Snap Circuits Telepresence Robot: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

2020 წლის არდადეგები ცოტა განსხვავებულია. ჩემი ოჯახი გავრცელებულია მთელ ქვეყანაში და პანდემიის გამო ჩვენ არ შეგვიძლია ერთად ვიკრიბოთ არდადეგებზე. მე მინდოდა გზა, რათა ბებია და ბაბუა იგრძნონ მონაწილეობა ჩვენს მადლიერების დღესასწაულში. ტელეპრეზენტაციის რობოტი, როგორიც არის ორმაგი 3, იქნება სრულყოფილი, გარდა იმისა, რომ ღირს 4 000 აშშ დოლარი. მაინტერესებდა შევძლებდი თუ არა მსგავსი რამის აშენებას ბევრად ნაკლებ ფულზე.

Snap Circuits® RC Snap Rover® არის დისტანციური მართვის როვერი ელექტრონიკით, რომელიც შექმნილია ცვლილებებისა და ექსპერიმენტებისთვის. ეს არის სწორი ზომა, რომ იყოს ტელეპრეზენტაციის რობოტის საფუძველი და მე მივხვდი, რომ ალბათ შემეძლო მისი მავთულხლართები ინტერნეტიდან გასაკონტროლებლად.

როვერზე ტაბლეტის დაყენება რომ შემეძლოს, ტელეპრეზენტაციის რობოტი მექნება, რომელიც ბებია -ბაბუას მისცემს მონაწილეობას ჩვენს დღესასწაულში! მათ შეეძლოთ დამოუკიდებლად გადაადგილდნენ სახლში და ურთიერთობდნენ სხვადასხვა ადამიანებთან, იმის ნაცვლად, რომ ერთ ადგილას გაეჩერებინათ. სიახლემ შეიძლება შეინარჩუნოს ისინი - და ჩემი შვილები - უფრო დაინტერესებულნი ვიდრე ჩვეულებრივი ვიდეო ზარი.

რობოტი მადლიერების წინა ღამეს მუშაობდა და ეს იყო დიდი დარტყმა!

თაროდან გამორთული ელექტრონიკით და ოდნავ მსუბუქი დურგლით, თქვენც შეგიძლიათ ააწყოთ ტელეპრეზენტაციის რობოტი. არ არის საჭირო შედუღება!

მასალები:

ტექნიკა

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  შენიშვნა: 'Deluxe' Snap Rover არ იყენებს ერთსა და იმავე ნაწილებს და არ იმუშავებს ამ სახელმძღვანელოსთან. თუ თქვენ გაქვთ Deluxe Snap Rover, თქვენ უნდა შეიძინოთ ცალკე Motor Control IC

• Snap-to-Pin კონექტორები
• Raspberry Pi Zero W ან სხვა მოწყობილობა პროგრამირებადი GPIO– ით, რომელსაც შეუძლია NodeJS გაშვება
• საქმე Raspberry Pi- სთვის (სურვილისამებრ)
• GPIO Hammer Headers (ქალი)
• MicroSD ბარათი (4 GB ან მეტი)
• USB ბატარეა და Micro-USB კაბელი Pi- ს გასაძლიერებლად
• iPad ან სხვა ტაბლეტი/ტელეფონი

• სხვადასხვა ტყე:

  • 1 "x 48" ხის დუელი, დაჭრილი სასურველ სიმაღლეზე
  • 2x4, დაახ. 10 "სიგრძის
  • 2 ცალი 1/4 "x 1" x 8 "ჩამოსხმა
  • 2 ცალი 1x1 ან მსგავსი ჯართი, დაახ. 3 "სიგრძის
• პატარა მუყაოს ყუთი, რომელიც ემსახურება როგორც iPad დამჭერს
• ნეილონის სამაჯური, დაახ. 6 '

პროგრამული უზრუნველყოფა

• როვერზე:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (შემოწმებულია არაოფიციალური 14.15.1 armv6– ით Pi Zero W– ზე დაფუძნებით)
  • pi-rover დისტანციური მართვის პროგრამა

