Sparky - DIY İnternetə əsaslanan Telepresence Robotu: 15 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Sparky adı, 90 -cı illərin əvvəllərində başlayan bir sənət layihəsi üçün Self Portrait Artifact Roving Chassis I -nin qısaltmasına əsaslanır. O vaxtdan bəri Sparky, bir neçə körpə monitorlu video kamerası olan böyük ölçülü bir RC oyuncaqdan tam vebə qoşulan avtonom telepresensiya robotuna çevrildi. İllər ərzində bir çox texnologiya və həll yolu istifadə edərək bir çox fərqli versiyalar ortaya çıxdı, lakin həmişə eyni məqsədlə canlı video tele -təqdimat və uzaq muxtar fitinq üçün bir platform təmin etmək idi. Bu layihə üçün lazım olan vasitələrin çoxu hazırdır və istifadə etdiyim şeylərin çoxu əvvəlki layihələrdən əvvəl mağazamda idi, inşallah oxşar vasitələrə sahib olacaqsınız, ancaq itkin düşdüyü üçün Craigslist-i doğaçlamağa, çömçə atmağa və ya vurmağa hazır olun. hissələri. Sparky, görüntülü söhbət üçün təməl olaraq Skype-ı, eləcə də əsas təkərli servo idarəetmə sistemləri üçün təmin etdiyimiz bəzi xüsusi proqramları (və mənbə kodunu) istifadə edir. Robotunuza daha çox servo, tutma qolu və sensorlar da daxil olmaqla funksionallıq əlavə etmək üçün bu kodu fərdiləşdirə bilərsiniz və yalnız təsəvvür və ixtiraçılıqla məhdudlaşırsınız. Hər bir robotun fərqli olacağını unutmayın, buna görə də bu təlimat heç də tam təlimat deyil. Öz unikal Sparky yaradıcılığınızı hazırladığınız və qurduğunuz bir başlanğıc nöqtəsi olaraq düşünün.

Addım 1: Parçalar - Şassi və Sürücü Qatarı

Şassi və Sürücü Qatarı: Vex məşhur təhsil robot dəstidir. Mükəmməl servo mühərriklər, təkərlər və dişlilərin əlavə edilməsi ilə ənənəvi bir Erector dəstinə bənzəyir (VEX, öz proqramlaşdırma dilini və tam robotlar hazırlamaq üçün kompüter lövhəsini də ehtiva edir, ancaq bunları Sparky üçün istifadə etmirik).

Addım 2: Parçalar - Güc

Güc: Kompakt 12v, 7Ah hobbi batareyası. Dəyişən, DC-AC güc çeviricisi ilə birlikdə, robotu bir şarjla bir neçə saat işlədəcək qədər suyu təmin edir.

Addım 3: hissələr - beyin

Beyin: Birinci nəsil Mac Mini ucuzdur və WiFi, Bluetooth və hər şeyi bağlamaq üçün kifayət qədər port (USB, Ethernet, FireWire, audio) daxil olmaqla kiçik bir paketdə böyük güc və funksionallıq təqdim edir.

Addım 4: Parçalar - Sinir Sistemi

Sinir sistemi: Kompüterlə servo mühərriklər arasındakı boşluğu aradan qaldırmaq üçün Sparky, MAKE Controller lövhəsindən istifadə edir.

Addım 5: Proqram təminatı

Proqram təminatı: Sparky, cari telepresence qurulmasının əsasını populyar pulsuz VoIP və vide-chat proqramı olan Skype-dan istifadə edir, lakin xidmət funksiyasını idarə edən xüsusi proqram təminatı ilə onun söhbət funksiyasını artırdıq. Bu fayllar dəyişdirilə bilər, beləliklə sensorlar, tutma qolları və daha çox kimi əlavə funksiyalar əlavə edə bilərsiniz.

Addım 6: Digər komponentlər

Digər komponentlər: LCD monitor, siçan, klaviatura Veb Kamera Kabelləri - USB, Firewire, Ethernet, güc, video, audio Servo gücünü artırmaq üçün tənzimlənən enerji təchizatı Caster təkərləri

Addım 7: Alətlər

Alətlər: Vex Tornavida Snips Müxtəlif fermuarlar üçün Allen açarı

Addım 8: ŞASİ & QATLI SÜRÜCÜ -1

Sparky şassisinin keçmiş versiyaları qaynaqlanmış polad, legos və daha çox daxil olmaqla müxtəlif materiallara əsaslanır. Sparky-nin hazırkı versiyası, Erector Setinə bənzər polad kirişlərdən, lövhələrdən və qoz-fındıqlardan/boltlardan, həmçinin daxil olan dişlilərdən, təkərlərdən və oxlardan istifadə edərək VEX Robotik Dizayn Sistemindən faydalanır. Botlarınızın dəqiq ölçülərini anladığınız zaman bu dəstlər çox vaxta qənaət edir. Bir neçə ümumi təkər təkəri sıx döngələrdə çeviklik təmin edir. Bənzər oyuncaq ölçülü materiallardan tikə bilərsiniz və ya orijinal Sparky kimi qaynaqlanmış poladdan daha möhkəm bir çərçivə hazırlamağı seçə bilərsiniz.

