Snap Circuits Telepresence Robot: 9 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

2020 -ci il tətilləri bir az fərqlidir. Ailəm bütün ölkəyə yayılıb və pandemiya səbəbiylə tətil üçün bir araya gələ bilmirik. Nənə və babaya Şükran Günü qeyd etməmizi təmin etmək üçün bir yol istədim. Double 3 kimi bir telepresensiya robotu 4000 dollara başa gəlməsi istisna olmaqla mükəmməl olardı. Çox az pula bənzər bir şey qura biləcəyimi düşünürdüm.

Snap Circuits® RC Snap Rover®, dəyişiklik və təcrübə üçün nəzərdə tutulmuş elektronikaya malik uzaqdan idarə olunan bir roverdir. Bir telepresence robotunun əsası olmaq üçün lazım olan ölçüdür və düşündüm ki, internetdən idarə olunmaq üçün onu bağlaya bilərəm.

Gəziciyə bir tablet bağlaya bilsəydim, nənə və babaların bayramımıza qatılmasına imkan verən bir telepresensiya robotu olardı! Evin ətrafında təkbaşına hərəkət edə və bir yerdə ilişmək əvəzinə fərqli insanlarla ünsiyyət qura biləcəklər. Yenilik onları - və uşaqlarımı - adi video zəngdən daha çox maraqlandıra bilər.

Robotu Şükran günündən bir gün əvvəl işlədim və bu, böyük bir hit oldu!

Hazır elektronika və bir az dülgərlik ilə siz də telepresensiya robotu qura bilərsiniz. Lehimləmə tələb olunmur!

Təchizat:

Avadanlıq

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Qeyd: 'Deluxe' Snap Rover eyni hissələri istifadə etmir və bu təlimatla işləməyəcək. Deluxe Snap Rover -ə sahibsinizsə, ayrıca bir Motor Control IC satın almalısınız

• Bağlama üçün bağlayıcılar
• Raspberry Pi Zero W və ya NodeJS işlədə bilən proqramlaşdırıla bilən GPIO -lara malik digər cihaz
• Raspberry Pi üçün qutu (isteğe bağlı)
• GPIO Hammer Headers (qadın)
• MicroSD kartı (4 GB və ya daha böyük)
• Pi-ni gücləndirmək üçün USB batareya və Micro-USB kabeli
• iPad və ya başqa bir tablet/telefon

• Digər ağac:

  • İstənilən hündürlüyə kəsilmiş 1 "x 48" taxta dübel
  • 2x4, təxminən. 10 "uzunluğunda
  • 2 ədəd 1/4 "x 1" x 8 "qəlibləmə
  • 2 ədəd 1x1 və ya oxşar hurda, təxminən. 3 "uzun
• Kiçik karton qutu iPad sahibi kimi xidmət edəcək
• Neylon kəmər, təxminən. 6 '

Proqram təminatı

• Roverdə:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (Pi Zero W üzərində qeyri -rəsmi 14.15.1 armv6 quruluşu ilə sınaqdan keçirilmişdir)
  • pi-rover uzaqdan idarəetmə proqramı

• Tabletdə:

  Facetime, Zoom və ya digər videokonfrans proqramları

• Kompüterinizdə:

  Bir ssh müştəri (quraşdırılmış Mac + Linux; Windows üçün PuTTY kimi bir şey istifadə edin)

Alətlər

• 1 "kürək ucu ilə qazın
• İsti yapışqan silahı
• Hammer
• Gördü
• Şerit ölçüsü / hökmdar

İstifadəçi üçün (nənə və baba və s.)

Dədə və ya gəmini idarə edən kimsə aşağıdakılara ehtiyac duyacaq:

Videokonfrans proqramı (FaceTime, Zoom və s.) Və veb brauzeri olan bir kompüter

OR

Bölünmüş ekran imkanı və videokonfrans proqramı olan bir planşet/telefon

OR

• 2 cihaz:

  • Telefon, planşet və ya videokonfrans proqramı olan digər cihaz və
  • Birinci cihaz video üçün istifadə edildikdə brauzeri idarə etmək üçün istifadə edilə bilən veb brauzeri olan ikinci bir cihaz

Addım 1: Avadanlıq Seçimi

Roveri internetdən idarə etmək üçün həm roveri idarə edə bilən, həm də bir nənə və babanın roverə daxil ola bilməsi üçün veb server rolunu oynaya bilən kiçik bir kompüterə ehtiyacım var idi. Raspberry Pi Zero W mükəmməl uyğun gəlir. Kiçikdir, Wi-Fi var və kiçik bir veb serveri işə salmaq üçün çoxlu CPU gücünə malikdir. Üstəlik, bütün digər hobbi seçimlərindən daha ucuz olan cəmi 10 dollardır. Pi + aksesuarlarımı Adafruitdəki əla insanlardan aldım.

