AI ไม่ใช่ส่วนที่ยากที่สุดของรถคันนี้

Source ระบุว่า Keras Model ที่ Train จาก 17,521 Recorded Frames Converge ได้ภายในช่วงบ่ายบน Laptop CPU

แต่สิ่งที่กินเวลาหลายวันกลับเป็น Integration รอบนอก เช่น:

• Motor ไม่หมุนเพราะใช้ Pin Map ของ Infineon Board คนละรุ่น
• ล้อแค่กระตุกเพราะ Throttle ที่ดูเหมาะสมจริง ๆ แปลงเป็น Duty ต่ำมาก
• Web Joystick ถูก Controller Part อีกตัวเขียนค่า 0 ทับทุก Loop
• Software Guide เก่าใช้ Package ที่ Bookworm ไม่มีแล้ว
• รถยังถือคำสั่ง Speed ล่าสุดต่อไป แม้ Raspberry Pi หรือ Python หยุดทำงาน

จาก V1 ถึง V4.X เปลี่ยนอะไร?

Architecture: Raspberry Pi คิด แต่ XMC1100 เป็นคนขยับรถ

Source ระบุ Drive Loop ที่: 20 Hz หรือประมาณหนึ่งรอบทุก 50 ms

การแบ่งหน้าที่แบบนี้ตั้งใจให้ Linux / Python ทำงานที่ต้องใช้ Image Processing และ Floating-point Compute ส่วน MCU ที่ไม่มี Operating System รับผิดชอบ Layer ที่ต้องหยุด Motor ให้ได้เมื่อ Command หาย

ไม่มี PCA9685 แล้วทำไม Donkey Car ยังเห็น PCA9685?

จุดนี้ทำให้หลายคนสับสน: Configuration ของ Donkey Car ยังมีชื่ออย่าง PCA9685.1:40.0 และ PCA9685.1:40.1 แต่รถคันนี้ไม่มี PCA9685 Board จริง

XMC1100 ตอบที่ I2C Address: 0x40 และยอมรับ Register Writes ใน Format ที่ Donkey Car ปกติใช้กับ PCA9685

ทำให้ Software ฝั่ง Raspberry Pi ใช้ Standard PWM_STEERING_THROTTLE ได้ตามเดิม และคำสั่งอย่าง donkey calibrate ไม่ต้องถูก Patch

Hardware หลักมีอะไรบ้าง?

Wiring และ Pin Mapping ที่ทำให้ Motor ไม่หมุนอยู่หลายวัน

I2C ระหว่าง Raspberry Pi กับ XMC1100 ใช้:

Servo Signal ใน V4.X: P0.12 / Arduino Pin 8

ส่วน Pin Mapping ของ Motor Shield ที่ผู้สร้าง Verify จาก Source Code ของ Infineon Library คือ:

Power Wiring ที่ Source ย้ำ

• Motor ต่อออกที่ OUT1 / OUT2 ของ Shield
• Battery + เข้า VBAT ผ่าน Inline Fuse
• Battery - เข้า GND ของ Shield
• Motor Battery ต้องเข้าที่ Screw Terminal ไม่ผ่าน XMC Header
• Raspberry Pi ใช้ 5V USB-C Supply ของตัวเอง
• Pi GPIO รับได้ 3.3V เท่านั้น และ Source แนะนำให้วัด SDA/SCL ก่อนต่อครั้งแรก

Watchdog 500 ms: ถ้า Raspberry Pi หาย รถต้องหยุด

V4.X เพิ่ม Watchdog ไว้ใน Firmware ของ XMC1100 ไม่ใช่ใน Python

Donkey Car ส่ง Steering / Throttle ทุกประมาณ 50 ms ที่ Drive Loop 20 Hz ส่วน Watchdog ให้ Timeout ที่: 500 ms

ถ้าไม่มี Complete Steering หรือ Throttle Value เข้ามาภายในช่วงดังกล่าว:

