Projekt „Franz“: Einführung (Teil 1)

Nach langer Zeit veröffentlichen wir endlich unser neues Projekt:

Nämlich Franz.

Was ist Franz?

Franz ist ein sogenannter Hexapod. Das ist ein 6 Beiniger Roboter. Allerdings besitzt Franz weitere Module und Funktionen wie einen Raspberry Pi, ein Mini-Computer, der mit einem Mikrofon und einem Lautsprecher ausgestattet ist. Somit kann Franz Sprachbefehle verstehen und darauf reagieren. Außerdem besitzt Franz noch eine Pixy2 Kamera, welche er verwenden kann um Objekte oder Linien zu verfolgen, und sogar Gesichter zu erkennen. Die gesamte Software von Franz ist Open Source, sogar der Sprachassistent ist offen und funktioniert komplett offline. Außerdem ist Franz erweiterungsfähig, er kann also mit einer Vielzahl an neuen Sensoren und Aktoren ausgestattet werden um noch mehr zu können.

In diesem, und vielen weiteren Artikeln, werden wir Ihnen Franz also genauer vorstellen. Ihnen zeigen wie man Franz auf verschiedene Arten programmieren kann, und allem voran: Wie Sie Franz selber nachbauen können.

Wie genau funktioniert Franz?

Franz besteht, wie oben beschrieben aus mehreren Modulen. Diese werden wir hier jetzt genauer erläutern.

Die Hexapod-Plattform

Der Grundbau von Franz ist ein Makerfactory Hexapod. Dieser besteht aus sechs Beinen mit je drei Motoren. Somit bewegt sich Franz biologisch gesehen wie ein Käfer. Diese Plattform ist aus Stahl gefertigt, und somit sehr robust. Als Antrieb kommen Präzisions-Servos zum Einsatz mit hoher Leistung. Gesteuert wird diese Plattform durch eine eigene Platine, welche mit einem Mikrokontroller ausgestattet ist. Die Firmware dazu ist bereits vom Hersteller geschrieben worden, ist aber anpassbar, was den Start erleichtert, aber trotzdem Änderungen für fortgeschrittene zulässt.

Die Kamera (Pixy2)

Die Pixy2 Kamera ist ein kleines Modul, in welchem aber schon alles für die Erkennung von Objekten schon eingebaut und vorprogrammiert ist. Man kann die Kamera ganz einfach per Computer-Programm auf neue Objekte anlernen. Dazu muss einfach mit der Maus auf das gewünschte Objekt geklickt werden. Die Kamera bietet viele Features: Objekterkennung , Linienverfolgung, Mustererkennung, Barcodeerkennung und sogar Gesichtserkennung. Dieses kleine Modul kann dann einfach an einen Arduino angeschlossen werden, und ganz leicht programmiert werden.

Die Schnittstelle (Arduino)

Ein Arduino UNO stellt die Verbindung zwischen allen Modulen her. Dieser kommuniziert mittels einer einfach verwendbaren Library mit der Roboter Plattform. Er ist auch dafür verantwortlich in Echtzeit die Informationen der Kamera zu verarbeiten und den Roboter entsprechend zu steuern. Mit der USB Schnittstelle kommuniziert er dann noch mit dem Raspberry Pi, um Befehle anzunehmen und zu verarbeiten.

Der Raspberry Pi

Der Raspberry Pi ist ein kleiner, aber dennoch sehr leistungsstarker Computer. Auf diesem läuft der Offline Sprachassistent Rhasspy. Informationen des Assistenten werden dann in der grafischen Programmierumgebung Node-RED verarbeitet. Zudem bietet Node-RED eine Web-UI, mit der Franz ferngesteuert werden kann. Da auf diesen PC ein normales Linux Betriebssystem läuft, lassen sich auch hier, hunderte andere Dienste und Programme mit einbinden.

Was ist das Ziel von Projekt „Franz“?

Das Ziel von Projekt „Franz“ ist es, sowohl Anfängern den Einstieg in die Welt der Robotik zu erleichtern, als auch fortgeschrittenen eine Plattform zu bieten, mit der Sie experimentieren können, und neue Sachen testen. Durch die Modularität von Franz, kann sich ein Anfänger zu Beginn zum Beispiel nur den Hexapod und den Arduino kaufen, um sich langsam heran zu arbeiten. Sind einmal erste Erfahrungen gesammelt, kann man sich mit der Kamera beschäftigen, und dann auch mit dem Raspberry Pi. Somit kann man sich langsam die komplexe Welt der Robotik heran tasten. Fortgeschrittenen Entwicklern bietet Franz eine unendlich erweiterbare Plattform, um neue Module zu testen, und selber neue Module zu entwickeln. Franz ist also für jeden geeignet.

Wie geht es weiter mit Franz?

Zunächst, werden wir hier neue Beiträge zu Franz veröffentlichen um ihnen zu zeigen, wie Sie Franz selbst bauen können, wo Sie die benötigten Teile dazu her bekommen und vor allem, wie Sie selbst mit den verschiedenen Modulen von Franz programmieren können.

Wir werden nach und nach die Gesamte Hard- und Software hier vorstellen, und ihnen erklären wie Sie funktioniert.

Nachdem dann alles auf dem neusten Stand ist, werden wir das Projekt weiterführen. Franz soll zum Beispiel mit Scratch, einer Programmiersprache ohne Code für Anfänger und sogar Kinder, kompatibel werden. Es werden auch neue Funktionen von unserer Seite hinzugefügt werden, welche Sie dann ohne aufwand nutzen können.

Wir hoffen diese kleinen Einführung konnte Ihnen schon mal einen kleinen Überblick über das gesamte Projekt verleihen. Lesen Sie also auch unsere anderen Artikel über Franz, sobald diese online sind.

Mit freundlichen Grüßen, Ihr EOA-electronics Team.