Koerarobot: Lego Robot Rover veebikaameraga: 17 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Siit saate teada, kuidas teha Lego robot, mida saate juhtida mis tahes ekraanilt WiFi kaudu. Sellel on ka veebikaamera, nii et näete, kuhu lähete, ja LED -tuled silmadele! See on suurepärane projekt, mida teha koos oma lastega, kuna nad saavad logo ehitada ja saate neid kaasata nii palju elektroonikasse, kui nad rahul on. Selle projekti rakendamisel on palju paindlikkust ja see tähendab, et saab selle hõlpsalt tükkideks võtta ja uuesti kujundada. Mulle tundus see kasulik, kui jäin lihtsalt uuesti alustama. Kui olete seda paar korda teinud, on seda algusest peale üsna lihtne ja kiire taastada. Selle suurepärane asi on see, et te ei pea muretsema millegi "purustamise" pärast, kuna arendate oskusi hõlpsaks taastamiseks.

Mida sa vajad

• Vaarika Pi B+
• Alus- ja mootorikomplekt
• Lego alusplaat
• Tööstusliku tugevusega superliim
• Puurida
• Käsitöönuga
• Jootmisseadmed
• SD -kaart
• SD -kaardi lugeja
• Mootori kontrolleri komplekt
• 2 LED -i
• keskmise hinnaga veebikaamera (võite proovida odavat)
• PC ja tahvelarvuti / telefon
• Wifi ruuter, millele teil on administraatori juurdepääs
• Palju Legot
• Hädaabitelefoni laadija
• 4 hüppetraati, millest igaühel on vähemalt 1 siseklemm
• 4 AA patareid (laetav on hea)

Samm: valmistage alus ette

Alustasin aluse ja kahe sellise mootoriga nagu see mootorikomplekt Amazonist

Võtke perspexi alus ja liimige sellele õhuke Lego alusplaat. Kasutasin selleks tööstusliku tugevusega superliimi, mis kuivab minutitega ja on ülitugev. Kui liim on fikseeritud, lõigake liigne Lego alusplaat ära nii, et see järgiks perspexi alusplaadi joont. seejärel puurige läbi Lego plaadi augud, mis sobivad perspexi alusega. Puurisin augud nii nagu ja millal vaja. Nüüd on teil alus Lego struktuuri ehitamiseks.

Samm: pange rattad kokku

Nüüd pange rattad kokku. Järgige tootja juhiseid siin. Ostetud velgedel olid kõik juhised hiina keeles, mida ma lugeda ei oska, kuid piltidelt oli seda üsna lihtne välja selgitada. Pärast kokkupanekut kinnitage juhtmed mootorite külge väikese jootepulgaga.

Samm: kinnitage rattad alusele

Seejärel kinnitage rattad alusplaadile, vajadusel võite puurida auke alusesse. Tõenäoliselt saate projekti lõpu poole teada, et soovite, et juhtmed viiksid aluse kuskile mujale, kuid võite alati uue augu puurida ja hiljem ümber paigutada.

Samm: valmistage Pi ette

Nüüd pange PI valmis. Kasutasin mudelit B+ koos USB wifi -dongliga. Kasutasin Debian Jessie -l põhinevat täislaua pilti, mille saate alla laadida Raspbian Pi saidilt. Tasub luua SD -kaart nullist ja hoida kettapilt käepärast, sest saate hõlpsalt uuesti alustada. Peate võib -olla natuke guugeldama, et välja mõelda, kuidas arvutis kettapilti luua. Lõin oma pildi Ubuntu abil järgmiselt: paremklõpsake ketta kujutisel ja valige "Ava ketta pildikirjutajaga". Kirjutage pilt SD -kaardile. Kettapilt on üsna väike, nii et kui teil on suurem SD -kaart (nt: 30 GB), võite kasutada kogu eraldatava ruumi kulutamiseks partitsioonitarkvara nagu GParted. Kui olete selle tegemiseks välja töötanud, kulub umbes 5 minutit ja see on tõesti seda väärt, justkui rikuksite tarkvara sassi, mille saate lihtsalt uuesti installida.

Samm: paigaldage juhtpaneel

Järgmisena vajate mootorikontrolleri plaati. Kasutasin RyanTeki komplekti. Kaasas on suurepärane jootmisjuhend, kuid arvan, et saate selle ka eelnevalt joodetud. Kui te pole jootmist varem teinud, ärge muretsege, võtke see aeglaselt ja harjutage natuke enne mootorilauale asumist.

