Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik microcontroller über usb


von Julian H. (xxxmicroxxx)


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Hi Leute,
ich habe vor in nächster Zeit mit einem Projekt zu beginnen.
des hört sich jetzt nach einem Hirngespinnst an aber....
Ich will einen Humanoiden Roboter bauen. Über die Gelenke habe ich mir 
schon ein paar gedanken gemacht. ich brauche für alles etwa 40 servos.
Als Steuerzentrale will ich aber keinen Arduino oder Raspberry Pi 
beuntzen, weil ich ziemlich viel Rechenleistung für die Objekterkennung 
brauchen werde.
Als Rechenzentrale habe ich mir gedacht schraube ich einen Pc rein.
Also mainboard, cpu, ram, grake, ssd, netzteil, lüfter.....
Jetzt kommt meine Frage:
Ich suche jetzt ein "Ding" welches ca 50 Inputs/Outputs hat, welche ich 
auch als PWM beuntzen kann. Das sollte dann über usb mit dem Pc 
verbunden werden können und dann am besten über C++ ansprchbar sein.

Danke schonmal für Antworten.

: Verschoben durch User
von Daniel A. (daniel-a)


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Julian R. schrieb:
> Hi Leute,
> ich habe vor in nächster Zeit mit einem Projekt zu beginnen.
> des hört sich jetzt nach einem Hirngespinnst an aber....
> Ich will einen Humanoiden Roboter bauen. Über die Gelenke habe ich mir
> schon ein paar gedanken gemacht. ich brauche für alles etwa 40 servos.
Das wird sehr teuer... und 40 Servos scheinen mir zu viele. Ich hab mal 
gehört druckluft und ventile währen für kleine gelenke, z.B. Finger gut.
> Als Steuerzentrale will ich aber keinen Arduino oder Raspberry Pi
> beuntzen, weil ich ziemlich viel Rechenleistung für die Objekterkennung
> brauchen werde.
Würd ich mir nochmal überlegen.
> Als Rechenzentrale habe ich mir gedacht schraube ich einen Pc rein.
> Also mainboard, cpu, ram, grake, ssd, netzteil, lüfter.....
Vergiss es!!! Das ist viel zu schwer! Eigentlich ist es schon ohne zu 
schwehr führ die Servos, die müssen vom gewicht entlastet werden. 
Ausserdem klingt dass, als ob du an ein exo-skelet denkst, dass wird so 
nichts! Ausserdem musst du ja auchnoch die Energiequelle unterbringen 
und auf den Schwerpunkt achten...
> Jetzt kommt meine Frage:
> Ich suche jetzt ein "Ding" welches ca 50 Inputs/Outputs hat, welche ich
Ein uc?
> auch als PWM beuntzen kann. Das sollte dann über usb mit dem Pc
> verbunden werden können und dann am besten über C++ ansprchbar sein.
Du hast keine Ahnung von Elektronik, oder?
> Danke schonmal für Antworten.
Eigentlich sollte ich darauf garnicht Antworten... aber dass Projekt ist 
spannend und ich muss wissen, ob es nur sehr unwahrscheinlich ist, oder 
absolut unmöglich, dass dir das gelinkt, Deshalb noch einige fragen:

Bist du: a) ein mensch b) ein troll
Wie alt bist du? 9, 10 oder 100
Kannst du Programieren? Auch Objektorientiert?
Wie viel weisst du über elektronik, Mechanik, physik und pneumatik?

von Julian H. (xxxmicroxxx)


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Ein uc; also einfach einen Microcontroller mit USb Schnittstelle an den 
Computer hängen?
Wegen den Gelenken: Ich will die servos nicht direkt in die Gelenke 
einbauen.
Ich hätte mir das so vorgestellt.
zwei Aluscheiben aufeinander Schraube durch und dann ein Seil 
befestigen. wenn sich der Servo dreht spannt er das Seil und das Gelenk.
In den Fingern müsste das eigentlich auch mit kleinen Servos gehen. für 
Beine und Arme bräuchte ich dann LastenServos.

