Pocket Spy-Robot: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:14

Jeni të mërzitur gjatë bllokimit? Dëshironi të eksploroni fushën e errët nën divanin e dhomës së ndenjes? Atëherë roboti spiun me madhësi xhepi është për ju! Me një lartësi prej vetëm 25 mm, ky robot i vogël është i aftë të dalë në vende shumë të vogla për njerëzit që të shkojnë dhe ushqen gjithçka që sheh përmes një aplikacioni të përshtatshëm të telefonit!

Kërkesat:

Përvojë e nivelit të mesëm në elektronikë

Njohuri themelore për pitonin dhe mjedrën pi

Një sasi e madhe kohe

Furnizimet

Pjesët:

• Raspberry pi Zero W (Jo WH pasi nuk do të përdorim titujt e dhënë)
• Kamera mjedër pi
• Kartë SD për Pi (8 GB ose më shumë është më e mira)
• 2x 18650 bateri dhe mbajtëse (Duke qenë se një qark karikimi nuk është ndërtuar në një karikues, tenton të ndihmojë gjithashtu!)
• Motorë mikro të ingranazhuar 2x 300RPM 6V
• Kontrolluesi i motorit L293D
• LM7805 Rregullatori i tensionit
• Kondensator 22μF
• Kondensator 10μF
• Kunjat dhe bazat e kokës SIL 2.54mm (2 x 8 pjesë të gjata të secilës)
• Kunjat e kokës me kënd 2.54mm 90 gradë
• Rrufe 10x M3 x 8mm Vidhosje të kundërta
• Rrufe 4x M3 x 12mm Vidhosje të kundërta
• Arra nylock 14x M3
• Kompleti i lidhësit Dupont (mund të bëhet pa por e bën jetën shumë më të lehtë)
• Shufër alumini ose çeliku 5mm x 80mm
• Tela të ndryshme
• Bordi i saldimit

Mjetet:

• Saldim dhe saldim
• Set i skedarëve
• Kaçavida të ndryshme
• Thikë artizanale e një lloji
• Super ngjites
• Preres telash
• Zhveshëset e telave
• Stërvitje elektrike dhe set bit (3mm dhe 5mm do të përdoren për të pastruar vrimat në printim)
• Printer 3D (megjithëse pjesët mund të printohen dhe dërgohen tek ju nga cilido nga shumë shërbime të tilla)
• Mini sharrë hekuri
• Multimetër
• Shirit elektrik

Hapi 1: Ndërtimi i Shasisë

E kuptova shumë herët se ndërsa kaseta e gafës është e pabesueshme, ndoshta nuk duhet të përdoret për të bërë një shasi të fortë, kështu që printimi 3D ishte zgjedhja tjetër e dukshme (Në një moment unë do ta heq këtë, sapo Unë do ta ngarkoj.) Pjesët janë të dizajnuara për t'u ngjitur së bashku me pjesët e ndërthurura që shihen në fotot e mësipërme, pasi përdor një printer Elegoo Mars, i cili prodhon printime të bukura, por për fat të keq ka një pllakë ndërtimi mjaft të vogël. Këtu hyjnë skedarët dhe superlidhësi, skajet e etiketuara më sipër do të duhet të regjistrohen derisa të përshtaten mirë brenda foleve të pjesës tjetër, zbulova se pasi printerët 3D nuk janë të përsosur, kjo është mënyra më e mirë për të marrë një përshtatje perfekte. Pra, pasi të jetë bërë depozitimi, ngjitini pjesët së bashku! (Thjesht jo gishtat, siç e mësova shumë herë) Kur i lidhni pjesët së bashku, ju rekomandoj t'i vendosni në një sipërfaqe të sheshtë për të siguruar që ato të vendosen drejt. (Peshimi i tyre mund të ndihmojë me këtë)