Addım 9: ŞASİ & SÜRÜCÜ QATIRI - 2

VEX dəsti, məhdud 180* hərəkət aralığına malik standart servolar da daxil olmaqla, DC mühərrikləri kimi tamamilə fırlanan iki tam fırlanma mühərriki servosu da daxil olmaqla bir çox böyük hissədən ibarətdir. Tam fırlanma təkəri hərəkəti yaratmaq üçün tələbləri sadələşdirdikləri üçün bunlar əlverişlidir. (Orijinal Sparky robotunun 2 məhdud diapazonlu servosu var idi, lakin bunlar robot təkərlərini birbaşa idarə etmirdi. Bunun əvəzinə orijinal təkərli kürsüyə qoşulmuş potensiometrləri fiziki olaraq köçürdülər və illərlə təəccüblü dərəcədə yaxşı işləyən Rube Goldberg-ə bənzər kompleksli bir həll idarə edir. amma yenə də əksər mühəndisləri əsəbləşdirir!).

Addım 10: ŞASİ & SÜRÜCÜ QATIRI - 3

VEX servoları çox güclü deyil, ancaq qapalı dişlilərdən istifadə edərək, sürət qurban olsa da, təkərlərə kifayət qədər tork təmin edə bilirlər. Sərt səthlərdə kifayət qədər yaxşı işləyir, ancaq xalçada və hətta kiçik zərbələr üzərində mübarizə aparır. Növbəti addım daha güclü tam fırlanma servoları əlavə etmək və ya hətta əlavə proqramlaşdırma tələb olunsa da DC mühərriklərinə sıçrayış etmək ola bilər.

Addım 11: ŞASİ & SÜRÜCÜ QATIRI - 4

Mümkün qədər yüngül saxlamaq üçün VEX şassisini yenidən düzəltmək üçün bir az vaxt sərf olundu və hələ də bütün hissələri uyğun idi. Xüsusilə çətin olan monitor seçimi idi. Əvvəlcə yüngül 7 LCD ekran istifadə etdim, amma o qədər aşağı qətnaməyə malik idi ki, yaxşı görmək mümkün deyildi. Nəticədə, köhnə 17 LCD, əlavə çəkidə xeyli ziyan vursa da, hiylə etdi. Başqa bir problem çəki bölgüsüdür. Batareya, çevirici və enerji təchizatı, çəkiləri təkərlər arasında ortalanacaq və hər ikisinə çox yük verməyəcək şəkildə yerləşdirilməlidir. Bütün bu məsələlər bir araya gələrək sıx şəkildə yığılmış komponentlərdən və ziplə bağlanmış kabellərdən ibarət çətin bir tapmaca hazırlayır.

Addım 12: KOMPYUTER və ƏSASLƏR

Mövcud Sparky -nin bu qədər kiçik olmasının bir səbəbi də Mac Mini -nin ilhamverici ölçüsüdür. Bu layihəni idarə etmək üçün lazım olan hesablama gücünün getdikcə kiçildiyini diqqətəlayiq bir şəkildə həyata keçirdik. Əvvəlki cəhdlərə tam ölçülü G4 masa üstü, Luxo Lamp iMac və hətta nadir hallarda görən Mac Cube daxildir. Hətta bir iPhone Sparky fikri ilə maraqlanmağa başladım, amma bunun öz problemləri var və kompüter avadanlığını bağlamaq çox sadədir. Mac -ın arxa tərəfinə L -dən R -yə baxanda bir güc kabeli, Ethernet (MAKE Controller -ə), Firewire (iSight), monitor kabeli, USB (MAKE Controller), başqa bir USB (klaviatura və siçan) var. Bütün artıq kabellər, güc kərpicləri və s. Bağlanır və şassiyə bağlanır. Mac, LCD monitör və MAKE lövhəsi, 12 voltluq akkumulyatorun yanında rahat şəkildə yığılmış, DC-AC çeviriciyə qoşulmuş 3 tərəfli ayırıcıya daxil olan üç AC elektrik kabeli var. Ethernet və USB kabeli, biri məlumat üçün, digəri güc üçün MAKE Controller-ə qoşulur. Bu nöqtədə, batareya ilə işləyən, MAKE lövhəsinə qoşulmuş və təkərlərdə oturan (lakin hələ sürülə bilməyən) WiFi işləyən kompüterdə işləyir.). Hər şeyi sınamaq üçün yaxşı vaxtdır. Yandırın və səs, video, WiFi və s. İlə bağlı problemləri həll edin və video zəng etmək üçün Skype -ı yükləyin və istifadə edin. Növbəti mərhələyə keçməzdən əvvəl bütün bu narahatlıqları aradan qaldırdığınızdan əmin olun.

