Brauzer tomonidan boshqariladigan Roomba roboti Raspberry Pi Model 3 A+: 6 qadam (rasmlar bilan)

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

Sharh

Bu ko'rsatma o'lik Roombaga qanday qilib yangi miya (Raspberry Pi), ko'zlar (veb -kamera) va hamma narsani veb -brauzerdan boshqarish usulini berishga qaratiladi.

Ketma -ket interfeys orqali boshqarishga imkon beradigan Roomba xakerlari ko'p. Menga hozirgi dasturiy ta'minoti yoki ishlaydigan anakarti bo'lgan Roomba -ni uchratish nasib qilmadi. Yoki Roomba juda eski yoki Roomba o'lik. Men bu loyiha uchun ishlatgan Roomba -ni mahalliy savdo do'konining savdosi qutisidan 5 dollarga topdim. U hali ham yaxshi batareyaga ega edi, lekin o'lik anakart. (Men veb -kamerani o'sha do'konda taxminan 5 dollarga topdim). Original Roomba -dan faqat dvigatellar, shassi va batareyadan foydalanaman. Ushbu loyiha uchun Roomba -dan foydalanish shart emas. Agar xohlasangiz, siz turli motorlar, g'ildiraklar va shassislardan foydalanishingiz mumkin. Men shunchaki arzimas axlatni foydali narsaga aylantirmoqchiman.

Ushbu qurilish uchun men Raspberry Pi Model 3 A+ va Riorand motor boshqaruvchisidan foydalandim. Men o'zgartirgan Dexter Industries Browser Controlled Robot kodidan foydalanayapman. Dexter Industries versiyasi Pi -ni boshqa kompyuterda ishlaydigan mijoz html faylidan o'z robotini (g'isht pi platformasi) boshqarishga imkon beradigan veb -server sifatida o'rnatadi.

Men GPIO pinlaridan foydalangan holda kodni o'zgartirdim va brauzerda tugma bosilganda / qochish tugmasi bosilganda Pi -ni o'chirish usulini qo'shdim. Men, shuningdek, robotni bitta sahifada boshqarish paytida iframe orqali harakat oqimini ko'rishga ruxsat berish uchun boshqaruv veb -sahifasiga ba'zi o'zgartirishlar kiritdim. Men tarmoqdagi istalgan kompyuter yoki qurilma yordamida ulanishim uchun mijoz faylini joylashtirish uchun statik IP -ni o'rnatdim.

Men bu erda jarayonni hujjatlashtiryapman, qanday qilib oddiy, arzon tayanch robotni yaratishni ko'rsataman.

Ishlatilgan qismlar

Raspberry Pi 3 A+ (Adafruit havolasi) $ 30

Riorand dual motorli haydovchi boshqaruvchisi H-Bridge (Amazon Link) 22 dollar

Motorlar uchun 12V batareya (Amazon Link) 19 dollar

Raspberry Pi uchun 5V batareya (Amazon Link) 10 dollar

8 GB Micro SD karta (Amazon Link) 5 dollar

Jumper simlari (Amazon Link) - 7 dollar

Roomba 500 seriyasi

Hammasi birdaniga 100 dollardan kam.

1 -qadam: Raspbian -ni o'rnating va statik IP -manzilni o'rnating

Men Raspbian Stretch Lite -dan foydalanardim. Men ish stoliga ehtiyoj sezmadim, lekin agar xohlasangiz, ish stoli versiyasini o'rnatishingiz mumkin.

O'ylaymanki, siz Raspbian -ni qanday o'rnatishni bilasiz. Agar sizga yordam kerak bo'lsa, bu erda Raspberry Pi Foundation qo'llanmasini topishingiz mumkin.

