PiCar-X: construya un automóvil robot inteligente y autónomo con Raspberry Pi

Los robots son un proyecto básico muy popular para Raspberry Pi porque puedes aprender mucho con ellos, divertirte y agregar mucho hardware adicional. Por ejemplo, un robot puede seguir automáticamente líneas, reconocer y seguir caras, medir distancias y, por lo tanto, conducir de forma autónoma. O simplemente podemos controlar un robot manualmente, como un automóvil a control remoto.

El Kit PiCar-X ofrece todas estas funciones (y un poco más) y también se puede ampliar manualmente. Este kit de robot Raspberry Pi con 4 ruedas es especialmente adecuado para principiantes, ya que no requiere tantos conocimientos de programación como nuestro robot completamente hecho a sí mismo.

Piezas de hardware necesarias para el coche robot

El conjunto de robots ya tiene casi todo, pero no todo. Necesita las siguientes piezas para poder usar el PiCar-X:

Otras piezas de hardware que se pueden utilizar son las siguientes:

  • Panel solar (voltaje de 5V o más, recomiendo al menos 4-5 vatios)
  • Controlador Xbox (o similar) para control remoto

Por supuesto, también puedes implementar otras ideas, ya que la placa permite extensiones. Entonces el bus I2C está disponible, así como los GPIO no utilizados. Los puertos USB también siguen libres.

Configuración – Instrucciones de Montaje y Puesta en Marcha

Comencemos con la construcción del robot. Se incluye un manual impreso con el kit, pero el montaje es mucho más rápido si sigues este vídeo:

Para mí, toda la construcción tomó alrededor de una hora. Los niños podrían necesitar un poco más de tiempo aquí. Sin embargo, algunos tornillos son muy pequeños, por lo que también es útil la ayuda de un adulto. En general, sin embargo, la construcción no es difícil y es divertida. No se sorprenda si sobran algunos tornillos.

Las siguientes características están incluidas en el PiCar-X:

  • Controlable a través de la interfaz web (teléfono inteligente, tableta, etc.)
  • Cuerpo de metal estable
  • Accionamiento del eje trasero con dos motores
    • dos neumáticos delanteros que son dirigidos por medio de un servomotor
  • Sensor ultrasónico de distancia, tipo HC-SR04
  • Módulo de cámara oficial de Raspberry Pi, que se puede girar en todas las direcciones
  • Sensor para reconocer líneas
  • Altavoz
  • Detecta el estado de carga de las baterías

Todos los módulos están conectados a un Raspberry Pi HAT especialmente desarrollado, por lo que el cableado es muy sencillo.

¿Qué software necesito para el robot?

Una vez que hemos configurado completamente el robot, nos ocupamos del software. Para hacer esto, instalamos una versión modificada del sistema operativo Raspberry Pi con Ezblock en la tarjeta SD. Podemos descargar la última versión aquí. Luego usamos balenaEtcher para escribir la imagen en la tarjeta SD

También recomiendo configurar el Wi-Fi directamente, como se describe en detalle aquí. Después de haber insertado la tarjeta SD en la Raspberry Pi, puede iniciar el robot.

Ahora cambiamos al editor web Ezblock Studio. Puede registrarse para guardar bloques de código especialmente creados. Primero seleccione «Ejemplos».

Luego se le preguntará qué producto tiene. Elija PiCar-X.

A continuación, verá una gran selección de ejemplos que puede probar.

Primer inicio: conducir robots

El proceso es el mismo para cada ejemplo, así que comenzaré con el más simple. Seleccione el proyecto de ejemplo «Control remoto». Luego tienes que conectarte a la Raspberry Pi. Para ello, es importante que la Pi esté conectada a la misma red.

Haga clic en la imagen de perfil en la parte superior izquierda y luego haga clic en Conectar.

Aquí puede ingresar la dirección IP local (192.168.xx) o, si no la sabe, simplemente ingrese el nombre de host (raspberrypi).

Luego puede presionar el botón de reproducción en la parte inferior derecha y comienza el programa. Verás un joystick con el que podrás controlar fácilmente el robot.