• Motor ถูกสั่ง Brake
• Steering ถูกสั่งกลับ Centre ที่ค่าที่ Calibrate ไว้
• เมื่อ Command กลับมา Normal Control Resume ได้โดยไม่ต้อง Reset

const unsigned long CMD_TIMEOUT_MS = 500;  // Donkey Car writes every 50 ms at 20 Hz
const int SERVO_CENTRE_POS = -100;         // calibrated centre pulse 500, minus 600
volatile unsigned long lastCmdMs = 0;

void loop() {
  noInterrupts();
  unsigned long sinceCmdMs = millis() - lastCmdMs;
  interrupts();

  if (sinceCmdMs > CMD_TIMEOUT_MS) {
    if (!watchdogTripped) {
      Serial.println("watchdog: no commands, motor stopped");
      watchdogTripped = true;
    }

    btn_motor_control.set_speed(0);      // brake
    servoMove(servo, SERVO_CENTRE_POS);  // centre
    delay(20);
    return;
  }

  watchdogTripped = false;
  // ... normal servo and motor control
}

Software Stack ที่ใช้จริงใน V4.X

Source มีข้อมูล OS สองจุดที่ไม่ตรงกันทั้งหมด: รายการ Things Used ด้านบนพูดถึง Raspbian Lite 32-bit แต่ขั้นตอน Build V4.X ที่ผู้สร้างทดสอบจริงใช้:

• Raspberry Pi OS Bookworm 64-bit
• Python 3.11.2 ตาม Environment ที่ Source ระบุ
• Donkey Car 5.3.0
• Picamera2 / Bookworm Camera Stack

Package รุ่นเก่าบางชื่อใช้ไม่ได้แล้วบน Bookworm เช่น:

• python3-picamera → ใช้ python3-picamera2
• libtiff5-dev → ใช้ libtiff-dev
• libhdf5-serial-dev → ใช้ libhdf5-dev

เช็ก Camera และ I2C ก่อนตั้งค่า Donkey Car

ก่อนเริ่ม Calibration Source แนะนำให้ Verify Hardware สองจุดหลัก

Camera

ใช้: rpicam-hello --list-cameras

หากไม่มี Camera Source ให้ Shutdown ก่อนตรวจและเสียบ CSI Ribbon ใหม่

I2C

ใช้: i2cdetect -y 1

ถ้า XMC1100 Flash Firmware แล้วและมี Power ควรเห็น: 40 บน I2C Grid

Calibration: ทำไม Throttle ดูเยอะแต่ล้อแค่สั่น?

Firmware Mapping สำหรับ Throttle ใน Build นี้คือ:

speed = pulse - 255

แล้วส่ง:

set_speed(speed × 0.4)

ตัวอย่างที่ผู้สร้างแกะย้อนจาก Firmware: Pulse 300 ให้ค่า Duty ประมาณ: 7%

ผลคือ Motor อาจเพียง Buzz หรือสั่น แต่ไม่สามารถเอาชนะแรงเสียดทานและ Cogging ได้

ผู้สร้างยังพบ Hard Ceiling ใกล้ Pulse 894 จาก 8-bit Overflow จึงเตือนให้ Keep Forward ต่ำกว่าประมาณ 890 ใน Firmware Mapping ชุดนี้

Steering Centre ต้องอยู่ตรงกลางของ Left / Right

Donkey Car Map Steering แบบ Linear ระหว่าง Left และ Right และใช้ Midpoint ของสองค่านี้เป็น Centre

แม้ผู้สร้างวัด Physical Limit ได้ 250 / 900 แต่ Midpoint จะกลายเป็น 575 ซึ่งไม่ตรงกับ Straight-ahead ที่วัดได้ 500

จึงใช้: 250 / 750 เพื่อให้ Midpoint อยู่ที่ 500 แม้ต้องยอมเสีย Right Lock บางส่วน

Dataset 17,521 Records: รถเรียนจากสิ่งที่เราขับให้ดู

Source แนะนำ Dataset ประมาณ: 10,000–20,000 Records

Build นี้ใช้:

