Snap davrlari telepresensiya roboti: 9 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:22

2020 yilgi dam olish kunlari biroz boshqacha. Mening oilam butun mamlakat bo'ylab tarqalgan va pandemiya tufayli biz ta'tilga yig'ila olmaymiz. Men bobo va buvilarga bizning Shukronalik bayramimizga qo'shilishlarini his qilishni xohlardim. Double 3 kabi tele -prezentatsiya roboti mukammal bo'lardi, bundan tashqari uning narxi 4000 dollarni tashkil qiladi. Men shunga o'xshash narsani ancha kam pulga qura olamanmi deb o'yladim.

Snap Circuits® RC Snap Rover®-bu elektronika bilan jihozlangan masofadan boshqariladigan rover bo'lib, u o'zgarish va tajriba uchun mo'ljallangan. Bu teleferentsiya robotining asosi bo'lish uchun to'g'ri o'lchamdir va men uni Internetdan boshqarish uchun sim bilan ulashim mumkin deb o'yladim.

Agar men planshetni roverga o'rnatgan bo'lsam, mening tantanali robotim bo'lardi, u bizning bobomiz va buvimning bayramimizda ishtirok etishiga imkon beradi! Ular bir joyda qolib ketish o'rniga, uy atrofida mustaqil ravishda ko'chib o'tishlari va turli odamlar bilan muloqot qilishlari mumkin edi. Yangilik ularni - va mening bolalarimni oddiy video qo'ng'iroqdan ko'ra ko'proq qiziqtirishi mumkin.

Men robotni Shukrona kunidan bir kun oldin ishladim va bu katta zarba bo'ldi!

Tayyor bo'lmagan elektronika va engil duradgorlik bilan siz ham telepreans robotini yasashingiz mumkin. Lehimlash shart emas!

Ta'minot:

Uskuna

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Eslatma: "Deluxe" Snap Rover bir xil qismlardan foydalanmaydi va bu qo'llanma bilan ishlamaydi. Agar sizda Deluxe Snap Rover bo'lsa, siz alohida Motor Control IC sotib olishingiz kerak bo'ladi

• Bir-biriga bog'lab qo'yiladigan ulagichlar
• Raspberry Pi Zero W yoki NodeJS bilan ishlashga qodir bo'lgan programlanadigan GPIO -larga ega boshqa qurilma
• Raspberry Pi uchun sumka (ixtiyoriy)
• GPIO Hammer Headers (ayol)
• MicroSD karta (4 Gb yoki undan katta)
• Pi-ni quvvatlantirish uchun USB batareyasi va Micro-USB kabeli
• iPad yoki boshqa planshet/telefon

• Boshqa yog'och:

  • 1 "x 48" yog'och dübel, kerakli balandlikka kesilgan
  • 2x4, taxminan. 10 "uzunlikda
  • 1/4 "x 1" x 8 "kalıplamadan 2 dona
  • 2 dona 1x1 yoki shunga o'xshash hurda, taxminan. 3 "uzunlikda
• Kichik karton quti, iPad ushlagichi sifatida xizmat qiladi
• Neylon to'qish tasmasi, taxminan. 6 '

Dasturiy ta'minot

• Roverda:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (Pi Zero W -da 14.15.1 armv6 norasmiy tuzilishi bilan sinovdan o'tgan)
  • pi-rover masofadan boshqarish dasturi

• Planshetda:

  Facetime, Zoom yoki boshqa videokonferentsaloqa dasturlari

• Kompyuteringizda:

  Ssh mijozi (o'rnatilgan Mac + Linux; Windows uchun PuTTY kabi narsalardan foydalaning)

Asboblar

• 1 dyuymli belkurak bilan burg'ulash
• Issiq yopishtiruvchi qurol
• Hammer
• Ko'rdim
• Lenta o'lchagich / o'lchagich

Foydalanuvchi uchun (bobo va buvilar va boshqalar)

Bobo yoki roverni boshqaradigan kishi quyidagilarga muhtoj bo'ladi:

