最近因为众所周知的原因,被迫宅在家里,看到微信朋友圈和群里有人讨论开源机器人实践教育的问题。
很多热衷于机器人技术和自动化技术的朋友们都有过搭建两轮移动机器人小车的经历,这过程当中往往充满了汗水和艰辛,投入折腾的精力和所带来的成就感往往不成正比。
当你开始写电机控制程序的时候发现控制电机还需要驱动器和焊接工具,当你焊接电机导线和连接好控制器驱动器的时候发现又要机械零件和加工工具来固定电机和控制器。当你把软件、电子、机械都搭建好了想要大展拳脚调试自己算法的时候又发现控制板离开电脑供电又是一个问题,而作为移动式的机器人,每改动一点点参数和算法需要重新调试的时候又要一遍遍的去插拔控制器的烧录线。很多刚入门或只想测试自己机器人算法的朋友往往就因为这些繁复的操作而想要放弃。搭建机器人小车与在面包板上搭建测试几个传感器模块、无线通信物联网可真不是一样简单的操作。
另一些像是乐高EV3等能快速上手的现成产品,对于已经有编程基础和想要尝试更多丰富传感器的朋友又有极大的制约。造成这一现象的重要原因,是由于这项简单的入门实践是由非常充分的跨学科技术和实践制约所导致的。
这时,想起了朋友蒋工和刘工几年前做Kickstarter项目时送我的产品-Blinkgogo!我趁最近待在家里空闲的机会,重新拿起了这款在欧美众筹而归的产品一试手,发现其果然有与众不同之处。对于刚入门的小白来说,可以迅速的借助它破除各种硬件上的入门障碍,直接开始写代码,测试机器人运动算法。而即便是我们这样掌握创客空间各类制造工具的老玩家,也能获益匪浅。那么,这款产品到底有什么过人之处呢?
- 零基础彩图上手指南和编程手册
相关的资料和示例代码都在随产品附送的U盘里。彩色的印刷手册分别说明了上手操作的每一步和使用图形化界面Mixly米思奇的起步编程。
米思奇Mixly的起步范例包含7个例子程序,分别是1、点亮LED,2、声音控制,3、电机运行控制,4、巡线例程,6、寻光例程,7、手机程序控制
除了附送手册,还有一张A2幅面的地图,分别是用于测试初级的巡线算法和迷宫算法。
- 合理的电机和基础传感器布局
小车载体主板为一整块电路板,电机已用螺丝可靠固定并巧妙的避免了导线焊接电机端子。电机为电子锁中常用的耐用N20铜齿轮减速马达,比起一般廉价方案中采用的塑料黄色TT马达,除了无需焊接和寿命长以外,最大的不同在于不需要因为电机的参数偏差而不断调整程序中的偏差参数来修正,这是件非常恼人的事情,嗯,玩过的人都懂我在说什么。常见小车算法中需要使用的巡线传感器,光线传感器已经集成到非常合适的位置,对于常见的巡线,避障和走迷宫等算法,无需苦恼安装固定传感器的问题。
- 集成航模级锂电管理与低电量报警
移动机器人的供电,是很多爱好者,包括我的一个常常头疼的问题。9V小电池用于控制器和传感器供电是没问题的,小巧而且简单,但这种电池对于电机这种大电流负载的器件就无能为力了。很多方案使用干电池,这就需要很多节干电池串联,还有一些使用18650锂电串联,这将严重加大机器人小车的体积和重量。这就带来了三个问题,一是需要多节串联占用体积重量,这往往导致小车做不小被迫变得很臃肿;二是电池使用过程中需要频繁不断拆装其它配件来取装电池,现在这个连手机都不能取电池的年代真的无法忍受;三是电量高低往往不知道,很时候发现指示灯亮传感器和无线通信不能正常工作以为是代码问题,折腾很久才发现原来是电池电量电压太低导致的问题。Blinkgogo完全集成了航模级别的锂电和电源管理,包括电池升压恒定、直接充放电管理和低电压报警,体积小巧且完全避免了上述三个问题。
- 完全透明的蓝牙无线烧录与调试
Arduino等开源控制板非常好的降低了使用单片机编程和控制传感器及电机等电子元器件的门槛,然而对于移动机器人等场景,最为令人头疼的是程序的上传要一遍遍的去插拔控制器的烧录线,同时移动的机器人不可能尾随一根数据线来进行串口调试,而许多参数无法在编写机器人程序时就确定,并且在机器人运行过程中,也需要不断反馈反馈信息来进行监控调试。
市面上现有的大量类Arduino开发板也声称实现了无线烧录或串口通信,但它们往往不是需要两块类Arduino板子同时采用,就是需要在电脑端进行一系列参数设置和配对工作。无法做到真正的透明传输(无线完全和连线一样)。
这个突出的问题和痛点也在Blinkgogo中得到了彻底解决,Blinkgogo板载的Flyblue开发板是一款完全兼容流行的Arduino Uno的开发板,唯一不同的特点是它实现了蓝牙无线串口的透传。市面上许多号称可以实现类Arduino计算机端只需要插入U盘大小的适配器(无需安装任何额外的驱动和配置指令),当开发板与适配器上的数码管显示一样数字的时候,就意味着开发板已经连上电脑。
- 配有高价值可扩展配件和预留接口
对于初学者和尝试进行算法测试的使用者来说,简单清晰的接口说明和可扩展性强的实用配件是进行机器人技术实践的重要因素。留下了5路通用的IO接口和2路模拟输入接口,并且可以进行I2C总线设备的连接.
可扩展配件方面,Blinkgogo的可选配件包提供的舵机,超声波测距和该模块的舵机固定支架,12864OLED显示屏,红外遥控和接收器,人体红外传感器,小按键,电位器,温湿度传感器和空气烟雾传感器。更重要的是,配套了可以固定这些传感器的托板,通过简单的杜邦线,就可以开始使用它们。
为了方便调试,我花了大概一天,随手搭建了一个带OLED显示屏和红外遥控的模型,并成功进行了调试。等我把代码和思路流传整理好后,在下一次的介绍文字中再和大家详细讲解。
如果说这套准确把握了像我这种老玩家都觉得有痛点小车还有什么缺点的话,可能就是英文的说明相关资料和高达129美元的海外零售定价了。
对此款产品有兴趣或者希望和我交流关于如何搭建测试这类机器人小车问题的朋友,欢迎通过微信公众号后台和微信ID:zhangchengwust与我交流。如果您需要购买此产品,可以在淘宝搜索Blinkgogo!目前仅有10套在售。