Tinku: shaxsiy robot: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Sw4pFollow tomonidan Muallifning yana:

Salom, Tinku shunchaki robot emas; bu shaxsiy robot. Hammasi bitta to'plamda. U ko'rish (kompyuter ko'rish), tinglash (nutqni qayta ishlash), gapirish va vaziyatga munosabat bildirishi mumkin. U his -tuyg'ularni ifoda eta oladi va u qila oladigan narsalar ro'yxati davom etadi. Men unga ism qo'ydim; Men buni Tinku deb atayman.

Bu nima qilishi mumkinligi haqida qisqacha ma'lumot

1. Kompyuter ko'rish

   • Yuzni aniqlash
   • Yuzni kuzatish
   • Suratga oling va videoga oling
   • ArUco markerlarini tanib oling

2. Nutqni qayta ishlash

   • Nutqni oflayn rejimda qayta ishlash (tezkor so'zlarni aniqlash)
   • U hotwordsni aniqlash orqali nima deyayotganingizni tushunishi mumkin.

3. Ekspres tuyg'ular

   • U boshini og'zaki bo'lmagan muloqotga va his-tuyg'ularini bildirishga harakat qiladi.
   • U hozirgi his -tuyg'ularni qo'llab -quvvatlash uchun ekran va rasmlarni ekranga chiqaradi.

4. Atrofda harakatlaning

   U g'ildiraklar yordamida yugurishi va ArUco markerlari yordamida joylarni aniqlashi mumkin

5. To'siqlardan qochish

   U sonar sensorlarga ega, shuning uchun u har doim o'z atrofini biladi va to'siqlardan qochadi

U yana ko'p narsalarni qila oladi. Siz xohlagan yangi funktsiyalarni amalga oshirishingiz mumkin.

Yetarli gaplashishga ruxsat bering.

EDIT: Tinku tanasi yorila boshladi, shuning uchun uni butunlay qayta loyihalashga to'g'ri keldi. Mana, yangi tasvirlar, butunlay yangi va yaxshiroq Tinku. Kechirasiz, menda Tinkuni qayta loyihalash bosqichlari tasvirlari yo'q.

1 -qadam: Sizga kerak bo'lgan narsalar

Robot tanasi

1. Akril varaq
2. MDF plitasi
3. Kichik L qisqichlar
4. Yong'oq va vintlar to'plami

Servo, dvigatel va g'ildiraklar

1. Dynamixel AX-12A (3 dona)
2. Bioloid murvat va yong'oq to'plami
3. Dvigatellar (2 dona)
4. Treklar (2 ta paket)
5. Yo'l g'ildiraklari (4 dona)
6. Dvigatellar uchun L qisqichlar (2 dona)
7. G'ildirak milining qisqichi (2 dona)
8. G'ildirak milya (2 dona)
9. Bioloid ramka F8
10. Bioloid ramka F3 (2 dona)
11. Bioloid ramka F2
12. Bioloid ramka F10

Elektronika

1. Arduino
2. Raspberry Pi yoki Udoo Quad
3. Motor haydovchi
4. Logitech veb-kamerasi-c270 (mikrofon o'rnatilgan)
5. Ultrasonik masofa sensori (6 dona)
6. Lipo batareyasi (3300 Mah 3S)
7. Bosim kuchlanish regulyatori (DC-DC)
8. Pastga tushadigan voltaj regulyatori (DC-DC)
9. Sensorli ekran (7 dyuym)
10. USB uyasi (faqat Udoo Quad -dan foydalanayotgan bo'lsangiz, chunki u faqat 2 ta USB -portga ega)
11. 7404 olti burchakli inverter IC
12. 74HC244 IC
13. 14 pinli IC bazasi
14. 20 pinli IC bazasi