Videokonferentsaloqa dasturi (FaceTime, Zoom va boshqalar) va veb -brauzer o'rnatilgan shaxsiy kompyuter

YoKI

Planshet/telefon ekranli ekranli va videokonferensaloqa dasturiga ega

YoKI

• 2 ta qurilma:

  • Telefon, planshet yoki videokonferensaloqa dasturiga ega boshqa qurilma va
  • Veb -brauzerga ega bo'lgan ikkinchi qurilma, bu birinchi qurilma video ishlatilganda brauzerni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin

1 -qadam: Uskuna tanlash

Roverni Internetdan boshqarish uchun menga kichkina kompyuter kerak edi, u ham roverni boshqarishi, ham veb -server vazifasini bajarishi mumkin edi, shunda bobosi va bobosi roverga kirishi mumkin edi. Raspberry Pi Zero W mos keladi. Bu kichik, Wi-Fi va kichik veb-serverni ishga tushirish uchun juda ko'p CPU quvvatiga ega. Bundan tashqari, bu atigi 10 dollar, bu deyarli boshqa sevimli mashg'ulotlariga qaraganda arzonroq. Men Pi + aksessuarlarini Adafruit a'zolaridan oldim.

2 -qadam: Pi: sarlavhalarini tayyorlash

O'qituvchilarning "Snap Circuits" liniyasi elektronika uchun LEGO® g'ishtlariga o'xshaydi. Ular sizga zanjirlarni lehimsiz ulash imkonini beradi va ular bolalarga nisbatan nisbatan xavfsizdir. Havaskor elektron platalar (Raspberry Pi kabi) narsalarni ulashning bir qancha usullarini taklif qiladi, lekin ularning hech biri Snap Circuits -ga mos kelmaydi.

Buning oldini olish uchun biz Pi -ga sarlavha o'rnatamiz, so'ngra maxsus "Snap to pin" o'tish simlaridan foydalanib, Pi -ni roverga lehimsiz ulang.

O'rnatish yo'riqnomasi ("pHATs uchun" deb yozilgan) yordamida bolg'acha urg'ochi boshlarini Pi -ga o'rnating. Ayol sarlavhalarini ishlatish muhim; bu bizga o'tish simlarini ulash imkonini beradi.

3 -qadam: Pi: dasturiy ta'minotni tayyorlash

Raspberry Pi o'z dasturini MicroSD kartasidan yuklaydi. Biz operatsion tizimni o'rnatamiz, keyin Pi -ni yuklaymiz va boshqa bir nechta vositalarni, shuningdek, roverni boshqarish dasturini o'rnatamiz.

1. Raspberry Pi OS Lite-ni (32-bit) SD-kartaga yuklab olish va o'rnatish uchun kompyuteringizda Raspberry Pi Imager dasturidan foydalaning.
2. Pi ni "boshsiz" rejimida klaviatura yoki ekran ishlatmasdan sozlash uchun ushbu qo'llanmadan foydalaning. Bu Pi birinchi marta ishga tushganda Wi-Fi orqali ishlaydi.
3. SSH -dagi ushbu qo'llanmadan 3+4 -qadamlarni ishlatib, Pi -da Secure Shell (ssh) protokolini yoqing. Siz "X yo'naltirish" ni sozlash haqidagi qismni e'tiborsiz qoldirishingiz mumkin. Bu sizga Internetga kirgandan keyin Pi -ga kirishga imkon beradi.
4. SD -kartani Pi -ga o'tkazing va pi -ni yuklang. Men quvvat berish uchun USB batareyasidan foydalandim, lekin bu bosqichda siz uni kompyuterdan quvvatlantirish uchun quvvat adapteri yoki Micro-USB kabelidan foydalanishingiz mumkin.
5. Pi -ning IP -manzilini toping. Siz Pi -ga ulanishingiz va keyinroq roverni boshqarishingiz kerak bo'ladi.