Addım 2: Pi: Başlıqların hazırlanması

Təhsil oyuncaqlarının Snap Circuits xətti elektronika üçün LEGO® kərpicinə bənzəyir. Heç bir lehim olmadan dövrə bağlamanıza icazə verirlər və nisbətən uşaq keçirməzlər. Həvəskar elektronika lövhələri (Raspberry Pi kimi) hər şeyi bağlamaq üçün bir çox yol təqdim edir, lakin heç biri Snap Circuits ilə uyğun gəlmir.

Bunun qarşısını almaq üçün Pi -də bir başlıq quraşdıracağıq, sonra Pi -ni roverə heç bir lehim olmadan bağlamaq üçün xüsusi "Snap to Pin" keçid tellərindən istifadə edəcəyik.

Dişi çəkic başlıqlarını quraşdırma təlimatlarını ("pHATs üçün" etiketli) istifadə edərək Pi -yə quraşdırın. Qadın başlıqlarını istifadə etmək vacibdir; bunlar bizə tullanan telləri bağlamağa imkan verir.

Addım 3: Pi: Proqramın Hazırlanması

Raspberry Pi proqramı MicroSD kartından yükləyir. Bir əməliyyat sistemi quracağıq, sonra Pi -ni yükləyəcəyik və bir neçə başqa alət və üstəlik, roverin idarəetmə proqramını quraşdıracağıq.

1. Raspberry Pi OS Lite (32-bit) yükləmək və SD karta yükləmək üçün kompüterinizdəki Raspberry Pi Imager proqramından istifadə edin.
2. Pi -ni klaviatura və ya ekran istifadə etmədən 'başsız' rejimdə qurmaq üçün bu təlimatdan istifadə edin. İlk açılışda Wi-Fi-da Pi əldə edəcək.
3. SSH -də bu təlimatdan 3+4 addımlarını istifadə edərək Pi -də Secure Shell (ssh) protokolunu aktiv edin. "X Göndərmə" qurmaqla bağlı hissəni gözardı edə bilərsiniz. Bu, İnternetə daxil olduqdan sonra Pi -yə daxil olmanızı təmin edəcək.
4. SD kartı Pi -yə köçürün və pi -ni yükləyin. Güc təmin etmək üçün bir USB batareyası istifadə etdim, ancaq bu addım üçün onu kompüterinizdən bağlamaq üçün bir güc adapteri və ya Micro-USB kabeli də istifadə edə bilərsiniz.
5. Pi -nin IP ünvanını tapın. Pi -yə qoşulmalı və daha sonra roveri idarə etməlisiniz.

6. PC -dən Pi -yə daxil olun. SSH təlimatının "Müştərinizi qurun" bölməsində ətraflı təlimatlar var. İndi Pi -yə daxil olmalısınız:

   ssh pi@

7. Uzaqdan idarəetmə proqramı NodeJS adlı bir vasitədən istifadə edir. Pi üzərində NodeJS qurmaq üçün aşağıdakı əmrləri SSH üzərində işlədin:

   wget

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

8. İndi Pi -də NodeJS quraşdırmalısınız. Test etmək üçün qaçın

   düyün -v Bir neçə saniyədən sonra NodeJS versiyasını çıxarmalıdır

   v14.15.1

9. Sonra pi-rover adlı rover idarəetmə proqramını quraşdıracağıq. Bu bir neçə dəqiqə çəkəcək:

   sudo apt-get install qurun

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

10. Pi -də server proqramını işə salın:

    node index.js

    Hər şey yaxşı olarsa, Pi -nin IP ünvanındakı 8080 portuna gedərək kompüterinizə bir veb brauzer vasitəsilə daxil ola bilərsiniz. Məsələn, Pi -nin IP ünvanı 192.168.1.123 -dirsə, https://192.168.1.123:8080 ünvanına daxil olun.

11. Ctrl-C ilə server proqramından çıxın.

12. Pi işə düşəndə serveri işə salmaq üçün sistem xidmət faylını quraşdırın:

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

    sudo systemctl pi-rover.service xidmətini aktivləşdirir

13. Proqram test edildikdən və işlədikdən sonra Pi -ni roverə quraşdıra bilmək üçün onu bağlayın:

    sudo bağlanması -h indi

Qeyd: Ev şəbəkənizdən kənarda olan digər insanlara (bu Şükran Günündə öz evində olan baba kimi) giriş vermək istəsəniz, marşrutlaşdırıcınızı ümumi IP ünvanınızdan trafik göndərmək üçün konfiqurasiya etməlisiniz. Pi. Bunu etmək üçün bir liman yönləndirmə bələdçisindən istifadə edin.

