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3.4.- Ruedas motrices

Para empezar a construir el espacio donde van a ir alojadas las ruedas motrices comenzamos atornillando cuatro separadores de cobre M3*30 con otros tantos tornillos M3*8.

Y colocamos las dos piezas A10 y la A04 en sus lugares correspondientes, atornillando el conjunto con otros cuatro tornillos M3*8. Con ello queda algo así:

Montamos en el eje un tope S12D4 y lo sujetamos con dos tornillos sin cabeza M4x4, colocamos una arandela M4 y un cojinete F624ZZ. Insertamos el otro engranaje y colocamos su tornillo sin cabeza, pero sin atornillarlo hasta que no comprobemos que coincide exactamente con el el motor.

Lo colocamos en su sitio y en el otro extremo del eje el segundo cojinete, otra arandela y el tope restante, que a su vez fijamos con dos tornillos sin cabeza M4x4.

Si cuando giramos el eje comprobamos que el movimiento se transmite al motor es que están bien colocados los engranajes y podemos atornillarlos para que queden fijos definitivamente.

Finalmente, fijamos las ruedas con sendos tornillos M4*6.

2.2.- Comprobación del funcionamiento

Antes de continuar, podemos comprobar el funcionamiento del sistema. Para ello conectamos el módulo de cámara en el lugar adecuado, que es el señalado en la foto, y unimos el motor HAT a la Raspberry.

Al arrancar esta, también lo hace el software de control completo, que por ahora no nos interesa.

Por tanto, en la consola tecleamos

udo killall python3

Para parar todos los programas que estén funcionando con Python, y después ejecutamos

sudo python3 adeept_picar-b/server/webServer.py

Con esto, lanzamos el servidor web

Si no devuelve ningún error podemos ir a nuestro navegador preferido en un navegador y teclear:

direccion_IP_Raspberry:5000

Donde direccion_IP_Raspberry es la IP que usamos para conectarnos en remoto y 5000 el puerto del servidor web por defecto.

Debemos ver una imagen como esta, que demuestra que todo está funcionando correctamente:

2.1.- Motor HAT

El «motor HAT» es una placa, incluida en el kit, que se conecta a los pines GPIO de la Raspberry, y al cual a su vez se conectan los diversos dispositivos como servos, el motor, los leds…

Esta operación lógicamente hay que realizarla con la Raspberry apagada.

El conector USB que se ve sirve para alimentar el conjunto mientras se realiza la configuración y las pruebas para no gastar las baterías.

Una vez conectado podemos continuar la instalación del software. En caso contrario, aparecería un error I/O que indica que el motor HAT no está presente.

Para ello, escribiremos nuevamente en la consola

sudo python3 adeept_picar-b/setup.py

1.5.- Instalación del software de control del robot

Las operaciones descritas hasta aquí no son necesarias si la Rapberry está operativa. Sin embargo, a partir de ahora hay que realizarlas en cualquier caso.

Para instalar el software de control entramos como se ha explicado antes de forma remota en la Raspberry y tecleamos

sudo git clone https://github.com/adeept/adeept_picar-b.git

Tras pulsar intro aparece algo así:

Si no aparece ningún error la operación se ha completado, pero no está de más comprobarlo tecleando ls

Vemos que aparece un nuevo directorio llamado adeept_picar-b. Hay que recordar que el sistema operativo de la Raspberry es Linux, por lo que es conveniente tener algunas nociones básicas de su funcionamiento.

Para completar la instalación del software es recomendable instalar primero el «Motor HAT».

1.4.- Conexión remota con la Raspberry

Para conectarnos con la Raspberry de forma remota, que es más cómodo que usarla con un monitor y los correspondientes periféricos, necesitamos previamente conocer su dirección IP. Para ello podemos acudir a programas gratuitos, como por ejemplo Advanced IP Scanner, que se puede descargar en español desde la página https://www.advanced-ip-scanner.com/es/

Como su nombre indica escanea los dispositivos de nuestra red y muestra sus direcciones IP. Si no encontramos la que corresponde a la Raspberry tendremos que volver a la operación anterior.

La conexión la realizaremos con un programa instalado en nuestro ordenador, como PuTTY, gratuito y descargable desde https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

Una vez instalado, al ejecutarlo pide la dirección IP, que es la que hemos encontrado antes, y el puerto, que por defecto es el 22.

Al conectar nos pedirá un nombre de usuario y contraseña, que inicialmente será pi y raspberry, respectivamente.