Raspbian-ni ishga tushirgandan so'ng, kiring va raspi-config dasturini ishga tushiring.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo raspi-config

Wi-Fi ulanishini raspi-config-da o'rnating

Tanlang

2 Tarmoq variantlari

Tanlang

N2 Wi-Fi

Mamlakatni tanlang, SSID -ni kiriting va parolni kiriting

SSH-ni raspi-config-da o'rnating

Dastlabki konfiguratsiyani bajarganimdan so'ng, men hamma narsani boshsiz o'rnatish uchun SSH -dan foydalandim. (Agar siz monitordan foydalansangiz, buni o'tkazib yuborishingiz mumkin. Robotni to'xtatib, uni monitorga ulamasdan kodga o'zgartirish kiritish men uchun osonroq edi.)

Qayta raspi-config asosiy menyusiga

Tanlang

5 interfeys variantlari

Tanlang

P2 SSH

Tanlang

Ha

Raspi-config asosiy menyusiga qayting

Tarmoqqa ulanganligingizni tasdiqlang

pi@raspberrypi: ~ $ ifconfig

Siz shunga o'xshash natijani olishingiz kerak. (IP -manzilga e'tibor bering; sizga keyinchalik kerak bo'lishi mumkin. Masalan, 192.168.1.18)

wlan0: bayroqlar = 4163 mtu 1500

192.168.1.18 tarmoq niqobi 255.255.255.0 translyatsiyasi 192.168.1.255 inet6 fe80:: c74f: 42ec: 8cd3: 2fda prefiksi 64 ta 0x20 efir b8: 27: eb: 6a: a4: 95 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX paketlari 444796 bayt 5.5 MiB) RX xatolari 0 tushib ketdi 0 oshib ketdi 0 ramka 0 TX paketlar 30530 bayt 39740576 (37.8 MiB) TX xatolar 0 tushib ketdi 0 oshib ketdi 0 tashuvchi 0 to'qnashuvlar 0

Internetga kirishingiz mumkinligini tasdiqlang.

pi@raspberrypi: ~ $ ping google.com

Siz shunga o'xshash natijani olishingiz kerak.

PING google.com (216.58.194.110) 56 (84) bayt ma'lumotlar.

Dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110) dan 64 bayt: icmp_seq = 1 ttl = 54 vaqt = 18.2 ms 64 baytdan dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110): icmp_seq = 2 ttl = 54 vaqt = 19,4 ms 64 bayt dfw06s48-in-f14.1e100.netdan (216.58.194.110): icmp_seq = 3 ttl = 54 vaqt = 23.6 ms 64 baytdan dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110)): icmp_seq = 4 ttl = 54 vaqt = 30,2 ms ^C --- google.com ping statistikasi --- 4 ta paket uzatildi, 4 ta qabul qilindi, 0% paket yo'qolishi, 3004ms rtt min/avg/max/mdev = 18.209/ 22.901/30.267/4.715 milodiy

Statik IP -ni o'rnating

Tarmoqdagi bir xil manzil yordamida robotga doimiy ravishda ulanish uchun siz statik IP -ni o'rnatishni xohlaysiz.

Joriy tarmoq manzilini oling, masalan, 192.168.1.18

Pi tarmog'imga ulanganda men DHCP tomonidan avtomatik ravishda tayinlangan manzilni ishlataman. Siz buni o'zingiz xohlagan narsaga o'zgartirishingiz mumkin, agar u sizning tarmog'ingizga mos kelsa va boshqa tayinlangan manzillarga zid kelmasa.

Dhcp.conf -ni matn muharririda oching. (Men nanodan foydalanaman)

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano /etc/dhcpcd.conf

Pastga #Example statik IP konfiguratsiyasiga o'ting va quyidagi qatorlarni o'zgartiring.

#interfeys eth0

#statik ip_adress = 192.168.11.13 #statik yo'riqnoma = 192.168.11.1 #statik domen_ nomi_serverlari = 192.168.11.1 8.8.8.8

Tarmoqqa mos keladigan qilib o'zgartiring va har bir satr boshidagi # raqamini olib tashlang.

Misol:

wlan0 interfeysi

statik ip_adress = 192.168.1.18 statik yo'riqnoma = 192.168.1.1 statik domain_name_servers = 192.168.1.1 8.8.8.8

Saqlash va chiqish.