Ein Raspberry Pi würde wahrscheinlich auch gehnen. der hat ja auch eine 
i2c Schnittstelle oder? dann bräuchte ich halt noch einen i2c der genug 
Pins hat.

14, c, c++, java, elektronik: geht schon mechanik auch

von Frank M. (frank_m35)


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Kauf dir ein NVidia Jetson TK1, das sollte genug Rechenpower für 
Objekterkennung etc. haben. Wenn Augmented Reality mit einem billigen 
Smartphone geht, dann auch sicher mit dem deutlich leistungsfähigeren 
Tegra K1. Vier Kerne und eine schnelle GPU, optimiert für CUDA, was will 
man mehr?

Zur Ansteuerung der Gelenke kannst du dann über einen Bus kleinere 
Mikrocontoller ansteuern, die die Informationen weiter an die Motoren 
leiten. Dadurch bleibst du und dein Robotor flexibel.
Das gleiche kannst du mit den Sensoren machen, die du mit einem uC 
auswertest, aufbereitest und dann geballt an den SoC weiterleitest.

Bedenke bei alledem immer:
Dein Hauptproblem wird nicht die Rechenleistung sein, sondern die 
Energieversorgung. D.h. versuche möglichst effizient alles zu gestalten, 
damit du mit einem kompakten Akku auskommen kannst.

von Frank M. (frank_m35)


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Ok, bei deinem Alter würde ich dir vorschlagen einmal eine 
Objekterkennung auf einem Smartphone zu realisieren. Wenn du das hast, 
kannst du mal versuchen mit Mikrocontroller eine Hand zu basteln. Wenn 
du das hast, kannst du Smartphone und Mikroconoller über 
USB/Bluetooth/WLAN, was auch immer, zusammen arbeiten lassen, damit die 
Hand das Objekt greifen kann. Wenn du das hast, kannst du mit den Füßen 
weiter machen. Wenn du das hast, kannst du versuchen einen Torso laufen 
zu lassen.
Wenn du das hast, kannst du versuchen das alles unter einen Hut zu 
bekommen.

Ist ja schön große Pläne zu haben. Jedoch muss man kleinschrittig darauf 
hinarbeiten. Will man alles auf einmal machen, wird man nur enttäuscht, 
da es doch sehr viel komplexer ist, als man bisher der Meinung ist.

von Julian H. (xxxmicroxxx)


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Die objekterkennung muss auch nicht unbedingt sein. wenn die dann 
wegfällt reicht die rechenkraft vom Pi allemal aus.
Mir geht es aber erstmal vielmehr um die Mechanik. Also erstmal die 
Hand. Was haltet ihr von der Idee Ein Glied aus zwei Alu Platten zu 
fertigen und eine Schraube als Gelenk durch. An jedes Ende eines Glieds 
ein Seil befestigen. Der Servo zieht das Seil dann wie eine Seilwinde 
ein und das Gelenk wird geknickt.

von Udo S. (urschmitt)


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Julian R. schrieb:
> Also erstmal die
> Hand. Was haltet ihr von der Idee Ein Glied aus zwei Alu Platten zu
> fertigen und eine Schraube als Gelenk durch.

Dann bau dir doch erst mal ein Finger und dann eine Hand.
Wenn das zufriedenstellend läuft und klein genug ist kannst du weiter 
machen.

Warum planst du für ein Hochhaus wenn du nicht mal weisst wie du eine 
Holzhütte konstruieren sollst.

von Frank M. (frank_m35)


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Julian R. schrieb:
> Die objekterkennung muss auch nicht unbedingt sein. wenn die dann
> wegfällt reicht die rechenkraft vom Pi allemal aus.
> Mir geht es aber erstmal vielmehr um die Mechanik. Also erstmal die
> Hand. Was haltet ihr von der Idee Ein Glied aus zwei Alu Platten zu
> fertigen und eine Schraube als Gelenk durch. An jedes Ende eines Glieds
> ein Seil befestigen. Der Servo zieht das Seil dann wie eine Seilwinde
> ein und das Gelenk wird geknickt.

