Введение
Как и многие, кто работает в ИТ, я обожаю “Технологические преколы”. Когда я впервые увидел робота-доставщика Яндекса, первая мысль была: “Мне срочно нужен этот прикол. Не знаю зачем, но надо”.
Первая остановка — Авито. Казалось бы, этого добра там должно быть навалом: списанные, убитые, оставленные в неположенных местах. Может, их даже продают под видом детских игрушек… или игрушек для взрослых. Тут уже в меру вашей испорченности.
Спойлер: на Авито роботов не оказалось. Я немного расстроился, но быстро забыл. Ну и ладно, не очень-то и хотелось.
Проходит четыре года. Я листаю Яндекс.Маркет и натыкаюсь на вот это.
Я почти нажал кнопку “Купить”, но в последний момент задумался: “А какой в этом инженерный вызов? Скорее всего, после покупки я покатаю этого бота по квартире минут двадцать, а потом он отправится пылиться на полку. Я даже не куплю Raspberry Pi, потому что это слишком быстро надоест”. Я решил взять время на раздумья.
А на следующий день на авто-ру увидел это:
И тут понял: вот оно. Это идеальная форма для визуального коллаба с роботом-доставщиком.
Что-то типа оглавления
Раздел 1. Дизайн.
На Ozon я нашёл вот такую модельку. Заказал её и начал адаптировать окраску под оригинального доставщика от Яндекса.
Спойлер №2: третья версия робота-доставщика для этого плохо подходила.
В итоге, для адаптации я выбрал первую версию доставщика — с белым кузовом и чёрно-жёлтыми декалями. Так, в обычном грузовике, сохранись образы оригинального робота-доставщика.
Я не буду долго описывать процесс покраски, и просто скажу, что для этого потребовалось:
-
3 балончика краски. Белая, черная и красная.
-
Тюбик желтой и черной акриловой краски.
-
Коробка из под монитора, чтобы красить в подъезде, а не на улице в -30°.
Получилось вот так:
В итоге, я постарался найти баланс между “В теории это мог бы быть реальный грузовик от Яндекса” и “Он должен напоминать робота-доставщика”. Это все еще робот, который будет возить небольшие штуки по дому между разными точками, но он не увешан датчиками, со всех сторон, как оригинальный робот-доставщик. По крайней мере пока не увешан.
В собранном виде это выглядит вот так:
В конце решил добавить в грузовой кузов лого Яндекса. Поскольку, модель грузовика японская, то и лого Яндекса пришлось “японизировать”
На этом часть с дизайном закончена. Давайте опишем техническую часть.
Раздел 2. Hardware
Изначально я планировал использовать оригинальную плату грузовичка. Для этого нужно было пайнуться в 2-3 местах: на драйвер основного двигателя, и на управляющий контакт рулевого сервопривода. Оригинальная плата выглядела вот так.
Начнем решать вопрос по частям.
1. Двигатель.
Первое, о чем хочу предупредить: не используйте LLM в качестве основного советника по схемотехнике. Чат-ГПТ выдал ответ примерно на 100% состоящий из галлюцинаций.
Дурак ли я, что поверил ему?
– Да.
Спалил ли я оригинальную схему?
– Нет. Но очень сильно перегрел драйвер двигателя, подавая напряжение не на те контакты.
Из этого всего можно сделать вывод: программисты, возрадуйтесь – сегодня нейросети вас не заменят. Схемотехники – возрадуйтесь вдвойне.
Вернемся к повествованию. Посмотрев на плату, я примерно определил, что есть что. Полез гуглить. По запросу “6586 2402JF” я нашел примерно ничего. Чат-ГПТ выдал галлюцинации (смотрите историю выше), и я пошел в группы для робототехников.
Спасибо чату IT Lobby Irkutsk, в нем нашлись пару человек, которые подсказали, что это типовой драйвер TA6586 и скинули даташит на него.
2. Сервопривод
С сервоприводом все оказалось попроще. Я купил SG90 в подвале на рынке для экспериментов. Почитал по нему документацию, и понял, что управляется он тем же ШИМом. У меня не было под рукой подходящего источника импульсов, но я понимал, что проблема решается буквально в пару строк кода на условной Arduino или RaspberyPi.
После неудачного эксперимента с драйвером на оригинальной плате, я решил спаять отдельную плату расширения для управления питанием двигателя и сервопривода.
3. Плата расширения
Небольшой дисклеймер: я не то что бы всю жизнь занимаюсь проектированием плат. Я понимаю принципиальные вещи и умею держать паяльник в руках. Это моя первая полноценно спроектированная и изготовленная плата, не судите строго. Ко многим выводам я пришел в процессе разработки.
Как я уже написал, в какой-то момент я понял, что не хочу рисковать оригинальной платой, и решил спаять условный “драйвер управления грузовиком”.