6. Shaxsiy kompyuteringizdan Pi -ga kiring. SSH qo'llanmasining "Mijozingizni sozlash" bo'limida batafsil ko'rsatmalar mavjud. Endi siz Pi -ga kirishingiz kerak:

   ssh pi@

7. Masofadan boshqarish pulti NodeJS deb nomlangan asbobdan foydalanadi. NodeJS -ni Pi -ga o'rnatish uchun SSH orqali quyidagi buyruqlarni bajaring:

   wget

   tar xf node-v14.15.1-linux-armv6l.tar.gz eksport PATH =/home/pi/node-v14.15.1-linux-armv6l/bin/: $ PATH

8. Endi siz Pi -da NodeJS -ni o'rnatishingiz kerak. Buni sinab ko'rish uchun yuguring

   tugun -v Bir necha soniyadan so'ng u NodeJS versiyasini chiqarishi kerak

   v14.15.1

9. Keyin biz pi-rover deb nomlangan roverni boshqarish dasturini o'rnatamiz. Bu bir necha daqiqa davom etadi:

   sudo apt-get install git

   git klon https://github.com/smagoun/pi-rover.git cd pi-rover npm o'rnatish

10. Pi -da server dasturini ishga tushiring:

    tugun index.js

    Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, siz Pi -ning IP -manzilidagi 8080 -portga o'tish orqali kompyuteringizga veb -brauzer orqali kirishingiz mumkin. Masalan, agar sizning IP -manzilingiz 192.168.1.123 bo'lsa, https://192.168.1.123:8080 ga o'ting.

11. Ctrl-C yordamida server dasturidan chiqish.

12. Pi ishga tushganda serverni ishga tushirish uchun tizim xizmat faylini o'rnating:

    sudo cp pi-rover.service/etc/systemd/system/

    sudo systemctl pi-rover.service-ni yoqadi

13. Dastur sinovdan o'tkazilgach va ishlayotganda, uni o'chiring, shunda biz Pi -ni roverga o'rnatamiz:

    sudo o'chirish -h hozir

Eslatma: Agar siz uy tarmog'ingiz tashqarisidagi boshqa odamlarga kirishga ruxsat bersangiz (masalan, Shukrona kuni o'z uyida yashaydigan bobosi), siz yo'riqchingizni umumiy IP -manzilingizdan trafikni yuborish uchun sozlashingiz kerak bo'ladi. Pi. Buning uchun qo'llab -quvvatlash uchun portni yo'naltirish qo'llanmasidan foydalaning.

4 -qadam: Rover simini ulang

Snap Rover masofadan boshqarish pultini ulash bo'yicha yo'riqnoma bilan birga keladi. Biz ularni radio qabul qilgich komponentini Pi bilan almashtirishga moslashtiramiz.

Rover qo'llanmasi bir nechta sxemalarni o'z ichiga oladi. 1 -raqamdan boshlang ("Night Rover") va hamma narsani 6 -ustunning chap tomonida yirtib tashlang. Bu erda IC boshqaruv moslamasi, dvigatelni boshqarish moslamasining kirish qismidagi (4) 1kΩ rezistorlar, slaydni almashtirgich, va simlar roverga o'tadi.

5 -qadam: Pi -ni Roverga ulang

Agar sizda Pi uchun sumka bo'lsa, lekin uni hali o'rnatmagan bo'lsangiz, hoziroq bajaring.

Pi -dagi 40pin ulagichi juda ko'p funktsiyalarni ochib beradi. Pi-ni roverga ulash uchun biz bir nechta umumiy kirish-chiqish pinlaridan (GPIO) foydalanamiz. Buni bu erda ko'rsatilganidek ulash juda muhim; noto'g'ri ulanish Pi yoki roverga zarar etkazishi mumkin.

1. Pi-dagi pinlar 1-40 gacha raqamlangan. Ular qanday joylashtirilganligini tushunish uchun pinoutni ko'rib chiqishga arziydi.

