Tinku: isiklik robot: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-31 10:18

Järgige rohkem autori poolt:

Tere, Tinku pole lihtsalt robot; see on isiklik robot. See on kõik ühes pakendis. See suudab näha (arvuti nägemine), kuulata (kõne töötlemine), rääkida ja olukorrale reageerida. See võib väljendada emotsioone ja loetelu asjadest, mida ta saab teha, jätkub. Andsin sellele nime; Ma nimetan seda Tinkuks.

Lühike sissejuhatus, mida see suudab

1. Arvuti nägemine

   • Näotuvastus
   • Näo jälgimine
   • Tehke fotosid ja salvestage video
   • Tuvastage ArUco markerid

2. Kõne töötlemine

   • Võrguühenduseta kõnetöötlus (kiirsõna tuvastamine)
   • See saab Hotwordsi tuvastades aru, mida te räägite.

3. Väljendage emotsioone

   • See liigutab pea mitteverbaalseks suhtlemiseks ja tunnete väljendamiseks.
   • See kuvab ekraanil pilte ja-g.webp" />
4. Liikuda

   See saab ratastega ringi joosta ja ArUco markerite abil kohti kindlaks teha

5. Takistuste vältimine

   Sellel on sonarandurid, nii et ta on alati ümbritsevast teadlik ja suudab takistusi vältida

See võib teha palju rohkem asju. Samuti saate rakendada uusi funktsioone, mida soovite.

Aitab rääkida.

EDIT: Tinku keha hakkas pragunema, nii et pidin ta täielikult ümber kujundama. Siin on uued pildid, täiesti värske ja parem Tinku. Vabandust, mul pole pilte Tinku ümberkujundamise sammudest.

Samm: asjad, mida vajate

Roboti keha

1. Akrüülist leht
2. MDF plaat
3. Väikesed L klambrid
4. Pakk mutrit ja kruvi

Servod, mootorid ja rattad

1. Dynamixel AX-12A (3 tk)
2. Bioloid poltide ja mutrite komplekt
3. Mootorid (2 tk)
4. Rajad (2 pakki)
5. Rööparattad (4 tk)
6. L klambrid mootoritele (2 tk)
7. L klamber mannekeenvõlli jaoks (2 tk)
8. Mannekeeni võll (2 tk)
9. Bioloidraam F8
10. Bioloid raam F3 (2 tk)
11. Bioloidraam F2
12. Bioloidraam F10

Elektroonika

1. Arduino
2. Raspberry Pi või Udoo Quad
3. Mootori juht
4. Logitechi veebikaamera-c270 (sellel on sisseehitatud mikrofon)
5. Ultraheli kaugusandurid (6 tk)
6. Lipo aku (3300 Mah 3S)
7. Suurendage pingeregulaatorit (DC-DC)
8. Alandav pingeregulaator (DC-DC)
9. Puuteekraan (7 tolli)
10. USB -jaotur (ainult siis, kui kasutate Udoo Quadit, kuna sellel on ainult 2 USB -porti)
11. 7404 hex inverter IC
12. 74HC244 IC
13. 14 kontaktiga IC alus
14. 20 -pin IC alus

Pistikud ja kaablid

1. T-pistiku isane aku pistik
2. Paindlik HDMI -kaabel (ainult siis, kui teie ekraanil on HDMI -pistik)
3. Micro USB kaabel
4. Kolme tihvtiga naissoost emaskaabel (6 tk)
5. Alalisvoolu tünni pistik, toitepistik (2 tk)
6. Dynamixeli servoühendused (3 tk)
7. USB A kuni B kaabel (ainult siis, kui see pole Arduinoga kaasas)
8. Jumper juhtmed
9. Leivaplaadi juhtmed
10. Burg ribad

PCBde valmistamiseks

1. Vasega kaetud laminaat
2. PCB söövitaja (Fecl3)
3. Perforeeritud PCB
4. 1 mm puur

Mitmesugused

1. Liim
2. Jahutusradiaatorid
3. Seisakud

Märkus: siin kasutan Udoo plaati, kuna sellel on parem arvutuskiirus kui minu vaarika pi 2. Ma kasutan välist Arduino, mitte Udoo plaadi sisseehitatud Arduino, kuna kõik mu andurid ja moodulid on 5v ühilduvad ning Arduino Udoo plaat on 3v ühilduv.