Disa vrima do të kenë nevojë të shpohen me një copë 5 mm (të etiketuar në imazhin e 5 -të), kjo duhet të bëhet jashtëzakonisht me kujdes, ose me përdorimin e një skedari rrethore për të minimizuar rrezikun e kapjes së pjesës. Për ta bërë montimin më të lehtë më vonë, të gjitha vrimat 3 mm në shasi duhet të shpohen me një copë 3 mm për të siguruar që bulonat të përshtaten mirë. Gjithashtu, në bazën e shasisë është një seri prerjesh gjashtëkëndore që najlokët të futen, vlen të përdorni një skedar të vogël për t'i zgjeruar ato nëse arrat nuk përshtaten lehtë. Kam gjetur se ishte shumë më mirë të hartoja në madhësinë e saktë, pastaj të hiqja materialin aty ku ishte e nevojshme, pasi kjo rezulton në përshtatjen më të mirë.

Pjesët për tu printuar:

• Shasia1.stl
• Shasia2.stl
• Shasia3.stl
• Shasia4.stl
• 2x_shpërndarja motorike.stl
• 2x Rrota1.stl
• 2x Rrota2.stl
• lartë.stl

Hapi 2: Qarku

Meqenëse e gjithë pika e projektit është duke qenë kompakte, qarku për të fuqizuar vetë pi dhe motorët është ndërtuar në një tabelë të vetme e cila ulet në majë të pi të ngjashme me një HAT, duke u lidhur duke vendosur në kokë të bashkuar në GPIO. Meqenëse motorët janë mjaft të vegjël dhe nuk kërkojnë shumë rrymë, kam përdorur një kontrollues motorik L-H3-U të dyfishtë për t'i fuqizuar ato pasi GPIO-ja e Pi mund të dëmtohet nëse përdoret për të drejtuar motorë) Ura e dyfishtë H përdor një grup transistorësh NPN dhe PNP të tillë që nëse transistorët Q1 dhe Q4 mundësohen dhe kështu lejojnë kalimin e rrymës, motori do të rrotullohet përpara. Nëse Q2 dhe Q3 mundësohen atëherë rryma rrjedh nëpër motor në drejtim të kundërt dhe e rrotullon atë mbrapsht. Kjo do të thotë që motori mund të rrotullohet në të dy drejtimet pa përdorimin e stafetëve ose komponentëve të tjerë dhe na lejon të fuqizojmë motorin veçmas në pi në vend që ta tërheqim atë.

LM7805 i siguron pi fuqisë përmes pinit 5v GPIO, por nuk duhet të përdoret për të fuqizuar L293D pasi pi mund të kërkojë pothuajse të gjithë daljen 1A të 7805, kështu që është më mirë të mos rrezikoni shkrirjen e tij.

Siguria:

Nëse qarku është ndërtuar gabimisht dhe pi i jepet më shumë se 5v, ose vendoset përmes një kunji tjetër, pi do të dëmtohet në mënyrë të pariparueshme. Më e rëndësishmja, qarku duhet të kontrollohet dhe testohet tërësisht për pantallona të shkurtra, veçanërisht në të gjithë hyrjet e baterisë pasi LiPo kanë tendencë të shkaktojnë probleme, *Kollë *, shpërthime kur shkurtohen, ndoshta duhet ta shmangni atë. Kam gjetur se mënyra më e mirë për të testuar këtë ishte të provoni qarkun duke lidhur një bllok prej 4 blloqesh të baterive AA me hyrjen dhe duke matur tensionin e daljes me një shumë metër. Gjithsesi, gjërat e sigurisë kanë mbaruar, le të bëjmë disa saldime!

Bordi duhet të ndërtohet sipas diagramit të qarkut më sipër dhe në një konfigurim të ngjashëm me qarkun tim, pasi ky plan urbanistik përshtatet mirë mbi pi dhe nuk ka shpërthyer ende LiPos (gishtat e kryqëzuar). Importantshtë e rëndësishme që rendi më poshtë të ndiqet pasi telat do të kalojnë pranë ose mbi tela dhe kunja të tjerë, ky urdhër do të thotë që këto tela janë bërë të fundit për të shmangur pantallona të shkurtra. Kur bashkoheni në kunjat e kokës është e rëndësishme t'i vendosni në një pjesë rezervë të kokës për t'u siguruar që ato të mos lëvizin kur nxehen.

