Cib casusu-robot: 5 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Karantin zamanı darıxırsınız? Qonaq otağı divanının altındakı qaranlıq aləmi kəşf etmək istəyirsiniz? Sonra cib ölçüsündə casus robot sizin üçündür! Yalnız 25 mm yüksəklikdə olan bu kiçik robot, insanların gedə bilməyəcəyi qədər kiçik yerlərə girə bilir və əlverişli bir telefon tətbiqi ilə gördüklərini geri qaytarır!

Tələblər:

Elektronikada orta səviyyəli təcrübə

Python və moruq pi haqqında əsas biliklər

Böyük miqdarda vaxt

Təchizat

Parçalar:

• Raspberry pi Zero W (Verilən başlıqlardan istifadə etməyəcəyimiz üçün WH deyil)
• Raspberry pi kamera
• Pi üçün SD kart (8 gb və ya daha çox yaxşıdır)
• 2x 18650 batareya və tutacaq (Şarj qurğusunda bir şarj dövrəsi qurulmadığı üçün də kömək etməyə meyllidir!)
• 2x 300RPM 6V mikro dişli mühərriklər
• L293D mühərrik nəzarətçisi
• LM7805 Gərginlik tənzimləyicisi
• 22μF kondansatör
• 10μF kondansatör
• 2.54 mm SIL başlıq pinləri və prizləri (hər birinin 2 x 8 uzunluqlu hissələri)
• 2.54 mm 90 dərəcə bucaqlı baş pinləri
• 10x M3 x 8mm havşa boltlar
• 4x M3 x 12mm havşa boltlar
• 14x M3 nylock qoz -fındıq
• Dupont bağlayıcı dəsti (olmadan edə bilər, amma həyatı çox asanlaşdırır)
• 5 mm x 80 mm alüminium və ya polad çubuq
• Müxtəlif tellər
• Lehim lövhəsi

Alətlər:

• Lehimləmə dəmir və lehim
• Fayl dəsti
• Çeşidli tornavidalar
• Bir növ sənətkarlıq bıçağı
• Super yapışqan
• Tel kəsicilər
• Tel çıxarıcılar
• Elektrikli matkap və bit dəsti (çapdakı delikləri təmizləmək üçün 3 mm və 5 mm istifadə olunacaq)
• 3D printer (hissələri çap olunaraq bir çox xidmətlərdən biri sizə göndərilə bilər)
• Mini testere
• Multimetr
• Elektrik lenti

Addım 1: Şassinin qurulması

Gaffer lentinin inanılmaz olmasına baxmayaraq, yəqin ki, möhkəm bir şassi etmək üçün istifadə edilməməli olduğunu çox erkən anladım, buna görə də 3D çap növbəti açıq seçim idi (Bir anda bunu çıxaracağam. Yükləyirəm.) Parçalar, gözəl çaplar istehsal edən, lakin təəssüf ki, olduqca kiçik bir tikiş lövhəsi olan Elegoo Mars printerindən istifadə etdiyim üçün yuxarıdakı fotoşəkillərdə görünən bir -birinə bağlanan bölmələrlə birlikdə yapışdırılacaq şəkildə hazırlanmışdır. Faylların və super yapışqanın gəldiyi yer budur, yuxarıdakı etiketli kənarları bir sonrakı parçanın yuvalarına möhkəm oturana qədər yazmaq lazımdır, 3D printerlərin mükəmməl olmadığı üçün əldə etməyin ən yaxşı yolu olduğunu gördüm. mükəmməl uyğunluq. Sənəd qoyulduqdan sonra hissələri bir -birinə yapışdırın! (Bir çox dəfə öyrəndiyim kimi, barmaqlarınız deyil) Parçaları bir -birinə yapışdırarkən düz bir səthə qoymağı məsləhət görürəm ki, düz olsunlar. (Onları çəkmək bu işdə kömək edə bilər)

