Roboti i shtëpisë me fuqi EWON Raspberry Pi: 7 hapa (me fotografi)

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

Nga SharathnaikSharathnaik.com Ndiqni Më shumë nga Autori

Rreth: Inxhinieri dhe Dizajn Më shumë Rreth Sharathnaik »

Kohët e fundit e gjeta veten duke shikuar me qejf shumë seri të Netflix për shkak të situatës aktuale, shpresoj që të gjithë të jeni të sigurt, dhe pashë që u publikua sezoni 5 i Black Mirror. Një seri antologjike që sillet rreth një grupi të jetës personale të njerëzve dhe sesi teknologjia manipulon sjelljen e tyre.

Dhe një nga episodet që më tërhoqi vëmendjen ishte Rachel, Jack dhe Ashley Too. Një nga personazhet kryesorë të këtij seriali është një robot shtëpie i quajtur Ashley O dhe ai robot ka shumë karakter rreth tij dhe unë mendova për veten time se duhet të ndërtoj një, është një projekt i mirë për të filluar me programimin nëse jo atë të paktën atëherë Unë mund ta programoj atë për të qeshur me shakatë e mia.!

Çfarë / Kush është Ewon? Çfarë mund të bëjë?

Kështu që para se të filloja të punoja në këtë projekt, vendosa disa rregulla themelore që duhen ndjekur. Ky projekt duhej të ishte

• E lehte per ta provuar te gjithe
• Jo vetëm për të qenë i lezetshëm, por edhe për të qenë i dobishëm në mënyrë që të mos përfundojë në një raft
• Modulare, në mënyrë që të mund të vazhdoni të shtoni veçori të reja.

Pas vendosjes së këtij rregulli vendosa të përdor Google Assistant SDK. Ky SDK siguron shumë karakteristika që unë po kërkoja dhe nëse mërziteni nga Ewon ju e përdorni atë gjithmonë si një pajisje Google Home dhe bëni atë që bën një shtëpi Google.

Ajo që Ewon do të bëjë është shtimi i një karakteri në asistentin e Google. Kjo po tregon emocione dhe reagon ndaj asaj që thotë përdoruesi. Tani nuk është vetëm zëri që dëgjoni, por gjithashtu mund të shihni se si të reagoni.

SH NOTNIM: Ky udhëzues është në zhvillim e sipër. Së shpejti do të ngarkoj të gjithë skedarët përkatës. Faleminderit

Hapi 1: Pjesët e kërkuara për Ewon

ELEKTRONIKA

• Mjedra PI
• Servo SG90 (x4)
• Servo MG995 - standard (x2)
• Shofer Servo PCA9685 16-Kanalësh
• Kartë zanore USB
• Mikrofon
• Folës (Çdo folës i vogël do të bëjë, diçka si kjo)
• Lidhëset e kokës së meshkujve dhe femrave
• Breadboard
• Nextion Display

FASTENERT DHE PARAQIT

• M3*10mm (x10)
• M3*8mm (x10)
• M3 arra (x20)

• Duke mbajtur

  • OD: 15mm ID: 6mm Gjerësia: 5mm (x2)
  • OD: 22mm ID: 8mm Gjerësia: 7mm (x2)

MATERIALE T OTHER TJERA

• Ngecje

  • 40mm (x4)
  • 30 mm (x4)

MJETET

Printer 3D

Hapi 2: Kuptimi i Ewon dhe Programimi

Para se të filloj me aspektin e programimit më lejoni të shpjegoj shkurtimisht bllok -diagramën e qarkut të Ewon.

RPI (Raspberry pi) është truri i sistemit. Shoferi servo i kontrolluar nga RPI drejton servo. Ekran i kontrolluar nga RPI me komunikim serik për të treguar emocionet dhe së fundi, mikrofoni dhe altoparlantët përdoren për të komunikuar me Ewon. Tani që e dimë se çfarë hardueri bën, le të fillojmë të programojmë Ewon.

Instalimi i asistentit të Google SDK

Më lejoni të shpjegoj dy arsyet pse kam planifikuar të përdor Google Assistant:

• Doja që Ewon të mos ishte vetëm një robot argëtues, por edhe i dobishëm. Google Assistant SDK tashmë ka një sasi burimesh që mund t'i përdorni për të rritur funksionalitetin e Ewon.
• Ju gjithashtu mund të përdorni veprime në google dhe rrjedhën e dialogut për t'i dhënë Ewon aftësinë për të biseduar me përgjigje të paracaktuara. Tani për tani, ne do të përqendrohemi vetëm në SDK -në bazë.

