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uhr2 [2019/07/14 16:23]
Michael Metzger [4.0 Raspbian]
uhr2 [2019/08/22 18:11] (aktuell)
Michael Metzger [Image Datei entpacken]
Zeile 3: Zeile 3:
 UHR² universal humanoid robot\\ UHR² universal humanoid robot\\
  
-α-Revision 0.005\\ +α-Revision 0.007\\ 
-06.03.2019 © Michael Metzger\\+23.08.2019 © Michael Metzger\\
 \\ \\
-WICHTIG: Dieses Handbuch unterliegt laufend Erweiterungen und Änderungen (siehe Datum und Revisionsnummer) es ist derzeit noch eher eine Projektübersicht als eine Nachbauanleitung. Jeder von mir dokumentierte Fortschritt und/oder Änderung wurde durch Erprobung und Tests von mir selbst verifiziert. Möglicherweise funktionieren manche Beschreibungen,​ Teile oder Geräte trotzdem nicht wie erwartet oder auch gar nicht, vielleicht gibt es auch bessere Lösungen. Eine Haftung für die Angaben kann in keinster Weise aus dieser Dokumentation abgeleitet werden, ein Nachbau erfolgt daher auf eigene Gefahr und eigenes Risiko.+<note warning>​ 
 +**WICHTIG:** Dieses Handbuch unterliegt laufend Erweiterungen und Änderungen (siehe Datum und Revisionsnummer) es ist derzeit noch eher eine Projektübersicht als eine Nachbauanleitung. Jeder von mir dokumentierte Fortschritt und/oder Änderung wurde durch Erprobung und Tests von mir selbst verifiziert. Möglicherweise funktionieren manche Beschreibungen,​ Teile oder Geräte trotzdem nicht wie erwartet oder auch gar nicht, vielleicht gibt es auch bessere Lösungen. Eine Haftung für die Angaben kann in keinster Weise aus dieser Dokumentation abgeleitet werden. **Ein Nachbau erfolgt daher auf eigene Gefahr und eigenes Risiko!** 
 +</​note>​
 ===== Vorwort ===== ===== Vorwort =====
 UHR² ein Roboter zum Selbstbauen.\\ UHR² ein Roboter zum Selbstbauen.\\
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 UHR² der Roboter zum Selberbauen,​ ein Projekt getragen vom Open Source Gedanken der einen einfachen Zugang zur Robotertechnik bringt! Einfach und kostengünstig war und  ist bei der Entwicklung des Projektes die Basis. Daher kommen bei der Entwicklung meist Open Source Programme zum Einsatz, wo das nicht möglich ist bleibt der Fokus  zumindest kotenlose bzw. kostengünstige Software. Auch Hardwareteile sind Eigenkonstruktionen aus bzw. genormte Standardteile wie Schrauben, Muttern usw. Im Bereich der Elektronik und Steuerung kommen Fertigkomponenten wie der RapberryPi3,​ der Arduino UNO und Modellbauservos. Auch einige Hacks sind dabei wie zum Beispiel die Motoren aus einem IKEA Akkuschrauber. Alles im allem Teile die leicht und günstig zu beschaffen sind.\\ UHR² der Roboter zum Selberbauen,​ ein Projekt getragen vom Open Source Gedanken der einen einfachen Zugang zur Robotertechnik bringt! Einfach und kostengünstig war und  ist bei der Entwicklung des Projektes die Basis. Daher kommen bei der Entwicklung meist Open Source Programme zum Einsatz, wo das nicht möglich ist bleibt der Fokus  zumindest kotenlose bzw. kostengünstige Software. Auch Hardwareteile sind Eigenkonstruktionen aus bzw. genormte Standardteile wie Schrauben, Muttern usw. Im Bereich der Elektronik und Steuerung kommen Fertigkomponenten wie der RapberryPi3,​ der Arduino UNO und Modellbauservos. Auch einige Hacks sind dabei wie zum Beispiel die Motoren aus einem IKEA Akkuschrauber. Alles im allem Teile die leicht und günstig zu beschaffen sind.\\
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-Da das Projekt auch einer ständigen Weiterentwicklung unterliegt ist eine genaue Baudokumentation von zentraler Bedeutung. Daher werden genaue Vorgehensweisen befolgt ​ um eine Dokumentation der durchgeführten Veränderungen nachvollziehen zu können und die Kompatibilität der Bauteile und Software im höchsten Maße sicherzustellen. Die  Bauanleitung auf www.roboterfabrik.at in der Rubrik "UHR² Handbuch"​ wird diesbezüglich am aktuellen Stand gehalten und sofern man sich an diese Anleitung hält wird der Nachbau des Roboters gelingen. \\+Da das Projekt auch einer ständigen Weiterentwicklung unterliegt ist eine genaue Baudokumentation von zentraler Bedeutung. Daher werden genaue Vorgehensweisen befolgt um eine Dokumentation der durchgeführten Veränderungen nachvollziehen zu können und die Kompatibilität der Bauteile und Software im höchsten Maße sicherzustellen. Die  Bauanleitung auf www.roboterfabrik.at in der Rubrik "UHR² Handbuch"​ wird diesbezüglich am aktuellen Stand gehalten und sofern man sich an diese Anleitung hält wird der Nachbau des Roboters gelingen. \\
