Theorie Schwarmroboter

**Kael** · 07.04.2018, 12:40

Roboter selbst 'noch' keine.
Ich habe mich früher sehr stark mit R-Cars beschäftigt und auch selbst welche gebaut.
Deswegen möchte ich zuallererst mich auch eher mit den Kleinen-Bots beschäftigen oder es simulieren um dafür auch ein 'Händchen' zu kriegen.

Als Hauptsprache hatte ich mich nun für Python entschieden da man es mit Micropython gut ableiten kann und ich mich dann 'erstmal' nicht in C noch mal einlesen muss.

Dafür habe ich auch schon ein ESP26 . Eventuell kriege ich es auch hin den Arduino mit einem Formata zu bearbeiten das er die Befehle annehmen könnte.

Bild hier

wäre dahingehend eine kleine 'Grundskizze' - noch ohne irgendwelche Längen- und Breitenangaben. Aufgebaut werden soll er nach oben und nicht in die Breite. Ist dahingehend denke ich auch einiges an Kabelmanagement nötig und auch die Möglichkeit alles 'modular' immer an und abschrauben zu können. Gerade im Bereich der Batterien muss ich noch überlegen welche ich dafür nehme - eventuell muss ich das ganze noch etwas umbauen.

**i_make_it** · 07.04.2018, 13:47

Zitat von Kael

Roboter selbst 'noch' keine.
Ich habe mich früher sehr stark mit R-Cars beschäftigt und auch selbst welche gebaut.
Deswegen möchte ich zuallererst mich auch eher mit den Kleinen-Bots beschäftigen oder es simulieren um dafür auch ein 'Händchen' zu kriegen.

Also ich rate vom Simulieren ab, wenn Du noch gar keine Bots gebaut hast.
Man kann alles Mögliche und auch viel Unmögliches simulieren.
Wenn man seine ersten Erfahrungnen damit gemacht hat was geht und vor allem wie einfach oder auch schwierig verschiedene Varianten sind. ist Simulation was schickes.
Für eine gute Simulation muß man halt meist auch wissen welche Paramter die richtigen sind.
Such alleine mal hier im Forum nur nach Parametern für Motorregelungen da wirst Du feststellen das ohne die richtigen Paramter auch gute Algotithmen nur Mist liefern.

Und einen Regler Simulieren um gute Parameter zu bekommen, geht auch nicht wenn die Parameter der simulierten Bauteile (z.B. Motor) nicht stimmen.
Oft ist es so das man empirisch (im realen Aufbau) Werte ermittel. damit seine Simulation füttert und dann dort die Suche nach einem Optimum verkürzen kann.
Dann mit den in der Simulation gefundenen Werte seinen realen Aufbau füttert und schaut, ob das Ergebniss der Simulation entspricht.

Bei kleinen Bots würde ich von dem 4 Rad Konzept erst mal weg gehen. Das brauchst Du eher wenn die Bots größer werden.
Ein Aufbau mit 2 angetriebenen Rädern und einem drehbaren Schlepprad/Gleiter ist fürs erste vollkommen ausreichend.
Ein mögliches Beispiel kannst Du z.B. in dem Thread von mir sehen.
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post622218
Das Chassis sind GFK-Platinen im Euroformat (100x160mm) die ich noch da hatte (unter 2,50€ je Stück), Billige (5,-€) RC-Servos die ich gehackt habe (0,18€ für die Widerstände), die Metallwinkel gabs mal günstig im Abverkauf eines Metallbaukasten Systems das sich als Ladenhüter erwies.
Die Räder bestehen aus Bastelsperrholz und Dichtungen für Abflußrohren Was zusammen auch unter 4,-€ waren.
Ich habe halt eine Bohrmaschine und einen Bohrständer sowie Lochsägen womit die Teile schnell gemacht sind.

Alternativ kann man auch Chassis mit Motoren und die Radenkoder feritg kaufen:
Bsp.:
https://www.amazon.de/Automotive-Geh...C3%BCr+Roboter
https://www.amazon.de/gp/product/B07...?ie=UTF8&psc=1

Zitat von Kael

Als Hauptsprache hatte ich mich nun für Python entschieden da man es mit Micropython gut ableiten kann und ich mich dann 'erstmal' nicht in C noch mal einlesen muss.