Qayta ishga tushiring va SSH orqali Pi -ga ulaning

pi@raspberrypi: ~ $ sudo qayta ishga tushirish

SSH yordamida boshqa kompyuterdan ulaning. Windows foydalanuvchilari PuTTY yoki Linux uchun Windows quyi tizimidan (Windows10) foydalanishlari mumkin.

ian@kompyuter: ~ $ ssh [email protected]

Parolni kiriting (sukut malina).

[email protected] parol:

Siz hozir Pi -ning buyruq satrida bo'lishingiz kerak.

pi@malina: ~ $

2 -qadam: Motion -ni o'rnating va sozlang

Motion - bu ko'plab xavfsizlik kameralari / veb -kameralar loyihalarida ishlatiladigan dastur. Harakat juda ko'p xususiyatlarga ega. Biroq, biz videoni veb -kameradan 8081 portiga oddiygina uzatishni sozlaymiz.

Veb -kamerangizni sinab ko'ring

Veb -kamerangizni ulang va ulangan usb qurilmalar ro'yxatini ko'rsating (ulanganingizdan keyin qayta yuklashingiz kerak bo'ladi).

pi@raspberrypi: ~ $ lsusb

Siz shunga o'xshash natijani olishingiz kerak. Logitech C210 -ga e'tibor bering.

Bus 001 Device 002: ID 046d: 0819 Logitech, Inc. C210 veb -kamerasi

Avtobus 001 qurilmasi 001: ID 1d6b: 0002 Linux Foundation 2.0 ildiz uyasi

Agar sizning kamerangiz ko'rinmasa, u mos kelmasligi yoki qo'shimcha drayverlarni o'rnatishingiz kerak bo'lishi mumkin.

Motion -ni o'rnating

Paketlarni yangilang.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt-get yangilanishi

Motion -ni o'rnating.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt -get install motion -y

Motion o'rnatilgandan so'ng, konfiguratsiya faylini tahrir qiling.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano /etc/motion/motion.conf

Quyidagi satrlarni pastga mos keladigan qilib o'zgartiring.

demon yoqilgan

kengligi 640 balandligi 480 kadr tezligi 100 chiqish_fikrlari o'chirilgan ffmpeg_output_movies

Boot -da Motion Daemon -ni ishga tushiring

/Etc/default/motion faylini oching.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano/etc/default/motion

Ga o'zgartirish

start_motion_daemon = ha

Faylni saqlang va chiqing

Qayta yuklash

pi@raspberrypi: ~ $ sudo qayta ishga tushirish

Pi qayta ishga tushirilgandan so'ng, brauzerni oching va 8081 portdagi brauzerda video oqimingiz borligini tekshiring

Misol:

192.168.1.18:8081

Motion Daemon bilan bog'liq muammolarni bartaraf etish

Motion.conf faylidagi turli xil variantlarni sinab ko'rayotganimda, harakatlanuvchi demoni yuklashda ishga tushirishda muammolarga duch keldim.

Agar siz Raspian Stretch dasturidan oldin harakatni boshlasangiz, ehtimol siz uni yuklashdan keyin ishga tushirishingiz mumkin. Daemonni sozlamasdan "sudo motion" ni ishga tushirish, avval foydalanuvchiga yozish ruxsatisiz/var/log/motion katalogini yaratadi.

3 -qadam: Apache -ni o'rnating va veb -boshqaruv sahifasini o'rnating

Apache - robotni boshqarish veb -sahifasi uchun veb -server. Biz standart Apache index.html faylini github -dan yuklab olingan faylga almashtirmoqchimiz. Siz shuningdek, harakatlanuvchi video oqimini ko'rsatish va robotni boshqarish buyruqlarini qayerga yuborishni belgilash uchun bir nechta kod qatorlarini o'zgartirasiz.