Jup, probieren geht über studieren :-)

Die Schraube wirst du mit einem Bolzen bzw. Lager ersetzen müssen. Das 
Aluminium in Zukunft durch Kunststoff, da es sich nicht so leicht 
deformiert, sondern wenn dann bricht. Ebenso ist es leichter.

Ansonsten ist nichts daran verkehrt die Natur als Vorbild zu nehmen.
http://www.sportunterricht.de/aufwaermen/muskel5.html

Und was am Ende sinnvoller ist, ob mit Servo, Pneumatik, Hydraulik, ... 
wird man rausfinden müssen.

Dafür musst du aber noch nichts im uC oder ähnlichem machen, da reicht 
ein Netzteil und ein schalter, oder eine Fernbedienung aus dem 
Modellbaubereich.

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Julian R. schrieb:
> Ich will einen Humanoiden Roboter bauen. Über die Gelenke habe ich mir
> schon ein paar gedanken gemacht.

Immer wieder der gleiche Fehler. Gelenke, I2C, Mainboard… Das sind doch 
alles Nebensächlichkeiten! Die höchste Priorität hat immer der 
Projektname – möglichst ein englisches Buzzword. Gleich danach kommt die 
Farbe des Roboters. Stell dir bloß mal vor er wäre auberginefarben – 
nicht auszumalen!

von Udo S. (urschmitt)


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Joe G. schrieb:
> Gleich danach kommt die Farbe des Roboters.
Stop! Erst kommt noch das Geschlecht. Ein Roboter oder eine Robotin? Als 
Robotin müssen die Blenden der Stereokamera dann bitte mit Lidschatten 
gefärbt sein...
(Duck und weg :-))

von Julian H. (xxxmicroxxx)


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Wie sieht das mit dem Verschleiß so eines Gelenks aus? der wird 
sicherlich ziemlich hoch sein wenn die Plastikscheiben 
aufeinanderreiben.

von Frank M. (frank_m35)


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So lange du damit keine Bäume ausreißen willst, sondern es dir genügt 
einen Bleistift festzuhalten, sollte dort kein nennenswerter Verschleiß 
auftreten. Natürlich sollte die Verbindung so gestaltet sein, dass 
minimale Reibung auftritt, schon allein den Servos zuliebe.

Schau dich einfach mal im Modellbaubereich um.

von Klaus (Gast)


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Nimm USB HID. Hier ein paar Treiber für PC-Seite:
http://www.mikrocontroller.net/articles/USB_HID_Host_Treiber

von Mehmet K. (mkmk)


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Und ich dachte, solche Menschen gaebe es nur hier in der Türkei. Hier in 
den einschlaegigen Foren finden sich sehr oft aehnliche Anfragen, so 
nach dem Motto: habe unterwegs einen Autoschlüssel gefunden und mich 
dazu entschlossen, einen Wagen zu bauen. Wo/wie soll ich anfangen?

Desweiteren:
Direkt unter dem Titel "Projekte und Code" stet's geschrieben:
Hier könnt ihr eure Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen 
und diskutieren. Bitte hier keine Fragen posten!

