EEZY Bot ARM - Aansturing via Raspberry Pi & USB Joystick

Bouwpakket project
EEZY Bot ARM

De aansturing van deze robot arm wordt voornamelijk gedaan met een Arduino, in het voorbeeld bijgeleverd op thingiverse is hij voorgeprogrammeerd om een balletje op een glijbaantje te zetten, eenmaal de bal onderaan, wordt het procres herhaald, maar wat is nu leuker om een robot arm aan te sturen met een USB joystick?, dat kan met behulp van een Raspberry Pi.

Wat heb je nodig?

– EEZY bot ARM
– Raspberry Pi 2 of 3
– Breadboard 830 gaats
– 40 Pin T-adapter + 40-pins bandkabel
– Micro USB interface module
– Set jumpwires
– USB Joystick

– Raspbian
– Python pygame module (voorgeinstalleerd op Raspbian)
– Python pigpio module

Voorbereiding breadboard

De servo’s kunnen eenvoudig worden aangesloten op de RPi GPIO pins doormiddel van terminals op een breadboard, het is verstandig om de servo’s met een aparte voeding te voeden, de GPIO pinnen van de Raspberry Pi kunnen het vermogen niet goed aan!, dit is het overzicht:

De breadboard in het echt:

Op deze manier kan je eenvoudig de EEZY bot ARM aansluiten:

Zoals je ziet gebruiken we GPIO 4, 17, 22 en 27 om de 4 servo’s aan te sturen.

Om de servo’s aan te sturen met een joystick gebruiken we de PyGame module in Python, daarmee kan je elke AS uitlezen en zo een specifieke servo aansturen, om de servo’s met PWM aan te sturen gebruiken we de PIGPIO module, dit omdat we de servo’s hardwarematig aansturen!

Ps. Let er wel op dat de AS configuratie in python per joystick verschilt, dit moet men zelf uitzoeken!

De code is als volgt (commentaar regels zijn toegevoegd in de code):

#!/usr/bin/env python
# EERST LADEN:
# sudo crontab -e
# @reboot sudo pigpiodsudo
# @reboot sudo python /home/pi/robotarm.py

import pygame # Importeer PyGame bibliotheek.
import time # Importeer de time biblotheek voor tijdfuncties.
import sys
import pigpio

# Initialiseer de Joystick(s).
pygame.init()
pygame.joystick.init()

# Kijk of er een joystick of controller aangesloten is.
if pygame.joystick.get_count() == 0:
  # Er is geen joystick of controller gevonden.
  print "Er is geen joystick gevonden!"
  exit()

# GPIO pinnen configureren.
SERVO_ROTATIE_PIN = 4
SERVO_GRIJPER_PIN = 17
SERVO_VOORACHTER_PIN = 27
SERVO_HOOGLAAG_PIN = 22

# SERVO SG92R settings
servopwm_graden_0 = 2450 # Hoger geeft stotter in de servo.
servopwm_graden_180 = 500 # Lager geeft stotter in de servo.

# SERVO SG90 settings
# servopwm_graden_0 = 2400 # Hoger geeft stotter in de servo.
# servopwm_graden_180 = 600 # Lager geeft stotter in de servo.

# SERVO MG995 settings
#servopwm_graden_0 = 1950 # Hoger geeft stotter in de servo.
#servopwm_graden_180 = 1000 # Lager geeft stotter in de servo.


# Opie: Limiteer SERVO PWM waarden:
servopwm_rotatie_graden_0 = 1800 # Naar links, hoger = meer
servopwm_rotatie_graden_180 = 1150 # Naar rechts, lager = meer

servopwm_grijper_graden_0 = 2450
servopwm_grijper_graden_180 = 500

servopwm_voorachter_graden_0 = 2350 # Naar voren, hoger = verder
servopwm_voorachter_graden_180 = 1200 # Naar achteren, lager = verder

servopwm_hooglaag_graden_0 = 1900
servopwm_hooglaag_graden_180 = 1200

joystick = pygame.joystick.Joystick(0)
joystick.init()

pi = pigpio.pi() # Connect to pigpiod daemon
pi.set_mode(SERVO_ROTATIE_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.
pi.set_mode(SERVO_GRIJPER_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.
pi.set_mode(SERVO_VOORACHTER_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.
pi.set_mode(SERVO_HOOGLAAG_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.