Hapat:

1. Pritini tabelën në madhësi dhe skajoni skajin e prerë të lëmuar (e imja përdor 11 rreshta me 20 rreshta dhe me ndihmë ka shkronja dhe numra për t'i koduar ato) Unë do të jap pozicionet e kunjave në tabelë me këtë sistem koordinativ për ta bërë jetën më të lehtë. Meqenëse bordi është i dyanshëm, unë do t'i referohem anës përballë pi si ana 'B' dhe anës larg pi si anës 'A'.
2. Lidhni L293D dhe LM7805 në vend, kunja e sipërme e majtë L293D ndodhet në anën B në pozicionin C11. LM7805 do të ketë nevojë që kunjat e tij të daljes të përkulen në mënyrë që pjesa e pasme metalike e çipit të qëndrojë e sheshtë kundër bordit, kunja e majtë duhet të jetë në pozicionin P8.
3. Ngjitini kunjat e kokës në vend, së pari duhet të shtyni anën më të shkurtër të kunjave përmes bllokut të zi derisa të jenë të sheshta në majë të bllokut të përmendur. Ato duhet të shtyhen nga ana A me këndin e poshtëm të djathtë në vrimën T1 dhe të ngjiten nga ana B siç tregohet dhe dokumentohet në imazhet e mësipërme. Kur të bëhet kjo, hiqni butësisht blloqet e zeza dhe vendosni 2 rreshtat e kunjave në titujt përkatës të cilët nuk duhet të ngjiten akoma në pi, këto sigurohen që kunjat të mos lëvizin kur i bashkoni ato.
4. Tjetra, ngjiteni në motor dhe kunjat e baterisë, 4 të gjera për motorin dhe 2 të gjera për baterinë. Kunjat e baterisë duhet të vendosen në lojëra elektronike J4 dhe K4 në anën B, kunjat e motorit midis L2 dhe O2 në anën B.
5. Dy kondensatorët kanë nevojë për bashkim tani, të dy nga ana B. Anoda (këmba pozitive) e kondensatorit 22μF duhet të jetë në çarë P10 në anën B dhe duhet të ngjitet në P8 me pjesën e mbetur të këmbës, para se të shkurtoni çdo tepricë. Katoda (këmba negative) duhet të futet përmes folesë P11 dhe të përkulet siç shihet në figurë për t'u lidhur me P7 (katoda e 7805). Anoda e kondensatorit 10μF duhet të futet përmes folesë P4 dhe këmba të ngjitet në kunjin P9, katoda duhet të futet përmes çarë P3 dhe të lidhet me P7 në të njëjtën mënyrë si kondensatori tjetër.
6. Telat lidhës duhet të marrin shtigjet që shihen në imazhet e mësipërme, kështu që për të kursyer kohën e leximit unë kam përpiluar një listë të kunjave që duhet të lidhen me këto, në mënyrë dhe me anët e specifikuara, ana e specifikuar është ana e pjesës së izoluar e telit banon në. Koordinatat do të formatohen në atë mënyrë që shkronja e parë të nënkuptojë anën, e ndjekur nga koordinata. Për shembull, nëse do të lidhja një kunj L293D me një dalje, e njëjta vrimë që përdor kunja nuk mund të përdoret kështu që vrima ngjitur do të ishte, kunja me të cilën lidhet teli do të vendoset në secilën anë të vrimave nëpër të cilat kalojnë Me Kjo do të dukej si B: A1-A2 deri në G4-H4 me tela që kalonte nëpër vrimat A2 dhe G4. Shënim: Në fotot e mia ana A nuk ka shkronja, supozoni se kjo do të ishte nga e majta në të djathtë.
7. Meqenëse tashmë e keni hequr hekurin e saldimit, tani është një kohë e mirë për të bashkuar motorin dhe telat e baterisë, unë do të rekomandoja rreth 15 cm për telat e motorit, të cilat duhet të ngjiten horizontalisht në pllakën e pasme të motorit për të kursyer hapësirë, një foto e kësaj është më lart. Lidhësit janë të nevojshëm në skajin tjetër të telave të motorit, unë do të rekomandoja vendosjen e një sasie të vogël saldimi në to pas shtrëngimit për të siguruar një lidhje të fortë. Teli i kuq nga një mbajtës i baterisë duhet të ngjitet në telin e zi të tjetrit duke lënë rreth 4 cm midis të dyve, dy telave të tjerë kanë nevojë për rreth 10 cm secila, por në vend të kësaj duhet një lidhës që i bashkohet fundit për t'u lidhur me tabelën.