2. samm: roboti kere

Roboti korpuse ettevalmistamiseks kasutasin akrüüllehte ja lõikasin selle karbi sarnase struktuuri saamiseks etteantud suurusega. Mainisin pildil iga kehapoole mõõdet.

1. Lõika akrüülleht vastavalt määratud suurusele.
2. Puurige kindlatesse kohtadesse augud mootorite, andurite, vaheseinte paigaldamiseks ja iga plaadi ühendamiseks.
3. Kaablite läbimiseks puurige alusplaati ja ülemisse plaati suurem auk.
4. Tehke esi- ja tagapaneeli alumisel küljel väike sälk, et ultrahelisensorist tulevad juhtmed saaksid läbi minna.

On aeg mootorid ja rajad ette valmistada ja paigaldada.

1. Jootke lisatraadid mootori tihvtide külge, et traat jõuaks mootorijuhtideni.
2. Paigaldage mootori klambrid ja näiv ratta võlli klambrid roboti alusplaadile.
3. Ühendage mootorid ja näiv ratta võll klambritega ja seejärel ühendage rattad.
4. Pange rajad kokku ja tehke silmus.
5. Rihmarada ratastel. Pidage meeles, et rada ei lõdvestu ja sellel on piisavalt pinget.

Nüüd ühendage väikeste L -klambritega aluspaneeli esi-, taga- ja üks külgpaneel. Ärge paigaldage ülemist paneeli ja ühte külgpaneeli nii, et meil oleks piisavalt ruumi elektroonika paigaldamiseks robotile.

Samm: roboti pea ja nägu

Kinkisime oma robotile juba kere ja rattad. Nüüd on aeg anda talle pea, kael ja nägu.

Kael:

Roboti peas on kõige keerulisem osa kael. Seetõttu valmistame selle kõigepealt ette. Dynamixeli servod on natuke segane töötada, kuid need on usaldusväärsed ja vastupidavad. Selle jaoks on saadaval palju kinnitusklambreid, nii et saate neid igal viisil ühendada.

Vaadake seda videot, et saada paremat selgitust dünamixeli servode ühendamise kohta.

1. Sisestage mutrid dünamixeli servodesse, et need raamidega kinnitada.
2. Asetage bioloidraam F8 ülemise paneeli keskele ja märkige puuraugud ning puurige need.
3. Kinnitage bioloidraam F8 ühe servo külge ja seejärel paigaldage bioloidraam F8 ülemisele paneelile.
4. Ühendage iga servo erinevate raamide abil kokku ja valmistage kael ette.
5. Ühendage servod üksteisega, kasutades dynamixeli kolme kontaktiga servoühendusi.

Silm ja kõrv:

Kasutan oma roboti silmana Logitechi veebikaamerat-c270. See on hea kaamera, mis suudab pildistada ja salvestada videoid 720p -ga. Sellel on ka sisseehitatud mikrofon, seega muutub see ka minu roboti kõrvaks. Pärast pikka ajurünnakut avastasin, et parim koht kaamera paigaldamiseks on ekraani ülaosas. Kuid kaamera paigaldamiseks vajan kaamera kinnitust. Nii et teeme ühe.

1. Eemaldage veebikaamerast metalldetailid, mis annavad sellele kaalu.
2. Lõika MDF -plaadist kaks tükki, üks ruut ja üks kolmnurk, mille mõõtmed on näidatud pildil.
3. Puurige auk veebikaamera alusele ja ruudukujulisele MDF -detailile. Tehke nelinurksel tükil sälk, et sisestada veebikaamera traat sellesse.
4. Liimige MDF-tükid kokku, et moodustada T-kuju. Kaamera kinnitus on valmis.
5. Enne kaamera kinnituse ja kaamera ühendamist valmistage esmalt ette pea.

