3D bosilgan Raspberry Pi nol robot: 12 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Siz hech qachon robot yasashni xohlaganmisiz, lekin keraksiz hajmli shassis bilan tugamasdan, uni qurish uchun barcha materiallar yo'qmi? 3D printerlar kunni qutqarish uchun shu erda! Ular deyarli har qanday uskuna bilan mos keladigan qismlarni yaratibgina qolmay, balki juda bo'sh joyni tejashga qodir. Bu erda men sizga 3D bosilgan qismlar, Raspberry Pi Zero va Pi Camera -ni o'z ichiga olgan juda oddiy robotni qanday yaratishni ko'rsataman. Men sizni amaliy yoki ko'ngilochar ehtiyojlaringizga mos ravishda qilgan ishlarimni o'zgartirishga taklif qilaman. Robotni boshqarish va kamera tasmasini ko'rish uchun men IOS ilovasini (PiBotRemote ilovasi) qurdim, uni siz bemalol ishlatishingiz va o'zgartirishingiz mumkin. Biroq, bu kabi loyihalarda haqiqiy kuch apparat va dasturiy ta'minot imkoniyatlarining xilma -xilligidan kelib chiqadi. Shuning uchun men sizni ijodkor bo'lishga undagan bo'lardim va nima qilishni bilganingizga qarab, men qilgan ishlarga qo'shilasiz. Masalan, menimcha, bu robotni o'z atrofini tanib olish va o'z-o'zini boshqaradigan mashinaga o'xshab harakat qilish uchun mashinani ko'rishni ishlatsa yaxshi bo'lardi.

1 -qadam: talablar

• Materiallar

  • Kerakli (taxminan $ 75)

    • Raspberry Pi Zero W (10 dollar)
    • Micro SD karta (8,25 dollar)
    • 40 pinli sarlavha ($ 3.25)
    • Jumper simlari ($ 6.86)
    • USB batareyasi ($ 5.00)
    • 900 RPM Micro Gearmotor x 2 (har biri 12,95 dollar)
    • Motor haydovchisi (4,95 dollar)
    • G'ildiraklar (6,95 dollar)
    • 14 mm po'latdan yasalgan bilyali rulman (0,62 dollar)
    • Vintlar, yong'oqlar va to'xtash joylari (pastga qarang)

  • Majburiy emas (taxminan 45 dollar)

    • LEDlar
    • Raspberry Pi kamerasi ($ 29.95)
    • Pi Zero kamera adapteri (5,95 dollar)
    • Servo dvigatel (8,95 dollar)

  • Asboblar

    • 3D printer va filament
    • Kompyuter (men Mac ishlataman va agar siz PiBot Remote ilovasidan foydalanmoqchi bo'lsangiz, sizga kerak bo'ladi)
    • iPhone/iPad/iPod Touch (agar siz ilovadan foydalanmoqchi bo'lsangiz)
    • Matkap
    • O'zgaruvchan uchlari bo'lgan tornavida