Apache va Git -ni o'rnating

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt -get apache2 git -y ni o'rnating

Apache va git o'rnatilgandan so'ng fayllarni yuklab oling.

pi@raspberrypi: ~ $ git klon

Roombarobot katalogini oching.

pi@raspberrypi: ~ $ cd xona paneli

/Var/www/html papkasidagi index.html faylini/home/pi/roombarobotdagi index.html fayli bilan almashtiring.

pi@raspberrypi: ~/roombarobot $ sudo cp index.html/var/www/html

Index.html faylini tahrirlang

Index.html faylini matn muharriri bilan oching.

pi@raspberrypi: ~/roombarobot $ sudo nano /var/www/html/index.html

Bu ikki qatorni toping

var host = "ws: // YOURIPADDRESS: 9093/ws";

"YOURIPADDRESS" ni 1 -qadamda o'rnatgan statik IP -manzilga o'zgartiring va faylni saqlang.

Misol:

var host = "ws: //192.168.1.18: 9093/ws";

Boshqa kompyuterda brauzerni oching va Pi -ning IP -manzilini kiriting. Siz chapda quti, veb -kamerangizdan video oqimi va o'ngda veb -boshqaruv tugmachalari bo'lgan boshqaruv veb -sahifasini ko'rishingiz kerak.

4 -qadam: Kodni o'rnating va tekshiring

Bu kod pythonda yozilgan va tornado kutubxonasini talab qiladi. Kod kutubxonadan 9093 portdagi veb -rozetkalar orqali boshqaruv veb -sahifasidagi buyruqlarni tinglash uchun serverni sozlash uchun foydalanadi.

PIP va Tornado kutubxonasini o'rnating

Pipni o'rnating

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt-get python-pip ni o'rnating

Tornado kutubxonasini o'rnating

pi@raspberrypi: ~ $ sudo pip tornado o'rnatish

Roombabot dasturini ishga tushiring va ulanishni tekshiring

Roombabot.py dasturini ishga tushiring

pi@raspberrypi: ~ $ sudo python /home/pi/roombarobot/roombabot.py

Ishlagandan so'ng, terminalda "Tayyor" ni ko'rishingiz kerak. Brauzerda boshqaruv veb -sahifasini oching va Ulanish -ni bosing. Keyin sahifadagi istalgan yo'nalish tugmachasini bosing. Klaviaturadagi o'q tugmalaridan ham foydalanishingiz mumkin.

Terminalda shunga o'xshash chiqishni ko'rishingiz kerak.

Tayyor

ulanish ochildi… ulanish ochildi… qabul qilindi: u 8 Running Forward aloqasi ochildi… qabul qilindi: l 6 Chapga burilish ulanishi ochildi… qabul qilindi: d 2 Running Reverse ulanishi ochildi… qabul qilindi: r 4 O'ngga burilish

Dasturni to'xtatish uchun ctrl+c tugmalarini bosing.

Pi quvvatini sinab ko'rgandan so'ng.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo poweroff

Xatolar

Men nazorat veb -sahifasida o'chirish tugmachasida muammo borligini payqadim. Ba'zan o'chirish tugmasi bosilganda yoki bosilganda hech narsa qilmaydi. Men bunga nima sabab bo'lganini aniqlay olmadim, lekin vaqtinchalik echim bor. Agar siz robotni o'chirmoqchi bo'lsangiz va o'chirish tugmasi ishlamasa, sahifani qayta yuklang, ulanish tugmasini bosing / bosing va keyin o'chirish tugmasini bosing / bosing. U o'chishi kerak.

5 -qadam: yig'ish

Yuqorida aytib o'tilganidek, ushbu loyiha uchun Roomba -dan foydalanish shart emas. Ikkita dvigatelli, ikkita g'ildirakli va ramkali hamma narsa ishlaydi. Men Roombani ajratib oldim va g'ildirak modullari va batareyadan boshqa hamma narsani olib tashladim.

G'ildirak modullari

Roombaning g'ildiraklari va motorlari birgalikda olinadigan modulda joylashtirilgan. Har bir modulda dvigatel, vites qutisi, g'ildirak, osma kamon va interfeys taxtasi bo'lgan ko'k tashqi korpus mavjud.