Nüüd kinnitage aku (4 AA patareiga) ja mootorid kuni kontrolleri plaadini, seejärel kinnitage kontrolleri plaat Pi GPIO tihvtidele. Jällegi annab kontrolleriplaat teile rohkem üksikasju. Ärge muretsege õigete mootorijuhtmete sattumise eest õigetesse pesadesse, kui need pole alalisvoolu toitepesadega ühendatud. Ma ei liimi ega kruvi Pi või akut Lego tahvlile, kuna see annab teile Lego korpuse kujundamisel rohkem paindlikkust. Samuti saate oma disaini hõlpsalt muuta.

6. samm: hakake ehitama Lego keha

Nüüd on aeg ehitada Lego. Sel hetkel saate kaasata tõeliselt noori lapsi, kui nad mahutavad tüki Legot! Alustasime lihtsa ruudukujulise korpusega, kuni kõik töötas, seejärel läksime koerabotiga seikluslikumaks. Suurepärane on see, et saate roboti kere ümber ehitada nii palju kui soovite. Alustage Pi -le kodu loomisega. Ärge unustage jätta ruumi USB -portidele ja toitekaablitele. Ehitage igale ehitatud korpusele üsna palju lõtvust. See on OK, kui asjad natuke ragisevad ja te ei saa Legoga liiga täpne olla.

Kasutasime Lego aknaid, et pakkuda juurdepääsu hiljem vajalikele USB -portidele.

Samm: valmistage Pi ette

Praegu on hea aeg Pi käivitada ja robot liikuma panna.

Olen välja töötanud koodi, mida selle projektiga Git -keskuses kasutada. Lugege mind git -keskuse lehtedelt, et saada juhised kogu tarkvara installimiseks Pi -le, kuid ma viin teid läbi ka sammude kaupa siin.

Esmalt käivitage Pi, ühendades toitekaabli. Peate ühendama HDMI -kaabli teleriga ning kasutama USB -klaviatuuri ja hiirt. Esimene asi on ühendada oma WiFi -ga. teete seda, klõpsates Raspia töölaua paremas ülanurgas asuvat ikooni ja tõestades üksikasju. Kui olete Wifi -ga ühendatud, saate teha kõike muud käsurealt, nii et kui soovite, saate Pi -ga ühenduse luua ssh -ga, kuid praegu, kuna oleme teleriga ühendatud, saame terminali avada Raspiani töölaualt.

Samm: installige tarkvara Pi -le

Avage terminal Pi -l ja tippige järgmised käsud.

sudo apt-get update

See värskendab Raspiani uusima tarkvaraga.

Seejärel installige veebikaamera tarkvara

sudo apt-get install motion

Samuti peate sel hetkel seadistama liikumise. Olen githubi lehtedel loetlenud, millistes failides tuleb värskendada. Samuti on juhend, kuidas veebikaamera oma Pi -ga töötada. Tutvuge seadetega ja mängige nendega, kui olete seadistusega rahul.

sudo apt-get install python-dev python-pip

See installib Pythoni teegid ja ka pythoni tarkvara pakendite halduri.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

See installib tarkvara Pubnub, mis haldab juhtpaneeli ja teie traadita roboti vahelist sõnumside.

Selle osa paigaldamine võtab natuke aega, nii et minge ja tehke tass teed!

Samm: installige robotitarkvara

Nüüd olete installinud kõik sõltuvad tarkvara bitid ja osad, on aeg installida roboti käitamiseks vajalik kood.

git kloon

see loob teie kodukataloogi lego-roboti kausta.

Enne robotikoodi käivitamist peate looma PubNubi konto ning hankima avaldamis- ja tellimisvõtme. saate seda teha, järgides PubNubi juhiseid kohe alustamiseks. Kui olete seadistanud, peate avama kaks faili:

• lego-robot/server/keys.py
• lego-robot/klient/keys.js

ja asendage pubi ja alamvõtmed oma võtmetega, mille saate pubnubi armatuurlaualt.

Pange tähele, et kanali väärtus võib olla ükskõik milline, kui see vastab kliendile ja serverile.

Samm: installige kontrolleri tarkvara ja kontrollige, kas see töötab

Kloonige arvutis arvutis git -jaoturi kood samamoodi nagu me robotil.

git kloon

Võimalik, et arvutisse pole git installitud. Kui ei, siis järgige juhiseid git hubis.