Qismlar haqida ko'proq ma'lumot

• Pi Zero: Agar siz Pi Zero -dan faqat shu loyiha uchun foydalanmoqchi bo'lsangiz, doim boshsiz yugurishingiz yaxshi bo'ladi. Aks holda, agar siz HDMI yoki USB tashqi qurilmasini ulashni xohlasangiz, qo'shimcha adapter sotib olishingiz kerak bo'ladi. Bu holda, men Amazondan sotib olgan Pi Zero to'plamini (24 dollar) sotib olishning eng iqtisodiy variantidir. Men hali ham micro SD -kartani sotib olishimga to'g'ri kelgan bo'lsa -da, bu to'plam Pi Zero, kerakli adapterlar va turli sarlavhalar bilan birga kelgan. Bularning barchasi foydali bo'lishi mumkin.
• Micro SD -karta: Siz har qanday Micro SD -kartadan kamida 8 Gb xotiraga ega bo'lishingiz mumkin.
• Jumper Wires: Menga bunday o'tish moslamalari yoqadi, chunki ular bog'langan to'plam bo'lib keladi. Bu menga, masalan, 9 simli bo'lakni ajratish va Pi va motor drayverini yaxshilab ulash imkonini beradi.
• USB batareyasi: Men Sparkfun -dan sotib olgan batareya to'xtab qoldi. Natijada, siz boshqa joyni topishingiz kerak bo'ladi. Men bog'lagan narsa menikiga o'xshardi, lekin men uni sotib olmaganman va siz bosma fayllarni batareyangizga mos ravishda o'zgartirishingiz kerak bo'lishi mumkin. Mikro USB kabeli o'rnatilgan batareyani topganingizga ishonch hosil qiling, chunki bu sizga ortiqcha simsiz to'g'ridan -to'g'ri pi -ga ulash imkonini beradi.
• Dvigatel haydovchisi: Men bog'lagan sho'ng'inni ishlatishni maslahat beraman, chunki u juda arzon va bosma taxtaga to'liq mos tushishi uchun mo'ljallangan. Bundan tashqari, boshqa taxtalar boshqacha ishlashi mumkin va siz boshqacha natijalarga ega bo'lishingiz mumkin.
• 14 mm po'latdan yasalgan to'p: Men bu to'pni shunchaki tasodifan yotqizganim uchun ishlatganman. Boshqa o'lchamlardan foydalanishingiz mumkin, lekin siz rozetkaning hajmini o'zgartirishingiz kerak bo'ladi. To'p robotimiz uchun uchinchi g'ildirak bo'lib xizmat qiladi. Bu mening robotimning dizayn sohalaridan biri, bu hozirda eng muammoli va eng ko'p takomillashtirishdan foydalanishi mumkin. U silliq, qattiq yuzalarda yaxshi ishlasa -da, gilam va qo'pol sirtlarda muammolarga duch keladi. O'zingizning dizayningizning bu maydonini o'zgartirishingiz mumkin.
• Vintlar, yong'oqlar, to'xtash joylari: Sizga mos keladigan vintlarni topish uchun biroz ishlashingiz kerak bo'lishi mumkin. Men oddiygina Pi -ni o'rnatadigan vintlardek, shuningdek, otamning vintlar to'plamida Pi -kamerani bir -biriga bog'lab turgan vintlarni topdim. Dvigatel o'rnatish va rozetkalari uchun men (2,95 dollar) vintlardek va Sparkfun -da mavjud bo'lgan (1,50 dollar) yong'oqlardan foydalandim. Robotni ushlab turadigan to'xtash joylari va 8 ta vint (men tasodifan faqat 4tasini rasmga qo'shdim) men maktabda ishlatilmagan VEX to'plamlaridan oldim.
• LEDlar: Ishonchim komilki, siz qayerda LEDlarni osongina topishingiz mumkin. Funktsiyalarni ifodalash uchun qaysi rangni tanlashni tanlang: quvvat, ulanish, robotni takrorlash yo'li va robotni qabul qilish bo'yicha ko'rsatma.
• Kamera va Servo: Robotingiz bilan nima qilishni xohlayotganingizga qarab, siz kamera va Servo -ni qo'shmaslikni tanlashingiz mumkin, chunki ular asosiy harakat uchun zarur emas va robot narxiga 45 dollar qo'shadi.

2 -qadam: Pi Zero o'rnatish

Raspberry Pi Zero W -ga boshsiz o'rnatishni o'rnatish uchun ushbu havolaga o'ting

• Shuni unutmangki, Pi Zero 5 gigagertsli Wi-Fi tarmog'iga ulana olmaydi
• Raspbian Stretch yoki undan keyingi ko'rsatmalarga amal qilganingizga ishonch hosil qiling

SSH orqali pi -ga muvaffaqiyatli ulanganingizdan so'ng, ishga tushiring

sudo raspi-config

va quyidagi konfiguratsiyalarni o'zgartiring:

• Parolni o'zgartiring. Malinali standart parolni qoldirish juda xavflidir. Bu parolni eslab qolishingizga ishonch hosil qiling.
• Tarmoq parametrlarida xost nomini raspberrypi -dan pizero yoki pibot kabi qisqa qilib o'zgartiring. Men ushbu darslikning qolgan qismida pibotdan foydalanaman. Bu erga nima qo'yganingizni eslashga ishonch hosil qiling.
• Yuklash parametrlari -> Ish stoli / CLI -da, "Console Autologin" -ni tanlang
• Interfeys variantlariga o'ting va kamerani yoqing

Finish -ni tanlang va qurilmani qayta yoqing.

