし、超悲しいんだけど、ドンキーカーにはできなかった。ドンキーカーにするには、モータードライバーではなくESCを使う必要がある。ESCを使うには、後輪のモーターをブラシレスモーターにする必要がある。そうすると後輪の駆動メカニズムを根本的に変える必要がある。ESCを使わずにできるかといろいろサーチしたけど、ドンキーカーではやはりESCが必須みたい。悲しいけど撤退。ちなみにこちらの方もSunfounderからやろうとしたけどステアリングコントロールの問題で撤退したらしい。日本人のこの方は成功しているけど明らかに技術レベルが高そう。

メカ
ステアリング部分が苦労した。スムーズに動けるようにうまく調整する必要がある。

配線とプログラミング
リチウムバッテリーは、プラス部分が膨らんでいるものでないとバッテリーケースとの接触が悪い。
ステップダウンコンバーターは、リチウムイオンバッテリーの7.4Vをラズパイ本体5Vに供給するために使う。
モータードライバーの配線はこちらを参照
サーボドライバーの配線はこちらを参照。i2cdetect -y 1 で失敗したら、SDA/SCL を間違えていないかチェック、パワーがPCA9685にきているかチェック。Adafruit_PCA9685をimportすれば、pin番号設定はいらない。
ウェブカメラはつなげるだけ。ストリーミングはこちらを使う

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タミヤ チェーンプログラムロボット工作セット  

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タミヤ チェーンプログラムロボット工作セット
タミヤ チェーンプログラムロボット工作セット

こてーと作る。こてーもモーターやギヤや電池の動きはわかってきたみたい。うれしいみたいよ。タミヤの工作セットは本当によくできてるよなー。


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Waveshare 4DOF Robot Arm  

waveshare_robotarm.jpg
Waveshare 4-DOF Metal Robot Arm Kit for Raspberry Pi
Waveshare 4-DOF Metal Robot Arm Kit for Raspberry Pi

とらと作った。アマゾンジャパンでは同じ製品を倍以上の値段で売ってるんだよね。説明書はこちら。Self-locking nut はきつく閉めないで可動できるようにしておく。クロー部分のサーボも両側を固定するのがよい。プログラムはこの会社のではなく、PCA9685 で先週作ったものをベースにした。こうやってキットを作ってみると、ロボットアームのメカがよくわかる。メカができたら、電子(今回は配線のみ)、そしてプログラム。とらはプログラム改善でも貢献した。アームはいきなり目的地に動かすより、for 文で少しづつ動かす方がうまくいった。

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ジャイロ, GPS, サーボモータードライバー (Raspberry Pi) 

ラズベリーパイにいろいろ接続してみる。ハンダ付け、それから接続、ライブラリインストール、プログラムいれて、動かす。まず失敗する。失敗してからがスタートだ。

ジャイロ MPU-6050 300円
こちらの方のプログラムをPython3に変更して使う。ジャイロセンサーは、傾きと加速度であり、ポジション計算は実用上は難しいみたい。

GPS U-blox NEO-6M 1200円
設定に苦しんだ。設定できたと思っても、GPSシグナルキャッチに時間がかかるし、家の中だとキャッチできてるのかもわからない。いろいろごちゃごちゃやってるうちにできるようになったので、結局何が解決なのかはっきりしないけど、利用させていただいたのはこちらこちらのサイト。
gps_screenshot_tamahibi.png

サーボモータードライバー PCA9685 580円
特に苦労したのが Adfruit ライブラリのインストール。1つ1つインストール成功しているのかを確認しながらやらなきゃダメ。ライブラリインストールで助けられたのがこのサイト。それから、外部電源を PCA9685 につながず、ラズベリーパイの5Vを PCA9685 V+ につないで、このプログラムを簡略化してワークした。実はサーボモーターを PCA9685 につなぐときに、channel 16 側からつないで動かないという失敗もあった。最後は2DOFのレゴロボットアームを動かすのに使った。
lego_robotarm_with_pca9685.jpg
import time
import Adafruit_PCA9685
import random

pwm = Adafruit_PCA9685.PCA9685() #default address (0x40)
pwm.set_pwm_freq(50)

print('Ctrl-C to quit')

for in in range(10):
pwm.set_pwm(0, 0, random.randint(0,4)*150)
time.sleep(0.5)
pwm.set_pwm(1, 0, random.randint(0,4)*150)
time.sleep(0.5)

さらに前輪をサーボコントロール、後輪をmotor driver コントロールのRC car を作る。L298N motor driver のリンクが使えなくなっていたので、こちらのサイトを利用させてもらう。サーボはこちら。バッテリーは6V必要だった。
RC_car_with_servo_01.jpg

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RC car by とら 

父が作るのを見ながら、とらもラジコンカーを作った。このタミヤから改造していた。モバイルバッテリーはこれ。とらは搭載 picamera で写真をとっていた。

tora_rc_car.jpg


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Buzzer with photoresistor  

とらがこの本のサーキットを作るというので、Sim Lim Tower に部品を買いに行く。フォトレジスタが明るさの変化を感知して、トランジスタがスイッチとなって、ブザーがなる。とら作。
buzzer with photoresistor

こちらも、とら作。Thermister を熱くすると、resistance が下がり、transistor がスイッチとなり、ファンが回る。ファンはもっとパワーが必要なので、9Vにしたらしい。
fan with thermister

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デジタルカメラ分解 

IMG-8270.jpg 
IMG-8275 - Copy
デジタルカメラ分解

こてーが、こわれて使えなくなったカメラを分解。小さいモーター、スピーカー、偏向フィルターがとれました。モーターで動くレゴを作りました。

legowithmotor.jpg


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