Teil on ka võimalus kood alla laadida zip -failina, kuigi soovitan GIT -i installida ja failid kopeerida hoidla kloonimisega.

peate ajakohastama faili lego-robot/client/keys.js oma isikliku avaldamis- ja tellimisvõtmega.

Kui olete lõpetanud, avage veebibrauseris fail lego-robot/client/buttons.html. Nüüd peaksite saama oma robotit juhtnuppude abil juhtida.

Ülaltoodud diagramm näitab, mis toimub:

• Kui klõpsate nupul, saadetakse teade pubnubile (kasutades teie avaldamisvõtit)
• PubNub edastab seejärel robotile, kes…
• Kuulab (kasutab tellimisvõtit) sõnumite jaoks
• Seejärel tõlgib robot toiminguks.

Kasutasin pubNubi tasuta, kiirena (reaalajas) ja lihtsustab oluliselt sõnumite saatmist ja vastuvõtmist tõeliselt kena API abil.

Saate süveneda kliendi- ja serverikoodi ning vaadata saadetavaid sõnumeid, kasutades lihtsaid klahve, nagu "edasi" ja "tagasi".

Samuti on saidil lego-robot/client/joystick.html juhtkangi stiilis kontroller.

Ma täiustan neid kontrollereid ja lisan pidevalt uusi, nii et kui soovite kunagi tarkvara värskendada, võite kasutada käsku "git pull". Palun panustage ka git -hoidlasse ja looge kasutajasõbralikumaid juhtelemente.

Nüüd olete kõik valmis kontrollima, kas liikumine toimib. Pi terminalis muutke kataloog lego-robotiks/serveriks ja tippige:

sudo python robot.py

see käivitab pythoni skripti, et kuulata Pubnubi sissetulevaid sõnumeid.

Proovige nüüd vajutada kontrolleri mõnda nuppu, peaksite nägema neid vastuseid, mis on saadud Pi -terminalist (nagu on näidatud ülaltoodud pildil) ja robot.py teisendab need sõnumid liigutusteks, kaardistades need Pi GPIO signaalideks.

Peaksite saama robotit ringi liigutada.

Samm: valmistage ette veebikaamera ja LED -tuled

Saate kasutada mis tahes veebikaamerat, mis on Linuxiga ühilduv (enamik neist on). Ma valiksin keskmise vahemiku (umbes 15 naela), kuna proovisin tõesti odavat ja ei saanud sellest mingit selget pilti. Esimene samm on veebikaamera lahti võtta, nii et teil oleks lihtsalt põhiplaat ja kaamera.

Kui soovite tulesid paigaldada, võtke LED -tuli ja ühendage iga klemmiga kaks hüppetraati. Kasutasin hüppetraate, mille ühes otsas on emaklemm, nii et saate selle hiljem hõlpsalt Pis GPIO tihvtidega ühendada. Juhtme teine ots, mille peate klemmi eemaldamiseks eemaldama, tuleb eemaldada. Turvalise ühenduse loomiseks võite ka siin jootma hakata. Kasutasin ka mõnda kuumalt kokkutõmbuvat ümbrist, mida saate kasutada iga juhtme katmiseks, kuigi ma ei muretseks selle liiga hea töö pärast, kuni olete rahul, et kõik töötab, siis saate lõpetada ja parandada. Samuti on hea mõte kasutada takistit, et peatada LED -i põlemine.

Siin on üksikasjalik juhend, milles kirjeldatakse üksikasjalikult LED -ide juhtmete ühendamist.

Nagu pildil näidatud, kasutan LED -i roboti pea külge kinnitamiseks lihtsat viisi auguga Lego -plokki.

12. samm: looge pea ninakaamera ja tuledega

Looge kaamerale pea korpus. Ma ei hakka siin liiga konkreetne olema, sest teie aeg on olla loominguline. Siiski peate kaamera ümber ehitama. Koera bot integreerib kaamera ninasse ja silmad on LED -id. Jätke kindlasti pea tagaküljele auk juhtmete väljajuhtimiseks.

13. samm: täienda keha

Nüüd olete õnnelik, et koera bot põhimõtteliselt liigub, saate luua akudele korpuse. Kasutasin 4 AA patareid (koos rataste ja alusega) ja hädaabitelefoni laadijat. AA patareid on mõeldud rataste alalisvoolumootoritele ja mobiiltelefonide komplekt on mõeldud Pi jaoks. Hea mõte on muuta akud hõlpsasti juurdepääsetavaks, kuna peate neile juurde pääsema laadimiseks ja vahetamiseks.

