ANDY — многоцелевой гуманоидный робот

Как работает софт

Ниже — краткий обзор цикла работы Andy, от загрузки до выключения. Весь код открыт и доступен для изучения здесь. Упрощенная блок-схема иллюстрирует процесс.

Шаг первый: Запуск Andy

Активируйте Andy задним выключателем питания. Энергия течет от 11.1 В 1300 мАч Li‑Po батареи через UBEC к драйверам моторов L298N и Raspberry Pi. После загрузки Pi автоматически запускает boot.sh, который стартует главное приложение. Скрипт загружает два конфигурационных файла — проверяет, запускать ли сервер, разрешены ли клиентские логины и флаги будущих режимов. Наконец, Andy калибрует микрофон к заданному порогу тишины.

Шаг второй: Получение команды

С работающей системой Andy функционирует как конечный автомат. Он постоянно слушает команды от встроенного микрофона и, если сервер активен, из сети. Распознанная речь транскрибируется в текст и передается обработчику команд.

Шаг третий: Выполнение команды

Вызывается соответствующая рутина в cmds.py. Запрос на выключение безопасно завершает и софт, и железо; все остальные команды выполняются перед возвратом в состояние прослушивания.

Заключение

Софт Andy насчитывает более 1600 строк, охватывающих управление моторами, распознавание речи и сеть. Для глубокого взгляда смотрите демо-видео Прототипа #1. Код полностью прозрачен, приглашая к вкладу и ревью.

Мозг

Raspberry Pi выступает центральным процессором Andy, обрабатывающим всё: от драйверов моторов до голосовой обработки. Вся логика инкапсулирована в открытом репозитории, ссылка на который выше.

Питание

Andy питается от 11.1 В 1300 мАч Li‑Po батареи. UBEC понижает напряжение до 5 В для Pi, обеспечивая стабильную работу.

Управление моторами

Три драйвера H‑моста L298N управляют шестью DC-моторами — по два на драйвер — позволяя Andy выполнять сложные паттерны locomotion.

Расширение GPIO

Для преодоления ограниченных GPIO Pi, I²C-расширитель MCP23017 добавляет дополнительные выводы. Сейчас он питaет статусный LED, но может быть расширен для будущих периферийных устройств.

Будущие итерации — Версия 2

Следующий прототип Andy будет обладать полностью артикулированным телом с десятью степенями свободы (10 DOF) по сравнению с исходными шестью. Ниже — план апгрейдов железа.

Схема и новые фичи

• Мониторинг напряжения батареи с автоматическим выключением при низком заряде для защиты SD-карты и срока службы батареи.
• LED индикатора включения, показывающий загрузку Raspberry Pi.
• 10-сегментная LED-шкала для реального времени статуса батареи, уровня децибел окружения и сигнализации ошибок.
• Десять сервоприводов: четыре для ног (4 DOF) и шесть для рук (6 DOF).

Мониторинг батареи

Встроенная схема непрерывно проверяет напряжение батареи. Если уровень падает ниже безопасного порога, Andy корректно выключается, предотвращая повреждение данных и продлевая жизнь батареи. Оставшийся заряд визуализируется на LED-шкале.

Индикатор включения

Зеленый LED, управляемый 3.3 В линией Pi, загорается сразу при загрузке, давая быстрый визуальный сигнал, что Andy онлайн.

5-сегментный LED-вывод

Хотя выделенный 5-сегментный дисплей еще недоступен, кастомная LED-шкала покажет напряжение батареи, окружающий шум и будет мигать для сигнализации ошибок.

10 сервоприводов

С 10 сервоприводами Andy достигает 4 DOF в каждой ноге и 6 DOF в каждой руке, обеспечивая более естественную ходьбу и точное манипулирование.

Перспективы проекта

Детали для бипедальных ног ожидаются к августу, после чего будет снято демо ходьбы. Дополнительные фичи — включая полную артикуляцию рук — выкатятся осенью и зимой, в зависимости от доступности компонентов. Вклады и предложения фич приветствуются в комментариях.

Для комплексного технического глубокого погружения обратитесь к полной проектной документации «ANDY – A Multi‑Purpose Humanoid Robot».