Bir neçə çuxurun 5 mm -lik (5 -ci şəkildə etiketlənmiş) bir qazma işinə ehtiyacı olacaq, bu, hissənin yıxılma riskini minimuma endirmək üçün inanılmaz dərəcədə diqqətlə və ya dairəvi bir fayl istifadə edilməklə edilməlidir. Daha sonra montajı asanlaşdırmaq üçün, vintlərin yaxşı oturmasını təmin etmək üçün şassinin bütün 3 mm -lik delikləri 3 mm -lik bir delik ilə açılmalıdır. Ayrıca, şassinin bazasında, nylocksun uyğunlaşması üçün bir sıra altıbucaqlı kəsiklər var, qoz -fındıq asanlıqla uyğun gəlmirsə, bunları genişləndirmək üçün kiçik bir fayl istifadə etməyə dəyər. Tam ölçüyə uyğun dizayn etməyi, sonra lazım olan yerdə materialı çıxarmağın daha yaxşı olduğunu gördüm, çünki bu, ən yaxşı uyğunlaşma ilə nəticələnir.

Çap ediləcək hissələr:

• Şassi1.stl
• Şassi2.stl
• Şassi 3.stl
• Şassi4.stl
• 2x motor_hosting.stl
• 2x Təkər1.stl
• 2x Təkər2.stl
• top.stl

Addım 2: Dövrə

Layihənin bütün nöqtəsi yığcam olduğu üçün, pi -nin özünü və mühərrikləri gücləndirmək üçün bir dövrə, GPO -ya lehimlənmiş başlıqlara yuvarlanaraq bağlanan bir HAT -a bənzər pi -nin üstündə oturan tək bir lövhədə qurulmuşdur. Mühərriklər olduqca kiçik olduğundan və çox cərəyan tələb etmədiyindən, onları gücləndirmək üçün L293D ikili H körpülü motor nəzarətçi istifadə etdim, çünki mühərrikləri idarə etmək üçün istifadə edildikdə Pi-nin GPIO zədələnə bilər (Arxa EMF və s.). İkiqat H körpüsü bir sıra NPN və PNP tranzistorlarından istifadə edir ki, Q1 və Q4 tranzistorlarına enerji verilərsə və beləliklə cərəyanın keçməsinə icazə verilərsə, mühərrik irəli fırlanır. Q2 və Q3 enerjisi varsa, cərəyan motordan əks istiqamətdə axır və onu geriyə çevirir. Bu o deməkdir ki, mühərrik röle və ya digər komponentlərdən istifadə etmədən hər iki istiqamətdə fırlana bilər və mühərriki çıxartmaq əvəzinə ayrı olaraq pi -yə güc verməyimizə imkan verir.

LM7805, pi -ni 5v GPIO pin vasitəsilə enerji ilə təmin edir, lakin L293D -ni gücləndirmək üçün istifadə edilməməlidir, çünki pi 7805 -in demək olar ki, bütün 1A çıxışını tələb edə bilər, buna görə də əriməsi riski yoxdur.

Təhlükəsizlik:

Dövrə səhv qurulsa və pi -yə 5v -dən çox bir elektrik verilsə və ya başqa bir pin vasitəsilə keçirilərsə, pi düzəlməz şəkildə zədələnəcəkdir. Daha da əhəmiyyətlisi, dövrə, xüsusən də LiPo -nun problemlərə, *Öskürək *, qısaldıqda partlayışlara səbəb olma meylinə malik olduğu üçün qısa girişlər üçün şortlar üçün yoxlanılmalı və sınaqdan keçirilməlidir. Bunu sınamağın ən yaxşı yolunu 4 bloklu AA batareyalarını girişə bağlayaraq və bir neçə metrlik çıxış gərginliyini ölçməklə sınamaq oldum. Hər halda, təhlükəsizlik işləri bitdi, bir az lehimləmə edək!