Instalime elektrike:

1. B: C4-B4 deri në F11-G11
2. B: C9-B9 deri në O1-O2
3. B: G11-H11 deri në K5-K4
4. B: F9-G9 deri M1-M2
5. B: F8-G8 deri I4-J4
6. B: F6-G6 deri L1-L2
7. B: K4-L4 deri në O10-P10
8. B: F7-H7 deri N7-O7
9. Në një anë të gjitha telat ngjiten në atë anë, asnjë tela nuk kalohet, kështu që nevojiten vetëm 2 koordinata.
10. A: O4 në O2
11. A: O5 në N2
12. A: O10 në M2
13. A: O7 në P2
14. A: R4 deri në Q2
15. A: Kunjat tokësore O7, O8, R7 dhe R8 duhet të jenë të lidhura.
16. A: E7 deri në K4
17. A: O1 deri në R10
18. A: M1 deri në R11
19. A: E4 në T1
20. A: G2 deri në R6

Unë do të rekomandoja ta kontrolloni këtë në diagramin e qarkut të mësipërm për të siguruar instalime elektrike të sakta para se të provoni. Testimi i qarkut duhet të bëhet me një grup shumë metrash për të testuar lidhshmërinë, kunjat që duhet të kontrollohen janë si më poshtë, por nëse tashmë jeni kompetent me elektronikën atëherë provoni sa më shumë që mundeni. Për të kontrolluar: Kunjat e hyrjes së baterisë, kunjat e motorit, të gjitha kunjat e kokës për pi, dhe hyrja dhe dalja 7805 kundër tokës.

Hapi 3: Vendosja e Pi

Në këtë tutorial unë supozoj se pi juaj është konfiguruar tashmë me një imazh dhe është i lidhur me internetin, nëse po e konfiguroni pi për herë të parë, ju sugjeroj të përdorni udhëzuesin e mëposhtëm nga faqja e tyre e internetit për të instaluar imazhin:

www.raspberrypi.org/downloads/

Kam gjetur se jeta bëhet shumë më e lehtë nëse dikush mund të punojë me pi ndërsa jeni ende brenda robotit, por ndërsa porta HDMI është e bllokuar me një bllokim, desktopi i largët është gjëja tjetër më e mirë. Kjo është mjaft e lehtë për tu konfiguruar duke përdorur një paketë të quajtur xrdp dhe protokollin RDP të Microsoft -it (i integruar në dritare kështu që nuk ka gabime në atë fund).

Për të konfiguruar xrdp së pari sigurohuni që pi juaj të azhurnohet duke ekzekutuar komandat 'sudo apt-get update' dhe 'sudo apt-get upgrade'. Tjetra, ekzekutoni komandën 'hostname -I' e cila duhet të kthejë adresën IP lokale të pi dhe jeni mirë të shkoni! Goditni tastin e dritareve në kompjuterin tuaj dhe hapni një program të quajtur 'Remote Desktop Connection', pastaj futni adresën IP të pi tuaj në fushën Computer, e ndjekur nga emri i përdoruesit 'pi' nëse nuk e keni ndryshuar këtë, shtypni enter dhe një lidhje do të krijohet me pi.