3 -qadam: AdHoc tarmog'ini o'rnating

AdHoc tarmog'ini o'rnatish orqali biz boshqaruvchi qurilmamizni vositachisiz to'g'ridan -to'g'ri robotga ulashimiz mumkin bo'ladi. Bu videoni tezroq uzatishga va nazoratni kechiktirishga imkon beradi. Biroq, bu qadam kerak emas, chunki hamma narsa oddiy Wi -Fi tarmog'i orqali ishlaydi.

Birinchidan, siz GitHub -dan barcha kerakli fayllarni yuklab olishingiz va ochishingiz kerak bo'ladi. Terminalda yuklangan papkaga o'ting va PiBotRemoteFiles papkasini pi -ga buyruq bilan yuboring:

scp -r PiBotRemoteFiles/ [email protected]: ish stoli/

Bu robotni boshqaradigan va AdHoc tarmog'ini o'rnatadigan barcha kerakli fayllarni yuboradi. Fayllar ish stolida joylashgan "PiBotRemoteFiles" papkasida joylashganligiga ishonch hosil qiling; aks holda ko'p narsalar yo'lda ishlamaydi. Agar siz PiBot Remote ilovasidan foydalanmoqchi bo'lsangiz, ilova sozlamalarida oddiy Wi-Fi va AdHoc tarmog'iga o'tishingiz mumkin. Aks holda, uni SSH orqali qo'lda o'zgartirishingiz mumkin:

sudo bash adhoc.sh

sudo bash wifi.sh

Albatta, avvalgi buyruqlarni ishlatishdan oldin PiBotRemoteFiles papkasiga kirganingizga ishonch hosil qiling. AdHoc va Wi-Fi o'rtasidagi har qanday o'zgarish faqat keyingi qayta ishga tushirilgandan keyin kuchga kiradi. Agar AdHoc o'rnatilgan bo'lsa, Pi Zero ishga tushganda PiBot tarmog'i paydo bo'lishini ko'rishingiz kerak.

4 -qadam: Quvvat LEDini qo'shing

Albatta, keraksiz bo'lsa -da, quvvat nuri bo'lishi foydali bo'lishi mumkin. Buni faollashtirish uchun SSH ni Pi Zero -ga kiriting va buyruqni bajaring:

sudo nano /etc/bash.bashrc

Va faylning oxiriga quyidagi qatorni qo'shing:

python /home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

Keyinchalik biz kuch LED bilan bog'liq GPIO pinini o'zgartiramiz.

5 -qadam: RPi Cam veb -interfeysini sozlash

Raspberry Pi Cameras video oqimiga kirish uchun biz RPi-Cam-Web-interfeysidan foydalanamiz. Ushbu modul haqida ma'lumotni bu erda topishingiz mumkin va ularning kodi GitHub -da. Modulni o'rnatish uchun biz avval Pi -ni yangilashimiz kerak. Bu taxminan 10 daqiqa davom etishi mumkin.

sudo apt-get yangilanishi

sudo apt-get dist-upgrade

Keyin git o'rnatishimiz kerak:

sudo apt-get install git

Va nihoyat modulni o'rnatishimiz mumkin:

git klon

RPi_Cam_Web_Interface/install.sh

Modul o'rnatilgandan so'ng, konfiguratsiya oynasi paydo bo'ladi. Agar siz foydalanuvchi nomi va parolni qo'shmoqchi bo'lsangiz, pi hisobingiz bilan bir xil foydalanuvchi nomi va parolni ishlatganingizga ishonch hosil qiling. Aks holda, PiBot Remote ilovasi kamera oqimini qabul qila olmaydi.

Endi, agar siz Pi bilan bir xil tarmoqdagi qurilmadagi brauzerga kirsangiz va agar kamera pi ga ulangan bo'lsa, siz https://pibot.local/html/# ga o'tib, oqimni qabul qilishingiz mumkin. RPi interfeysi kamerani oson boshqarish imkonini beradi va videoni bosish yoki bosish orqali u to'liq ekranga aylanishi mumkin. Biz buni keyinchalik PiBot masofaviy ilovasi yordamida ishlatamiz.