Lövhə yuxarıdakı sxemə uyğun olaraq və dövrə bənzər bir konfiqurasiyada qurulmalıdır, çünki bu sxem pi üzərində səliqəli şəkildə oturur və LiPos -u hələ partlatmamışdır (barmaqları keçdi). Tellərin digər tellərə və sancaqlara yaxın və ya üstündən çəkiləcəyi üçün aşağıdakı qaydalara riayət edilməsi vacibdir, bu sifariş bu tellərin şortdan qaçmaq üçün sonuncu dəfə edildiyini bildirir. Başlıq pimlərinə lehim edərkən, qızdırıldıqda hərəkət etməmələrini təmin etmək üçün onları başlığın ehtiyat hissəsinə yerləşdirmək vacibdir.

Addımlar:

1. Lövhəni ölçüsünə görə kəsin və kəsik kənarını hamarlaşdırın (mina 11 satırdan 20 sıraya qədər istifadə edir və onları kodlaşdırmaq üçün hərf və rəqəmlərə malikdir) Həyatı asanlaşdırmaq üçün bu koordinat sistemi ilə lövhədəki sancaqlar mövqelərini verəcəyəm. Lövhə iki tərəfli olduğundan, pi-yə baxan tərəfi 'B' tərəfi və pi-dən uzaq olan tərəfi 'A' tərəfi adlandıracağam.
2. L293D və LM7805 lehimləmə yerində, L293D sol üst pin, C11 mövqeyində B tərəfində yerləşir. LM7805, çipin metal arxa tərəfi lövhəyə söykənəcək şəkildə sol pin P8 mövqeyində olmalıdır.
3. Başlıq sancaqlarını yerində lehimləyin, əvvəlcə pinlərin qısa tərəfini sözügedən blokun üstünə düz olana qədər qara blokdan itələyin. Yuxarıdakı şəkillərdə göstərildiyi və sənədləşdirildiyi kimi, T1 çuxurunda sağ alt köşesi olan A tərəfdən itələmək və B tərəfdən lehimləmək lazımdır. Bu edildikdə, qara blokları yumşaq bir şəkildə kəsin və 2 sıra sancağı pi -yə hələ lehimlənməməsi lazım olan başlıqlara daxil edin, bunlar, lehim edərkən sancaqların hərəkət etməməsini təmin edir.
4. Daha sonra, mühərrikdə və batareya sancaqlarında, mühərrik üçün 4 geniş, akkumulyator üçün 2 genişlikdə lehim. Batareya sancaqları B tərəfində J4 və K4 yuvalarına, motor pimleri B tərəfində L2 və O2 arasına yerləşdirilməlidir.
5. İki kondansatörün hər ikisi də B tərəfdən lehimlənməlidir. 22μF kondansatörün anodu (pozitiv ayağı) B tərəfindəki P10 yuvasında olmalıdır və qalan hissəni kəsmədən əvvəl ayağın qalan hissəsi ilə P8 -ə lehimlənməlidir. Katod (mənfi ayaq) P11 yuvasından keçirilməli və P7 (7805 -in katodu) ilə əlaqə qurmaq üçün şəkildə göründüyü kimi əyilməlidir. 10μF kondansatörün anodu P4 yuvasından keçirilməli və ayağı P9 pininə lehimlənməli, katod P3 yuvasından keçirilməli və digər kondansatörlə eyni şəkildə P7 ilə bağlanmalıdır.
6. Bağlayıcı tellər yuxarıdakı şəkillərdə görünən yollardan keçməlidir, buna görə də oxumaq vaxtına qənaət etmək üçün bu xətlərlə bağlanmalı olan pinlərin siyahısını tərtib etdim, müəyyən edilmiş tərəfləri ilə müəyyən edilmiş tərəfi izolyasiya edilmiş hissənin tərəfidir telin üzərində yerləşir. Koordinatlar ilk hərfin tərəfi, sonra koordinatı ifadə edəcəyi şəkildə formatlaşdırılacaq. Məsələn, bir L293D pinini bir çıxışa bağlasaydım, pinin istifadə etdiyi eyni çuxur istifadə edilə bilməzdi, buna görə də bitişik dəlik olardı, telin bağladığı pin keçdikləri deliklərin hər iki tərəfinə yerləşdiriləcək. Bu, A2 və G4 deliklərindən keçən tel ilə B: A1-A2 ilə G4-H4 kimi görünür. Qeyd: Fotoşəkillərimdə A tərəfində heç bir yazı yoxdur, bunun soldan sağa doğru olacağını düşünün.
7. Lehimləmə dəmirini artıq çıxardığınız üçün, indi mühərrik və akkumulyator tellərini lehimləmək üçün yaxşı vaxtdır, yerdən qənaət etmək üçün motorun arxa plakasına üfüqi olaraq lehimlənməli olan motor telləri üçün təxminən 15 sm tövsiyə edirəm., bunun bir fotoşəkili yuxarıdadır. Motor tellərinin digər ucunda konnektorlar lazımdır, möhkəm bir əlaqə təmin etmək üçün qıvrıldıqdan sonra az miqdarda lehim qoymağı məsləhət görürəm. Bir batareya tutucusundan gələn qırmızı tel, digərinin qara telinə lehimlənməlidir, ikisi arasında təxminən 4 sm qalacaq, digər iki telin hər birinin təxminən 10 sm -ə ehtiyacı var, ancaq lövhəyə qoşulmaq üçün ucuna bağlanan bir bağlayıcıya ehtiyac var.