Ulagichlar va kabellar

1. Erkak batareya ulagichi T-vilkasi
2. Moslashuvchan HDMI kabeli (faqat sizning ekraningizda HDMI ulagichi bo'lsa)
3. Mikro USB kabeli
4. Uch pinli ayol-ayol relimat kabeli (6 dona)
5. Erkakli shahar raz'emli rozetkasi (2 dona)
6. Dynamixel servo ulagichlari (3 dona)
7. USB A - B kabeli (faqat Arduino bilan birga kelmagan bo'lsa)
8. Jumper simlari
9. Non paneli simlari
10. Burg chiziqlari

PCB ishlab chiqarish uchun

1. Mis bilan qoplangan laminat
2. PCB etcher (Fecl3)
3. Delikli PCB
4. 1 mm matkap

Har xil

1. Yelim
2. Sovutgich quvurlari
3. Qarama -qarshiliklar

Eslatma: Bu erda men Udoo kartasini ishlataman, chunki u mening malina pi 2 ga qaraganda yaxshiroq hisoblash tezligiga ega, men Udoo kartasining Arduino -da emas, balki tashqi Arduino -dan foydalanaman, chunki mening barcha sensorlarim va modullar 5v mos keladi, va Arduino -da Udoo taxtasi 3v mos keladi.

2 -qadam: Robot tanasi

Robotning tanasini tayyorlash uchun men akril varaqdan foydalanganman va uni belgilangan o'lchamda kesib, qutiga o'xshash tuzilishga ega bo'ldim. Men tasvirda tananing har bir tomonining o'lchami haqida gapirdim.

1. Akril varaqni belgilangan o'lchamga muvofiq kesib oling.
2. Dvigatellarni, datchiklarni, to'xtash joylarini o'rnatish va har bir plastinkani bir -biriga ulash uchun ma'lum joylarda teshiklarni burang.
3. Kabellarni o'tkazish uchun taglik va yuqori plastinkada katta teshik qiling.
4. Ultrasonik sensordan keladigan simlar o'tishi uchun old va orqa panelning pastki qismida kichik bir chuqurchaga aylantiring.

Dvigatel va treklarni tayyorlash va o'rnatish vaqti keldi.

1. Dvigatel pimlariga qo'shimcha simlarni lehimlang, shunda sim motor haydovchilariga etib borishi mumkin.
2. Dvigatel qisqichlari va g'ildirak milining qisqichlarini robotning asosiy plastinkasiga o'rnating.
3. Dvigatellarni va g'ildirak milini qisqichlarga, keyin g'ildiraklarni ulang.
4. Yo'llarni yig'ing va pastadir qiling.
5. G'ildiraklardagi tasma chizig'i. Shuni yodda tutingki, trek bo'shashmaydi va unda etarlicha keskinlik bor.

Endi kichik L qisqichlari yordamida asosiy paneldagi old, orqa va bir yon panelni ulang. Yuqori va bitta yon panelni o'rnatmang, shunda bizda elektronikani robotga o'rnatish uchun etarli joy qoladi.

3 -qadam: Robotning boshi va yuzi

Biz allaqachon robotimizga korpus va g'ildiraklarni berganmiz. Endi unga bosh, bo'yin va yuz berish vaqti keldi.

Bo'yin:

Robot boshining eng murakkab qismi - bu bo'yin. Shunday qilib, biz avval uni tayyorlaymiz. Dynamixel servolari bilan ishlash biroz chalkash, lekin ular ishonchli va bardoshli. O'rnatish uchun juda ko'p qisqichlar mavjud, shuning uchun ularni har qanday tarzda ulashingiz mumkin.

Dinamixel servolarini bir -biriga qanday ulash haqida yaxshiroq tushuntirish uchun ushbu videoni tomosha qiling.

1. Yong'oqlarni ramkalarga o'rnatish uchun dinamixelli servolarga joylashtiring.
2. Yuqori panelning o'rtasiga F8 bioloid ramkasini joylashtiring va burg'ulash teshiklarini belgilang va ularni burg'ulang.
3. F8 bioloid ramkasini servolardan biriga ulang, so'ngra yuqori panelga F8 bioloid ramkasini o'rnating.
4. Har xil servo yordamida har xil servolarni birlashtiring va bo'ynini tayyorlang.
5. Servolarni bir-biriga dinamixelli uch pinli servo ulagichlar yordamida ulang.

