EWON Raspberry Pi Güclü Ev Robotu: 7 addım (şəkillərlə birlikdə)

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

Müəllif tərəfindən daha çoxunu izləyin:

Haqqında: Mühəndislik və Dizayn sharathnaik haqqında daha çox »

Bu yaxınlarda mövcud vəziyyətə görə bir çox Netflix seriyasını çox seyr etdiyimi gördüm, inşallah hamınız sağ-salamatsınız və Qara Aynanın 5-ci mövsümünün çıxdığını gördüm. Bir qrup insanın şəxsi həyatı və texnologiyanın davranışlarını necə manipulyasiya etməsi ətrafında gedən bir antologiya seriyası.

Və diqqətimi çəkən epizodlardan biri Rachel, Jack və Ashley Too idi. Bu seriyanın əsas personajlarından biri Ashley O adlı bir ev robotudur və bu robotun ətrafında çoxlu xarakter var və özüm üçün düşündüm ki, birini qurmalıyam, əgər olmasa da proqramlaşdırmağa başlamaq yaxşı bir layihədir. Zarafatlara gülmək üçün proqramlaşdıra bilərəm.!

Ewon nədir / kimdir? Nə edə bilər?

Bu layihə üzərində işləməyə başlamazdan əvvəl riayət edilməli olan bəzi əsas qaydalar təyin etdim. Bu layihə olmalı idi

• Hər kəsin sınaması asandır
• Yalnız şirin olmaq deyil, həm də faydalı olmaq üçün bir rəfdə bitməyin
• Yeni xüsusiyyətlər əlavə etməyə davam etmək üçün modul.

Bu qaydanı qurduqdan sonra Google Assistant SDK -nı istifadə etməyə qərar verdim. Bu SDK axtardığım bir çox xüsusiyyətləri təmin edir və Ewondan cansıxırsansa, onu həmişə bir Google Ev cihazı olaraq istifadə edirsən və bir Google evinin etdiyini edirsən.

Ewonun edəcəyi şey Google köməkçisinə bir xarakter əlavə etməkdir. Bu duyğuları göstərmək və istifadəçinin dediklərinə reaksiya verməkdir. İndi yalnız eşitdiyiniz səs deyil, həm də necə reaksiya verəcəyinizi də görürsünüz.

Qeyd: Bu təlimat hazırlanma mərhələsindədir. Tezliklə bütün əlaqədar sənədləri yükləyəcəyəm. Çox sağ ol

Addım 1: Ewon üçün lazım olan hissələr

ELEKTRONİK

• Moruq PI
• Servo SG90 (x4)
• Servo MG995 - standart (x2)
• PCA9685 16 Kanallı Servo Sürücü
• USB səs kartı
• Mikrofon
• Dinamiklər (Hər hansı bir kiçik natiq bunu edəcək)
• Kişi və qadın pin başlıq bağlayıcıları
• Çörək lövhəsi
• Nextion Ekranı

BAĞLAYICILAR VƏ RULMANLAR

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

• Rulman

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

DİGƏR MATERİALLAR

• Müqavilə

  • 40 mm (x4)
  • 30 mm (x4)

ARAÇLAR

3D printer

Addım 2: Ewon və Proqramlaşdırmanı Anlamaq

Proqramlaşdırma aspektinə başlamazdan əvvəl Ewon sxeminin blok sxemini qısaca izah edim.

RPI (Raspberry pi) sistemin beynidir. RPI tərəfindən idarə olunan servo sürücü servo idarə edir. Duyğuları göstərmək üçün serial rabitəsi ilə RPI tərəfindən idarə olunan ekran və son olaraq Ewon ilə ünsiyyət qurmaq üçün istifadə olunan mikrofon və dinamiklər. İndi bilirik ki, Ewon proqramlaşdırmağa başlayaq.

Google köməkçisi SDK quraşdırılır

Google köməkçisindən istifadə etməyi planlaşdırmağımın iki səbəbini izah edim:

• Ewonun təkcə əyləncəli bir robot deyil, həm də faydalı bir robot olmasını istəyirdim. Google Assistant SDK -da Ewon -un funksionallığını artırmaq üçün istifadə edə biləcəyiniz bir çox resurs var.
• Ewona əvvəlcədən təyin edilmiş cavablarla söhbət etmək imkanı vermək üçün google və dialoq hərəkətlərindəki hərəkətlərdən də istifadə edə bilərsiniz. Hələlik yalnız əsas SDK üzərində dayanacağıq.