C und C++ werden Dich in dem Bereich ständig begleiten.
Es macht Sinn sich da gleich drauf ein zu lassen.
Sonst machst Du alles zwei mal. Einmal in Python bis zu dem Punkt wo Du in Python nicht mehr weiter kommst und dann noch mal alles in C/C++.
Oder wenn Du Dich ganz schwer von Python löst, machst Du den Weg Python -> Cython -> C -> C++.
Sei es Performance, verfügbare Zielsystem, größere Hardwarenähe oder noch was anderes, die Wahrscheinlichkeit ist sehr hoch das Du über kurz oder lang eine der Grenzen erreichst und wechseln wirst.
Wenn Du dir PID Regler suchst oder SLAM implementierungen hast Du den Bespielcode in der Regel in C oder C++.
Suchst Du in Foren und Wikis findest Du deutlich mehr in C/C++ als in Python.
Im Prinzip ist Python ja das was in den 1970ern/80ern BASIC war eine leicht erlernbare Anfängersprache die den Einstieg in die "richtigen" Hochsprachen erleichtern soll.

Zitat von Kael

Dafür habe ich auch schon ein ESP26 . Eventuell kriege ich es auch hin den Arduino mit einem Formata zu bearbeiten das er die Befehle annehmen könnte.

Es gibt nicht "den" Arduino Arduino ist ein Projekt, das eine IDE hervorgebracht hat und eine Reihe von µC Boards mit verschiedenen µC's.
Du könntest mit Cython C-Code erzeugen, diesen Scriptgesteuert für die Arduino IDE aufbereiten und dort dann für das jeweilige Zielsystem Comilieren lassen.
Das ist aber umständlich.

Ich habe auch sehr lange an Turbo Pascal gehangen, bis ich mich alleine wegen der ganzen API Aufrufe für Windows sowieso mit C++ befassen musste.
Hinterher habe ich mich gefragt warum ich nicht viel früher gewechselt bin.

Aktuell mache ich recht viel mit Arduino C++, muß mich jetzt aber trotzdem mit den Registern vom atmega328 befassen, weil das was ich machen will so ohne weiteres nicht damit geht.

**Kael** · 07.04.2018, 15:23

Also ich rate vom Simulieren ab, wenn Du noch gar keine Bots gebaut hast.
Man kann alles Mögliche und auch viel Unmögliches simulieren.
Wenn man seine ersten Erfahrungnen damit gemacht hat was geht und vor allem wie einfach oder auch schwierig verschiedene Varianten sind. ist Simulation was schickes.
Für eine gute Simulation muß man halt meist auch wissenwelche Paramter die richtigen sind.
Such alleine mal hier im Forum nur nach Parametern für Motorregelungen da wirst Du feststellen das ohne die richtigen Paramter auch gute Algotithmen nur Mist liefern.

Aaah gut ich verstehe. Also lieber direkt an die Technik ran.

Bei kleinen Bots würde ich von dem 4 Rad Konzept erst mal weg gehen. Das brauchst Du eher wenn die Bots größer werden.
Ein Auvbau mit 2 angetriebenen Rädern und einem drehbaren Schlepprad/Gleiter ist fürs erste vollkommen ausreichend.

Mmh... Nun, ich ging von einem stabileren Aufbau bei 4 Rädern aus ohne das etwas mit einer unnötigen Komplexität 'verschandelt' werden kann. Wobei es auch nicht soooo ein großer Unterschied ist - Ich ging nur davon aus das ich einfach mehr 'Platz' habe, da der Reifen hinten bei falscher Befestigung etwas im Weg steht.