Kablolama:

1. B: C4-B4-F11-G11
2. B: C9-B9-O1-O2
3. B: G11-H11-dən K5-K4-ə qədər
4. B: F9-G9-M1-M2
5. B: F8-G8-dən I4-J4-ə qədər
6. B: F6-G6-L1-L2
7. B: K4-L4-O10-P10
8. B: F7-H7-N7-O7
9. Bir tərəfdən bütün tellər o tərəfə lehimlənir, heç bir tel keçirilmir, buna görə yalnız 2 koordinata ehtiyac var.
10. A: O4 - O2
11. A: O5 - N2
12. A: O10 - M2
13. A: O7 - P2
14. A: R4 - Q2
15. A: Topraklama pinləri O7, O8, R7 və R8 hamısı bağlanmalıdır.
16. A: E7 - K4
17. A: O1 - R10
18. A: M1 -dən R11 -ə qədər
19. A: E4 - T1
20. A: G2 - R6

Test etməzdən əvvəl kabellərin düzgün bağlanmasını təmin etmək üçün bunu yuxarıdakı sxemə uyğun olaraq yoxlamağı məsləhət görürəm. Dövrün testi, əlaqəni yoxlamaq üçün bir çox metrlik bir dəst ilə aparılmalıdır, yoxlanılması lazım olan pinlər aşağıdakı kimidir, ancaq elektronikada bacarıqlısınızsa, bacardığınız qədər sınayın. Yoxlamaq üçün: Batareya giriş pinləri, motor sancaqları, pi üçün başlığın bütün pinləri və yerə qarşı 7805 giriş və çıxışı.

Addım 3: Pi qurmaq

Bu təlimatda, pi -nin artıq bir şəkil ilə qurulduğunu və İnternetə qoşulduğunu düşünürəm, əgər pi -ni ilk dəfə qurursan, şəkli quraşdırmaq üçün veb saytlarından aşağıdakı bələdçidən istifadə etməyi təklif edirəm:

www.raspberrypi.org/downloads/

Hələ robotun içərisində pi ilə işləyə bilsəniz, həyatın daha asan olacağını gördüm, amma HDMI portu bir maneə ilə bağlandığı üçün uzaqdakı masa üstü növbəti ən yaxşı şeydir. Bu, xrdp və Microsoft -un RDP protokolu adlanan bir paketdən istifadə etməklə qurulmaq olduqca asandır (bu səbəbdən pəncərələrdə quraşdırılmamışdır).