Más ejemplos

Como este ejemplo es muy simple, hay otros proyectos de inspiración:

  • Mover: Aquí, dejamos que realice las cinco acciones de «adelante», «atrás», «girar a la izquierda», «girar a la derecha» y «detener» en orden.
  • Control Remoto: Vamos a controlar el PiCar-X con una tableta.
  • Prueba de sensor ultrasónico: aquí usamos un módulo ultrasónico para leer la distancia (unidad: cm).
  • Prueba del sensor de escala de grises: aquí usamos el módulo de escala de grises para leer el valor de la escala de grises.
  • Detección de color: PiCar-X es un robot de cámara que se utiliza para detectar un color específico o números de rostros, la posición y el tamaño de la imagen capturada.
  • Detección de rostros humanos: además de la detección de color, PiCar-X también proporciona detección de rostros.
  • Efecto de sonido: PiCar-X puede hacer voz. Puede ingresar texto para que hable o crear efectos de sonido específicos.
  • Música de fondo: use un interruptor aquí para controlar la reproducción o detención de la música de fondo.
  • Saluda: controla de forma remota el movimiento de PiCar y siempre mirará hacia adelante. Cuando ve gente, asiente con la cabeza y dice «Hola».
  • Coche musical: a continuación, tratamos de hacer un coche musical que camine por su casa, reproduzca música y le brinde buen humor.
  • Detección de acantilados: use el módulo de escala de grises para evitar que el automóvil se caiga por el acantilado cuando se mueve libremente.
  • Minecart: ¡Hagamos un proyecto de minecart! Pegue una cinta de color oscuro en el suelo blanco como la pista recta y haga que el PiCar-X se mueva a lo largo de la pista.
  • Minecart Plus: Se agregó el tratamiento de descarrilamiento sobre la base de Minecart para adaptarse al seguimiento de curvas más severas.
  • Corrida de toros: ¡Convierte PiCar-X en un toro enojado! Prepara un paño rojo. Cuando PiCar-X persigue la tela roja, ten cuidado de no ser golpeado por ella.

Puede ver los módulos correspondientes de cada proyecto y transferirlos a su propio proyecto. Hay más videos introductorios para PiCar-X en el canal de YouTube de SunFounder.

Posibles extensiones del PiCar-X

Como se mencionó anteriormente, el kit de robot también se puede ampliar fácilmente. Aquí hay algunos complementos que creo que son particularmente útiles.

Primero, hay un módulo solar. Las baterías se descargan muy rápidamente, ya que solo la Raspberry Pi requiere al menos 5 vatios. Además, está el consumo de los motores, cámaras y otros sensores. Por lo tanto, es recomendable cargar las baterías con una celda solar mientras se conduce. Esto se monta en la parte superior. Idealmente, ya no es necesario cargar las baterías manualmente.

Otra extensión es un controlador manual. La conducción autónoma o el control a través de la interfaz web es bastante bueno, pero un automóvil real con control remoto necesita un control remoto. Para ello podríamos utilizar un mando de Xbox, por ejemplo, como ya hemos hecho con nuestro robot de fabricación propia en el pasado. También se puede usar otro controlador (inalámbrico o con cable) para esto.

Además, ciertamente hay muchas otras ideas que podrían implementarse fácilmente. Siéntete libre de dejar un comentario.

Conclusión sobre el coche robot Raspberry Pi PiCar-X

Un robot Raspberry Pi es un proyecto muy emocionante, especialmente para niños y jóvenes. Dado que los principiantes en particular tienen poca experiencia en programación y ensamblaje, un juego completo es una gran opción. Al utilizar los bloques programables, no es necesario escribir ni una línea de código. Si aún prefiere usar su propia codificación, puede hacerlo a través de Python.

Creo que es un poco vergonzoso que las baterías 3.7V 18650 no estén incluidas, ya que no están disponibles en todos los hogares y no se pueden comprar simplemente en el supermercado. Las pilas AA normales necesitarían más espacio, pero esto facilitaría aún más el inicio.

El único defecto que noté es la falta de documentación del HAT en el momento de mi prueba. Cuando me preguntaron, me dijeron que se estaba trabajando en ello. Sin documentación, puede ser un poco difícil para los principiantes poder utilizar todas las funciones de la placa.

¿Qué te parece el robot PiCar-X? ¿Prefiere un kit de artesanía o prefiere construir todo completamente usted mismo (por ejemplo, usando una impresora 3D)?