Kui olete õnnelik, pange katus Pi kohale. Ma ei muretse liiga palju juhtmete ja vooluringide peitmise pärast, kuna see on osa robotite kuvandist. Siiski sõltub kõik sellest hetkest sinust. Võiksite kaaluda, kui raskeks teie robot läheb, mida raskem, seda aeglasemalt see liigub.

14. samm: paigaldage pea

On aeg kõik ühendada.

Ühendage veebikaamerate USB -juhe roboti esiküljega, kasutades teie loodud juurdepääsuauke. Saate juhtme roboti külge kinnitada, luues mõne Lego korpuse. Samuti lühendasin USB-juhet selle lõikamise ja uuesti jootmise teel, kuid tehke seda ainult siis, kui teil on tõesti soov 4 pisikest juhtmest kokku joota. Võib -olla on lihtsam osta lühike USB -juhe ja ühendada see kaamera tagaküljega.

Samuti peate ühendama LED -tuled Pis GPIO tihvtidega, mida mootoriplaadi kontroller ei võta. Need on GPIO tihvtid 20 ja 21 ning läheduses asuvad kaks varumaandusnõela. Kasutage lähedal asuvaid maandusnõelu. Kui tuli ei tööta, proovige GPIO väljundiga ümber lülitada. Et välja selgitada, milliseid kontakte Google'iga ühendada, on hea GPIO diagramm.

15. samm: katsetage valgusdioode ja ninakaamerat

Veebikaamera tarkvara käivitamiseks tehke järgmist.

sudo liikumine

Veenduge ka, et olete käivitanud skripti robot.py (nagu on kirjeldatud eelmises juhendis):

sudo python robot.py

Nüüd peaksite tulede sisse- ja väljalülitamiseks saama kasutada kontrolleri tulede lülitit.

Veebikaamera peaks edastama teie Pis -i IP -aadressi pordil 8080, seega tippige näiteks oma veebibrauserisse järgmine.

192.168.1.2:8081

Leidsin Pi IP -aadressi, logides administraatorina oma ruuterisse sisse ja vaadates lisatud seadmeid. Juhised selle kohta, kuidas seda teha, on tavaliselt ruuteri tagaküljel või vaadake ruuteri juhiseid võrgus.

saate uurida liikumistarkvara konfiguratsiooniseadeid, nagu eelmises etapis kirjeldatud. Ma leian, et mõnikord voogesitus peatub, kuid üldiselt töötab see hästi.

Sellele videovoole pääsete juurde kõikjal, kus töötab teie WiFi -võrguga ühendatud brauser.

16. samm: lõpetamine

Juurdepääs võrgus

Nüüd peaksite saama robotit juhtida arvuti brauserist. Siiski on tore, et robotit saab juhtida mis tahes puutetundlikust seadmest, näiteks iPadist või telefonist.

Selleks peate veebiserveris hostima kliendifailid (nupud.html jne).

Alustasin Pi -le veebiserveri installimisega, mis töötab hästi. Siiski on lihtsam HTML -fail lihtsalt mõnele teisele veebiserverile üles laadida. Kopeerisin HTML -faili lihtsalt oma avalikule sinisele hostikontole. Võimalik, et soovite failidele kaitsta juurdepääsu nendele failidele, kuna need sisaldavad teie pubi nub -kanali pubi alamvõtmeid. Kui olete seda teinud, pääsete kontrollerile juurde mis tahes seadmest, isegi väljastpoolt oma maja.

Automaatne käivitamine

Veel üks kasulik asi on oma vaarika Pi kohaliku skripti ajakohastamine; lisades need kaks rida:

• sudo liikumine
• nohup sudo python /home/pi/lego-robot/server/robot.py &

Need käivituvad iga kord, kui Pi käivitub, nii et te ei pea käsku käsitsi käivitama.

17. samm: nautige

See on kõik.

Palun jätke julgelt kommentaare, kui jänni jääte ja kui soovite mõnda tarkvara täiustada, aidake kaasa githubi hoidlasse. Jätkan selle projektiga töötamist ja siin on mõned ideed:

• "Suure trak" stiilis kontroller, kus programmeerite käskude jada, nagu "vasakule 10, edasi 6, tagasi 2 …" ja seejärel vajutage "käivita" ja robot täidab käske.
• Kallutav kael, nii et saate veebikaameraga ülespoole vaadata
• Kõlar, mis tõlgib teksti kontrollerist kõneks
• Hääljuhtimine

Tervist

Peeter