Animatronic Workbench

Open Source Software für animatronische Figuren

Bei meinen bisherigen Animatronik-Projekten hatte ich immer viel Spaß mit der Hardware, dann allerdings in die Programmierung der Bewegungen nicht mehr so viel Elan gesteckt. Das ist eigentlich schade, da es ja gerade die Bewegungen sind, die die Figuren lebendig machen. Ein Grund lag darin, dass es eben wirklich Programmierung ist, d.h. jede Bewegung in Programmcode geschrieben werden musste. Das ist recht mühsam, wirkt im Ergebnis oft abgehackt und muss zum Ausprobieren immer wieder neu kompiliert und gestartet werden.

Aus diesem Grund habe ich die Software "Animatronic Workbench" (AWB) entwickelt, die auf GitHub als Open Source herunter geladen werden kann. Damit kann man die Bewegungen von animatronischen Figuren ohne Programmierkenntnisse am Bildschirm erstellen. Der ersten praktischen Einsatz hatte die Software bei meinem animatronischen Grogu:

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Erste Schritte + Dokumentation

In der Dokumentation zur Animatronic WorkBench findest Du eine Anleitung, wie Du die Software installierst und ein erstes Projekt anlegst.

Dort kann man auch die unterstützte Hardware und die FAQ finden.

Außerdem gibt es eine Anleitung zur Erstellung von Timelines und zum Export des Projekts für ESP32 Mikrocontroller.

Projektstatus

Versions-Historie anzeigen

Roadmap

• Windows-App
• Timeline-Editor
• ESP32-Client
• Steuerung per Midi-Controller
• Steuerung per Maus / Tastatur (ohne zwingenden Midi-Controller)
• Servos in Timeline einbinden
• Live-Modus
• Speichern der Bewegungen im Mikrocontroller
• Autonomer Modus
• Web-Interface für den Client
• STS serielle Servos ansteuern
• SCS serielle Servos ansteuern
• PWM Servos ansteuern
• Wifi Handfernbedienung unterstützen
• Sound / Sprache in Timeline einbinden
• Projekt-Konfigurator statt manueller Bearbeitung der JSON-Dateien
• "Hardware.h" automatisch aus Projekt-Konfigurator generieren
• RGB-LEDs einbinden
• Custom Code im ESP32-Client ermöglichen
• LX serielle Servos ansteuern
• ausführliche Anleitung
• Video-Tutorial
• UnDo Funktion im Editor

Timeline Editor

Kern der App "AWB Studio" ist der Timeline-Editor. Hier können die Bewegungen der einzelnen Servos in Szenen über eine Zeitleiste gestaltet werden. Die Bedienung ist dabei intuitiv und ähnelt der Bedienung von Videoschnitt-Programmen.

Eine einzelne Szene wird unter einem Namen abgespeichert und kann einem Status wie zum Beispiel "Idle", "Sleep" oder "Talk" zugeordnet werden.

Live Control vs. Autonome Speicherung der Bewegungen im Mikrocontroller

Während der Bearbeitung können die Veränderungen direkt per USB oder WLAN an die animatronische Figur übermittelt werden. Dadurch kann man die Anpassungen im Editor live an der Figur mitverfolgen.

Anschließend können die Bewegungsabläufe fest in den Mikrocontroller gespeichert werden, so dass die Figur sich komplett ohne angeschlossenen Computer autonom bewegen kann und dazu nur noch einen Stromanschluss benötigt.

Mit dem (optionalen) Wahlschalter kann ein Status (wie "Idle", "Sleep" oder "Talk") am Mikrocontroller ausgewählt werden, der dann (nur) die dazu passenden Bewegungen abspielt.

Eingabe Controller

Als Eingabegerät verwendet die Software Midi-Mischpult-Controller, die man per USB anschließen kann und die es schon für unter 100 Euro zu kaufen gibt. Mit diesen Controllern kann man sich durch die Timeline der jeweiligen Animation bewegen und haptisch durch Dreh- oder Schieberegler die Drehungen der Servos steuern.

Durch den Rückkanal einiger Mischpult-Modelle kann man sogar die aktuelle Position der Servos am Regler ablesen, wenn die Timeline im Playback Modus abspielt. Ist die animatronische Figur zu diesem Zeitpunkt per USB-Kabel mit dem Computer verbunden, wird die Bewegung auch live an der Figur ausgeführt.

Web-Interface für den Client

Der ESP32 Client-Mikrocontroller spannt ein kleines, eigenes WLAN auf, über welches man sich mit einem Smartphone oder Tablet verbinden kann. Über eine lokale Website kann dort der Zustand der Servos (inklusive Temperatur, Belastung etc.) abgelesen werden und auch Bewegungen gestartet werden. Das ist besonders praktisch, wenn die animatronische Figur nicht mehr am Computer angeschlossen ist, sondern z.B. bereits auf einer Bühne oder in einem Schaufenster steht.

Zum Projekt gibt es auch ein kurzes YouTube-Interview von der MakerFaire 2023:

https://youtu.be/uIglKsgBKBA