Google köməkçisi SDK quraşdıraraq başlayaq. Google Assistant SDK -nı RPI -də qurmağınıza kömək edəcək bir çox qaynaq olduğu üçün bu çətin olmamalıdır. Bu təlimatı birlikdə izləyə bilərsiniz:

Dərslik:

Yuxarıdakı proses başa çatdıqdan sonra, klaviaturada enter düyməsini basaraq köməkçi ilə danışa bilməlisiniz. Google Assistant SDK -nı quraşdırmaqla əlaqədardır.

Buna nə ad verməliyəm? Ewon?

Hey Google! Google köməkçisi ilə danışmağa başlamaq üçün istifadə olunan budur və təəssüf ki, google başqa heç bir xüsusi oyandırma sözünün istifadəsinə icazə vermir. Kimsə Ewona zəng vuranda Google köməkçisinin işə salınması üçün bunu necə dəyişə biləcəyimizi görək.

Snowboy: Raspberry Pi, (Ubuntu) Linux və Mac OS X ilə real vaxtda uyğunlaşdırılmış yüksək dərəcədə özelleştirilebilir isti söz aşkarlama mühərriki.

İsti bir söz (oyanma sözü və ya tətik sözü olaraq da bilinir), kompüterin digər hərəkətləri tetiklemek üçün bir siqnal olaraq daim dinlədiyi bir söz və ya sözdür.

Snowboy -u RPI -yə quraşdıraraq başlayaq. SDB Assistant -ı quraşdırdığınız kimi Snowboy -u quraşdırmaq üçün də virtual mühiti aktivləşdirməyi unutmayın. Buradan qurduğumuz hər şey virtual mühitdə quraşdırılmalıdır. Snowboy -un quraşdırılması bir az çətin ola bilər, amma bu keçid heç bir problem olmadan quraşdırmanıza kömək etməlidir. Bağlantı:

Yuxarıdakı link qarışıq olarsa və ya quraşdırma uğursuz olarsa, yekunlaşdırılmış bir quraşdırma prosesi.

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

Quraşdırıldıqdan sonra hər şeyin mükəmməl işlədiyini görmək üçün [qovluqda - snowboy/örnekler/Python3/] demo faylını işə salın.

Qeyd: Robotunuzun adını asanlıqla başqa bir şeyə dəyişə bilərsiniz. Etməli olduğunuz şey https://snowboy.kitt.ai/ saytına daxil olmaq və xüsusi bir isti söz öyrətmək və sonra bu isti sözü ewon.pmdl ilə eyni qovluğa yerləşdirməkdir.

Ewon duyğuları anlaya bilərmi?

İndi Ewonun bir adı olduğu üçün robot adlandırmaq əvəzinə Ewon istifadə edəcəyəm. Tamam, duyğular, qısa cavablar yox, Ewon duyğuları anlaya bilmir, buna görə də burada edəcəyimiz şey, Ewonun açar sözlərdən istifadə edərək nitqimizdə duyğuları algılamasını və sonra onunla əlaqəli müvafiq üz ifadəsini oynamasını təmin etməkdir.

Buna nail olmaq üçün etdiklərim sadə bir duyğu təhlili skriptidir. 6 fərqli duyğu sinfi var.

Xoşbəxt, kədərli, qəzəbli, qorxulu, iyrənc və sürprizli. Bunlar əsas duyğu sinifləridir və hər birinin duyğu ilə əlaqəli açar sözlərin siyahısı var. (məsələn, yaxşı, gözəl, həyəcanlı, hamısı xoşbəxt duyğuların altına girir).

Beləliklə, duyğu sinifindəki açar sözlərdən birini söylədikdə, uyğun emosiya işə düşür. "Hey Ewon!" Deyəndə və Ewonun danışmasını gözləyin və "Bu gün gözəl bir gündür!" deməyə davam edirəm, "Gözəl" açar sözünü götürür və Xoşbəxtin üz ifadəsini tetikleyen "Xoşbəxt" duyğusunu tetikler.

Bu qulaqlar Ewonda?

Növbəti addım, müvafiq üz ifadəsini işə salmaq üçün tetiklenen duyğudan istifadə etmək olar. Ewon ilə üz ifadəsi diqqət çəkir, ancaq qulaqları və boynunu servolardan istifadə edərək hərəkət etdirir və göz hərəkətlərini dəyişdirmək üçün ekranı dəyişir.