Ko'z va quloq:

Men Logitech veb-kamerasi-c270ni robotim uchun ko'z sifatida ishlataman. Bu 720p da suratga olish va video yozish mumkin bo'lgan yaxshi kamera. Mikrofon o'rnatilgan, shuning uchun u mening robotim uchun ham quloq bo'ladi. Uzoq aqliy hujumdan so'ng, men kamerani o'rnatish uchun eng yaxshi joy ekranning tepasida ekanligini bilib oldim. Ammo kamerani o'rnatish uchun menga kamera moslamasi kerak. Shunday qilib, bittasini qilaylik.

1. Veb -kameradan og'irlik berish uchun metall qismlarni olib tashlang.
2. Rasmda ko'rsatilgan o'lchamlari bilan MDF taxtasidan ikkita bo'lak, bitta kvadrat va uchburchak kesib oling.
3. Veb -kamera tagida va MDFpiece kvadratchasida teshik qiling. Veb -kamera simini kiritish uchun to'rtburchaklar bo'lakni kesib oling.
4. MDF qismlarini bir-biriga yopishtirib, T shakli hosil qiling. Kamera moslamasi tayyor.
5. Kamera va kamerani bir -biriga ulashdan oldin, avval boshini tayyorlang.

Bosh:

Robotning boshi servolarga ulangan. Bosh servolarga ko'p yuklamasligi uchun iloji boricha engil bo'lishi kerak. Shuning uchun men MDF taxtasini akril varaq o'rniga ishlatardim.

1. 18 sm x 13 sm o'lchamdagi MDF plitasining bir qismini kesib oling va ekranni o'rnatish uchun teshiklarni burang.
2. MDF plitasining o'rtasiga F10 bioloid ramkasini joylashtiring va burg'ulash teshiklarini belgilang va ularni burg'ulang.
3. MDF plitasining har ikki tomoniga bioloid F10 va F2 bioloid ramkalarini o'rnating va ularni yong'oq va vint yordamida birlashtiring.
4. Endi taxtaning orqa tomonidagi kamera moslamasini yopishtiring.
5. Servo konfiguratsiyasi tugashi bilan F2 bioloid ramkasiga ulaning.
6. Ekranni MDF kartochkasiga to'xtash joylari yordamida o'rnating.
7. Veb -kamerani kameraga ulang.

Endi robotning boshi va yuzi to'liq.

4 -qadam: maxsus PCB

Endi ba'zi fecl3ni eritib, ba'zi PCBlarni qirib tashlash vaqti keldi.

Nima uchun men shaxsiy PCBlarni tayyorladim?

• Menda dinamixel servo boshqaruvchisi yo'q, shuning uchun men buni qilishim kerak.
• Men juda ko'p sensorlarni Arduino -ga toza tarzda ulashim kerak, shuning uchun men Arduino uchun qalqon yasadim.

Keling qilaylik.

1. PCB fayllarini yuklab oling va ularni mis qoplamali laminatga chop eting.
2. Mis qoplamali laminatni fecl3 yordamida qirib tashlang
3. IC va burg tasmasini o'rnatish uchun 1 mm teshiklarni burang.
4. Qalqonni yig'ish uchun sarlavhalar burg chizig'ining plastmassa tiqinlarini pimlarning oxirigacha siljiting.
5. IC tayanchlarini lehimlang va PCBlarda burg chizig'ini joylashtiring.
6. Men sxemani mos yozuvlar uchun berdim.

Eslatma -.pcb -ni ochish uchun Express PCB dasturidan va.sch faylini ochish uchun Express SCH dasturidan foydalaning.

5 -qadam: Elektr ta'minoti

Robotning turli xil elektron modullari va motorlarida doimiy quvvatni saqlash juda zarur. Agar biron -bir modulda quvvat chegaralangan qiymatdan pastga tushib qolsa, bu nosozlikka olib keladi va buning sababini aniqlash juda qiyin.