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 Die Bauanleitung versteht sich als "​Schritt für Schritt"​ Anleitung und ist so aufgebaut das eine gewisse Lernkurve vorhanden ist damit gelingt der Bau auch  handwerklich weniger geübten Personen. Auch kostenmäßig ist der Einstieg günstig und erst mit zunehmender Komplexität steigt auch der finanzielle Aufwand.\\ Die Bauanleitung versteht sich als "​Schritt für Schritt"​ Anleitung und ist so aufgebaut das eine gewisse Lernkurve vorhanden ist damit gelingt der Bau auch  handwerklich weniger geübten Personen. Auch kostenmäßig ist der Einstieg günstig und erst mit zunehmender Komplexität steigt auch der finanzielle Aufwand.\\
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 Der mechanische Aufbau erfolgt in einer Mischbauweise aus Holzleisten uns 3D Teilen, die erforderlichen Teile sind für die jeweilige Baugruppe mit Bezugsquellen und  Preisen angegeben. Es gibt zur Übersicht auch eine komplette Einkaufsliste mit allen Teilen die zu beschaffen sind. PLA Kunststoff wurde einerseits aus Gewichtsgründen, ​ andererseits aus Kostengründen gewählt. Die 3D Druckteile garantieren eine absolute Flexibilität in der Konstruktion bezüglich des Designs und der Anpassungsfähigkeit. Der mechanische Aufbau erfolgt in einer Mischbauweise aus Holzleisten uns 3D Teilen, die erforderlichen Teile sind für die jeweilige Baugruppe mit Bezugsquellen und  Preisen angegeben. Es gibt zur Übersicht auch eine komplette Einkaufsliste mit allen Teilen die zu beschaffen sind. PLA Kunststoff wurde einerseits aus Gewichtsgründen, ​ andererseits aus Kostengründen gewählt. Die 3D Druckteile garantieren eine absolute Flexibilität in der Konstruktion bezüglich des Designs und der Anpassungsfähigkeit.
-Ein eigener 3D Drucker ist nicht unbedingt notwendig da man die Teile bei entsprechenden Dienstleistern drucken lassen kann bzw. sich vielleicht auch jemand in der  Community findet der die Teile produziert. Sollte ein eigener 3D Drucker vorhanden sein empfiehlt sich ein Modell mit dem Teile mit den Abmaßen 200 x 200 x 200 mm.+Ein eigener 3D Drucker ist nicht unbedingt notwendig da man die Teile bei entsprechenden Dienstleistern drucken lassen kann bzw. sich vielleicht auch jemand in der Community findet der die Teile produziert. Sollte ein eigener 3D Drucker vorhanden sein empfiehlt sich ein Modell mit dem Teile mit den Abmaßen 200 x 200 x 200 mm.
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 Damit die Kosten für den (Nach)Bau eines solchen Roboters überschaubar bleiben steht die Funktionalität an erster Stelle, das Design orientiert sich daher vorrangig an der Funktion und nicht am Aussehen! Oftmals können auch, mit geringen Abänderungen,​ ähnliche Teile verbaut werden. Dies wird aber nur empfohlen wenn ein dementsprechendes Wissen vorhanden ist, ansonsten empfiehlt sich die Bauanleitung penibel einzuhalten. Vorschläge zur Verbesserung oder Änderung von Hard- und Software sind natürlich willkommen und werden, sofern sie eine Vereinfachung darstellen, in die laufende Dokumentation übernommen. Damit die Kosten für den (Nach)Bau eines solchen Roboters überschaubar bleiben steht die Funktionalität an erster Stelle, das Design orientiert sich daher vorrangig an der Funktion und nicht am Aussehen! Oftmals können auch, mit geringen Abänderungen,​ ähnliche Teile verbaut werden. Dies wird aber nur empfohlen wenn ein dementsprechendes Wissen vorhanden ist, ansonsten empfiehlt sich die Bauanleitung penibel einzuhalten. Vorschläge zur Verbesserung oder Änderung von Hard- und Software sind natürlich willkommen und werden, sofern sie eine Vereinfachung darstellen, in die laufende Dokumentation übernommen.