• ტაბლეტზე:

  Facetime, Zoom, ან სხვა ვიდეოკონფერენციის პროგრამული უზრუნველყოფა

• თქვენს კომპიუტერზე:

  Ssh კლიენტი (ჩაშენებული Mac + Linux– ში; გამოიყენეთ Windows– ის მსგავსი PuTTY)

ინსტრუმენტები

• საბურღი 1 "ყვავილოვანი ბიტით
• ცხელი წებოს იარაღი
• ჩაქუჩი
• დაინახა
• ფირის ზომა / მმართველი

მომხმარებლისთვის (ბებია -ბაბუა და ა

ბაბუას, ან ვინც როვერს მართავს, დასჭირდება შემდეგი:

კომპიუტერი ვიდეო კონფერენციის პროგრამული უზრუნველყოფით (FaceTime, Zoom და სხვა) და ვებ ბრაუზერი

ან

ტაბლეტი/ტელეფონი გაყოფილი ეკრანის შესაძლებლობებით და ვიდეოკონფერენციის პროგრამული უზრუნველყოფით

ან

• 2 მოწყობილობა:

  • ტელეფონი, ტაბლეტი ან სხვა მოწყობილობა ვიდეო კონფერენციის პროგრამული უზრუნველყოფით და
  • მეორე მოწყობილობა ვებ ბრაუზერით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბრაუზერის გასაკონტროლებლად, სანამ პირველი მოწყობილობა გამოიყენება ვიდეო გადაღებისთვის

ნაბიჯი 1: აპარატურის შერჩევა

როვერის ინტერნეტიდან გასაკონტროლებლად მჭირდებოდა პატარა კომპიუტერი, რომელსაც შეეძლო როვერის კონტროლიც და ვებ სერვერის როლიც, რათა ბებია -ბაბუას შეეძლო როვერზე წვდომა. Raspberry Pi Zero W იდეალურად ჯდება. ის პატარაა, აქვს Wi-Fi და აქვს უამრავი CPU ძალა მცირე ვებ სერვერის გასაშვებად. გარდა ამისა, ეს მხოლოდ 10 დოლარია, რაც უფრო იაფია, ვიდრე პრაქტიკულად ყველა სხვა ჰობიისტი. მე მივიღე ჩემი Pi + აქსესუარები ადაფრუტის შესანიშნავი ხალხისგან.

ნაბიჯი 2: Pi: სათაურების მომზადება

საგანმანათლებლო სათამაშოების Snap Circuits ხაზი ჰგავს LEGO® აგურებს ელექტრონიკისთვის. ისინი გაძლევენ საშუალებას, რომ შეაერთოთ წრეები ყოველგვარი შედუღების გარეშე და ისინი შედარებით მტკიცებულნი არიან ბავშვებს. ჰობის შემსწავლელი ელექტრონული დაფები (როგორც ჟოლოს Pi) გვთავაზობს უამრავ გზას ნივთების გასამყარებლად, მაგრამ არცერთი მათგანი არ არის თავსებადი Snap სქემებთან.

ამის თავიდან ასაცილებლად ჩვენ დავაყენებთ სათაურს Pi- ში, შემდეგ ვიყენებთ სპეციალურ "Snap to Pin" ჯუმბერის მავთულხლართებს Pi- ს როვერთან დასაკავშირებლად ყოველგვარი შედუღების გარეშე.

დააინსტალირეთ ქალი ჩაქუჩის სათაურები Pi- ში ინსტალაციის ინსტრუქციის გამოყენებით (წარწერით "pHATs"). მნიშვნელოვანია გამოიყენოს ქალი სათაურები; ეს გვაძლევს საშუალებას ჩავრთოთ ჯუმბერის მავთულები.

ნაბიჯი 3: Pi: პროგრამული უზრუნველყოფის მომზადება

Raspberry Pi იტვირთება მისი პროგრამული უზრუნველყოფა MicroSD ბარათიდან. ჩვენ დავაინსტალირებთ ოპერაციულ სისტემას, შემდეგ ჩავტვირთავთ Pi- ს და დავაყენებთ რამდენიმე სხვა ინსტრუმენტს პლუს როვერის საკონტროლო პროგრამას.