Le të fillojmë duke instaluar ndihmësin e Google SDK. Kjo nuk duhet të jetë e vështirë pasi ka një sasi burimesh për t'ju ndihmuar të krijoni SDK të Google Assistant në RPI. Ju mund ta ndiqni këtë tutorial së bashku:

Udhëzues:

Pas përfundimit të procesit të mësipërm, duhet të jeni në gjendje të klikoni enter në tastierë dhe të flisni me asistentin. Kjo ka të bëjë me instalimin e SDK të Asistentit të Google.

Si duhet ta quaj? Ewon?

Hej Google! Kjo është ajo që përdoret për të filluar të flasësh me asistentin e Google dhe për fat të keq Google nuk lejon të përdoret ndonjë fjalë tjetër e personalizuar zgjimi. Pra, le të shohim se si mund ta ndryshojmë këtë në mënyrë që asistenti i Google të aktivizohet kur dikush thërret Ewon.

Snowboy: një motor shumë i personalizueshëm i zbulimit të fjalëve të nxehta që është ngulitur në kohë reale në përputhje me Raspberry Pi, (Ubuntu) Linux dhe Mac OS X.

Një fjalë e nxehtë (e njohur edhe si fjalë zgjimi ose fjalë nxitëse) është një fjalë kyçe ose frazë që kompjuteri e dëgjon vazhdimisht si një sinjal për të shkaktuar veprime të tjera.

Le të fillojmë duke instaluar Snowboy në RPI. Mos harroni të aktivizoni mjedisin virtual për të instaluar Snowboy ashtu siç keni bërë për të instaluar Assistant SDK. Çdo gjë që instalojmë nga këtu e tutje duhet të instalohet në mjedisin virtual. Instalimi i Snowboy mund të jetë pak i ndërlikuar, por kjo lidhje duhet t'ju ndihmojë ta instaloni pa asnjë problem. Lidhja:

Këtu keni një proces të përmbledhur të instalimit nëse lidhja e mësipërme bëhet konfuze ose instalimi dështon.

$ [sudo] apt-get install libatlas-base-dev swig $ [sudo] pip install pyaudio $ git clone https://github.com/Kitt-AI/snowboy $ cd snowboy/swig/Python3 $ bëjnë $ cd.. /.. $ python3 setup.py build $ [sudo] python setup.py install

Pasi të jetë instaluar ekzekutoni skedarin demo [gjendet në dosje - snowboy/shembuj/Python3/] për të parë nëse gjithçka funksionon në mënyrë perfekte.

Shënim: lehtë mund ta ndryshoni emrin e robotit tuaj edhe në diçka tjetër. E tëra çfarë ju duhet të bëni është të shkoni në https://snowboy.kitt.ai/ dhe të trajnoni një fjalë kyçe të personalizuar dhe pastaj ta vendosni atë fjalë të nxehtë në të njëjtën dosje si ewon.pmdl.

A mund të kuptojë Ewon emocionet?

Tani që Ewon ka një emër, unë do të përdor Ewon në vend që ta quaj atë një robot. Në rregull, emocionet, përgjigjet e shkurtra jo, Ewon nuk mund t'i kuptojë emocionet, kështu që ajo që ne do të bëjmë këtu është ta bëjmë Ewon të zbulojë emocionet në fjalimin tonë duke përdorur fjalë kyçe dhe pastaj të luajë shprehjen përkatëse të fytyrës që lidhet me të.

Për ta arritur këtë ajo që kam bërë është një skenar i thjeshtë i analizës së ndjenjave. Ka 6 klasa të ndryshme emocionesh.

Të lumtur, të trishtuar, zemërim, frikë, neveri dhe befasi. Këto janë klasat kryesore të emocioneve dhe secila prej tyre ka një listë të fjalëve kyçe të lidhura me emocionin. (për shembull të mirë, të bukur, të ngazëllyer, të gjithë përjetojnë emocione të lumtura).

Pra, sa herë që themi ndonjë nga fjalët kyçe në klasën e emocioneve nxitet emocioni përkatës. Pra, kur thoni "Hej Ewon!" dhe prisni që Ewon të flasë dhe unë vazhdoj të them "Sot është një ditë e bukur!", Ajo zgjedh fjalën kyçe "E bukur" dhe shkakton emocionin përkatës "Gëzuar" e cila shkakton shprehjen e fytyrës për Gëzuar.

A janë ata veshë mbi Ewon?

