Qarqet Snap Robot Telepresence: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Pushimet në vitin 2020 janë pak më ndryshe. Familja ime është e përhapur në të gjithë vendin, dhe për shkak të pandemisë ne nuk jemi në gjendje të mblidhemi së bashku për pushime. Doja një mënyrë për t'i bërë gjyshërit të ndiheshin të përfshirë në festën tonë të Falënderimeve. Një robot telepresence si Double 3 do të ishte i përsosur, përveç se kushton 4,000 dollarë. Pyesja veten nëse mund të ndërtoja diçka të ngjashme për shumë më pak para.

Qarqet Snap® RC Snap Rover® është një rover me telekomandë me pajisje elektronike që janë krijuar për ndryshime dhe eksperimente. It'sshtë në lidhje me madhësinë e duhur për të qenë baza e një roboti telepresence, dhe kuptova se ndoshta mund ta lidhja atë për t'u kontrolluar nga uebi.

Nëse do të mund të vendosja një tabletë në rover, do të kisha një robot teleprezence që do të linte gjyshërit të merrnin pjesë në festimin tonë! Ata do të ishin në gjendje të lëviznin nëpër shtëpi vetë dhe të bashkëvepronin me njerëz të ndryshëm, në vend që të mbërtheheshin në një vend. Risia gjithashtu mund t'i mbajë ata - dhe fëmijët e mi - më të interesuar sesa një video thirrje normale.

Robotin e punova një natë para Ditës së Falënderimeve dhe ishte një goditje e madhe!

Me elektronikë jashtë raftit dhe pak zdrukthtari të lehta, edhe ju mund të ndërtoni një robot telepresence. Nuk kërkohet bashkim!

Furnizimet:

Hardware

• Qarqet Snap® RC Snap Rover®

  Shënim: Snap Rover 'Deluxe' nuk përdor të njëjtat pjesë dhe nuk do të funksionojë me këtë udhëzues. Nëse keni Deluxe Snap Rover, do t'ju duhet të blini një IC të veçantë të Kontrollit të Motorit

• Lidhësit Snap-to-Pin
• Raspberry Pi Zero W ose pajisje të tjera me GPIO të programueshëm të aftë për të ekzekutuar NodeJS
• Rast për Raspberry Pi (opsional)
• Kokat e çekiçit GPIO (femra)
• Kartë MicroSD (4 GB ose më e madhe)
• Bateri USB dhe kabllo Micro-USB për të fuqizuar Pi
• iPad ose tablet/telefon tjetër

• Të ndryshme dru:

  • 1 kunj druri 1 "x 48", i prerë në lartësinë e dëshiruar
  • 2x4, përafërsisht 10 "e gjatë
  • 2 pjesë të derdhur 1/4 "x 1" x 8"
  • 2 copë 1x1 ose skrap të ngjashëm, përafërsisht. 3 "e gjatë
• Kuti kartoni e vogël për të shërbyer si mbajtëse iPad
• Rrip pëlhure najloni, përafërsisht. 6 '

Softuer

• Në rover:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (testuar me armë jozyrtare 14.15.1 të ndërtuar në Pi Zero W)
  • softuer i telekomandës pi-rover

• Në tabletë:

  Facetime, Zoom ose programe të tjera video -konferencash

• Në kompjuterin tuaj:

  Një klient ssh (i integruar në Mac + Linux; përdorni diçka si PuTTY për Windows)

Mjetet

• Stërvitje me një copë lopate 1"
• Armë me zam të nxehtë
• Çekiç
• Sharrë
• Masa / vizore e shiritit

Për përdoruesit (gjyshërit, etj)

Gjyshi, ose kushdo që po përdor roverin, do të ketë nevojë për sa vijon:

Një kompjuter me softuer videokonferencash (FaceTime, Zoom, etj) dhe një shfletues uebi

OSE

Një tabletë/telefon me aftësi me ekran të ndarë dhe softuer video-konferencash

OSE

• 2 pajisje:

  • Një telefon, tabletë ose pajisje të tjera me softuer video -konferencash, dhe
  • Një pajisje e dytë me shfletues uebi që mund të përdoret për të kontrolluar shfletuesin ndërsa pajisja e parë po përdoret për video

Hapi 1: Përzgjedhja e harduerit

Për të kontrolluar roverin nga interneti, më duhej një kompjuter i vogël që mund të kontrollonte roverin dhe të vepronte si një server në internet, në mënyrë që gjyshi dhe gjyshi të mund të hynin në rover. Raspberry Pi Zero W është një përshtatje perfekte. Smallshtë i vogël, ka Wi-Fi dhe ka shumë fuqi CPU për të drejtuar një server të vogël në internet. Plus është vetëm 10 dollarë, e cila është më pak e shtrenjtë se pothuajse të gjitha opsionet e tjera hobiiste. Mora aksesorët e mi Pi + nga njerëzit e shkëlqyer në Adafruit.