Endi biz Pi Zero -ni sozlashni tugatdik, qiziqarli narsalarga!

6 -qadam: Hammasini chop eting

Garchi men PLA filamentli Dremel 3D printeridan foydalansam -da, o'zingizning printerlaringiz va materiallaringizdan foydalaning. Barcha STL fayllari GitHub -dan yuklab olingan papkada. Men hamma narsani to'rt qismda chop etishga muvaffaq bo'ldim: yuqori plastinka, pastki plastinka, barcha o'rnatish va rozetkalar va uzuk. Rang tanlashda ijodiy bo'ling va 3D printer imkoniyatlaridan to'liq foydalaning. Mening printerimda ikkilamchi ekstruziya yoki boshqa ajoyib xususiyatlar yo'q edi, lekin agar bunday printerga kirish imkoni bo'lsa, men bezaklarni yuqori plastinkaning yuqori qismiga qarama -qarshi rangda chop etishni tavsiya qilaman. Ba'zi qismlarga mos kelishi uchun sizga fayl va burg'ulash kerak bo'ladi.

LED ramzlari va bezaklari ko'rinadigan bo'lishi uchun yuqori plastinkani bo'yashdan qo'rqing.

Siz pastki plastinkaning uchida GoPro o'rnatish tizimiga o'xshash ikkita o'rnatishni payqagan bo'lishingiz mumkin. O'zingiz yoqtirgan narsani robotning old yoki orqa qismiga ulash uchun ulardan foydalaning. Blender faylida men ishlatgan quruq o'chirish marker moslamasini, shuningdek, ob'ektni ushlab turish uchun o'zgartirishingiz mumkin bo'lgan shablon ob'ektini topishingiz mumkin.

Bundan tashqari, qaysi yo'nalishni oldinga yo'naltirishni belgilang; Men hozirgacha kamida uch marta almashganman.

7 -qadam: Sarlavhalarda lehim

Men sarlavhalarni PiZero -ga lehimlashni tanlagan bo'lsam -da, siz simlaringizni to'g'ridan -to'g'ri pi -ga lehimlashingiz mumkin. Agar siz men kabi sarlavhalarni lehimlashni tanlasangiz, mennikiga o'xshash burchakli burchakdan foydalanishni tavsiya qilaman. U simlarni ancha yashiradi va hamma narsani yanada chiroyli qiladi.

Endi haydovchini lehimlash vaqti keldi. Pastki plastinka, ayniqsa, bu Sparkfun dvigateli uchun mo'ljallangan bo'lib, uning pastki qismi uchun pin boshi uchun joy ajratiladi. Bu dvigatel pimlarini osongina o'zgartirish imkonini beradi, shunda siz chapga va o'ngga, oldinga va orqaga almashtirishingiz mumkin. Men hozirda quyidagi bosqichni o'z ichiga olsam -da, sizning simlaringiz qanchalik uzun bo'lishi kerakligini aniq bilmaguningizcha, bir necha qadam kutishni tavsiya qilaman. 9-simli o'tish pimlarini kesib oling, ular boshga payvandlangan pinlar bilan mos keladi. Har bir simni ehtiyotkorlik bilan lehimlang, shunda guruh birgalikda yotadi va batareyani o'rab oladi. Oldindan sim uzunligini o'lchab ko'ring, shunda siz juda kam yoki ko'p narsaga duch kelmaysiz.

Va nihoyat, LEDlarni lehimlash vaqti keldi. Ularni ustki plastinkada o'z joylariga mahkamlang va barcha pimlarni bir -birining ustiga katlayın. Erga bitta simni va har bir LEDga bitta simni lehimlang. Chapdan o'ngga svetodiodlarning vazifalari quyidagilardir: robot kuchi, robotga ilova ulanishi, robot saqlangan yo'lni qaytadan ko'rsatmoqda va robot tomonidan ko'rsatma olinmoqda.

Har bir dvigatelga simlarni lehimlang, shunda ular dvigatel haydovchisidan keladigan sarlavhalarga ulanishi mumkin.