Addım 4: Rover -i bağlayın

Snap Rover, rover dəsti ilə birlikdə gələn pultu bağlamaq üçün təlimatlarla gəlir. Bunları radio alıcı komponentini Pi ilə əvəz etmək üçün uyğunlaşdıracağıq.

Rover təlimatına bir çox dövrə daxildir. 1 nömrəli ("Gecə Roveri") ilə başlayın və hər şeyi 6 -cı sütunun solunda silin. Bu, motor idarəetmə IC -ni, motor idarəetmə IC -nin girişlərindəki (4) 1kΩ rezistorları, sürüşmə açarını, və tellər roverə gedir.

Addım 5: Pi -ni Rover -ə bağlayın

Pi üçün bir çantanız varsa, amma hələ quraşdırmadınızsa, indi edin.

Pi üzərindəki 40pin bağlayıcı bir çox funksiyanı ortaya qoyur. Pi-ni roverə bağlamaq üçün bir neçə ümumi məqsədli I/O pinindən (GPIO) istifadə edəcəyik. Bunu burada göstərildiyi kimi bağlamaq vacibdir; yanlış bağlandıqda Pi və ya roverə ziyan vurma riski var.

1. Pi üzərindəki sancaqlar 1-40 arasında nömrələnir. Necə qurulduğunu başa düşmək üçün pinoutu nəzərdən keçirməyə dəyər.

2. Aşağıdakı 4 GPIO-nu mühərrik idarəetmə IC-nin girişlərindəki rezistorlara bağlamaq üçün Snap-to-Pin bağlayıcılarından istifadə edin:

   1. Pin 11 (GPIO 17) LF üzərindəki rezistora bağlayın
   2. 12 -ni (GPIO 18) LB üzərindəki rezistora bağlayın
   3. Pin 13 (GPIO 27) RF -dəki rezistora bağlayın
   4. Pin 15 (GPIO 22) RB üzərindəki rezistora bağlayın
   5. Pi-dən roverdəki yerə (-) bir torpaq pinini (Pin 14) bağlamaq üçün başqa bir Snap-to-Pin konnektoru istifadə edin. 2 ayrı enerji təchizatımız olsa da (rover 9V, Pi isə USB batareyasından 5V istifadə edir), hər iki tərəf elektriklə bağlıdır və dövrənin işləməsi üçün ortaq bir yerə ehtiyacımız var.

Addım 6: Tablet Dağı qurun

Planşetin quraşdırılması bir neçə rəqabətli tələbatın balanslaşdırılmasını tələb edir:

• Tablet havada kifayət qədər yüksək olmalıdır ki, ayaqda duran uşaqlar və böyüklər ilə təmasda olsun.
• Gəzinti zamanı əyilməməsi üçün rover kifayət qədər sabit olmalıdır.
• Sürücülük zamanı sabitlik və hamar bir təcrübə təmin etmək üçün tablet, roverin mərkəzinə mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir.
• Roverin üst hissəsi, Snap Circuits -dan başqa heç bir şeyin olması üçün nəzərdə tutulmamışdır və komponentlərə zərər vermədən yük yükləmək üçün əla bir yol yoxdur.

1 -ci hissə: Körpülərin tikintisi

Roverin üst hissəsi, elektronika komponentlərini bağlamaq üçün nəzərdə tutulmuş zərbələri olan plastik bir ızgaradır. Yükü birbaşa şəbəkəyə yerləşdirmək sabit olmayacaq və şəbəkəyə zərər verə bilər. Şəbəkədəki çarpmalar arasında oturan dayaqlar və körpünün üstünə dübel quraşdırılmış baza üzərində bir növ körpü qurmağı seçdim. Körpü + dübel montajını rover gövdəsinə bağlamaq üçün neylon kəmər istifadə etdim.