Hapi 2: Përgatitja e Pi: Titujve

Linja e lodrave edukative Snap Circuits janë si tulla LEGO® për pajisje elektronike. Ata ju lejojnë të lidhni qarqet pa asnjë saldim, dhe ato janë relativisht të papërshtatshme për fëmijët. Pllakat elektronike hobi (si Raspberry Pi) ofrojnë një numër mënyrash për të lidhur gjërat, por asnjëra prej tyre nuk është e pajtueshme me Snap Circuits.

Për ta kapërcyer këtë, ne do të instalojmë një kokë në Pi, pastaj përdorim tela të veçantë të kërcyesit "Snap to Pin" për të lidhur Pi me roverin pa ndonjë bashkim.

Instaloni titujt e çekiçit femër në Pi duke përdorur udhëzimet e instalimit (të etiketuar "për pHAT"). Importantshtë e rëndësishme të përdorni titujt femra; këto na lejojnë të lidhim telat e kërcyesit.

Hapi 3: Përgatitja e Pi: Softuerit

Raspberry Pi ngarkon programin e tij nga një kartë MicroSD. Ne do të instalojmë një sistem operativ, pastaj do të nisim Pi dhe do të instalojmë disa mjete të tjera plus softuerin e kontrollit për roverin.

1. Përdorni programin Raspberry Pi Imager në kompjuterin tuaj për të shkarkuar dhe instaluar Raspberry Pi OS Lite (32-bit) në kartën SD.
2. Përdorni këtë tutorial për të konfiguruar Pi në modalitetin 'pa kokë', pa përdorur tastierë ose ekran. Kjo do ta marrë Pi në Wi-Fi kur të fillojë për herë të parë.
3. Aktivizoni protokollin Secure Shell (ssh) në Pi duke përdorur hapat 3+4 nga ky tutorial në SSH. Ju mund të injoroni pjesën në lidhje me konfigurimin e "Përcjelljes X". Kjo do t'ju lejojë të regjistroheni në Pi sapo të bëhet online.
4. Zhvendosni kartën SD në Pi dhe filloni pi. Kam përdorur një bateri USB për të siguruar energji, por për këtë hap mund të përdorni gjithashtu një përshtatës energjie ose kabllo Micro-USB për ta fuqizuar atë nga kompjuteri juaj.
5. Gjeni adresën IP të Pi. Ju do të duhet të lidheni me Pi, dhe më vonë për të kontrolluar roverin.

6. Hyni në Pi nga kompjuteri juaj. Seksioni "Konfiguro klientin tënd" të tutorialit SSH ka udhëzime të hollësishme. Tani duhet të jeni të kyçur në Pi:

   ssh pi@

7. Softueri i telekomandës përdor një mjet të quajtur NodeJS. Për të instaluar NodeJS në Pi, ekzekutoni komandat e mëposhtme mbi SSH:

   wget

   tar xf node-v14.15.1-linux-armv6l.tar.gz eksport PATH =/home/pi/node-v14.15.1-linux-armv6l/bin/: $ PATH

8. Tani duhet të keni të instaluar NodeJS në Pi. Për ta provuar, vraponi

   nyje -v Pas disa sekondash duhet të nxjerrë versionin e NodeJS, të tillë

   v14.15.1

9. Tjetra ne do të instalojmë softuerin e kontrollit të roverit, i quajtur pi-rover. Kjo do të marrë disa minuta:

   sudo apt-get install git

   git clone https://github.com/smagoun/pi-rover.git cd pi-rover npm install

10. Drejtoni programin e serverit në Pi:

    indeksi i nyjeve.js

    Nëse gjithçka shkon mirë, duhet të jeni në gjendje të hyni në Pi përmes një shfletuesi në internet në PC tuaj duke lundruar në portin 8080 në adresën IP të Pi. Për shembull, nëse adresa IP e Pi tuaj është 192.168.1.123, shkoni te

11. Dilni nga programi i serverit me Ctrl-C.

12. Për të drejtuar serverin sa herë që Pi fillon, instaloni skedarin e shërbimit të sistemit:

    sudo cp pi-rover.service/etc/systemd/system/

    sudo systemctl mundëson pi-rover.shërbim

13. Pasi softueri të jetë testuar dhe punuar, mbylleni atë në mënyrë që të instalojmë Pi në rover:

    mbyllje sudo -h tani

Shënim: Nëse do t'u jepni qasje njerëzve të tjerë jashtë rrjetit tuaj të shtëpisë (si gjyshi, i cili është në shtëpinë e tij këtë Ditë të Falënderimeve), do t'ju duhet të konfiguroni ruterin tuaj për të dërguar trafik nga adresa juaj IP publike në Pi. Përdorni një udhëzues të përcjelljes së portit për mbështetje për ta bërë këtë.