# Informatie over de Joystick of controller
print "Joysticks gevonden:", pygame.joystick.get_count(), "(", joystick.get_name(), ")"
print "Specs: assen:", joystick.get_numaxes(), ", knoppen:", joystick.get_numbuttons()
print "Druk op de knoppen of draai aan de assen!, druk op CTRL+C om het script te eindigen."
# Haal het aantal knoppen en assen op.
knoppen = joystick.get_numbuttons()
assen = joystick.get_numaxes()

# Een MAP functie om eenvoudig verhoudingen tussen getallen te creeren.
def arduino_map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) // (in_max - in_min) + out_min

knop_ingedrukt = 0

# Zet assen die statisch zijn (bijvoorbeeld met een wieltje) in de juiste stand.
as_hooglaag = joystick.get_axis(3)
as_hooglaag_waarde = arduino_map(as_hooglaag, -1, 1, servopwm_hooglaag_graden_0, servopwm_hooglaag_graden_180)
pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_HOOGLAAG_PIN, as_hooglaag_waarde)

try:
  # Oneindige loop, druk op CTRL+C om het script te eindigen.
  while True:
    # Interrupt trigger voor PyGame.
    for event in pygame.event.get():

      # Er wordt een knop ingedrukt.
      if event.type == pygame.JOYBUTTONDOWN:
        # Loop alle beschikbare knoppen langs.
        for i in range(knoppen):
          # Haal de waarde van de knop op.
          knop = joystick.get_button(i)
          # Kijk of deze knop is ingedrukt.
          if knop == 1:
            # Deze knop is ingedrukt.
            knop_ingedrukt = 1
            as_grijper = 0.9 # Waarde voor grijper dicht
            as_grijper_waarde = arduino_map(as_grijper, -1, 1, servopwm_grijper_graden_0, servopwm_grijper_graden_180)
            pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GRIJPER_PIN, as_grijper_waarde)

      # Er wordt een knop losgelaten.
      elif event.type == pygame.JOYBUTTONUP:
         knop_ingedrukt = 0
         as_grijper = -0.1 # Waarde voor grijper open
         as_grijper_waarde = arduino_map(as_grijper, -1, 1, servopwm_grijper_graden_0, servopwm_grijper_graden_180)
         pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GRIJPER_PIN, as_grijper_waarde)

      # Een as wordt bewogen.
      elif event.type == pygame.JOYAXISMOTION:
        # Haal de waarde van de assen op.
        as_rotatie = joystick.get_axis(2) # Jerk-as
        as_voorachter = joystick.get_axis(1) # Voorachter-as
        as_hooglaag = joystick.get_axis(3) # Hooglaag-as

        # Gebruik de MAP functie om eenvoudig verhoudingen tussen getallen te creeren.
        # 2.5 = 0 graden CCW / 11.5 = 180 graden CW
        # De waarden met 10 vermenigvuldigen voor betere precisie.

        as_rotatie_waarde = arduino_map(as_rotatie, -1, 1, servopwm_rotatie_graden_0, servopwm_rotatie_graden_180)
        as_voorachter_waarde = arduino_map(as_voorachter, -1, 1, servopwm_voorachter_graden_0, servopwm_voorachter_graden_180)
        as_hooglaag_waarde = arduino_map(as_hooglaag, -1, 1, servopwm_hooglaag_graden_0, servopwm_hooglaag_graden_180)

        # Print de gegevens naar de console.
        #print "X-Waarde:", as_voorachter, "| PWM DC waarde:", as_voorachter_waarde
        sys.stdout.write("Rotatie: %d, Voorachter: %d Hooglaag: %d Knop: %d \r" % (as_rotatie_waarde, as_voorachter_waarde, as_hooglaag_waarde, knop_ingedrukt))
        sys.stdout.flush()

        # Pas de PWM op de GPIO aan.
        pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_ROTATIE_PIN, as_rotatie_waarde)
        pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_VOORACHTER_PIN, as_voorachter_waarde)
        pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_HOOGLAAG_PIN, as_hooglaag_waarde)

except KeyboardInterrupt:  
  pygame.quit()

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

#!/usr/bin/env python

# EERST LADEN:

# sudo crontab -e

# @reboot sudo pigpiodsudo

# @reboot sudo python /home/pi/robotarm.py

import pygame # Importeer PyGame bibliotheek.

import time # Importeer de time biblotheek voor tijdfuncties.

import sys

import pigpio

# Initialiseer de Joystick(s).

pygame.init()

pygame.joystick.init()

# Kijk of er een joystick of controller aangesloten is.

if pygame.joystick.get_count() == 0:

# Er is geen joystick of controller gevonden.

print "Er is geen joystick gevonden!"

exit()

# GPIO pinnen configureren.

SERVO_ROTATIE_PIN = 4

SERVO_GRIJPER_PIN = 17

SERVO_VOORACHTER_PIN = 27

SERVO_HOOGLAAG_PIN = 22

# SERVO SG92R settings

servopwm_graden_0 = 2450 # Hoger geeft stotter in de servo.

servopwm_graden_180 = 500 # Lager geeft stotter in de servo.

# SERVO SG90 settings

# servopwm_graden_0 = 2400 # Hoger geeft stotter in de servo.

# servopwm_graden_180 = 600 # Lager geeft stotter in de servo.

# SERVO MG995 settings

#servopwm_graden_0 = 1950 # Hoger geeft stotter in de servo.

#servopwm_graden_180 = 1000 # Lager geeft stotter in de servo.