Birincisi, servoları işə salmaq çox asandır, Adafruit servo kitabxanasını qurmaq üçün bu təlimatı izləyə bilərsiniz. Bağlantı:

Sonra bütün servolar üçün maksimum və minimum dəyəri təyin edirik. Bu, hər bir servonun əl ilə hərəkət etdirilməsi və məhdudiyyətlərinin yoxlanılması ilə edilir. Ewonu yığdıqdan sonra bunu edə bilərsiniz.

Ewon üçün gözlər

Gözlər üçün aşağıdakı şəkillərə sahib Nextion ekranını istifadə edirəm.

Photoshop -da hazırladığım şəkillər ardıcıllığı, ardıcıllıqla oynandıqda animasiya yaradır. Bənzər bir ardıcıllıq bütün duyğular üçün yaradılmışdır. İndi hər hansı bir duyğunu göstərmək üçün animasiyanı təşkil edən xüsusi görüntü ardıcıllığını çağırmaq kifayətdir. Fayllar 'Faylları göstər' qovluğundadır, aşağıdakı yükləmə linki.

Nəhayət

Xoşbəxt duyğu skript tərəfindən tetiklendiğinde hər şeyi bir araya gətirərək xoşbəxt funksiya adlandırılır və servo artıq qurulmuş bucaqlara doğru hərəkət edir və ekran xoşbəxt göz animasiyasını oynayır. Beləliklə, insan duyğularını "dərk etməyə" nail oluruq. Bu üsul ən yaxşı deyil və açar sözlərin əvvəlcədən təyin edildiyi kimi eyni duyğuya düşmədiyi vaxtlar var, amma indiyə qədər bu kifayət qədər yaxşı işləyir və aşkarlamanın dəqiqliyini artırmaq üçün hər zaman daha çox açar sözlər əlavə edə bilərsiniz. Bundan əlavə, daha yaxşı nəticələr əldə etmək üçün Paralleldots Emotion analiz modeli kimi daha çox təlim keçmiş bir duyğu analizi modeli ilə əvəz edilə bilər. Ancaq sınadığım zaman Ewonun daha yavaş reaksiya verməsi üçün bir çox gecikmələr oldu. Bəlkə də Ewon 2.0 versiyasında belə bir şey olacaq.

Bu, EWON -u işə salmaq üçün lazım olan bütün faylların LİNKİ -dir. Faylı yükləyin və aşağıdakı addımları izləyin:

• Bu qovluğun (Ewon) faylını evdə açın/pi/
• Main.py faylına Cihaz Kimliyi və Model ID əlavə edin. ID, Google köməkçisi SDK qurarkən əldə edilir.
• Əmr əmrini açın və aşağıdakı əmrlərin mənbəyini işə salın:

mənbə env/bin/activatepython main.py modelləri/Ewon.pmdl

Addım 3: Bədəni çap edin

3d faylları burada tapa bilərsiniz:

İndi hamımız Ewon beyni ilə bədənimizi çap etmək üçün vaxt qurduq. Çap ediləcək 18 unikal hissə var, əksəriyyəti olduqca kiçikdir, ümumi çap müddəti təxminən 15-20 saatdır. (hallar istisna olmaqla).

50% doldurma və 2 mm təbəqə hündürlüyünə malik ağ PLA istifadə etdim. Lazım gələrsə, bu dəyərləri dəyişdirə bilərsiniz, yaxşı işləsin, ancaq güc üçün kiçik hissələrin 100% doldurulmasına əmin olun.

Fayllar çap edildikdən sonra zımpara və ya əl faylı istifadə edə bilərsiniz və çap edilmiş hissələri, xüsusən də hissələrin bir -birindən keçdiyi bağlantıları təmizləyə bilərsiniz. Derzlərin hamarlaşdırılması mexanizmi hamarlaşdıracaq və servoya daha az müqavimət göstərəcəkdir. Çap olunan hissələrin mükəmməl görünməsinə çalışaraq itirə biləcəyiniz qədər bu proses istədiyiniz qədər davam edə bilər.

Əlavə qeydlər: 3 mm-lik bit istifadə edərək 3d çaplı hissələrdəki delikləri yenidən qaza bilərsiniz. Bütün deliklər eyni ölçüdədir. Bu, daha sonra montajda qoz -fındıq vidalanmasını asanlaşdıracaq.

