З невеликого людини ...

- Чи збирається РФ використовувати для оборони своїх рубежів величезних бойових людиноподібних роботів?
- На жаль, немає: останні дослідження показали, що вони неадекватно реагують на команду «вийти з ладу».

За словами Артема Астафурова, ідеї вже три роки, і перший бюджет під створення робота був виділений в 2008. Мій же внесок в проект почався в жовтні минулого року - саме тоді я отримав перше повідомлення про роботів.

Метою ставилося створення робота для віддаленого присутності - remote presence robot, яким повинен управляти через інтернет віддалений оператор для участі в презентаціях.

Завдання робота:

1. Можливість переміщатися по кімнаті.
2. Висота з невеликого людини.
3. Можливість приймати і передавати звук.
4. Можливість приймати і передавати відео.
5. Наявність керованої поворотної камери.
6. Наявність автономного джерела живлення з можливістю підзарядки.

Щоб швидше почати, вирішили реалізувати ось таку схему:

Робот вирішено було зібрати на базі PC, по можливості використовуючи готові пристрої. Ніжепріведеннная схема дуже Високорівнева і проста, хоча, визнаю, виглядає жахливо.

Я досить швидко зібрав низькоякісний прототип візки, используюшую для руху стариве мотори від двірників «Жигулів». Для управління Мобор був замовлений регулятор оборотів (HBridge) Sabertoooth, що дозволяє управляти відразу двома коллектоорнимі двигунами і розрахований на струми до 15 ампер. В ході випробувань з'ясувалося, що мотори споживають зовсім невеликі струми, близько п'яти ампер в піку, що не завадило Sabertooth'у заглючила і згоріти. На зміну йому були замовлені два регулятора Pololu, на 20 ампер, що підключаються по USB і надають куди більші можливості: крім управління вони здатні, повідомляти про напругу в мережі, температурі, реагувати на аварійний вимикач killswitch - цифровий, аналоговий або імпульсний.

Поки йшли роботи над прототипом візки, Костя Хаустов написав перший варіант віддаленого управління з веб-сайтом і додатком, хостящітм WCF-сервіс, до якого цей сайт коннектітся. Також, їм було досліджено API Скайпу і написаний зручний wrapper, який реалізує швидкий і зручний доступ до фічам Скайпу.

Підібрати обладнання для робота теж виявилося завданням нетривіальною. Основною вимогою до будь-якого використовуваному пристрою була можливість роботи від постійного струму напругою не більше 12 вольт, щоб їх можна було більш-менш безпосередньо підключити до акумулятора. З монітором питання ускладнювало ще необхідна наявність можливості кріплення на стіну. З розглянутих моніторів підійшов 19 "Acer. Усередині робота зібраний повноцінний PC. Материнська плата iTX AsRock розміром 17 * 17 см підключена до акумулятора через спеціальний перехідник. Цей перехідник 12В - ATX довелося замовляти - у Воронежі подібних пристроїв в наявності не виявилося.

Гвинтом і Дімміт поділилися воронезькі адміни - величезне їм за це спасибі! Колонки були підібрані Sven, із зовнішнім джерелом живлення, який в конструкції робота був замінений простим проводом від джерела.

Таким чином, для живлення різних пристроїв всередині робота було зібрано пристрій із стабілізаторами напруги:

• 12В, 3,6А - для монітора (хоча, по вимірах, монітор не споживає більше 1,1А).
• 12В, 1,5 А - для чого-небудь ще, в даний момент не використовується.
• 9В, 1,5А - для колонок.
• 5В, 1,5 А - для машинок.

Система управління складалася з трьох пристрою: два контролера Pololu і Arduino.

Йю з контролерів керував своїм мотором, а для Arduino була написана мікропрограма, що реалізує такі функції:

1. Управління двома стандартним сервомоторами (машинками, як їх називають моделісти), що повертають камеру.
2. Отримання від джерела живлення сигналу наявності зарядки.
3. Управління kill switch'ем контролерів Pololu для забезпечення захисту від несподіваного запуску двигунів.

Для хотстінга WCF і управління пристроями робота я написав просте десктопних програм на WPF. Воно працює з Pololu, використовуючи його API і c Arduino - через COM. Об'єднати додаток з тим, що вже було написано Костею, виявилося досить легко, і робот знайшов можливість віддаленого управління.

Окремо слід сказати про акумулятор і систему його зарядки. Для робота був купили дорогий хороший акумулятор глибокої розрядки, на 65 ампер-годин. Подібні акумулятори використовуються для електричних човнів або великих джерел безперебійного живлення.

Автоматичний зарядний пристрій до нього купили в автомагазині. Яке ж було моє здивування, коли всередині пластикового корпусу в стилі hi-tech виявився трансформатор, діодний міст, три резистори, три світлодіода і стабілітрон. І це при тому, що в інструкції опис принципу роботи зайняло більше сторінки дрібним шрифтом! Головне - воно працює, а в майбутньому подібний пристрій можна буде спаяти і самостійно.

Андрій Сищиков дуже допоміг розробці, провівши дослідження різних програм для передачі відео. В кінцевому підсумку, остановолісь на старій версії Скайпу, оскільки нові надмірно знижували якість переданого відео. Паралельно розробці програмної частини, написання микрокода і пов'язування всього разом було розміщено замовлення на виготовлення шасі робота і углепластикового корпусу.

фото моделі

Цей процес, слід визнати, дещо затягнувся. Шасі готове, а корпус виклеюють і до цього дня. З цієї причини я виготовив другий прототип візки і корпус з полікарбонату. Саме цей виріб, що отримало робочу назву «Robot1», зараз можна побачити в воронезькому мітинг-румі.

фото робота

Як було продемонстровано на прошедней недавно презентації, робот відмінно справляється із завданням віддаленого присутності. Виявилося, що керувати ним можна не тільки з комп'ютера, але навіть з мобільного телефону.

Зараз робот - майданчик для подальших експериментів в області embedded-технологій і не тільки. Плани на майбутнє різноманітні. Ось тільки деякі з них:

• Зробити другого Робота.
• Відмовитися від використання Скайпу, для чого ведеться дослідження альтернативних засобів передачі відео.
• Удосконалити шасі, щоб Робот міг долати пороги.
• Реалізувати доступ до Роботу ззовні, використовуючи хмара.
• Встановити датчики відстані для визначення перешкод.
• Усовершенсововать інтерфейс оператора для зручності управління.

Оглянувшись на вийшло опис, я раптом усвідомив, що зроблено було багато, хоча б тому, що це короткий опис вийшло досить довгим. Але попереду ще багато роботи і цікавих завдань. До роботи над роботом недавно підключилися Олексій Анісімов, Сергій гарячому і Євген Тихонов, і я буду радий, якщо ще хтось, хто зацікавиться, запропонує свою участь або ідеї.