Addım 13: Nəzarətçi olun

Mac və servo mühərrikləri arasında fiziki bir əlaqə qurmaq üçün bir idarəetmə lövhəsi lazımdır. Lövhə kompüterdən əmrlər alır və onları mühərrikləri fırladan elektrik impulslarına çevirir. Sensorlardan (infraqırmızı, toxunma, işıq) siqnalları qəbul edə və həmin məlumatları yenidən kompüterə göndərə bilər. Bir çox fərqli nəzarətçi var. Ən populyarlarından biri, ehtimal ki, bir çox insanın bəyəndiyi ucuz, açıq mənbəli bir idarəetmə lövhəsi olan Arduino. Bir neçə il əvvəl prototip mərhələsindən çətinliklə çıxanda MAKE lövhəsi aldım. Lövhənin yeni versiyaları oxşardır, amma yəqin ki, qurmaq bir az daha asandır. MakingThings saytına daxil olmağı məsləhət görürəm. MAKE nəzarətçisinin bir gözəl cəhəti, daxil olmaq və çıxmaq üçün çox sayda analoq və rəqəmsal port kimi, daxilində qurulmuş bütün rahatlıqlardır. Sparky üçün ən yaxşısı 4 plug-and-play servo yuvasıdır. VEX servoları sıfırdan əlaqələr yaratmaq üçün çox vaxt və səy qənaət edərək 0 və 1 yuvalarına qoşulur. MAKE lövhəsi, 5v -də MAKE lövhəsindən birbaşa çıxa bilən və ya suyu 9v -ə qədər artırmaq üçün xarici bir enerji təchizatı ilə birləşdirilə bilən servo güc üçün rahat bir keçid də var. Sparky s VEX mühərrikləri, qiymətləndirildiklərindən daha çox yüklə yüklənir, buna görə əlavə güc təkərlərin fırlanmasına kömək edir (Mühərriklərin çox güc tətbiq edildikdə yanmasını maneə törədən daxili kəsmə dövrəsi var). Arduino və ya başqa bir idarəetmə lövhəsindən istifadə edirsinizsə, servoları idarə etmək üçün lazım olan məlumatları tapmaq üçün onlayn baxın. Tapmaq olduqca asan olmalıdır.

Addım 14: YAZILIM

Sparky istifadə etmək üçün iki kompüter lazımdır-təyyarədə olan Mac Mini və vebə qoşulmuş və video söhbətə hazır olan digər kompüterlər. Bu ikinci kompüteri Sparky -nin idarə kabinəsi kimi düşünün. Köhnə güc kitabçası və iSight kamerasından istifadə edirəm. Hər iki kompüterdə Skype lazımdır. Sparky layihəsi onu görüntülü söhbət üçün istifadə edir, həm də mətnli söhbət funksiyasından istifadə edərək motor nəzarət əmrlərini Skype bağlantısı vasitəsi ilə istifadə edir- buna görə də Skype qoşulursa, robot aralarında heç bir əlavə əlaqə olmadan idarə oluna bilər. Skype üçün, Sparky xüsusi plug-in proqramı tələb edir. Nəzarət kabinəsi plug-in, klaviatura ilə eşlenen video oyun tərzi, WASD idarəetmə elementləri ilə gəlir. Kabinədəki düymələr Skype-da mətn mesajları olaraq Sparky-nin Mac Mini-yə göndərilir, burada plaginin başqa bir nüsxəsi mətn mesajlarını alır və onları servolara güc göndərən MAKE nəzarətçisinə göndərilən hərəkət əmrlərinə çevirir. Budur xüsusi proqramlar Burada proqram təlimatları var

Addım 15: SPARKY

Sparky sürmək unikal bir təcrübədir, Marslı rover siminin və tez -tez texniki yanğın təlimləri ilə dolu canlı sosial şəbəkənin qarışığıdır. Bu, insanları həm qorxuları, həm də insan-maşın hibridi fikrinə cəlb etmələri barədə düşünməyə vadar edir. İnsanların yarı maşınlı bir kiborgla danışdıqlarını və bir neçə mübadilə içərisində iştirakçılar arasında həqiqi, insani bir əlaqə qura biləcəyini necə tez unudacaqları heyrətləndiricidir. qalereya tur bələdçisi, caz müğənnisi və qrup lideri, partiya aparıcısı və virtual Burning Man iştirakçısı. Ancaq Sparky potensialı bu nümunələrdən daha böyükdür. Sparky nə edə bilər? Hara aparardınız? Dünya ilə qarşılıqlı əlaqənizi təsir edən tele -varlıq robotlarını necə görürsünüz?