Glaube nicht, dass für Trolle diesbezüglich eine andere Regel gilt.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Mehmet Kendi schrieb:
> Und ich dachte, solche Menschen gaebe es nur hier in der Türkei. Hier in
> den einschlaegigen Foren finden sich sehr oft aehnliche Anfragen, so
> nach dem Motto: habe unterwegs einen Autoschlüssel gefunden und mich
> dazu entschlossen, einen Wagen zu bauen. Wo/wie soll ich anfangen?
>
Du musst mit einer Türe anfangen, sonst kommst du nicht ans Zündschloss 
;)

> Desweiteren:
> Direkt unter dem Titel "Projekte und Code" stet's geschrieben:
> Hier könnt ihr eure Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen
> und diskutieren. Bitte hier keine Fragen posten!
>
> Glaube nicht, dass für Trolle diesbezüglich eine andere Regel gilt.

von Julian H. (xxxmicroxxx)


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Die Technick mit dem seil wird wahrscheinlich sehr langsam sein. Meint 
ihr das geht auch wenn ich einen Microserve einbaue. Das würde aber 
wahrscheinlich nur in den Fingern gehn. für alles ander brauche ich 
stärkere Motoren.

von kopfkratzer (Gast)


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kopfkratz
Also einen einfachen Roboterarm mit sagen wir sechs Freiheitsgraden ist 
schon nicht trivial.
Einen humanoiden Roboter mit zwei Beinen, zwei Armen der dann noch 
laufen können soll ohne wirkliche Vorkenntnisse was die Problematiken 
der Mechanik und Ansteuerung angeht in Erwägung zu ziehen ist seeehr 
sportlich :-P
Schau Dich selber an und versuche zu verstehen was die Kraft ist die 
Deine Finger krümmt und streckt und wie die übertragen wird.
Das Prinzip kannst Du dann übernehmen.
Die Einfachste Variante wäre als Aktuatoren Silikonschläuche zu nehmen, 
die abwechselnd aufgeblasen bzw. entleert werden.
Nur hast Du dann immer noch keine Vorwärts-/Rückwärtstransformationen 
die dafür sorgen das Dein Arm auch so gedreht wird wie Du es haben 
willst.
Von Sensorik und Auswertung derselben mal komplett abgesehen.
Lies z.B. hier mal durch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Industrieroboter#Koordinatensysteme
Und die Energieversorgung wurde auch schon angesprochen, ein 
Industrieroboter der z.B. ein Werkzeug/Werkstück von ca. 15kg verwenden 
kann braucht schon einiges an Energie, mit Batterien kommt man da nicht 
weit.
Wenn es darum geht sich in Robotik, autonome Maschinen und 
Prozessdatenverarbeitung einzuarbeiten, dann hole Dir ein entsprechendes 
Lernkit, gibt es von z.B. FISCHERTECHNIK, LEGO und diversen Anbietern 
mit Roboterarm und Steuerung.
Baue erstmal z.B. eine einfache Bandsortieranlage oder wenn das zu wenig 
ist ein Modell einer selbstverwaltenden Hochregalanlage.
Wenn das läuft kannst Du Dich dann mit mehr Freiheitsgraden beschäftigen 
und wenn Du dann einen Roboterarm so ansteuern kannst das er z.B. einen 
Würfel von einem Tisch herunternimmt ohne das er von unten durch den 
Tisch durchbricht, dann kannst Du Dich mal mit instabilen zweibeinigen 
Läufern beschäftigen ;-)
Einen Laufkäfer zu bauen wäre da schon einfacher, sechs Beine und dafür 
sorgen das immer drei auf dem Boden sind, zwei auf der einen Seite und 
eines auf der anderen, dann fällt der nicht um ;-)

von Wobbel (Gast)


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Um von vorneherein mal was über Abläufe von robotischen / menschlichen
Bewegungen zu lernen, wäre ein Anatomieatlas erster Schritt.

Um erste Fehlkonstruktionen mit teurem Material zu vermeiden
würde ich das mal zuerst in Cinema 4D oder Poser oder irgendeinem
Animationsprogramm simulieren.

Da lernst du zum Beispiel wie ein Finger der als aktiv steuernd gilt
die komplette Hand, den Arm und eventuell auch noch den Rumpf erfordert.

Da ist programmiertechnisch auch manche Herausforderung, und es ist
dabei auch ohne Abrieb lernbar welche Dynamik auf der nächste wirkt.

Google suche nach : Charakter-Rigging, Dynamics,Bones.

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