Hapi 4: Tela Rover

Snap Rover vjen me udhëzime për lidhjen e telekomandës që vjen me kompletin rover. Ne do t'i përshtatim ato për të zëvendësuar komponentin e marrësit të radios me Pi.

Manuali i roverit përfshin një numër qarqesh. Filloni me numrin 1 ("Night Rover") dhe grisni gjithçka në të majtë të kolonës 6. Kjo lë në vend IC kontrollin e motorit, rezistencat (4) 1kΩ në hyrjet në IC të kontrollit të motorit, çelësin rrëshqitës, dhe telat që shkojnë në rover.

Hapi 5: Lidhni Pi në Rover

Nëse keni një kuti për Pi por nuk e keni instaluar ende, bëjeni tani.

Lidhësi 40pin në Pi ekspozon një pjesë të madhe të funksionalitetit. Ne do të përdorim disa nga kunjat I/O të përdorimit të përgjithshëm (GPIO) për të lidhur Pi me rover. Importantshtë e rëndësishme ta lidhni këtë saktësisht siç tregohet këtu; instalimi i tij gabimisht rrezikon të dëmtojë Pi ose rover.

1. Kunjat në Pi janë të numëruara 1-40. Vlen të rishikohet pinout për të kuptuar se si janë paraqitur.

2. Përdorni lidhësit Snap-to-Pin për të lidhur 4 GPIO-të e mëposhtëm me rezistorët në hyrjet e IC të kontrollit të motorit:

   1. Pin 11 (GPIO 17) në rezistencën në LF
   2. Pin 12 (GPIO 18) në rezistencën në LB
   3. Pin 13 (GPIO 27) në rezistencën në RF
   4. Pin 15 (GPIO 22) në rezistencën në RB
   5. Përdorni një lidhës tjetër Snap-to-Pin për të lidhur një kunj terreni (Pin 14) nga Pi në tokë (-) në rover. Megjithëse kemi 2 furnizime të veçanta të energjisë (roveri përdor 9V dhe Pi përdor 5V nga bateria USB), të dy anët janë të lidhura elektrikisht dhe na duhet një bazë e përbashkët që qarku të funksionojë.

Hapi 6: Ndërtoni bazën e tabletave

Montimi i tabletës kërkon balancimin e disa nevojave konkurruese:

• Tableta duhet të jetë mjaft e lartë në ajër që të mund të ndërveprojë me fëmijët dhe të rriturit në këmbë.
• Roveri duhet të jetë mjaft i qëndrueshëm për të shmangur përmbysjen gjatë vozitjes.
• Tableta duhet të montohet sa më afër qendrës së rover -it për të siguruar stabilitet dhe një përvojë të qetë gjatë vozitjes.
• Pjesa e sipërme e roverit nuk është e dizajnuar që të ketë ndonjë gjë tjetër përveç asaj që i bashkohen Snap Circuits, dhe nuk ka një mënyrë të shkëlqyeshme për të vendosur një ngarkesë mbi të pa rrezikuar dëmtimin e përbërësve.

Pjesa 1: Ndërtimi i urave

Pjesa e sipërme e roverit është një rrjet plastik me gunga të dizajnuara për të siguruar përbërësit elektronikë. Vendosja e një ngarkese direkt në rrjet nuk do të jetë e qëndrueshme dhe mund të dëmtojë rrjetin. Zgjodha të ndërtoja një lloj ure mbi bazën me mbështetëse që qëndrojnë midis gungave në rrjet, dhe një kunj të montuar në majë të urës. Kam përdorur një rrip najloni për të siguruar montimin e urës + kunjit në trupin e roverit.