Xrdp qurmaq üçün əvvəlcə 'sudo apt-get update' və 'sudo apt-get upgrade' əmrlərini işlədərək pi-nin yenilənməsini təmin edin. Sonra, pi'nin yerli IP ünvanını qaytarmalı olan 'hostname -I' əmrini işlədin və getməyə hazırsınız! Kompüterinizdəki Windows düyməsini vurun və 'Uzaq Masaüstü Bağlantısı' adlı bir proqramı açın, sonra kompüter sahəsinə pi ünvanınızın IP ünvanını daxil edin, sonra bunu dəyişdirməmisinizsə enter düyməsini vurun və bağlantı qurun. pi ilə qurulacaq.

Ehtiyac duyduğunuz ilk paket kamera üçündür, çünki bu mənim ixtisas sahəm olmadığından mənim üçün mükəmməl işləyən rəsmi bələdçiyə bir keçid əlavə etdim.

projects.raspberrypi.org/az/projects/getti…

Bu təlimatı izlədikdən və yuxarıdakı proqramı quraşdırdıqdan sonra növbəti addıma keçməyə hazırsınız!

Addım 4: Kod

Kodla ilk növbədə, proqramlaşdırma robot texnikasının ən sevdiyim hissəsindən çox uzaqdır, buna görə də proqram tam işlək olsa da, quruluş şübhəsiz ki, mükəmməl deyil, buna görə də hər hansı bir problem görsəniz rəydən məmnun olaram!

Əlavə edilmiş python faylını pi-yə yükləyin və Sənədlər qovluğuna yerləşdirin, sonra avtomatik işləməyə başlamağa başlamaq üçün bir terminal açın. Robotdan hər dəfə istifadə etmək istəsəniz, uzaqdan masaüstünü pi-yə yerləşdirməyinizə əmin olmaq üçün proqramı başlanğıcda işlədəcək şəkildə qura bilərik. Nano adlı bir terminal əsaslı mətn redaktoru açmalı olan terminala "sudo nano /etc/rc.local" yazaraq qurmağa başlayın, faylın altına gedin və "0 çıx" deyən sətri tapın. Bunun üzərinə yeni bir sətir yazın və "sudo python/home/pi/Documents Spy_bot.py &" yazın. Bu, python faylını önyükleme prosesinin bir hissəsi olaraq işə salma əmrini əlavə edir, çünki proqramımız davamlı olaraq işləyəcəyi üçün, "&" əlavə edirik və bu proqramın döngüsünə deyil, pi -nin yüklənməsini bitirməsinə icazə veririk. Nanodan çıxmaq üçün ctrl+x sonra y düymələrini basın. Terminala qayıtdıqdan sonra pi -ni yenidən başladın və dəyişiklikləri tətbiq etmək üçün "sudo reboot" yazın.

Əgər mühərriklər yanlış istiqamətdə fırlanırsa, Spy_bot.py faylını mətn redaktoru ilə açın və kodun motor hissəsinə keçin ki, bu da yuvarlaqlaşdırılacaq dəqiq ədədlərlə bağlı təlimatlarla etiketlənsin. Sol və sağ mühərriklər dəyişdirilərsə, ya kodla sabitlənə bilər, ya da telləri yuvarlaqlaşdırmaqla, hamısını bir daha ayırmamaq istəsəniz, motor funksiyasındakı 12 -ni 13 -ə, hər hansı 7 -ni 15 -ə dəyişdirin..

Kod asanlıqla dəyişdirilə və başa düşüləcək şəkildə hər bir bölmənin nə etdiyini izah edir.

Addım 5: Hamısını bir araya gətirmək

Motorların quraşdırılması:

Şassini bir -birinə yapışdırıb pi qurduqdan sonra robotu yığmağa hazırsınız! Başlamaq üçün ən yaxşı yer mühərriklərdir, tutacaqları möhkəm oturmaq üçün hazırlanmışdır, buna görə də yuxarıdakı fotoşəkildə etiketlənmiş iç hissədəki kiçik çubuqlara az miqdarda sənəd qoyulması lazım olacaq. Bunların ucundakı deliklər, mühərriklərin ucundakı qaldırılmış qızıl hissənin içəriyə sığması üçün bir qədər genişlənməsinə də ehtiyac ola bilər. Mühərriklər korpusun içərisinə tam oturduqdan sonra, M3 x 8 mm boltlar və qıfıllardan istifadə edərək, mühərriki çıxarıb korpusları robotun arxa ucuna yerləşdirə bilərsiniz.