Paketa e parë që do t'ju duhet është për kamerën, pasi kjo nuk është fusha ime e ekspertizës. Unë kam shtuar një lidhje me udhëzuesin zyrtar për këtë, i cili funksionoi për mua në mënyrë perfekte.

projects.raspberrypi.org/sq/projects/getti…

Pasi të keni ndjekur këtë udhëzues dhe të instaloni programin e mësipërm, jeni gati për të kaluar në hapin tjetër!

Hapi 4: Kodi

Gjërat e para së pari me kodin, programimi është larg nga pjesa ime e preferuar e robotikës, kështu që ndërsa programi është plotësisht funksional, struktura padyshim që nuk është e përsosur, kështu që nëse vëreni ndonjë problem me të, do të vlerësoja vërtet reagimet!

Shkarkoni skedarin python të bashkangjitur në pi tuaj dhe vendoseni në dosjen Documents, pastaj hapni një terminal për të filluar konfigurimin e drejtimit automatik. Për t'u siguruar që nuk keni nevojë të punoni në distancë me pi çdo herë që dëshironi të përdorni robotin, ne mund ta konfigurojmë pi-në në mënyrë që të ekzekutojë programin gjatë fillimit. Filloni konfigurimin duke shtypur "sudo nano /etc/rc.local" në terminal, i cili duhet të sjellë një redaktues teksti të bazuar në terminal të quajtur Nano, lëvizni në fund të skedarit dhe gjeni rreshtin që thotë "dalja 0", krijoni një rresht i ri mbi këtë dhe shkruani "sudo python/home/pi/Documents Spy_bot.py &". Kjo shton komandën për të ekzekutuar skedarin python si pjesë e procesit të nisjes, pasi programi ynë do të funksionojë vazhdimisht, ne shtojmë "&" në pirun të procesit, duke lejuar që pi të përfundojë nisjen në vend që të lakojë këtë program. Për të dalë nga nano, shtypni ctrl+x pastaj y. Pas daljes përsëri në terminalin tipi "sudo reboot" për të rinisur pi dhe për të aplikuar ndryshimet.

Nëse motorët po rrotullohen në drejtime të gabuara, hapni skedarin Spy_bot.py me redaktuesin e tekstit dhe lëvizni te pjesa motorike e kodit, e cila do të etiketohet me udhëzime për numrat e saktë të shkëmbimit. Nëse ndërrohen motorët e majtë dhe të djathtë, ai mund të fiksohet në kod ose duke ndërruar prizat, nëse preferoni të shmangni përsëri ndarjen, ndërroni çdo 12 në funksionin motorik me 13 dhe çdo 7 me 15 Me

Kodi shënohet me detaje se çfarë bën secili seksion, i tillë që të mund të modifikohet dhe kuptohet lehtë.

Hapi 5: Vendosja e të gjitha së bashku

Montimi i motorëve:

Pasi të keni ngjitur tashmë shasinë dhe të vendosni pi, tani jeni gati për të montuar robotin! Vendi më i mirë për të filluar është me motorët, mbajtësit e tyre janë të dizajnuar që të përshtaten mirë, kështu që ka të ngjarë që një sasi e vogël e depozitimit të jetë e nevojshme në gropat e vogla në brendësi të kësaj, të cilat janë etiketuar në foton e mësipërme. Vrimat në fund të këtyre gjithashtu mund të kenë nevojë të zgjerohen pak në mënyrë që pjesa e arit e ngritur në fund të motorëve të përshtatet brenda kësaj. Pasi motorët të mund të vendosen mirë brenda kutive, ju mund ta hiqni motorin dhe t'i fiksoni ato në pozicionin e tyre në skajin e pasmë të robotit duke përdorur bulona dhe nylocks M3 x 8mm, pastaj t'i vendosni motorët përsëri në vendet e tyre.