Hapi tjetër do të ishte përdorimi i emocionit të shkaktuar për të drejtuar shprehjen përkatëse të fytyrës. Me Ewon, shprehja e fytyrës vërehet, por lëviz veshin dhe qafën duke përdorur servos dhe ndryshon ekranin për të ndryshuar lëvizjet e syve.

Së pari, servos, për ta ekzekutuar këtë është mjaft e lehtë, mund të ndiqni këtë tutorial për të krijuar bibliotekën servo Adafruit. Lidhje:

Pastaj caktojmë vlerën maksimale dhe minimale për të gjithë servos. Kjo bëhet duke lëvizur me dorë çdo servo dhe duke kontrolluar kufijtë e tij. Ju mund ta bëni këtë pasi të keni mbledhur Ewon.

Sytë për Ewon

Për sytë, unë jam duke përdorur një ekran Nextion i cili ka një mori fotografish si më poshtë.

Shtë një sekuencë e imazheve që kam krijuar në Photoshop e cila kur luhet në sekuencë bën një animacion. Një sekuencë e ngjashme u krijua për të gjitha emocionet. Tani për të shfaqur ndonjë emocion gjithçka që duhet të bëni është të telefononi sekuencën specifike të imazhit që përbën animacionin. Skedarët janë brenda dosjes "Shfaq skedarët", lidhja e shkarkimit më poshtë.

Më në fund

Duke i bashkuar të gjitha kur emocioni i lumtur nxitet nga skenari, funksioni i lumtur quhet dhe servo lëviz në këndet e vendosura tashmë dhe shfaqja luan animacionin e syrit të lumtur. Kështu ne arrijmë "kuptimin" e emocioneve njerëzore. Kjo metodë nuk është më e mira dhe ka raste kur fjalët kyçe nuk bien në të njëjtin emocion si të paracaktuar, por tani për tani, kjo funksionon mjaft mirë dhe gjithmonë mund të shtoni më shumë fjalë kyçe për të rritur saktësinë e zbulimit. Më tej, kjo mund të zëvendësohet me një model analize emocionesh shumë më të trajnuar si modeli i analizës Paralleldots Emotion për të marrë rezultate më të mira. Por kur e provova kishte shumë vonesa të cilat do ta bënin Ewon të reagonte më ngadalë. Ndoshta versioni Ewon 2.0 do të ketë diçka të tillë.

Ky është LINK për të gjithë skedarët e nevojshëm për të ekzekutuar EWON. Shkarkoni skedarin dhe ndiqni hapat e mëposhtëm:

• Zbërtheni skedarin vendoseni këtë dosje (Ewon) në shtëpi/pi/
• Shtoni ID -në e pajisjes dhe ID -në e modelit në skedarin main.py. ID -ja merret gjatë instalimit të ndihmësit të Google SDK.
• Hapni vijën e komandës dhe drejtoni burimin e komandave të mëposhtme:

burimi env/bin/activpython main.py modele/Ewon.pmdl

Hapi 3: Shtypja e Trupit

Ju mund t'i gjeni skedarët 3d këtu:

Tani që ne të gjithë jemi të vendosur me trurin e Ewon koha e tij për të printuar trupin e tij. Janë 18 pjesë unike për t'u shtypur, shumica prej tyre janë mjaft të vogla, me një kohë totale të printimit prej rreth 15-20 orësh. (përjashtuar rastet).

Kam përdorur PLA të bardhë me mbushje 50% dhe një shtresë të lartë 2 mm. Ju mund t'i ndryshoni këto vlera nëse është e nevojshme, duhet të funksionojë mirë, por sigurohuni që pjesët e vogla të kenë mbushje 100%, për forcë.

Pasi skedarët të jenë shtypur, mund të përdorni letër zmerile ose një skedar dore dhe të pastroni pjesët e printuara, veçanërisht lidhjet ku pjesët rrëshqasin njëra -tjetrën. Zbutja e nyjeve do ta bëjë mekanizmin të lëmuar dhe do të sigurojë më pak rezistencë ndaj servo. Ky proces mund të zgjasë për aq kohë sa dëshironi pasi dikush mund të humbasë duke u përpjekur që pjesët e printuara të duken të përsosura.

Shënime shtesë: Mund të shponi përsëri vrimat në pjesët e printuara 3D duke përdorur një bit 3mm. Të gjitha vrimat janë të të njëjtave dimensione. Kjo do ta bëjë më të lehtë gjatë vidhosjes së arrave më vonë në kuvend.