Pea:

Roboti pea on ühendatud servodega. See peab olema võimalikult kerge, et pea ei rakendaks servodele suurt koormust. Seetõttu kasutasin akrüülplaadi asemel MDF -plaati.

1. Lõika tükk MDF -plaati mõõtmetega (18 cm x 13 cm) ja puurige ekraani kinnitamiseks augud.
2. Asetage bioloidraam F10 MDF -plaadi keskele ja märkige puuraugud ning puurige need.
3. Asetage bioloidraam F10 ja bioloidraam F2 MDF -plaadi mõlemale küljele ja ühendage need mutri ja kruvi abil kokku.
4. Nüüd liimige kaamera kinnitusplaadi tagaküljele.
5. Ühendage bioloidraam F2 servo konfiguratsiooni lõpuga.
6. Paigaldage ekraan MDF -plaadile, kasutades eraldusjooni.
7. Kinnitage veebikaamera kaamera alusele.

Nüüd on meie pea ja roboti nägu valmis.

Samm: kohandatud PCB -d

Nüüd on aeg lahustada fecl3 ja söövitada mõned PCBd.

Miks ma tegin kohandatud trükkplaate?

• Mul pole dynamixeli servokontrollerit, seega pean selle tegema.
• Pean ühendama palju andureid Arduinoga puhtamal viisil, nii et tegin Arduinole kilbi.

Teeme.

1. Laadige alla PCB -failid ja printige need vaskplaadiga laminaadile.
2. Söövita vasest plakeeritud laminaat, kasutades fecl3
3. Puurige 1 mm augud IC -de ja kinnitusriba kinnitamiseks.
4. Selleks, et kilpide virnastamispäised libistataks nööpnõelte otsa suunas sissepoole.
5. Jootke PC alustele IC alused ja burg riba.
6. Esitasin skeemid viitamiseks.

Märkus. Kasutage Express PCB tarkvara, et avada.pcb ja Express SCH tarkvara.sch faili avamiseks.

Samm: toiteallikas

Roboti erinevate elektroonikamoodulite ja mootorite ühtlase võimsuse säilitamine on väga vajalik. Kui mis tahes mooduli võimsus langeb alla piirväärtuse, põhjustab see tõrke ja selle taga olevat põhjust on väga raske kindlaks teha.

Selle roboti peamine energiaallikas on 2200 mAh 3S Lipo aku. Sellel akul on kolm elementi ja väljundpinge on 11,1 volti. Udoo plaat vajab 12v toite ja Arduino plaat 5v toiteallikat. Nii et ma valin kahe pingeregulaatori kasutamise, üks on astmeline ja teine astmeline. Üks säilitab voolu kõigi 12 V moodulite jaoks ja teine hoiab kõigi 5 V moodulite voolu.

Pilt sisaldab käsitsi joonistatud skeeme.

• Jootke perforeeritud trükkplaatide pingeregulaatorid.
• Jootke T-pistiku isane aku pistik mõlema pingeregulaatori sisendiga.
• Ühendage mõlema regulaatori maandusväljund.
• Ühendage alalisvoolu tünnipistikud regulaatori iga väljundiga. Hoidke juhtmete pikkust piisavalt, et see jõuaks Udoo/Raspberry Pi ja Arduino plaadini.
• Jootke burg riba igale regulaatori väljundile täiendava väljundvõimsusena juhuks, kui seda tulevikus vajame.
• Enne toiteallika ühendamist mõne elektroonilise mooduliga kalibreerige iga regulaatori väljund, kasutades seadistuspotentsiomeetrit, mis on täpselt 12v ja 5v.

6. etapp: lõplik kokkupanek

Nüüd on aeg. Pärast nii paljusid samme on aeg iga moodul kokku panna. Erutatud? No ma olen küll.

• Lõika MDF -plaadist ristkülikukujuline tükk mõõtmetega (30 cm x 25 cm). See plaat on elektrooniliste moodulite paigaldamise alus. Ma ei taha akrüülplaadile palju auke puurida, seega kasutan MDF -plaati. See aitab ka juhtmeid selle alla peita, et meie robot näeks kena ja puhas välja.
• Asetage moodulid MDF -plaadile, märkige kinnitusavad ja puurige need. Tehke MDF -plaadi all olevate juhtmete läbimiseks mõned täiendavad augud.
• Ma määrasin mõnele augule numbrid, nii et mul on lihtne neile viidata ja teil on arusaadav juhtmestiku skeem.