  
  
-===== Verhaltenskodex ​=====+ 
 +<note important>​ 
 +** Verhaltenskodex ​** \\
 Entwickler des UHR² Open-Source-Roboters bekennen sich einheitlich zu einem Code of Conduct, um zu gewährleisten,​ dass jeder Einzelne gewisse Regeln in der Verantwortlichkeit und Zuverlässigkeit seiner Arbeiten befolgt. Dies vor allem deswegen notwendig, da sich die meisten Entwickler nie in ihrem Leben gesehen haben oder sehen werden.\\ Entwickler des UHR² Open-Source-Roboters bekennen sich einheitlich zu einem Code of Conduct, um zu gewährleisten,​ dass jeder Einzelne gewisse Regeln in der Verantwortlichkeit und Zuverlässigkeit seiner Arbeiten befolgt. Dies vor allem deswegen notwendig, da sich die meisten Entwickler nie in ihrem Leben gesehen haben oder sehen werden.\\
-\\ 
-**Verhaltenskodex**\\ 
-Version 1.0 wurde am 05. August 2018 ratifiziert.\\ 
-Das Projekt, die Hersteller des Systems, haben einen Verhaltenskodex für die Teilnehmer aller Kommunikationsformen innerhalb des Projekts verabschiedet. \\ 
 \\ \\
 **Sei höflich** \\ **Sei höflich** \\
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 \\ \\
 **Glaube an die gute Absicht** \\ **Glaube an die gute Absicht** \\
-Beitragende haben viele Möglichkeiten,​ unser gemeinsames Ziel eines kostenlosen Robotersystems zu unterstützen. Durch verschiedenen Voraussetzungen können sich unterschiedliche Möglichkeiten ergeben. Viele unserer Mitwirkenden haben nicht Englisch als Muttersprache oder unterschiedliche kulturelle Hintergründe.\\+Beitragende haben viele Möglichkeiten,​ unser gemeinsames Ziel eines kostenlosen Robotersystems zu unterstützen. Durch verschiedenen Voraussetzungen können sich unterschiedliche Möglichkeiten ergeben. Viele unserer Mitwirkenden haben nicht Deutsch (bzw. Englischals Muttersprache oder unterschiedliche kulturelle Hintergründe.\\
 \\ \\
 **Sei kollaborativ** \\ **Sei kollaborativ** \\
 In einem großen und komplexen Projekt gibt es immer etwas zu lernen. Es ist gut, um Hilfe zu bitten, wenn Sie es brauchen. Ebenso sollten Hilfsangebote im Zusammenhang mit unserem gemeinsamen Ziel, das Projekt zu verbessern, gesehen werden. Wenn du etwas für das Projekt machst, sei bereit, anderen zu erklären, wie es funktioniert,​ damit sie auf Ihrer Arbeit aufbauen können, um es noch besser zu machen. In einem großen und komplexen Projekt gibt es immer etwas zu lernen. Es ist gut, um Hilfe zu bitten, wenn Sie es brauchen. Ebenso sollten Hilfsangebote im Zusammenhang mit unserem gemeinsamen Ziel, das Projekt zu verbessern, gesehen werden. Wenn du etwas für das Projekt machst, sei bereit, anderen zu erklären, wie es funktioniert,​ damit sie auf Ihrer Arbeit aufbauen können, um es noch besser zu machen.