2. Dvigatelni boshqarish moslamasining kirish qismidagi rezistorlarga quyidagi 4 ta GPIO-ni ulash uchun biriktiruvchi ulagichlardan foydalaning:

   1. Pin 11 (GPIO 17) LF rezistoriga ulang
   2. 12 -pin (GPIO 18) LB rezistoriga ulang
   3. 13 -pin (GPIO 27) chastotali rezistorga ulang
   4. 15 -pin (GPIO 22) RBdagi rezistorga ulanadi
   5. Tarmoqli pinni (14-pin) Pi-dan roverdagi erga (-) ulash uchun yana bitta biriktirgichdan foydalaning. Garchi bizda 2 ta alohida quvvat manbai bo'lsa (roverda 9V, Pi USB batareyasida 5V ishlatiladi), ikkala tomoni ham elektrga ulangan va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun bizga umumiy asos kerak.

6 -qadam: Planshetni o'rnatish

Planshetni o'rnatish bir nechta raqobatbardosh ehtiyojlarni muvozanatlashni talab qiladi:

• Planshet havoda etarlicha baland bo'lishi kerak, u turg'un bolalar va kattalar bilan muloqot qila oladi.
• Rover haydash paytida ag'darilmasligi uchun etarlicha barqaror bo'lishi kerak.
• Planshet haydash paytida barqarorlik va silliq tajribani ta'minlash uchun rover markaziga iloji boricha yaqinroq joylashtirilishi kerak.
• Roverning yuqori qismi unga "Snap Circuits" dan boshqa narsalarni ulash uchun mo'ljallanmagan va uning qismlariga zarar etkazmasdan yukni yuklashning ajoyib usuli yo'q.

1 -qism: Ko'priklar qurish

Roverning yuqori qismi - elektron komponentlarini mahkamlash uchun mo'ljallangan zarbalari bo'lgan plastik panjara. Yukni to'g'ridan -to'g'ri tarmoqqa joylashtirish barqaror bo'lmaydi va tarmoqqa zarar etkazishi mumkin. Men panjara ustidagi tepaliklar orasiga o'rnatiladigan tayanchlar bilan tayanch ustidan ko'prik qurishni tanladim. Ko'prik + dublonni rover korpusiga mahkamlash uchun men neylon tasma ishlatardim.

1. Taxminan 2x4 dan 10 dyuymgacha bo'lgan uzunlikni kesib oling, uni rover kengligidan uzunroq qilib, uni roverga mahkam bog'lab qo'yishimiz uchun.
2. 1/4 dyuymli kalıplama chiziqlaridan bir juft 8 "bo'laklarni kesib oling. Bu planshetni mustahkamlashga yordam beradi va uning oldinga va orqaga siljishini oldini oladi.
3. Kalıplama chiziqlarini 2x4 ga yopishtiring. Chiziqlar bir -biridan 5 sm masofada joylashgan bo'laklarning orasiga joylashishi uchun ular bir -biridan ajratilishi kerak, chiziqlar 2x4 ning pastki qismi elektronikadan yuqori bo'lishi uchun o'rnatilishi kerak.
4. 1x1 dan 3 dyuymli bo'laklarni kesib oling va ularni qolip chiziqlari 2x4 ga mos keladigan burchaklarga yopishtiring. Bu erdagi maqsad - qolip chiziqlarining lateral bosim ostida 2x4dan ajralib ketishiga yo'l qo'ymaslik.
5. 2x4 yuqori qismidagi dübel uchun teshik ochish uchun 1 dyuymli uchini ishlating. Teshik 2x4 bo'ylab o'tishi shart emas; teshikning pastki qismida taxminan 1/8 "yog'och qoldiring. dublni qo'llab -quvvatlash uchun. Boshqa tomondan neylon tasma uchun joy qoldirish uchun teshik 2x4 ning bir chetiga qarab siljishi kerak. Dübelni teshikka yopishtiring, uning vertikal ekanligiga ishonch hosil qiling.