1. 2x4 ilə təxminən 10 "uzunluğunu kəsin; bu, roverin genişliyindən daha uzun olmalıdır, bu da onu roverə etibarlı şəkildə bağlamağımıza imkan verir.
2. 1/4 "qəlib zolaqlarından bir cüt 8" parça kəsin. Bunlar, tablet montajını sabitləşdirməyə və irəli və geriyə yellənməsinin qarşısını almağa kömək edəcək.
3. Kalıp zolaqlarını 2x4 ölçüsündə yapışdırın. Şeritler, boşluqların arasına (bir -birindən təxminən 5 "aralı) olan, şəbəkənin yivlərinə oturacaq şəkildə yerləşdirilməlidir. Şeritler 2x4 -ün dibi elektronikanın üstündə oturacaq şəkildə quraşdırılmalıdır.
4. 1x1 -dən 3 düymlük bir cüt kəsin və qəlib şeritlərinin 2x4 -ə uyğun olduğu künclərə yapışdırın. Buradakı məqsəd yanal təzyiq altında qəlibləmə şeritlərinin 2x4 -dən qopmasını qarşısını almaqdır.
5. 2x4'ün üstündəki dübel üçün bir delik açmaq üçün 1 "kürək ucunu istifadə edin. Çuxurun 2x4 boyunca keçməsinə ehtiyac yoxdur; çuxurun altındakı təxminən 1/8" taxta toxunulmaz buraxın. dübelə dəstək olmaq. Çuxur, 2x4 ölçüsünün bir kənarına doğru çevrilməli, digər tərəfdən neylon kəmər üçün yer buraxılmalıdır. Dübelin şaquli olduğundan əmin olun, çuxura yapışdırın.

Qeyd: Kiçik bir dübel işləyə bilər. Salınımları söndürmək üçün kifayət qədər sərt olmasını təmin etmək üçün 1 diametrini seçdim. O, maşın sürərkən babanı maşın etmək istəmirsən!

2 -ci hissə: Tablet tutucusu

Tableti dübelin üstünə bağlamaq üçün yüngül, lakin möhkəm bir yola ehtiyacım var idi. Planşetin çəkisi dübelə mümkün qədər yaxın tutulmalıdır ki, çəkisi roveri aşırmağa çalışan bir qol kimi çıxış etməsin. Kiçik ağacdan yüngül bir ağacdan bir qutu qurmağı qısaca düşündükdən sonra uyğun ölçülü bir karton qutu kəsmək üçün az səy göstərən bir yanaşma seçdim. Təxminən 10 "x 12" x 1 "ölçüsündə bir qutu tapdım. Planşetin içəriyə girə bilməsi üçün bir ucunu kəsin və planşet ekranının görünməsi üçün bir tərəfdən düzbucaqlı bir açar kəsin. Tablet tutucusunu möhkəmləndirmək üçün isti yapışqan istifadə edin. dübelin üstünə.

Addım 7: İçəri girin

Planşet dəstini roverə bağlamalıyıq. Rover bunun üçün nəzərdə tutulmayıb və rahat montaj variantları yoxdur. Roverin hər iki oxuna (oxlara deyil!) Bükülmüş uzun bir neylon kəmər istifadə edərək montajı təmin etməyi seçdim. Bu, montajın irəli, geriyə və ya hər iki tərəfə əyilməsinin qarşısını alır. Kəmərin heç bir elektrik komponentinə təzyiq göstərmədiyinə əmin olun və sıxılmadığından əmin olun ki, açılmasın.

Adım 8: Fitinqə başlayın

Planşet yuvası roverə bağlandıqdan sonra Raspberry Pi və roveri işə salın. Pi onlayn olduqda, veb interfeysinə daxil olun (məsələn, https://192.168.1.123) və 'Nəzarət tələb et'. İndi maşın sürməyi bacarmalısan! Gəzintini bir anda yalnız bir nəfər idarə edə bilər, buna görə də başqasının sınağına başlamazdan əvvəl roverin idarəçiliyindən əl çəkdiyinizə əmin olun.

Nənə və baba üçün göstərişlər

Rover onlayn olduqda, FaceTime -də babama (və ya nənəmə!) Zəng edin. Aldıqdan sonra bir veb brauzer açmasını və ümumi IP ünvanınıza getməsini istəyin. Hansı telefondan/planşetdən/kompüterdən istifadə etdiyindən asılı olaraq, "bölünmüş ekran" rejiminə keçməli və ya ikinci bir cihazdan istifadə etməli ola bilərlər.

Veb səhifəni yüklədikdən sonra roverin idarəetmə interfeysini görməlidirlər. Nəzarət tələb etsinlər. İndi ailənin qalan hissəsi ilə sanki orada idilər kimi qarşılıqlı əlaqə qura bilərlər!

Addım 9: Gələcək Təkmilləşdirmələr

Bu dizayn mükəmməl deyil. Bəzi mümkün təkmilləşdirmələr:

• Uşaq, ev heyvanı və s.
• Roverin əşyalara çarpmasının qarşısını almaq üçün bir yol (sürücü aşağı baxa bilməz!)
• Pi-rover proqramının idarəetmələrində daha incəlik. Hal -hazırda bizim üçün kifayət qədər yaxşı işləyən bir şey üçün kodlaşdırılmışlar.
• Nənənin roverdən istifadə etmək üçün 2 cihaza ehtiyacı olmaması üçün videokonfrans alətini veb səhifəyə yerləşdirin