# Opie: Limiteer SERVO PWM waarden:

servopwm_rotatie_graden_0 = 1800 # Naar links, hoger = meer

servopwm_rotatie_graden_180 = 1150 # Naar rechts, lager = meer

servopwm_grijper_graden_0 = 2450

servopwm_grijper_graden_180 = 500

servopwm_voorachter_graden_0 = 2350 # Naar voren, hoger = verder

servopwm_voorachter_graden_180 = 1200 # Naar achteren, lager = verder

servopwm_hooglaag_graden_0 = 1900

servopwm_hooglaag_graden_180 = 1200

joystick = pygame.joystick.Joystick(0)

joystick.init()

pi = pigpio.pi() # Connect to pigpiod daemon

pi.set_mode(SERVO_ROTATIE_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.

pi.set_mode(SERVO_GRIJPER_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.

pi.set_mode(SERVO_VOORACHTER_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.

pi.set_mode(SERVO_HOOGLAAG_PIN, pigpio.OUTPUT) # Zet de GPIO pin als uitgang.

# Informatie over de Joystick of controller

print "Joysticks gevonden:", pygame.joystick.get_count(), "(", joystick.get_name(), ")"

print "Specs: assen:", joystick.get_numaxes(), ", knoppen:", joystick.get_numbuttons()

print "Druk op de knoppen of draai aan de assen!, druk op CTRL+C om het script te eindigen."

# Haal het aantal knoppen en assen op.

knoppen = joystick.get_numbuttons()

assen = joystick.get_numaxes()

# Een MAP functie om eenvoudig verhoudingen tussen getallen te creeren.

def arduino_map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):

return (x - in_min) * (out_max - out_min) // (in_max - in_min) + out_min

knop_ingedrukt = 0

# Zet assen die statisch zijn (bijvoorbeeld met een wieltje) in de juiste stand.

as_hooglaag = joystick.get_axis(3)

as_hooglaag_waarde = arduino_map(as_hooglaag, -1, 1, servopwm_hooglaag_graden_0, servopwm_hooglaag_graden_180)

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_HOOGLAAG_PIN, as_hooglaag_waarde)

try:

# Oneindige loop, druk op CTRL+C om het script te eindigen.

while True:

# Interrupt trigger voor PyGame.

for event in pygame.event.get():

# Er wordt een knop ingedrukt.

if event.type == pygame.JOYBUTTONDOWN:

# Loop alle beschikbare knoppen langs.

for i in range(knoppen):

# Haal de waarde van de knop op.

knop = joystick.get_button(i)

# Kijk of deze knop is ingedrukt.

if knop == 1:

# Deze knop is ingedrukt.

knop_ingedrukt = 1

as_grijper = 0.9 # Waarde voor grijper dicht

as_grijper_waarde = arduino_map(as_grijper, -1, 1, servopwm_grijper_graden_0, servopwm_grijper_graden_180)

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GRIJPER_PIN, as_grijper_waarde)

# Er wordt een knop losgelaten.

elif event.type == pygame.JOYBUTTONUP:

knop_ingedrukt = 0

as_grijper = -0.1 # Waarde voor grijper open

as_grijper_waarde = arduino_map(as_grijper, -1, 1, servopwm_grijper_graden_0, servopwm_grijper_graden_180)

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_GRIJPER_PIN, as_grijper_waarde)

# Een as wordt bewogen.

elif event.type == pygame.JOYAXISMOTION:

# Haal de waarde van de assen op.

as_rotatie = joystick.get_axis(2) # Jerk-as

as_voorachter = joystick.get_axis(1) # Voorachter-as

as_hooglaag = joystick.get_axis(3) # Hooglaag-as

# Gebruik de MAP functie om eenvoudig verhoudingen tussen getallen te creeren.

# 2.5 = 0 graden CCW / 11.5 = 180 graden CW

# De waarden met 10 vermenigvuldigen voor betere precisie.

as_rotatie_waarde = arduino_map(as_rotatie, -1, 1, servopwm_rotatie_graden_0, servopwm_rotatie_graden_180)

as_voorachter_waarde = arduino_map(as_voorachter, -1, 1, servopwm_voorachter_graden_0, servopwm_voorachter_graden_180)

as_hooglaag_waarde = arduino_map(as_hooglaag, -1, 1, servopwm_hooglaag_graden_0, servopwm_hooglaag_graden_180)

# Print de gegevens naar de console.

#print "X-Waarde:", as_voorachter, "| PWM DC waarde:", as_voorachter_waarde

sys.stdout.write("Rotatie: %d, Voorachter: %d Hooglaag: %d Knop: %d \r" % (as_rotatie_waarde, as_voorachter_waarde, as_hooglaag_waarde, knop_ingedrukt))

sys.stdout.flush()

# Pas de PWM op de GPIO aan.

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_ROTATIE_PIN, as_rotatie_waarde)

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_VOORACHTER_PIN, as_voorachter_waarde)

pi.set_servo_pulsewidth(SERVO_HOOGLAAG_PIN, as_hooglaag_waarde)

except KeyboardInterrupt:

pygame.quit()

Het resultaat:

Zoeken

EEZY Bot ARM – Aansturing via Raspberry Pi & USB Joystick