Interfeys paneli

Har bir interfeys platasida oltita sim bor. Dvigatelni aylantiruvchi ikkita sim (Qizil [+], Qora [-]), zali effekti sensori uchun bitta ma'lumot simli, g'ildirak tushishi tugmachasi uchun bitta sim, 5V simli va sensorni quvvatlantirish uchun bitta GND simlari mavjud. Interfeys paneliga kirish uchun siz modulni ajratishingiz kerak bo'ladi. Men hamma narsani motorga olib tashladim va motorga yangi [+] va [-] simlarni lehimladim (rasmlarga qarang). Sensorlarni saqlash yoki saqlamaslik sizga bog'liq.

Süspansiyon buloqlari

Vakuum qismini olib tashlaganingizdan so'ng, Roombaning og'irligi tashlanadi. Agar siz buloqlarni olib tashlamasangiz, Roomba burchak ostida o'tiradi. Men dastlab ularni olib tashladim, lekin keyin gilamni ag'darish qiyin bo'lganini bilganimdan keyin ularni qo'shib qo'ydim. Bahorni orqaga qaytarish muammoni hal qildi.

Dvigatellarni motor boshqaruvchisiga ulash

Dvigatellar bir -biriga qaragan. Bu shuni anglatadiki, Roombani oldinga yo'naltirish uchun bitta dvigatel oldinga, ikkinchisi esa orqaga buriladi. Men bu haqda ko'p o'ylamagan edim, toki men hamma narsani simga ulab qo'ydim. Oxir -oqibat, men motorni dastlab qanday simlar bilan bog'laganim haqida kod yozdim. Bu baxtsiz hodisa edi, chunki Raspberry Pi yoqilganda/o'chirilganda, GPIO pinlariga kuchlanish chiqadi. Mening narsalarim qanday bog'langan bo'lsa, Roomba Raspberry Pi ishga tushguncha aylanadi (taxminan o'ttiz soniya) va quvvat o'chirilmaguncha o'chadi. Agar boshqacha simlar ulangan bo'lsa, u oldinga / orqaga siljiydi, bu esa asabiylashadi. Men buni oxirigacha motorni boshqarish moslamasi bilan tuzatishni rejalashtirganman.

Dvigatel va batareyani dvigatel boshqaruvchisiga ulash

Quvvat - - - - - - - - - - - - - - - - 12V [+] - - - - - - - - - - - -Roomba batareyasi [+]

Dvigatel 2 - - - - - - - - - - - - - - - Qora - - - - - - - - - - - - - - Chap motor [-] Dvigatel 2 - - - - - - - - - - - - - - - Qizil - - - - - - - - - - - - - - - - Chap motor [+] Dvigatel 1 - - - - - - - - - - - - - - - Qora - - - - - - - - - - - - - -O'ng dvigatel [-] Dvigatel 1 - - - - - - - - - - - - - - - - Qizil - - - - - - - - - - - - - -O'ng dvigatel [+] GND- - - - - - - - - - - - - - - - - - 12V [-] - - - - - - - - - - - -Roomba batareyasi [-]

Dvigatel boshqaruvchisini Raspberry Pi -ga ulash

Dvigatelni boshqarish pimi simlarining rangi (rasmlarga qarang) Raspberry Pi pinlari

GND- - - - - - - - - - - - - - - - - Qora - - - - - - - - - - - - -GND PWM 2- - - - - - - - - - - - - - - - Moviy - - - - - - - - - - - - - -GPIO 18 DIR 2- - - - - - - - - - - - - - - - Yashil - - - - - - - - - - - - - -GPIO 23 PWM 1- - - - - - - - - - - - - - - - Sariq - - - - - - - - - - - -GPIO 24 DIR 1- - - - - - - - - - - - - - - - to'q sariq - - - - - - - - - - - -GPIO 25 5V - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5V

Elektronikani o'rnatish

Hamma narsani birlashtirish uchun ko'p narsa yo'q. Men xonadagi shkafni echib tashladim. Qopqoqni olib tashlagan holda, siz mavjud plastmassa to'siqlarini osongina kesib olishingiz va elektronikani o'rnatish uchun teshiklarni burishingiz mumkin. Dvigatellardan kabellarni o'tkazish uchun mavjud portlar mavjud. Agar siz Roomba akkumulyatoridan foydalansangiz, batareya terminallariga kirish uchun allaqachon uzilish mavjud.