8 -qadam: Dvigatel va rozetkani burab qo'ying

Birinchidan, har bir motorni dvigatel moslamasiga joylashtiring. Keyin har bir vintni qisman, uchi tokchaning yoki rozetkaning yuzasiga yetguncha joylashtiring. Keyin, har bir vint uchun, har bir vintni mahkamlanganda, plastinkaning boshqa tarafidagi nonni ushlab turing. Ikkinchisini burab qo'yganda, rulmanni ikkita rozetka orasiga qo'yishni unutmang. Dvigatel drayverini joyiga qo'ying va dvigatellarni rozetkaga ulang. Har bir chiqishga qaysi dvigatel ulanganligi muhim emas, chunki robot ishlayotganda uni osongina o'zgartirish mumkin.

9 -qadam: Kamera va Servo -ni tayyorlang

Pi Zero adapter tasmasini kameraga ulang va kamera qutisini bir -biriga mahkamlang. Servo o'rnini qo'ying. Siz servo uchun vintli teshiklarni burishingiz mumkin, lekin bu etarli darajada qulay. Kamerani servoga eng yaxshi usul bilan ulang. Hozirgi vaqtda menda tog'da ikkita teshik bor, shtapel servo shox va kamera qutisidan o'tadi. Biroq, bu juda ko'p bo'sh joy qoldiradi, shuning uchun siz super elimdan foydalanishingiz mumkin. Kamerani xohlagan tomonga yo'naltiring va servo shoxini joyiga burab qo'ying. Kamera tasmasini malinaning teshigidan o'tkazing va uni pi -ga ulang. Nihoyat, lentani batareyaga tekis qilib ushlab turing.

10 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Nihoyat, hamma narsa bir bo'lakka aylanish vaqti keldi. LEDlarni, dvigatel haydovchisini va servo simlarini Pi -ga ulang, shunda siz faqat to'g'ri pinlardan foydalanasiz, lekin ularni chiqish joyiga yaqin tuting. Keyin simlarni uyalariga joylashtiring va pini joyiga burab qo'ying. Bu narsalarni toza saqlash uchun mahkam o'rnashtirilgan, shuning uchun katta o'tish pimlari uchun joy yo'qdek tuyulsa, taslim bo'lmang.

Har bir to'xtash joyini pastki plastinkaga mahkamlang. Batareyani joylashtiring va quvvat kabeli uyasi orqali Pi Zero quvvat portiga to'g'ri joylashishiga ishonch hosil qiling. Dvigatel haydovchisining simlarini o'rab oling va hamma narsaga halqa pichog'ini joylashtiring. Agar siz barcha simlarni batareya va yuqori plastinka orasidagi bo'shliqqa siqsangiz, pastki plastinkadagi kichik tizmasi halqaga va halqadagi ikkita baland nuqtani yuqori plastinkaga siqib qo'ying. Endi siz yuqori plastinani mahkam bog'lab qo'yishingiz mumkin va siz o'z robotingizni qurdingiz!

11 -qadam: Xcode loyihasini oching

Keyingi bir necha qadam faqat siz Mac va IOS qurilmasini talab qiladigan PiBot Remote ilovasidan foydalanayotgan bo'lsangiz qo'llaniladi.

Chunki men arzonman va Apple Developer -da pullik hisobim yo'q, men faqat Xcode loyihasini almashishim mumkin, dasturning o'zi emas. Keyin loyihani o'zingiz ochishingiz, imzoni o'zgartirishingiz va uni o'z qurilmangizda ishga tushirishingiz mumkin.

Agar sizda Xcode bo'lmasa, uni Mac ilovalar do'konidan yuklab oling. Xcode yuklangandan so'ng, o'ng pastki burchakdagi "Boshqa loyihani ochish" -ni tanlang va GitHub-dagi "PiBot Remote" papkasiga o'ting.

Loyiha ochilgandan so'ng, chap burchakdagi "PiBot Remote" deb nomlangan asosiy faylni bosing.

"To'plam identifikatori" ni noyob narsaga o'zgartiring. Siz mening ismimni o'z ismingiz bilan almashtirishingiz yoki oxirigacha biror narsa qo'shishingiz mumkin.

Jamoani shaxsiy hisobingizga o'zgartiring. Agar sizda yo'q bo'lsa, "Hisob qaydnomasini qo'shish" -ni tanlang.