Elektronikanın bağlanması:

Bundan sonra, fotoşəkillərə görə batareya tutacaqları və moruq pi M3 x 8mm boltlar və nylocks istifadə edərək boltlarla bərkidilə bilər, pi sıfırdakı montaj delikləri boltların sıx olduğu üçün ən təhlükəsiz və ən yaxşı şəkildə bir az genişlənməsinə ehtiyac ola bilər. Bu kiçik bir yuvarlaq fayl və çox ehtiyatla. Batareyanı və motor tellərini pi -nin getdiyi yerə qoymağa dəyər, çünki bu, bütün quruluşu hər yerdə boş tellər olmadan daha səliqəli edir.

Şassinin ön hissəsindəki 4 dirəyə yerləşdirilə bilən kameranı artıq arxasında olan kabellə əlavə etməyin vaxtı gəldi, lent kabelinin digər ucu pi kameranın portuna daxil olmaq üçün yumşaq bir şəkildə qatlanmalıdır., kabelin kontaktları aşağıya baxdıqda, olduqca kövrək olmağa meylli olduğu üçün lent kabelini sərt şəkildə bükməməyə diqqət edin.

Üst lövhənin quraşdırılması:

6 dayaq 19 mm uzunluğunda olmalıdır, əgər belə deyilsə, bu işi layiqli bir metal fayl yerinə yetirməlidir, bu iş yerinə yetirildikdə, şassinin üst tərəfinə, əgər varsa, təzə ucu plastikə bərkidilməlidir. Üst lövhə artıq bərkidilə bilər, bunun altında lent kabelini yumşaq bir şəkildə qatlayın.

Təkərlərin əlavə edilməsi:

Son pilləyə, təkərlər! Kiçik mərkəz çuxurlu iki təkər, mühərrik şaftlarına uyğun olaraq 3 mm -ə qədər qazılmalıdır, baxmayaraq ki, 3D printeriniz yüksək səviyyədə kalibrlənmişsə, bu lazım deyil. Bütün təkərlərdəki kvadrat deliklər bir az genişlənməlidir ki, içərisinə bir nyllock yerləşdirilə bilsin, bu M3 x 12mm ölçüdə və bir nylock hər təkərin içərisinə yerləşdirilməlidir və boltun başı bərabər olacaq qədər sıxılmalıdır. təkərin kənarı. Qalan iki təkərin digərləri ilə eyni şəkildə genişləndirilməsi lazımdır, əksinə oxa uyğun olması üçün 5 mm -ə qədər. Təkərlər hazır olduqdan sonra onlara bir tutuş səthi əlavə etmək üçün bir növ elektrik lenti və ya rezin bant istifadə etməyi məsləhət görürəm, əgər lent istifadə olunarsa, təkərin ətrafında bir dəfə dolaşmaq üçün təxminən 90 mm kifayətdir. Arxa təkərlər artıq bərkidilməyə hazırdır, bunu etmək üçün ən asan yol, motor milini düz səth yuxarıya baxacaq şəkildə döndərmək və təkəri və təkər arasında 1-2 mm məsafədə olan bolt aşağıya baxaraq təkəri bərkidməkdir. tutmamaq üçün motor yuvası. Ön ox artıq ön bloklardan və təkərlərdən yapışdırıla bilər.

Bu addım layihəni başa vurmalıdır, ümid edirəm ki, bu məlumatlı və izlənməsi asan və ən çox əyləncəli oldu! Təklifləriniz, suallarınız və ya edə biləcəyim təkmilləşdirmələriniz varsa, mənə bildirin, hər hansı bir suala cavab verməkdən və bu təlimatı lazım olduqda yeniləməkdən çox məmnunam.