1. გამოიყენეთ Raspberry Pi Imager პროგრამული უზრუნველყოფა თქვენს კომპიუტერში, რომ ჩამოტვირთოთ და დააინსტალიროთ Raspberry Pi OS Lite (32 ბიტიანი) SD ბარათზე.
2. გამოიყენეთ ეს სახელმძღვანელო Pi- ს დასაყენებლად "უთავო" რეჟიმში, კლავიატურის ან ეკრანის გამოყენების გარეშე. ეს მიიღებს Pi– ს Wi-Fi– ზე პირველი ჩატვირთვისას.
3. ჩართეთ Secure Shell (ssh) პროტოკოლი Pi– ზე ამ ინსტრუქციის SSH– ზე 3+4 ნაბიჯების გამოყენებით. თქვენ შეგიძლიათ იგნორირება გაუწიოთ "X გადაგზავნის" დაყენების ნაწილს. ეს საშუალებას მოგცემთ შეხვიდეთ Pi– ში, როდესაც ის ონლაინ გახდება.
4. გადაიტანეთ SD ბარათი Pi- ზე და ჩატვირთეთ pi. მე გამოვიყენე USB ბატარეა ენერგიის უზრუნველსაყოფად, მაგრამ ამ ნაბიჯის გადასაჭრელად ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ დენის ადაპტერი ან მიკრო USB კაბელი თქვენი კომპიუტერიდან.
5. იპოვეთ Pi- ს IP მისამართი. თქვენ დაგჭირდებათ Pi- სთან დაკავშირება, მოგვიანებით კი როვერის კონტროლი.

6. შედით Pi– ში თქვენი კომპიუტერიდან. SSH სამეურვეო პუნქტის "შექმენით თქვენი კლიენტი" შეიცავს დეტალურ ინსტრუქციებს. ახლა თქვენ უნდა შეხვიდეთ Pi- ში:

   სშ პი@

7. დისტანციური მართვის პროგრამა იყენებს ინსტრუმენტს სახელწოდებით NodeJS. NodeJS Pi– ზე დასაყენებლად, განახორციელეთ შემდეგი ბრძანებები SSH– ზე:

   wget

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

8. ახლა თქვენ უნდა გქონდეთ NodeJS დაინსტალირებული Pi- ზე. მის შესამოწმებლად გაუშვით

   კვანძი -v რამდენიმე წამის შემდეგ უნდა გამოუშვას NodeJS ვერსია, ისეთი

   v14.15.1

9. შემდეგ ჩვენ დავაყენებთ როვერის კონტროლის პროგრამულ უზრუნველყოფას, სახელწოდებით pi-rover. ამას რამდენიმე წუთი დასჭირდება:

   sudo apt-get დააინსტალირეთ git

   git კლონი https://github.com/smagoun/pi-rover.git cd pi-rover npm ინსტალაცია

10. გაუშვით სერვერის პროგრამა Pi- ზე:

    კვანძის ინდექსი. js

    თუ ყველაფერი კარგად მიდის, თქვენ უნდა გქონდეთ წვდომა Pi– ზე ვებ ბრაუზერის საშუალებით თქვენს კომპიუტერზე ნავიგაციით 8080 პორტში Pi– ს IP მისამართზე. მაგალითად, თუ თქვენი Pi- ს IP მისამართია 192.168.1.123, გადადით ბმულზე

11. გამორთეთ სერვერის პროგრამული უზრუნველყოფა Ctrl-C– ით.