Ushbu robotning asosiy energiya manbai 2200mAh 3S Lipo batareyasi. Bu akkumulyator uchta kameradan iborat bo'lib, chiqish quvvati 11,1 volt. Udoo platasiga 12V, Arduino kartasiga esa 5V quvvat manbai kerak. Shunday qilib, men ikkita voltaj regulyatoridan foydalanishni tanladim, biri-yuqoriga, ikkinchisi-pastga. Biri barcha 12V modullarning joriy ta'minotini, ikkinchisi esa 5V barcha modullarning joriy ta'minotini saqlab qoladi.

Rasmda qo'lda chizilgan sxemalar mavjud.

• Delikli PCB plitalarida voltaj regulyatorlarini lehimlang.
• Erkak akkumulyatorining T vilkasini har ikkala voltaj regulyatorining kirishiga lehimlang.
• Ikkala regulyatorning "Ground" chiqishini ulang.
• Regulyatorning har bir chiqishiga shahar barreli uyalarini ulang. Udoo/Raspberry Pi va Arduino taxtasiga etib borishi uchun simlarning uzunligini etarlicha saqlang.
• Regulyatorning har bir chiqishiga lehim burg chizig'i, agar bizga kelajakda o'zgartirish kerak bo'lsa, qo'shimcha quvvat chiqishi sifatida.
• Quvvat manbasini har qanday elektron modulga ulashdan oldin, har bir regulyatorning chiqishini aniq 12v va 5v kuchlanishli trim potansiometr yordamida sozlang.

6 -qadam: Yakuniy yig'ilish

Hozir vaqt keldi. Ko'p qadamlardan so'ng, har bir modulni birgalikda yig'ish vaqti keldi. Hayajonlanganmi? Xo'sh, men.

• O'lchamlari (30 sm x 25 sm) MDF plitasining to'rtburchaklar qismini kesib oling. Ushbu taxta elektron modullarni o'rnatish uchun asosdir. Men asosiy akril plastinkada juda ko'p teshik ochishni xohlamayman, shuning uchun men MDF taxtasidan foydalanmoqdaman. Bu, shuningdek, robotni chiroyli va toza qilib ko'rsatish uchun uning ostidagi simlarni yashirishga yordam beradi.
• Modullarni MDF taxtasiga joylashtiring va o'rnatish teshiklarini belgilang va ularni burg'ulang. Simlarni MDF taxtasi ostiga o'tkazish uchun qo'shimcha teshiklar qiling.
• Men ba'zi teshiklarga raqamlar tayinladim, shuning uchun ularga murojaat qilish va simlar sxemasini tushunish oson bo'ladi.

Quvvatlantirish manbai:

• Quvvat manbai modulini taxtaga o'rnating va 12v va 5v raz'emni 1 -sonli teshikdan o'tkazing va 12v raz'emni 2 -teshikdan chiqarib oling va 5v uyani 3 -raqamli teshikdan chiqaring.
• Men batareyani hozircha bo'sh qoldim, chunki ba'zida uni olib tashlash va zaryad qilish kerak.

Motor haydovchisi:

• 4 -sonli teshik orqali motorlarga ulangan simlarni chiqarib oling va ularni dvigatel haydovchisiga ulang.
• Dvigatellarning to'g'ri ishlashi uchun 12V quvvat manbai kerak, shuning uchun haydovchining 12v va GND pinini 12V kuchlanish regulyatorining chiqishi bilan ulang.
• Dvigatel haydovchisining pinlarini kodga muvofiq Arduino -ga ulang.

Arduino:

• Arduino -ni o'rnatishdan oldin uchta ultratovushli sensorning simlarini orqa paneldan o'tkazing va qolgan uchta ultratovushli sensorning simlarini old paneldan o'tkazing va ularni 3 -teshikdan chiqarib oling.
• Arduino -ni o'rnating va unga sensorli qalqonni ulang.
• Men barcha ultratovushli sensorli simlarga raqamlar berdim, shunda har qanday xato bo'lsa, disk raskadrovka qilish oson bo'ladi. Sensor pimlarini qalqonga ketma -ket 1 dan 6 gacha raqamga ulang.
• 5V quvvat ulagichini Arduino -ga ulang.