Hapi 4: Vendosja e Ewon së bashku

Para se të fillojmë me montimin, ka pak modifikime të nevojshme për pjesët e shtypura. Skedarët e quajtur servo link duhet të pajisen me servo lidhje që vijnë me servo, kjo bën që lidhjet e printuara 3d të lidhen mirë me servo.

Asambleja e Ewon duhet të jetë e drejtë përpara. Unë kam bashkangjitur imazhe për ju që t'i ndiqni.

Shënime shtesë: Sigurohuni që të mos e shtrëngoni shumë bulonin ose vidën pasi kjo mund të prishë dhe të veshë pjesët e shtypura.

Hapi 5: Instalimi i Ewonit

Ne jemi në hapin e fundit për ta bërë Ewon të vijë në jetë. Këtu është diagrami i instalimeve elektrike për përbërësit së bashku me imazhet që tregojnë lidhjen.

• Shoferi i shërbimit është i lidhur me kunjat I2C që janë SDA dhe SCL të RPI.
• Ekrani është i lidhur me kunjat RX dhe TX të RPI
• Mikrofoni dhe altoparlantët janë të lidhur me kartën USB Sound e cila është e lidhur me RPI përmes portës USB.

Paralajmërim: Kini kujdes që të shkurtoni RPI -në tuaj. Ju lutemi kontrolloni të gjitha lidhjet tuaja dy herë dhe sigurohuni që nuk keni bërë ndonjë gabim. Të gjithë aksesorët që janë altoparlantë, servo shofer dhe ekran mundësohen nga një bateri e veçantë 5v dhe nuk përdorin linjën Raspberry Pi 5v. Raspberry pi përdoret vetëm për të dërguar të dhëna tek aksesorët, por jo për t'i fuqizuar ato.

Hapi 6: Hej Ewon! Mund te me degjosh?

Pra, ne kemi bashkangjitur të gjithë aksesorët tanë dhe kemi instaluar të gjitha bibliotekat e nevojshme. Mund të filloni Ewon duke ekzekutuar skriptin shell duke përdorur./run Ewon.sh Por çfarë është ky skenar.sh? Ewon përdor shumë biblioteka të ndryshme me skripte të ndryshme (Google asistent SDK, Snowboy, Adafruit, etj). Të gjithë skriptet vendosen në dosjet e tyre përkatëse. (Ne mund t'i lëvizim të gjithë skedarët në të njëjtën rrugë dhe të kemi të gjithë skriptet e organizuar, por aktualisht, disa nga bibliotekat nuk lejojnë lëvizjen e skedarëve burim, kështu që, tani për tani, ne thjesht do t'i mbajmë ato në vendet e tyre përkatëse).sh është skriptet shell që ekzekutojnë të gjitha këto skriptet një nga një nga çdo vendndodhje, kështu që ju nuk keni nevojë të shkoni me dorë në secilin vend dhe të ekzekutoni skriptet. Kjo e bën më të lehtë trajtimin e të gjitha komandave.

Pasi të ekzekutoni skenarin shell, thjesht thoni "Hej Ewon!" dhe ju duhet ta shihni Ewon të fillojë t'ju dëgjojë. Tani mund të përdorni Ewon si asistent google dhe të flisni me të dhe mund të shihni që Evon ndryshon shprehjet nga ato që thoni. Provoni diçka si "Hej Ewon! Unë jam i trishtuar sot “dhe ju mund të shihni që Ewon është i trishtuar me ju. Pyesni Ewon për një shaka dhe shikojeni të qeshë me shakanë.

Hapi 7: Çfarë Tjetër?

Ewon nuk ndalet këtu. Ewon tani ka një mënyrë për të zbuluar dhe treguar emocionet, por ne mund ta bëjmë atë të bëjë shumë më tepër. Ky eshte vetem fillimi.

Në përditësimin e ardhshëm, ne do të punojmë se si të bëjmë

• Ewon zbulon fytyrat dhe ndjek fytyrën tuaj dhe lëviz së bashku me fytyrën tuaj.
• Ne do të shtojmë efekte zanore për t'i dhënë një thellësi shtesë karakterit.
• Shtoni lëvizshmëri në mënyrë që Ewon të lëvizë së bashku me ju.

Shënim: Për shkak të situatës aktuale është bërë shumë e vështirë të sigurosh pjesë për projektin. Kjo më bëri të ndryshoj modelin dhe funksionalitetin duke marrë parasysh mendimet që kisha në inventarin tim. Por sapo të marr duart në të gjitha pjesët, azhurnoni projektin e mësipërm.

Përditësimet:

• Bëri disa ndryshime në kodin, hoqi skriptin shell.
• Shtuar një trup drejtkëndor për EWON.