Für den Raspberry-Bot wollte ich jedenfalls die 4 Reifen nehmen - im Schnitt bekommt man die Reifen als Set meistens so oder so als 4er Set.
Wobei ich auch gesehen habe das es so was hier sehr 'preiswert' gibt:
https://www.ebay.de/i/142439046354?c...r=441442989571

Ich werde mal darüber nachdenken. Ich persönlich bin aber eher ein freund vom 4er Rad System. ^^

C und C++ werden Dich in dem Bereich ständig begleiten.
Es macht Sinn sich da gleich drauf ein zu lassen.
Sonst machst Du alles zwei mal. Einmal in Python bis zu dem Punkt wo Du in Python nicht mehr weiter kommst und dann noch mal alles in C/C++.
Oder wenn Du Dich ganz schwer von Python löst, machst Du den Weg Python -> Cython -> C -> C++.

Ja, ich liebe Python. Um es mal wortwörtlich zu sagen. Weswegen ich mich wiiiiiiirklich schwer davon trenne. Auch wäre es ein Versuch so einen Roboter mit Python am laufen zu kriegen eine gute Sache für eine
Hausarbeit an meiner Uni

(dort müssen wir auh mit Python programmieren - ist kein Informatik Studiengang). Aber das ich auf lange Sicht ohne C/C++ nicht weiter komme, ja das sehe ich auch als ein Problem an.
Gerade aber für die Programmierung nimmt Python auf einem RPi3 nun mal sehr viel ab.

An 'Material' was ich im Moment schon 'habe'

-RPi3
-Arduino Uno3 Set ( https://www.amazon.de/gp/product/B01...?ie=UTF8&psc=1 )
-ESP32
-Atmega Nano V3 ( ATmega328P)

Mein Hauptziel im Moment ist erstmal das simple 'fahren' hin zu bekommen und danach einen Sensor einzubauen der auf entsprechende Entfernungen läuft. Schritt für Schritt mit modularen hinzufügen. Aber ich würde es doch gern sehr minimalistisch halten.
Ich denke für den Bau werde ich auch eine kleine Projektvorstellung direktmachen (bezüglich der kleinen Roboter).

Im Bestenfall will ich nämlich nicht das der Bot größer als meine Handfläche wird.

Das nächste was ich mir dazu holen wollte waren entsprechend die Motoren + Reifen sowie die 'Hauptplatte'. Da versuch ich ggf eine grüne, blaue oder schwarze antistatische GFK Platte zu organisieren.

HaWe · 07.04.2018, 18:21

was mich in diesem Zusammenhang noch interessieren würde: kann Python auf dem Pi und Micropython auf Arduino eigentlich Multithreading?

**i_make_it** · 08.04.2018, 01:40

Zitat von Kael

Für den Raspberry-Bot wollte ich jedenfalls die 4 Reifen nehmen - im Schnitt bekommt man die Reifen als Set meistens so oder so als 4er Set.
Wobei ich auch gesehen habe das es so was hier sehr 'preiswert' gibt:
https://www.ebay.de/i/142439046354?c...r=441442989571
Ich werde mal darüber nachdenken. Ich persönlich bin aber eher ein freund vom 4er Rad System. ^^

Das sind die selben Motoren und Reifen wie bei diesem Chassis:
https://www.amazon.de/Automotive-Geh...C3%BCr+Roboter

Zum ansteuern kann man da z.B. diese Dual H-Brücke nehmen.
https://www.amazon.de/gp/product/B01...?ie=UTF8&psc=1

Dazu passen würde dann dieser Arduino Code: (mit genau diese Motoren und dieser doppel H-Brücke getestet)
(letzter Code in dem Post)
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post642738
Der Code läuft so auf einem Arduino Due und Mega 2560.
Für einen Uno oder Nano müsste man die PWM Pins im Code entsprechend ändern.

Dieser Code ist noch mal etwas optimiert
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post642754
Ggf. mal den ganzen Thread durchlesen da dort auch das Thema Stromaufnahme der Motoren und Reset des µC durch dieselbe behandelt wird.

Für garantierte Gradeausfahrt, braucht man allerdings eine Regelung und dafür als Istwertaufnehmer die entsprechenden Radencoder.
Z.B.:
https://www.amazon.de/gp/product/B07...?ie=UTF8&psc=1
Die sind für diese Motoren und passen in das Chassis.

Die Kombination wäre also ein "mehr Geld gegen schnellen Erfolg" tausch.