Dynamixel Servo boshqaruvchisi:

• Dinamixel servo boshqaruvini bortga o'rnating.
• 12v va GND pinini servo tekshirgichning 12V kuchlanish regulyatorining chiqishi bilan ulang.
• 5v kuchlanish regulyatorining chiqishi bilan servo tekshirgichning 5v va GND pinini ulang.
• Kodga muvofiq servo kontroller va Arduino pinlarini ulang.
• Hozircha servo chiqish pinini rozetkadan chiqarib qo'ying. Robotning yuqori panelini o'rnatgandan so'ng uni ulang.

Udoo / Raspberry Pi:

Eslatma: Quyidagi amallarni bajarishdan oldin, operatsion tizimni MicroSD kartasiga o'rnatganingizga va Udoo / Raspberry Pi kartasiga qo'yganingizga ishonch hosil qiling. Agar shunday bo'lmasa, Raspbian -ni Raspberry Pi yoki Udoo -ga Udoo taxtasida o'rnatish uchun havolalarga rioya qiling.

• Udoo / Raspberry Pi -ni taxtaga o'rnating va quvvat rozetkasini unga ulang.
• Agar siz Udoo -dan foydalanayotgan bo'lsangiz, USB -uyani USB -uyasidan biriga ulang.
• HDMI kabeli va mikro USB kabelini unga ulang. Bu pinlar ekranga ma'lumot va quvvat etkazib berish uchun ishlatiladi.
• A -B USB kabelidan foydalanib Arduino -ni Udoo / Raspberry Pi -ga ulang.

Yuqori panel:

• Yuqori panelni L qisqichlari yordamida robotning yon, old va orqa panellariga mahkamlang.
• HDMI kabelini, mikro USB kabelini ekranga va veb -kamerani Udoo / Raspberry Pi kartasiga ulang.
• Asosiy dinamixel servodan keladigan uch pinli servo ulagichni servo kontroller bilan ulang. Iltimos, qaysi pin DATA, GND va +12v ekanligiga e'tibor bering. Yaxshiroq ma'lumot olish uchun "Robotning boshi va yuzi" bo'limidagi rasmlarga qarang. Agar siz simlarni teskari tartibda ulasangiz, u servolarga zarar etkazishi mumkin.

Ultrasonik masofa sensori:

Jumboqning oxirgi qismi. Shundan so'ng, bizning yig'ilishimiz deyarli tugadi.

• MDF plitasi/akril varag'ining oltita to'rtburchaklar o'lchamini (6 sm x 5 sm) kesib oling.
• Ularda kerakli joylarda teshiklarni burang.
• Ultrasonik datchiklarni taxtaning har biriga ulang va barcha taxtalarni robotning tayanch paneli bilan ulang.
• Sensorlarni ulagichlar bilan ulang.

Nihoyat, bajarildi. Batareyani ulang va Udoo/Raspberry Pi -ni yuklang

7 -qadam: dasturiy ta'minot

Uskuna to'liq, lekin dasturiy ta'minotsiz, bu robot faqat quti. Bizga kerak bo'lgan dasturiy ta'minot ro'yxati

• Qattiq VNC
• Python
• OpenCV
• Qorqiz

• Ba'zi python to'plamlari

  • Pyautogui
  • befarq
  • pyserial
  • pyaudio

TightVNC:

TightVNC - bu masofadan boshqarish uchun bepul dasturiy ta'minot to'plami. TightVNC yordamida siz masofaviy mashinaning ish stolini ko'rishingiz va uni mahalliy sichqoncha va klaviatura yordamida boshqarishingiz mumkin, xuddi xuddi shu kompyuter oldida o'tirganingizda.