-Fasse dich sich kurz \\+Fasse dich kurz\\
 Denken daran, dass das, was Du schreibst, von hunderten Personen gelesen wird. Durch das Schreiben kurzer Beiträge können die Teilnehmer die Konversation so effizient wie möglich verstehen. Wenn eine ausführliche Erläuterung erforderlich ist, solltest Du eine Zusammenfassung hinzufügen.\\ Denken daran, dass das, was Du schreibst, von hunderten Personen gelesen wird. Durch das Schreiben kurzer Beiträge können die Teilnehmer die Konversation so effizient wie möglich verstehen. Wenn eine ausführliche Erläuterung erforderlich ist, solltest Du eine Zusammenfassung hinzufügen.\\
 Versuche, einer Konversation neue Argumente hinzuzufügen,​ sodass jeder Beitrag dem Thread einen eindeutigen Wert hinzufügt. Beachten dabei, dass der Rest des Threads weiterhin die anderen Nachrichten mit bereits vorgenommenen Argumenten enthält. Bleibe beim Thema, immer aber besonders in Diskussionen,​ die bereits ziemlich groß sind.\\ Versuche, einer Konversation neue Argumente hinzuzufügen,​ sodass jeder Beitrag dem Thread einen eindeutigen Wert hinzufügt. Beachten dabei, dass der Rest des Threads weiterhin die anderen Nachrichten mit bereits vorgenommenen Argumenten enthält. Bleibe beim Thema, immer aber besonders in Diskussionen,​ die bereits ziemlich groß sind.\\
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 \\ \\
 Ernste oder hartnäckige User die gegen diesen Verhaltenskodex verstoßen, werden vorübergehend oder dauerhaft daran gehindert, über unsere Systeme zu kommunizieren. Beschwerden sollten (privat) an die Administratoren des betreffenden Kommunikationsforums gerichtet werden. Kontaktinformationen von den Administratoren finden Sie auf der Seite zur Organisationsstruktur. Ernste oder hartnäckige User die gegen diesen Verhaltenskodex verstoßen, werden vorübergehend oder dauerhaft daran gehindert, über unsere Systeme zu kommunizieren. Beschwerden sollten (privat) an die Administratoren des betreffenden Kommunikationsforums gerichtet werden. Kontaktinformationen von den Administratoren finden Sie auf der Seite zur Organisationsstruktur.
 +Version 1.0 wurde am 05. August 2018 ratifiziert.\\
 +\\
 +Das Projekt, die Hersteller des Systems, haben einen Verhaltenskodex für die Teilnehmer aller Kommunikationsformen innerhalb des Projekts verabschiedet.\\
 +</​note>​
 ===== Robotergesetze ===== ===== Robotergesetze =====
-Die Asimov’schen Gesetze lauten:\\+**Die Asimov’schen Gesetze lauten:**\\
 1.Ein Roboter darf kein menschliches Wesen (wissentlich) verletzen oder durch Untätigkeit (wissentlich) zulassen, dass einem menschlichen Wesen Schaden zugefügt wird.\\ 1.Ein Roboter darf kein menschliches Wesen (wissentlich) verletzen oder durch Untätigkeit (wissentlich) zulassen, dass einem menschlichen Wesen Schaden zugefügt wird.\\
 2.Ein Roboter muss den ihm von einem Menschen gegebenen Befehlen gehorchen – es sei denn, ein solcher Befehl würde mit Regel eins kollidieren.\\ 2.Ein Roboter muss den ihm von einem Menschen gegebenen Befehlen gehorchen – es sei denn, ein solcher Befehl würde mit Regel eins kollidieren.\\
 3.Ein Roboter muss seine Existenz beschützen,​ solange dieser Schutz nicht mit Regel eins oder zwei kollidiert.\\ 3.Ein Roboter muss seine Existenz beschützen,​ solange dieser Schutz nicht mit Regel eins oder zwei kollidiert.\\
 +
 +===== 0 Vorbereitung =====
 +Um eine gleiche Ausgangsbasis zu haben, wird in dem Projekt ein Raspberry Pi 4 (Modell B) als Entwicklungssystem eingesetzt. Ich habe mich für Version mit 4GB Arbeitsspeicher entschieden,​ es kann natürlich auch die Version 1GB oder 2GB verwendet werden.\\
 +Am Raspberry Pi 4 können zwei 4K Monitore angeschlossen werden, da macht das arbeiten gleich doppelt soviel Spaß!\\
 +{{:​uhr2:​raspberry4_002.png?​200|Foto:​ www.roboterfabrik.at}}{{:​uhr2:​raspberry4_001.png?​200|Foto:​ www.roboterfabrik.at}} Bilder anklicken zum Vergrößern\\
 +====  Raspberry 4 ====
 +**Technische Daten des Raspberry 4 Modell B**\\
 +64 bit Quad-Core Cortex a72 Prozessor\\
 +4 GB RAM\\
 +2 Micro (D) HDMI Ports\\
 +2 USB 3.0 Ports\\
 +2 USB 2.0 Ports\\