E'tibor bering: kichikroq dübel ishlashi mumkin. Men tebranishlarni pasaytirish uchun etarlicha qattiq bo'lishini ta'minlash uchun diametri 1 dyuymni tanladim. Siz mashinada ketayotganingizda bobomni mashinaga aylantirmoqchi emassiz!

2 -qism: Planshet ushlagichi

Menga planshetni dubloning yuqori qismiga mahkamlashning engil, ammo mustahkam usuli kerak edi. Planshetni iloji boricha dublonga yaqinroq ushlab turish kerak, shunda uning og'irligi roverni ag'darishga urinadigan dastak vazifasini o'tamaydi. Basswood kabi engil yog'ochdan quti yasash haqida qisqacha o'ylab, men mos bo'lmagan o'lchamdagi karton qutini kesishning kam harakatli usulini tanladim. Men taxminan 10 "x 12" x 1 "o'lchamdagi qutini topdim. Planshet ichkariga kirishi uchun bir uchini kesib oling va planshet ekrani ko'rinadigan bo'lishi uchun bir tomondan to'rtburchaklar teshikni kesib oling. Planshet ushlagichini mahkamlash uchun issiq elimdan foydalaning. dubloning yuqori qismiga.

7 -qadam: O'rnating

Planshet o'rnatish moslamasini roverga ulashimiz kerak. Rover bu uchun mo'ljallanmagan va qulay o'rnatish variantlari yo'q. Men roverning ikkala o'qi (o'qi emas!) Ga o'ralgan uzun neylon tasma yordamida tog'ni mahkamlashni tanladim. Bu tog'ning oldinga, orqaga yoki har ikki tomonga burilishiga yo'l qo'ymaydi. Tasma hech qanday elektr qismlariga bosim o'tkazmasligiga ishonch hosil qiling va uni mahkam torting va mahkamlang, shunda u bo'shashmaydi.

8 -qadam: Yugurishni boshlang

Planshet o'rnatilishi roverga o'rnatilgandan so'ng, Raspberry Pi va roverni quvvatlantiring. Pi Internetga ulangandan so'ng, veb -interfeysga kiring (masalan, https://192.168.1.123) va "Tekshirish so'rovi". Endi siz mashinada yurishingiz kerak! Roverni bir vaqtning o'zida faqat bir kishi boshqarishi mumkin, shuning uchun boshqasini sinab ko'rishdan oldin, roverni boshqarishdan voz kechganingizga ishonch hosil qiling.

Bobo va buvilar uchun ko'rsatmalar

Rover Internetga kirgandan so'ng, FaceTime -da bobomga (yoki buvimga!) Qo'ng'iroq qiling. Qabul qilgandan so'ng, veb -brauzerni oching va umumiy IP -manzilingizga o'ting. Qaysi telefon/planshet/kompyuter ishlatayotganiga qarab, ular "ekranni ajratish" rejimiga o'tishlari yoki ikkinchi qurilmadan foydalanishlari mumkin.

Veb -sahifani yuklagandan so'ng, ular roverning boshqaruv interfeysini ko'rishlari kerak. Ularni nazorat qilishni so'rang. Endi ular oilaning qolgan a'zolari bilan xuddi ular bo'lganidek muloqot qilishlari mumkin!

9 -qadam: kelajakdagi yaxshilanishlar

Bu dizayn mukammal emas. Ba'zi yaxshilanishlar:

• Rover uchun stabilizatorlar, u bola, uy hayvonlari va boshqalarni urganda, ertaroq yiqilib tushmasligi uchun.
• Roverni narsalarga urilishining oldini olish usuli (haydovchi pastga qaray olmaydi!)
• Pi-rover dasturiy ta'minotini boshqarishda yanada nozik. Hozir ular biz uchun etarlicha yaxshi ishlagan narsaga kodlangan.
• Veb -sahifaga videokonferentsaloqa vositasini joylashtiring, shunda buvijonni ishlatish uchun 2 ta qurilma kerak bo'lmaydi