Agar sizda qo'shimcha klaviatura va sichqoncha bo'lsa, bu yaxshi. Agar yo'q bo'lsa, tizza kompyuteringizga TightVNC -ni o'rnating va quyidagi bosqichlarni bajaring.

Birinchi marta klaviatura va sichqonchani Udoo / Raspberry Pi -ga ulang. Wi -Fi tarmog'iga ulaning. Terminalni oching va yozing

$ ifconfig

• Robotning IP -manziliga e'tibor bering.
• Tizza kompyuteringizda TightVNC -ni oching. IP manzilini kerakli maydonga kiriting va Enter ni bosing. Voila! Siz hozir ulangansiz. Robotga kirish uchun noutbukning sensorli paneli va klaviaturasidan foydalaning.

Python:

Python juda mashhur va ko'p qirrali tildir, shuning uchun men uni ushbu robot uchun asosiy dasturlash tili sifatida ishlataman.

Bu erda men python 2.7 dan foydalanmoqdaman, lekin agar xohlasangiz, python 3 dan ham foydalanishingiz mumkin. Yaxshiyamki, Python Udoobuntu va Raspbian operatsion tizimlarida oldindan o'rnatilgan holda keladi. Shuning uchun biz uni o'rnatishga hojat yo'q.

OpenCV:

OpenCV-bu ochiq manbali kutubxona, asosan kompyuterni real vaqtda ko'rishga qaratilgan. Python bilan OpenCV -dan foydalanish juda oson. OpenCV -ni o'rnatish juda qiyin, lekin juda ko'p qo'llanmalarni bajarish mumkin. Mening shaxsiy yoqtirganim bu. Bu qo'llanma Raspberry Pi uchun, lekin siz uni Udoo taxtasi uchun ham ishlatishingiz mumkin.

Qorqiz:

Snowboy - bu Kitt.ai yigitlari tomonidan yozilgan kutubxona bo'lib, asosan nutqni oflayn rejimda qayta ishlash/tezkor so'zlarni aniqlashga qaratilgan. Foydalanish juda oson. Raspberry Pi -ga snowboy -ni o'rnatish uchun ushbu havolani bosing. Agar siz Udoo taxtasidan foydalanayotgan bo'lsangiz, udo -da snowboy install meto tomonidan yozilgan ushbu loyihaga o'ting.

Python paketlari:

Python paketlarini o'rnatish uchun ulardan foydalanish oson bo'lgan ko'rsatmalarga amal qiling.

1. Pyautogui - Pyautogui - bu klaviatura yoki sichqonchaning harakatini simulyatsiya qilish uchun to'plam.
2. Numpy - Linux qobig'iga "pip install numpy" yozing va enter tugmasini bosing. Bu juda oddiy.
3. Pyserial - Pyserial - bu python orqali ketma -ket aloqa o'rnatishga mo'ljallangan paket. Biz undan Arduino bilan muloqot qilish uchun foydalanamiz.

8 -qadam: Kodlar

Uskuna qismi tugallandi. Dasturiy ta'minot qismi tugallandi. Endi bu robotga ruh berish vaqti keldi.

Keling, kodlash.

Ushbu robotning kodi biroz murakkab va men hozirda unga qo'shimcha funktsiyalarni qo'shmoqdaman. Shuning uchun men kodlarni Github omborida joylashtirdim. Siz uni tekshirishingiz va u erdan kodlarni klonlashingiz/yuklab olishingiz mumkin.

Endi bu faqat robot emas; bu hozir Tinku.

9 -qadam: demo

Demo. yeeeeee !!

Bu asosiy demolardan ba'zilari. Oldinda bundan ham qiziqlari bor.

Ko'proq yangiliklardan xabardor bo'lib turing va agar shubhangiz bo'lsa, sharh qoldiring.

Loyihamni o'qiganingiz uchun tashakkur. Sen ajoyibsan.

Agar sizga ushbu loyiha yoqqan bo'lsa, iltimos, mikrokontroller va robototexnika tanlovida ovoz bering

Baxtli ishlash;-)