Cuando lo escribamos, encontraremos esto:

Y ya podemos instalar el software del robot

1.3.- Configuración inicial

Si disponemos de un ratón y un teclado USB y un monitor HDMI el resto de la configuración la podemos realizar desde la misma Raspberry. Para ello extraemos la tarjeta del adaptador, la introducimos en la ranura correspondiente de la placa y la encendemos.

Sin embargo, no es necesario puesto que nos podemos conectar remotamente a través del protocolo SSH y WIFI (o ethernet).

Para ello tenemos que crear con el Bloc de notas, por ejemplo, en el directorio raíz de la tarjeta un archivo denominado ssh (sin extensión). Puesto que el bloc de notas asigna por defecto a los archivos la extensión .txt hay que asegurarse de que no lo haga, seleccionando al guardarlo la opción Todos los archivos.

Este fichero no tiene contenido y solo sirve para activar el protocolo SSH cuando se encienda la Raspberry.

Del mismo modo hay que crear en el directorio raíz un archivo denominado wpa_supplicant.conf, que va a contener la información acerca de la conexión WIFI.

El contenido será algo así:

ccountry=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid=»WIFI»
psk=»PASSWORD»
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

En nuestro caso country será ES o el país que corresponda, ssid será el nombre de nuestro punto de acceso y psk su contraseña.

Si tras reiniciar la Raspberry no funcionara la conexión wifi, probar a mover el archivo a la carpeta /etc/wpa_supplicant/. Si no existiera habrá que crearla.

Una vez realizado esto se puede extraer la tarjeta del ordenador, introducirla en la ranura correspondiente de la Raspberry y encenderla.

1.2.- Instalación del software

Este paso lógicamente no es necesario si la raspberry está previamente instalada y configurada, como era mi caso. No obstante, el proceso es sencillo.

El sistema operativo, llamado Raspberry Pi OS, se descarga de la página https://www.raspberrypi.org/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-32-bit

Es un archivo .zip comprimido que contiene uno con la extensión  .img que es la imagen del sistema.

También hay que descargar el programa Raspberry Pi Imager, que sirve para copiar el sistema operativo a la tarjeta microSD.

https://www.raspberrypi.org/software/

Lógicamente, hace falta un adaptador para esta tarjeta que permita conectarla a un puerto USB.

Ejecutando el Raspberry Pi Imager hay que seleccionar la imagen de sistema operativo anteriormente descargada y descomprimida, y la tarjeta que lo va a alojar. Hay que tener paciencia hasta que se complete la operación.

1.1- La placa Raspberry Pi

El “cerebro” del robot Adeept Mars Rover PiCar-B es una placa Raspberry https://www.raspberrypi.org/, que es suficientemente conocida. En mi caso utilicé una 3B, pero dado el caso puede ser interesante adquirir una 4, ya que la diferencia de precio no es muy grande. No hay que olvidar que las placas pueden ser reutilizadas y empleadas en otros proyectos.

Las placas Raspberry contienen todo lo necesario para constituir un ordenador plenamente funcional, y solo necesitan un teclado, un ratón y un monitor, junto con una fuente de alimentación. Esta es externa y hay que adquirirla aparte. Es importante que sea de buena calidad, y sobre todo que proporcione una intensidad de 3 amperios. Si no, aparecerá un molesto mensaje de alimentación insuficiente (un rayo amarillo). También es conveniente que tenga un interruptor para poder encender y apagar cómodamente y de forma segura.

Raspberry Pi 3 B
Raspberry Pi 3 B

 

Raspberry Pi 4

Aunque como se ve son bastante similares, las diferencias más evidentes entre ellas son que la Raspberry Pi 4 tiene:

  • 2 puertos USB 3.0
  • 2 puertos micro HDMI
  • La alimentación se realiza con un conector USB C

Menos evidente, pero no menos importante es que tiene

  • Según versiones 2, 4 u 8 gb de RAM
  • Ethernet gigabit

Lo que las hace singulares son los 40 pines GPIO (General-Purpose Input Output), a través de los cuales se pueden conectar numerosos periféricos que permiten ampliar sus posibilidades casi hasta el infinito.

El modelo 3B cuesta algo más de 30 euros, mientras que la 4 parte de unos 40 para la de 2 gigas de RAM y llega hasta unos 80 la de 8 gigas. Lógicamente dependiendo de dónde se compre los precios pueden oscilar.

También hay numerosos kits que incluyen todo lo necesario, con alimentador, carcasa y otros complementos, pero para el caso que nos ocupa es suficiente el alimentador.

Recordar que para la Raspberry Pi 3 el conector debe ser micro USB, mientras que para la 4 será USB C

Para la configuración y las pruebas es conveniente conectar el sistema al alimentador, aunque después podrá funcionar autónomamente con las pilas.