Toiteallikas:

• Paigaldage toiteplokk plaadile ja laske 12v ja 5v pistik läbi augu number 1 ning tõmmake 12v pistik välja läbi ava number 2 ja tõmmake 5v pistik läbi augu numbri 3.
• Hoidsin akut praegu lahti, sest pean seda mõnikord eemaldama ja laadima.

Mootori juht:

• Tõmmake mootoritega ühendatud juhtmed läbi ava number 4 ja ühendage need mootori juhtplaadiga.
• Mootorid vajavad korralikult töötamiseks 12 V toiteallikat, nii et ühendage juhi 12 V ja GND tihvt 12 V pingeregulaatori väljundiga.
• Ühendage mootori juhi tihvtid vastavalt koodile Arduinoga.

Arduino:

• Enne Arduino paigaldamist laske kolme ultrahelianduri juhtmed läbi tagapaneeli ja ülejäänud kolme ultrahelianduri juhtmed läbi esipaneeli ja tõmmake need läbi augu numbri 3.
• Paigaldage Arduino ja kinnitage sellele anduri kilp.
• Andsin numbrid kõikidele ultrahelianduri juhtmetele, et seda oleks lihtne vigade korral siluda. Ühendage anduri tihvtid kilbiga, alustades numbrist 1 kuni 6 järjest.
• Ühendage 5v toitepistik Arduinoga.

Dynamixeli servokontroller:

• Paigaldage dynamixeli servokontroller plaadile.
• Ühendage servokontrolleri 12v ja GND tihvt 12v pingeregulaatori väljundiga.
• Ühendage servokontrolleri 5v ja GND tihvt 5v pingeregulaatori väljundiga.
• Ühendage servokontrolleri ja Arduino tihvtid vastavalt koodile.
• Jätke servoväljundi tihvt praegu lahti. Pärast roboti ülemise paneeli paigaldamist ühendage see pistikuga.

Udoo / Vaarika Pi:

Märkus. Enne järgmiste sammude järgimist veenduge, et olete OS -i juba MicroSD -kaardile installinud ja Udoo / Raspberry Pi -plaadile paigutanud. Kui ei, siis järgige linke Raspbiani installimiseks Raspberry Pi või Udoobuntu Udoo tahvlile.

• Paigaldage Udoo / Raspberry Pi plaadile ja ühendage sellega toitepistik.
• Kui kasutate Udoot, ühendage USB -jaotur selle USB -pesaga.
• Ühendage sellega HDMI -kaabel ja mikro -USB -kaabel. Neid tihvte kasutatakse ekraanile andmete ja toite varustamiseks.
• Ühendage Arduino Udoo / Raspberry Pi -ga, kasutades A -B USB -kaablit.

Ülemine paneel:

• Kinnitage ülemine paneel roboti külg-, esi- ja tagapaneelile, kasutades L -klambreid.
• Ühendage HDMI -kaabel, mikro -USB -kaabel ekraaniga ja veebikaamera Udoo / Raspberry Pi plaadiga.
• Ühendage baasdünamixeli servost tuleva kolme kontaktiga servo pistik servokontrolleriga. Palun hoolitse selle eest, milline tihvt on DATA, GND ja +12v. Parema teabe saamiseks vaadake jaotise "Roboti pea ja nägu" pilte. Kui ühendate juhtmed vastupidises järjekorras, võib see servosid kahjustada.

Ultraheli kaugusandurid:

Pusle viimane tükk. Pärast seda on meie kokkupanek peaaegu lõppenud.

• Lõika kuus ristkülikukujulist tükki MDF -plaadist/akrüüllehest mõõtmetega (6 cm x 5 cm).
• Puurige nendesse soovitud kohtadesse augud.
• Kinnitage ultraheliandurid iga plaadi külge ja kinnitage kõik plaadid roboti aluspaneeliga.
• Ühendage andurid pistikutega.