Addım 4: Ewonu bir araya gətirmək

Montaja başlamazdan əvvəl çap olunmuş hissələrdə bir neçə dəyişiklik tələb olunur. Servo linki adlanan sənədlər servo ilə birlikdə gələn servo bağlantılarla təchiz olunmalıdır, bu da 3d çap edilmiş bağlantıların servoya yaxşı bağlanmasını təmin edir.

Ewon Məclisi düz irəli olmalıdır. İzləməyiniz üçün şəkillər əlavə etdim.

Əlavə qeydlər: Heç bir bolt və ya vidanı çox sıxmadığınızdan əmin olun, çünki bu, çap olunmuş hissələri qıra və aşındıra bilər.

Addım 5: Ewon -u bağlayın

Ewonu canlandırmaq üçün son addımdayıq. Budur, əlaqəni göstərən şəkillərlə birlikdə komponentlərin naqilləri.

• Servo sürücü, RPI -nin SDA və SCL olan I2C pinlərinə qoşulur.
• Ekran RPI -nin RX və TX pinlərinə bağlıdır
• Mikrofon və dinamiklər USB portu vasitəsilə RPI -yə qoşulan USB Səs kartına qoşulur.

Xəbərdarlıq: RPI'nizi qısaltmaqda diqqətli olun. Zəhmət olmasa bütün əlaqələrinizi iki dəfə yoxlayın və səhv etmədiyinizə əmin olun. Dinamik, servo sürücü və ekran olan bütün aksesuarlar ayrı 5v batareya ilə təchiz olunmuşdur və Raspberry Pi 5v xəttindən istifadə etmir. Raspberry pi yalnız məlumatları aksesuarlara göndərmək üçün istifadə olunur, ancaq onları gücləndirmək üçün deyil.

Addım 6: Hey Ewon! Məni eşidirsən?

Beləliklə, bütün aksesuarlarımızı bağladıq və bütün lazımi kitabxanaları quraşdırdıq../Run Ewon.sh istifadə edərək shell skriptini işə salmaqla Ewona başlaya bilərsiniz. Amma bu.sh skript nədir? Ewon, fərqli skriptləri olan bir çox fərqli kitabxanadan istifadə edir (Google köməkçisi SDK, Snowboy, Adafruit və s.). Bütün skriptlər müvafiq qovluqlara yerləşdirilir. (Bütün faylları eyni yolda hərəkət etdirə bilərik və bütün skriptləri təşkil edə bilərik, lakin hazırda bəzi kitabxanalar mənbə fayllarını köçürməyə icazə vermir, buna görə də hələlik onları yalnız öz yerlərində saxlayacağıq).sh Bütün bu skriptləri hər yerdən bir -bir işlədən qabıq skriptlərdir, buna görə hər yerə əl ilə getmək və skriptləri işə salmaq lazım deyil. Bu, bütün əmrləri idarə etməyi asanlaşdırır.

Qabıq skriptini işə saldıqdan sonra "Hey Ewon!" De və Ewonun səni dinləməyə başladığını görməlisən. İndi Ewon'u google köməkçisi olaraq istifadə edə və onunla danışa bilərsiniz və Ewonun dediklərinizdən ifadələri dəyişdiyini görə bilərsiniz. "Hey Ewon! Bu gün kədərlənirəm "və Ewonun sənin yanında kədərləndiyini görə bilərsən. Evondan bir zarafat istəyin və zarafata gülüşünü gör.

Addım 7: Sonrakı nədir?

Ewon burada dayanmır. Ewon -un duyğuları aşkar etmək və göstərmək üçün bir yolu var, amma daha çox şey edə bilərik. Bu hələ başlanğıcdır.

Gələcək yeniləmədə, necə edəcəyimiz üzərində çalışacağıq

• Ewon üzləri algılar və üzünüzü izləyir və üzünüzlə birlikdə hərəkət edir.
• Xarakterə əlavə bir dərinlik vermək üçün səs effektləri əlavə edəcəyik.
• Ewonun sizinlə birlikdə hərəkət etməsi üçün hərəkətlilik əlavə edin.

Qeyd: Mövcud vəziyyətə görə, layihənin hissələrini əldə etmək çox çətinləşdi. Bu, inventarımdakı düşüncələrimi nəzərə alaraq dizaynı və funksionallığı dəyişməyə məcbur etdi. Ancaq bütün hissələri əlimə alan kimi yuxarıdakı layihəni yeniləyəcəyəm.

Yeniləmələr:

• Kodda bəzi dəyişikliklər etdi, shell skriptini sildi.
• EWON üçün düzbucaqlı bir gövdə əlavə edildi.