"B" buyrug'ini bosing va hamma narsa to'g'ri ishlashiga umid qiling. Loyihani muvaffaqiyatli qurganingizdan so'ng, qurilmangizni kompyuteringizga ulang. O'ng tomondagi o'yin tugmachasini va yuqori chap burchakdagi to'xtatish tugmachasini bosing va qurilmangizni tanlang.

R-buyrug'ini bosing va dastur qurilmangizda ishga tushishi kerak. Qurilmangiz ishga tushishidan oldin identifikatorni tasdiqlashi kerak bo'lishi mumkin va faqat shu vaqtda Internetga kirish talab qilinadi.

12 -qadam: Yakuniy sozlash

Siz pin raqamlarini PiBot Remote ilovasidagi quvvat LEDidan tashqari hamma narsaga sozlashingiz mumkin. Quvvat LEDining pinini, SSH -ni PI -ga o'zgartiring va buyruqni bajaring:

/home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

36 ta ikkita misolni siz ishlatgan GPIO piniga o'zgartiring. Keyin control-X, y ni bosing.

Ilova ham, server ham xatolarga moyil. Nimalar bo'layotganini aniqlash uchun konsoldan disk raskadrovka rejimida foydalaning. Agar shubhangiz bo'lsa, Pi -ni qayta ishga tushiring va/yoki ilovani qayta ishga tushiring. Ba'zida kod ishlamay qolgandan so'ng, ilova qayta ulana olmaydi, chunki manzil allaqachon ishlatilgan. Bunday holda, portni o'zgartiring va dastur ulanishi kerak.

Shuningdek, qurilmangizda tezlatgich yordamida robotni boshqarayotganingizda, kalibrlash, to'xtatish/ishga tushirish, kamerani sozlash va yorliq panelini ko'rsatish/yashirish uchun ba'zi noqulay imo -ishoralardan foydalanishingiz kerak.

• Kalibrlash: Ikki barmog'ingiz bilan 5 soniya bosib turing (agar qurilmangiz uni qo'llab -quvvatlasa, qurilma sozlangandan so'ng, siz sezgir javobni sezasiz)
• Kamera sozlamalari: eng murakkab ishoralar, avval kalibrlash uchun tasvirlanganidek qiling, keyin kamerani yuqoriga ko'tarish uchun barmoqlaringizni yuqoriga, pastga siljiting. Barmoqlaringizni ko'targaningizdan so'ng, sozlash amalga oshiriladi.
• To'xtatish/ishga tushirish: akselerometr ko'rinishiga kirganingizda, robot dastlab harakat buyruqlarini e'tiborsiz qoldiradigan qilib o'rnatiladi. Bu sozlamani almashtirish uchun ikki barmoq bilan ikki marta bosing.
• Yorliq panelini ko'rsatish/yashirish: akselerometrda harakatlanayotganda to'liq ekranli ko'rishni yoqish uchun tab paneli bir necha soniyadan so'ng avtomatik ravishda yashiriladi. Qayta ko'rsatish uchun tepaga suring. Yashirish uchun pastga suring.

Agar mening ilovam bilan bog'liq muammolar va noqulayliklar sizni xafa qilsa, esda tutingki, menda dasturlash bo'yicha rasmiy ma'lumot yo'q edi. Shuning uchun men maslahat va takliflarni qabul qilaman. GitHub fayllarimni ajratib oling.

Agar men GitHub -ga biron bir o'zgartirish kiritsam, ularni fayllarni yuklab olish va ularni rekursiv SCP orqali tegishli joyga Pi -ga yuborish orqali robotga qo'llang. Agar siz Xcode loyihasini klonlagan bo'lsangiz, o'zgarishlarni bekor qiling. Aks holda, siz loyihani yuklab olishingiz va ilovani qurilmangizda ochish uchun 11 -qadamni bajarishingiz mumkin.

Agar siz ushbu o'quv qo'llanma bilan biron bir qiziqarli ish qilsangiz, iltimos, izohlarda menga xabar bering, men uni qanday qilib har xil ajoyib loyihalar uchun shablon sifatida ishlatish mumkinligini qiziqtiraman.