Lõpuks on see tehtud. Ühendage aku ja käivitage Udoo/Raspberry Pi

Samm 7: Tarkvara

Riistvara on täielik, kuid ilma tarkvarata on see robot vaid kast. Vajaliku tarkvara loend on

• TightVNC
• Python
• OpenCV
• Lumelaps

• Mõned pythoni paketid

  • Pyautogui
  • numpy
  • pyseriaalne
  • pyaudio

TightVNC:

TightVNC on tasuta kaugjuhtimispuldi tarkvarapakett. TightVNC abil näete kaugarvuti töölauda ja saate seda juhtida kohaliku hiire ja klaviatuuriga, täpselt nagu te seda arvuti ees istudes teeksite.

Kui teil on lisaklaviatuur ja hiir, on see hea. Kui ei, siis installige TightVNC oma sülearvutisse ja järgige neid samme.

Esmakordselt ühendage klaviatuur ja hiir Udoo / Raspberry Pi -ga. Ühendage WiFi -võrguga. Avage terminal ja tippige

$ ifconfig

• Märkige üles roboti IP -aadress.
• Avage sülearvutis TightVNC. Sisestage nõutud väljale IP -aadress ja vajutage sisestusklahvi. Voila! Olete nüüd ühendatud. Robotile juurdepääsemiseks kasutage sülearvuti puuteplaati ja klaviatuuri.

Python:

Python on väga populaarne ja mitmekülgne keel, mistõttu kasutan seda selle roboti esmase programmeerimiskeelena.

Siin kasutan python 2.7, kuid soovi korral saate kasutada ka python 3. Õnneks on Python eelinstallitud nii Udoobuntu kui ka Raspbian OS -i. Nii et me ei pea seda installima.

OpenCV:

OpenCV on avatud lähtekoodiga raamatukogu, mis on suunatud peamiselt reaalajas arvutite nägemisele. OpenCV koos Pythoni on väga lihtne kasutada. OpenCV installimine on natuke tülikas, kuid saadaval on palju väga lihtsaid juhiseid. Minu isiklik lemmik on see. See juhend on mõeldud Raspberry Pi jaoks, kuid saate seda kasutada ka Udoo plaadi jaoks.

Lumelaps:

Snowboy on raamatukogu, mille on kirjutanud Kitt.ai poisid ja mille peamine eesmärk on võrguühenduseta kõnetöötlus/märksõnade tuvastamine. Seda on väga lihtne kasutada. Järgige seda linki, et paigaldada lumelaps Raspberry Pi -le. Kui kasutate Udoo tahvlit, minge selle projekti juurde, mille on kirjutanud meto install snowboy Udoos.

Pythoni paketid:

Mõne pythoni paketi installimiseks järgige neid lihtsaid juhiseid.

1. Pyautogui - Pyautogui on pakett klaviatuuri või hiire liigutuste simuleerimiseks.
2. Numpy - tippige Linuxi kesta "pip install numpy" ja vajutage sisestusklahvi. Nii lihtne see ongi.
3. Pyserial - Pyserial on pakett, mis on suunatud jadaühendusele pythoni kaudu. Kasutame seda Arduinoga suhtlemiseks.

8. samm: koodid

Riistvara osa on valmis. Tarkvara osa on valmis. Nüüd on aeg anda sellele robotile hing.

Koodime.

Selle roboti kood on mõnevõrra keeruline ja lisan sellele praegu rohkem funktsioone. Seetõttu olen majutanud koode oma Githubi hoidlas. Saate seda kontrollida ja sealt kloonida/alla laadida koode.

Nüüd pole see lihtsalt robot; see on nüüd Tinku.

9. samm: demo

Demo. jeeeeee !!

Need on mõned põhilised demod. Tulemas on palju huvitavamaid.

Oodake rohkem värskendusi ja kui teil on kahtlusi, jätke kommentaar.

Tänan teid, et lugesite minu projekti. Sa oled äge.

Kui teile see projekt meeldib, siis palun hääletage see mikrokontrollerite ja robootika konkursil

Head tegemist;-)