Lidhja e pajisjeve elektronike:

Tjetra, mbajtësit e baterisë dhe mjedra pi mund të fiksohen në vend duke përdorur bulona dhe najla M3 x 8mm sipas fotove, vrimat e montimit në pikun zero mund të kenë nevojë të zgjerohen pak pasi bulonat do të jenë të shtrënguar, mënyra më e sigurt dhe më e mirë për të bërë kjo është me një skedar të vogël të rrumbullakët dhe shumë kujdes. Vlen të vendosni baterinë dhe telat e motorit nën ku shkon pi pasi kjo e bën të gjithë konfigurimin shumë më të pastër pa tela të lirshëm kudo.

Tani është koha për të shtuar kamerën, e cila mund të vendoset në 4 kunjat në pjesën e përparme të shasisë me kabllon e saj tashmë në pjesën e pasme, skaji tjetër i kabllit të shiritit duhet të paloset butësisht për t'u futur në portën e kamerës së pi, me kontaktet e kabllit të kthyer poshtë, kujdesuni që të mos e përkulni ashpër kabllon e shiritit pasi ato priren të jenë mjaft të brishta.

Montimi i pllakës së sipërme:

6 daljet duhet të jenë 19 mm të gjata, nëse jo atëherë një skedë metalike e mirë duhet të bëjë punën, kur të bëhet kjo ato duhet të fiksohen në anën e sipërme të shasisë me skajin e freskët kundër plastikës nëse është e aplikueshme. Pllaka e sipërme tani mund të fiksohet mbi to, duke u siguruar që ta palosni butësisht kabllon e shiritit nën të.

Shtimi i rrotave:

Në hapin e fundit, rrotat! Dy rrotat me vrima qendrore më të vogla duhet të shpohen deri në 3 mm për t'iu përshtatur boshteve të motorit, megjithëse nëse printeri juaj 3D është i kalibruar në një nivel të lartë, kjo nuk duhet të jetë e nevojshme. Vrimat katrore në të gjitha rrotat do të kenë nevojë të zgjerohen pak në mënyrë që një najlok të mund të vendoset brenda tyre, kur kjo të bëhet një M3 x 12mm dhe një najloku të ketë nevojë të vendoset brenda secilës rrotë dhe të shtrëngohet aq sa koka e bulonit të jetë në nivel me buza e timonit. Dy rrotat e mbetura do të kenë nevojë të zgjerohen në të njëjtën mënyrë si të tjerat, por deri në 5 mm në vend që të përshtaten me boshtin. Pasi të jenë përgatitur rrotat, unë do të rekomandoja përdorimin e një forme kasetë elektrike ose një brez gome për t'i shtuar atyre një sipërfaqe të kapjes, nëse përdoret kasetë, rreth 90 mm është e mjaftueshme për të kaluar rrotën një herë në timon. Rrotat e pasme tani janë gati për t'u bashkuar, mënyra më e lehtë për ta bërë këtë është që të rrotulloni boshtin e motorit në mënyrë që sipërfaqja e sheshtë të shikojë lart, dhe të fiksoni rrotën me bulonën drejtuar poshtë, duke lënë 1-2mm midis timonit dhe strehimi motorik për të shmangur kapjen. Boshti i përparmë tani mund të vendoset përmes blloqeve të përparme dhe rrotat të ngjiten.

Ky hap duhet të përfundojë projektin, shpresoj se ky ka qenë informues dhe i lehtë për t’u ndjekur, dhe mbi të gjitha argëtues! Nëse keni ndonjë sugjerim, pyetje ose përmirësim që mund të bëj, ju lutem më tregoni, jam më se i lumtur t'i përgjigjem çdo pyetjeje dhe ta përditësoj këtë udhëzues aty ku është e nevojshme.