• 17,521 Records
• 4 Recording Sessions
• Track ที่มีขอบชัด
• Lighting ที่สม่ำเสมอ
• การขับแบบ Smooth และ Centred

ดังนั้น Source แนะนำให้หยุด Recording ก่อน Crash หรือก่อนยกรถมา Reposition

Training Model: 39 Epochs และ Validation Loss 0.0906

Training ทำบน PC ไม่ใช่บน Raspberry Pi

Build ใช้:

• Python 3.11
• Donkey Car 5.3.0
• TensorFlow 2.15
• KerasLinear Model
• 80/20 Train / Validation Split
• Early Stopping Patience 5

ผู้สร้างตีความ Model นี้ว่า: “usable first model, not a precise one”

Deploy AI แบบทีละขั้น ไม่เปิด Full Auto ตั้งแต่ครั้งแรก

Raspberry Pi ใช้: mypilot.tflite ไม่ใช่ไฟล์ H5 สำหรับ Inference บนรถ

Source แนะนำ Hand Control ไปทีละ Stage:

1. Wheels off the ground + Auto Steer
   ขยับรถด้วยมือให้ Camera เห็น Track และดูว่าล้อเลี้ยวตามทิศที่ควรหรือไม่
2. บน Track + Auto Steer
   ให้ Model เลี้ยว แต่คนยังควบคุม Throttle
3. Full Auto
   ใช้เมื่อ Auto Steer Reliable แล้วเท่านั้น

อะไร Verify แล้ว และอะไรยังไม่?

Troubleshooting ที่ผู้สร้างเจอจริง

รถเห็น Track ได้ แต่ยังไม่รู้ Speed ตัวเอง

Source ระบุว่า V4.X ไม่มี:

• Wheel Encoder
• IMU
• Steering Feedback

รถจึงไม่รู้ Speed จริง มันรู้เพียง Duty Cycle ที่ตัวเองสั่ง

Control เป็น Feed-forward และ Physical Environment ปิด Loop กลับผ่าน Camera ที่ 20 Hz

นั่นหมายความว่า Command เดิม อาจให้ความเร็วจริงไม่เท่ากันเมื่อ:

• พื้นเปลี่ยนจากเรียบเป็นพรม
• รถขึ้นทางลาด
• Battery Voltage ลดลง

โดยระบบปัจจุบันไม่มี Vehicle-state Sensor คอยบอกว่าความเร็วจริงเปลี่ยนไปแล้ว

Safety ก่อนให้ AI ขับ

กฎที่ผู้สร้างย้ำหลังผ่านการ Debug จริง:

• Test แรกหลังเปลี่ยน Firmware หรือ Hardware ให้ยกล้อพ้นพื้น
• Battery Lead ต้องมี Inline Fuse ตาม Build
• Motor Battery ไม่ต่อเข้า Raspberry Pi
• Power Raspberry Pi แยกจาก Motor Battery ตาม Architecture นี้
• ทำ Watchdog Stop Test ใหม่หลัง Firmware Change ก่อนปล่อยให้ Model ขับ
• อย่าเดา I2C Write หรือ Motor Command แล้วส่งเข้า Controller ขณะ Battery ต่ออยู่

Source ยังเปิด Technical Debt ที่เหลืออยู่:

• Current Sensing ต่อไว้แต่ยังไม่ได้ใช้
• ไม่มี Stall Detection
• Servo Pulse ยังใช้ delayMicroseconds
• I2C Interrupt สามารถทำให้ Servo Pulse ยืดเล็กน้อยและเกิด Steering Jitter
• Firmware ยังมี Serial.println() ใน Interrupt Handler ซึ่งผู้สร้างมองว่าเป็น Latent Risk
• 2S Battery ที่ใช้ใน Build ถูก Source ระบุว่ามีปัญหา Out-of-spec Under Load

FAQ: คำถามที่พบบ่อย

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

• Hackster.io — Autonomous Driving Car V4.X
• Autonomous Driving Car V4.X — Project Code Download