 +Gigabit Ethernet Port\\
 +802.11b/​g/​n/​ac wireless\\
 +Bluetooth 5.0\\
 +
 +Auf diesem Microcomputer werden sämtliche Programmierarbeiten erledigt und danach in den Roboter übertragen. Er dient auch als Steuereinheit um den Roboter aus der Ferne bedienen zu können.\\
 +Installation ohne Tastatur und Monitor
 +Headless Raspberry Pi Setup unter Windows 10
 +Den Raspberry Pi 4 für den SSH-Zugriff über LAN unter Windows 10 einrichten
 +
 +Übertragen des Raspbian Linux Betriebssystems auf die Mini SD Karte unter Windows 10
 +
 +==== Raspbian Buster ====
 +**Download Raspbian Buster with Desktop**\\
 +Image with Desktop based on Debian Buster\\
 +Version: **Juli 2019**\\
 +Release date: **2019-07-10**\\
 +Kernel Version: **4.19**\\
 +Size: **1149 MB**
 +
 +Downloadseite:​ [[https://​www.raspberrypi.org/​downloads/​raspbian/​]] \\
 +Direkt-Downloadlink:​[[https://​downloads.raspberrypi.org/​raspbian_latest]]\\
 +\\
 +
 +==== Image Datei entpacken ====
 +**Die heruntergeladene Image Datei 2019-07-10-raspbian-buster.zip mit der PowerShell entpacken:​**\\
 +Drücken Sie gleichzeitig auf die Tasten <​key>​Windows</​key>​ und <​key>​R</​key>,​ sodass sich der Befehl "​Ausführen"​ öffnet.\\
 +Geben Sie hier "​powershell"​ ein und bestätigen Sie mit <​key>​OK</​key>​.\\
 +<​code>​
 +Expand-Archive -Force C:​\Users\mike\Downloads\2019-07-10-raspbian-buster.zip ​ C:​\Users\mike\Downloads
 +</​code>​
 +Die verwendete Hardware für das Enwicklungssystem:​\\
 +^ Einkaufsliste Entwicklungssystem||||||
 +^ Stück ^ Bezeichnung ^ Beschreibung ^ Hersteller ^ Richtpreis ^ Lieferanten ^
 +^ 1 |Raspberry Pi 4|-|-|-|-|
 +^ 1 |Netzgerät|-|-|-|-|
 +^ 1 |SD Karte|-|-|-|-|
 +^ 1 |Gehäuse|-|-|-|-|
 +^ 1 |Tastatur|-|-|-|-|
 +^ 1 |Maus|-|-|-|-|
 +
 +
 ===== 1 Hardware ===== ===== 1 Hardware =====
    
Zeile 238: Zeile 295:
 Diese Überprüfung erfolgt direkt in der Konsole im Downloadordner bevor die ZIP Datei entpackt wird. Diese Überprüfung erfolgt direkt in der Konsole im Downloadordner bevor die ZIP Datei entpackt wird.
 <​code>​ <​code>​
-sha256sum 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip+mike@linux:sha256sum 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip
 </​code>​ </​code>​
 {{:​uhr2:​raspian002.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}} {{:​uhr2:​raspian002.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}}
Zeile 246: Zeile 303:
 Die gezippte Linux Image-Datei - 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip - entpackt\\ Die gezippte Linux Image-Datei - 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip - entpackt\\
 <​code>​ <​code>​
-unzip 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip+mike@linux:unzip 2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip
 </​code>​ </​code>​
 {{:​uhr2:​raspian003.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}} {{:​uhr2:​raspian003.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}}
Zeile 258: Zeile 315:
 Laufwerk in dem die micro-SD-Karte eingelegt wurde auswählen.\\ Laufwerk in dem die micro-SD-Karte eingelegt wurde auswählen.\\
 <​code>​ <​code>​
-df -h+mike@linux:df -h
 </​code>​ </​code>​
 {{:​uhr2:​raspian005.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}}\\ {{:​uhr2:​raspian005.png|Foto:​ www.roboterfabrik.at}}\\
Zeile 266: Zeile 323:
 Das Laufwerk mit der micro-SD-Speicherkarte muss ausgehängt sein (unmounted) sein. Das Laufwerk mit der micro-SD-Speicherkarte muss ausgehängt sein (unmounted) sein.
 <​code>​ <​code>​
-umount /dev/sdd1+mike@linux:umount /dev/sdd1 
 +</​code>​ 
 +\\ 
 +Raspbian-Image mit dd übertragen:​ 
 +<​Code>​ 
 +mike@linux:​~/​Downloads$ sudo dd bs=4M if=2019-07-10-raspbian-buster-lite.zip of=/dev/sdb
 </​code>​ </​code>​
  
Zeile 400: Zeile 462:
    
 === 8.6 Links === === 8.6 Links ===
 +
 +=== 8.7 Archiv UHR¹ ===
 +{{:​uhr1:​uhr1.png |Foto: www.roboterfabrik.at}}
 +<​note>​
 +WICHTIG: UHR¹ - Dieses Projekt **diente** der Grundlagenforschung und die Erkenntnisse sind in das UHR² Roboterprojekt eingeflossen.
 +</​note>​
  
uhr2.1563114198.txt.gz · Zuletzt geändert: 2019/07/14 16:23 von Michael Metzger