Batareyalar

Men Raspberry Pi va motor boshqaruvchisi uchun alohida batareyalardan foydalandim. Pi batareyasi - bu uyali telefonlarni kuchaytirish uchun ishlatiladigan 5V batareya to'plami. Dvigatelni boshqarish uchun men u bilan birga kelgan original Roomba batareyasini ishlatardim. Batareya terminallari etiketlanmagan, shuning uchun voltmetr yordamida voltaj o'lchagichni motor boshqaruvchisiga ulashdan oldin tekshirish yaxshidir. Simlarni Roomba batareyasiga ulash uchun men to'rtta neodimiy magnitdan foydalandim (rasmlarga qarang). Men magnitlardan ikkitasini simlarga lehimladim, qolgan ikkitasini batareya terminallariga yopishtirdim. Lehimlash magnitlarni demagnetizatsiya qiladi. Shu bilan birga, tashqi tomondan qoplama terminallardagi magnitlarga biriktirilishi va elektr tokini o'tkazishi mumkin. Bu batareyani ulash va ajratishni bir bo'lak kek qiladi.

Sinov

Hamma narsani bir joyga to'plaganingizdan so'ng, hamma narsa to'g'ri ulanganligini tekshiring, robotingizni biror narsaga ko'taring (shunda u ketmaydi) va uni yoqing.

Kirish va roombabot.py dasturini ishga tushirish

pi@raspberrypi: ~ $ sudo python /home/pi/roombarobot/roombabot.py

Veb -nazorat sahifasiga o'ting va uni sinab ko'ring. Agar hamma narsa to'g'ri ulangan bo'lsa, tugma bosilganda / o'q tugmachalari bosilganda g'ildiraklar mos yo'nalishda aylanishi kerak (ulanishni bosishni unutmang).

6 -qadam: yuklash / tugatish paytida Python kodini ishga tushirish

Biz qilishimiz kerak bo'lgan oxirgi narsa - Raspbianga python dasturini yuklashda ishga tushirishni aytish. Buning uchun biz skript yaratamiz va uni crontab yordamida qayta ishga tushirishni rejalashtiramiz.

Skriptni yarating

Pi foydalanuvchi katalogida startrobot.sh deb nomlangan yangi skript faylini yarating

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano startrobot.sh

Quyidagi qatorlarni faylga nusxalash

#!/bin/sh

#startrobot.sh cd /cd /home /pi /roombarobot sudo python roombabot.py cd /

Faylni saqlang va chiqing

Startrobot.sh faylini bajariladigan qilib qo'ying

pi@raspberrypi: ~ $ sudo chmod 755 startrobot.sh

Sinab ko'ring (to'xtatish uchun ctrl + c tugmalarini bosing)

pi@raspberrypi: ~ $ sh startrobot.sh

Crontab faylini tahrirlang

pi@raspberrypi: ~ $ sudo crontab -e

Faylning pastki qismiga quyidagi qatorni qo'shing

# m h dom mon dow buyrug'i

@reboot sh /home/pi/startrobot.sh

Saqlash va chiqish

Roombabot.py dasturi endi Pi qayta ishga tushirilganda yoki quvvat o'chirilganda ishga tushishi kerak.

Yakunlash

Bu vaqtda sizning tarmog'ingizdagi istalgan qurilmadan brauzer yordamida boshqariladigan funktsional robot bo'lishi kerak. Men buni uydan uzoqda bo'lganimda robotga kirish uchun VPN -ni yaratish va sozlashdan beri biroz oldinga surdim. Kelgusida qo'shimcha o'zgartirishlar kiritish niyatidaman. Men uni avtonom qilib qo'yishni rejalashtirmoqdaman va ehtimol harakatni kuzatib boraman, shu bilan birga men xohlagan vaqtda boshqaruvni o'z qo'limga olaman.