По итогу, я получил такого урода:
Результат меня мягко говоря не устроил. Недолго думая, спроектировал вторую версию платы. Главная фишка V2 – я развел плюсовую и минусовую шину по разные стороны платы. Получилось гораздо безопаснее.
4. Микрокомпьютер
У меня дома валяется Raspbery Pi Pico. Изначально я думал, что мне хватит его, потому что основную логику планировал крутить вне “грузовичка”.
Ошибся я только в одном: у Raspbery Pi Pico отсутствует любая связь как таковая.
Варианта было два:
-
Взять модуль Wi-Fi+BT под Raspbery Pi Pico.
-
Купить микрокомпьютер сразу с нужным модулем.
Полистав форумы, пришел к выводу, что Orange Pi Zero 3 – лучшее, что можно найти под мой проект.
За 3 000 рублей вы получаете:
-
Идеальный размер. Это 5*5 см. Влезает в любой DIY проект.
-
На борту Wi-Fi, Bluetooth, RJ-45 и бесполезный micro-HDMI.
-
4 ядра и 2Gb RAM. Вообще я покупал версию на 1Gb, но опустим эту мелочь.
-
Ноги с ШИМом. И вообще, достаточно много ног.
На этом в теории можно пускануть не требовательный проект, или собрать домашний NAS. Двигать модельку грузовика вперед-назад-влево-вправо она сможет. Обрабатывать видеопоток и сигналы от BT-маяков – пожалуйста.
ИМХО: Эта плата – самый сбалансированный микрокомпьютер по параметрам цена/размеры/производительность из всего, что я просмотрел.
5. Сборка
Сборка без кабины выглядит вот так. Я намеренно разделил контуры питания микрокомпьютера и “грузовичка”, чтобы:
-
Не париться с подключением “Оранжки” в общий контур питания.
-
Мозги должны работать даже тогда, когда батарея грузовика сядет.
-
Вытекает из второго: если масштабировать проект на грузовичок побольше – нужно быть независимым от контура питания автомобиля. С выключенным двигателем комп побольше не протянет долго.
Глобальных изменений с точки зрения HW пока не планируется. Теперь мяч на стороне SW.
Раздел 3. Навигационная система.
На текущий момент реализовано около 10% задуманного функционала. В голове архитектура проекта выглядит следующим образом:
1. Определение позиции.
Основной источник координат — Bluetooth-модуль. Он использует функцию position(), которая считывает силу сигнала от 4 Bluetooth-маяков, которые расположены в углах квартиры, и передает рассчитанную позицию в модуль формирования промпта.
2. Формирование промпта для LLM.
Данные для формирования промпта поступают из нескольких источников:
-
Телеграм-бот — для задания целевой точки движения.
-
Bluetooth-модуль — для определения текущего местоположения.
-
Энкодер поворота — для контроля угла колес.
-
Дополнительные датчики (опционально) — например, IMU или энкодеры на ведущих колесах, камера, лидар. Именно поэтому я решил использовать для управления LLM. Теоретически в любой момент можно попробовать добавить новые входящие сигналы, а языковая модель адаптируется к этим изменениям.
Все эти данные скриптом собираются в промпт для LLM, которая выступает в роли “алгоритма навигации”
3. Обработка данных LLM и управление приводами.
LLM анализирует входные данные и формирует JSON-ответ следующего формата:
`{
"forward": speed,
"back": speed,
"left": angle,
"right": angle
}Серверная часть “драйвера” принимает этот JSON и выполняет соответствующие команды:
-
Включает газ или реверс с заданной скоростью.
-
Поворачивает руль на указанный угол.
-
Двигается небольшими шагами (t мсек), после чего запрашивает новый ввод от LLM.
Процесс повторяется до тех пор, пока текущая позиция (по данным от маяков) не совпадет с целевой точкой, заданной через Телеграм-бот.
Пока что мне лень реализовывать какой-то более быстрый способ связи между LLM и драйвером, поэтому для начала попробую REST.
4. Управление сервоприводом и двигателем
Сервопривод и двигатель работают по схожему принципу:
-
Управляются через ШИМ (широтно-импульсную модуляцию).
-
Для сервопривода частота ШИМ определяет угол поворота.
-
Для двигателя — скорость вращения.
Этими параметрами будет управлять библиотека, которую скорее всего придется написать ручками. Библиотека будет получать ввод от модуля, который взаимодействует с LLM, и преобразовывать его в нужную частоту на нужном пине.
Текущий статус разработки
Как я уже сказал, программная часть не еще завершена. Я разобрался с управлением двигателем и сервоприводом — могу задавать скорость вращения колес и угол поворота. Однако интеграция с LLM и Bluetooth-маяками еще в процессе. Надеюсь когда-нибудь меня отпустит работа и домашние дела, и я закончу этот проект.
Когда эта штука поедет – напишу вторую часть поста.
Автор: susuoltcev