1. Pritini një 2x4 në rreth 10 "të gjatë; duhet të jetë më e gjatë se sa roveri është i gjerë, për të na lejuar ta lidhim atë në mënyrë të sigurt me roverin.
2. Pritini një palë 8 copë nga shiritat e derdhur 1/4 ". Këto do të ndihmojnë në stabilizimin e montimit të tabletës dhe do ta parandalojnë atë të lëkundet përpara dhe prapa.
3. Ngjitni shiritat e derdhur në 2x4. Shiritat duhet të ndahen në mënyrë që të përshtaten në brazdat e rrjetit, midis gungave (rreth 5 "larg njëra -tjetrës). Shiritat duhet të montohen në mënyrë që pjesa e poshtme e 2x4 të ulet mbi elektronikën.
4. Pritini një palë copa 3 "nga 1x1 dhe ngjitini ato në qoshet ku shiritat e derdhur takojnë 2x4. Qëllimi këtu është të parandaloni që shiritat e derdhur të shkëputen nga 2x4 nën presion anësor.
5. Përdorni copën e lopatës 1 "për të shpuar një vrimë për kunjin në krye të 2x4. Vrima nuk ka nevojë të kalojë deri në 2x4; lini rreth 1/8" dru të paprekur në fund të vrimës për të mbështetur kunjin. Vrima duhet të zhvendoset drejt njërit skaj të 2x4, për të lënë vend për rripin e najlonit në anën tjetër. Ngjiteni kunjin në vrimë, duke u siguruar që është vertikal.

Shënim: Një kunj më i vogël mund të funksionojë. Zgjodha një diametër 1 për të siguruar që ishte mjaft i ngurtë për të shuar lëkundjet. Ju nuk doni t'i bëni gjyshit të lodhur ndërsa ai është duke vozitur!

Pjesa 2: Mbajtësi i tabletave

Më duhej një mënyrë e lehtë por e fortë për ta bashkangjitur tabletën në majë të kunjit. Tableta në vetvete duhet të mbahet sa më afër kunjit që të jetë e mundur në mënyrë që pesha e saj të mos veprojë si një levë që përpiqet të përmbysë roverin. Pasi shqyrtova shkurtimisht ndërtimin e një kutie nga një dru i lehtë si druri i misrit, unë zgjodha metodën me përpjekje të ulëta për të prerë një kuti kartoni me madhësi të përshtatshme. Gjeta një kuti që ishte rreth 10 "x 12" x 1 ". Pritini njërën anë në mënyrë që tableti të rrëshqasë brenda dhe prerë një hapje drejtkëndëshe në njërën anë në mënyrë që ekrani i tabletës të jetë i dukshëm. Përdorni zam të nxehtë për të siguruar mbajtësen e tabletës në majë të kunjit.

Hapi 7: Rripi brenda

Ne duhet të lidhim montuesin e tabletës në rover. Roveri nuk është krijuar për këtë, dhe nuk ka ndonjë mundësi të përshtatshme montimi. Zgjodha të siguroja montimin duke përdorur një rrip të gjatë najloni të mbështjellë rreth të dy akseve (jo boshteve!) Të roverit. Kjo parandalon që mali të anohet përpara, prapa ose në të dyja anët. Sigurohuni që rripi të mos bëjë presion mbi asnjë nga komponentët elektrikë dhe sigurohuni që të jetë tërhequr mirë dhe i siguruar në mënyrë që të mos lirohet.

Hapi 8: Filloni të lëvizni

Pasi montimi i tabletës është siguruar në rover, ndizni Raspberry Pi dhe rover. Pasi Pi të jetë online, regjistrohuni në ndërfaqen e uebit (p.sh. https://192.168.1.123) dhe 'Kërkoni kontroll.' Tani duhet të jeni në gjendje të vozisni përreth! Vetëm një person në të njëjtën kohë mund të drejtojë roverin, prandaj sigurohuni që të hiqni dorë nga kontrolli i roverit para se të provojë dikush tjetër.

Udhëzime për gjyshërit

Pasi roveri të jetë online, telefononi gjyshin (ose gjyshen!) Në FaceTime. Pasi të merren, kërkojini atyre të hapin një shfletues uebi dhe të shkojnë në adresën tuaj IP publike. Në varësi të telefonit/tabletit/kompjuterit që përdorin, atyre mund t'u duhet të kalojnë në modalitetin e "ekranit të ndarë" ose të përdorin një pajisje të dytë.

Pasi të kenë ngarkuar uebfaqen ata duhet të shikojnë ndërfaqen e kontrollit të rover -it. Lërini ata të kërkojnë kontroll. Tani ata mund të ndërveprojnë me pjesën tjetër të familjes sikur të ishin atje!

Hapi 9: Përmirësimet e së ardhmes

Ky dizajn nuk është perfekt. Disa përmirësime të mundshme:

• Stabilizues për roverin në mënyrë që të mos rrëzohet aq herët kur përplaset nga një fëmijë, kafshë shtëpiake, etj.
• Një mënyrë për të parandaluar që rover të përplaset me gjërat (shoferi nuk mund të shikojë poshtë!)
• Më shumë finesë në kontrollet e softuerit pi-rover. Tani për tani ata janë të koduar për diçka që ka funksionuar mjaft mirë për ne.
• Vendosni mjetin e videokonferencës në faqen e internetit në mënyrë që gjyshes të mos i duhen 2 pajisje për të përdorur roverin