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.