12. სერვერის გასაშვებად, როდესაც Pi იწყება, დააინსტალირეთ სისტემის სერვისის ფაილი:

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

    sudo systemctl ჩართვა pi-rover.service

13. მას შემდეგ, რაც პროგრამული უზრუნველყოფა შემოწმდება და მუშაობს, დახურეთ, რომ ჩვენ შეგვიძლია როვერზე Pi- ს დაყენება:

    sudo გამორთვა -ჰ ახლა

შენიშვნა: თუ თქვენ აპირებთ მისცეთ წვდომა სხვა ადამიანებს თქვენი სახლის ქსელის გარეთ (მაგალითად, ბაბუა, რომელიც მადლიერების დღეს საკუთარ სახლშია), თქვენ უნდა დააკონფიგურიროთ თქვენი როუტერი, რომ გააგზავნოთ ტრაფიკი თქვენი საჯარო IP მისამართიდან პი. ამისათვის გამოიყენეთ პორტის გადაგზავნის სახელმძღვანელო.

ნაბიჯი 4: მიაბრუნეთ როვერი

Snap Rover– ს აქვს ინსტრუქცია დისტანციური მართვის გაყვანილობის შესახებ, რომელსაც მოყვება როვერის ნაკრები. ჩვენ მოვახდენთ მათ შეცვლას რადიო მიმღების კომპონენტის Pi- ით.

როვერის სახელმძღვანელო მოიცავს უამრავ სქემას. დაიწყეთ #1 -ით ("ღამის როვერი") და გაანადგურეთ ყველაფერი სვეტის 6. მარცხნივ. ეს ტოვებს ძრავის კონტროლის IC- ს, (4) 1kΩ რეზისტორებს ძრავის კონტროლის IC- ის შესასვლელებზე, სლაიდების გადამრთველს, და მავთულები როვერზე მიდის.

ნაბიჯი 5: მიაბრუნეთ Pi როვერს

თუ თქვენ გაქვთ საქმე Pi- სთვის, მაგრამ ჯერ არ გაქვთ დაინსტალირებული, გააკეთეთ ეს ახლავე.

Pi- ის 40 პინიანი კონექტორი აჩვენებს დიდ ფუნქციურობას. ჩვენ გამოვიყენებთ ზოგად დანიშნულების I/O ქინძისთავებს (GPIO) Pi- ს როვერთან დასაკავშირებლად. მნიშვნელოვანია შეაერთოთ ეს ზუსტად ისე, როგორც აქ არის ნაჩვენები; მისი არასწორად გაყვანილობა საფრთხეს უქმნის Pi- ს ან როვერის დაზიანებას.

1. ქინძისთავები Pi– ზე არის დანომრილი 1-40. ღირს პინუტის გადახედვა, რომ გავიგოთ როგორ არის ასახული.

2. გამოიყენეთ Snap-to-Pin კონექტორები, რომ დააკავშიროთ შემდეგი 4 GPIO რეზისტორებთან საავტომობილო კონტროლის IC შესასვლელებზე:

   1. მიამაგრეთ 11 (GPIO 17) რეზისტორთან LF- ზე
   2. მიამაგრეთ 12 (GPIO 18) რეზისტორზე LB- ზე
   3. მიამაგრეთ 13 (GPIO 27) რეზისტორზე RF- ზე
   4. მიამაგრეთ 15 (GPIO 22) რეზისტორზე RB- ზე
   5. გამოიყენეთ კიდევ ერთი Snap-to-Pin კონექტორი, რომ დააკავშიროთ გრუნტის pin (Pin 14) Pi- დან მიწაზე (-) როვერზე. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ გვაქვს 2 ცალკეული კვების წყარო (როვერი იყენებს 9 ვ -ს და Pi იყენებს 5 ვ -ს USB ბატარეიდან), ორივე მხარე ელექტრონულად არის დაკავშირებული და ჩვენ გვჭირდება საერთო საფუძველი მიკროსქემის მუშაობისთვის.

ნაბიჯი 6: ააშენეთ ტაბლეტის მთა

ტაბლეტის დამონტაჟება მოითხოვს რამდენიმე კონკურენტული მოთხოვნილების დაბალანსებას:

• ტაბლეტი ჰაერში საკმარისად მაღალი უნდა იყოს, რომ მას შეეძლოს ურთიერთქმედება დგას ბავშვებთან და მოზარდებთან.
• როვერი უნდა იყოს საკმარისად სტაბილური, რომ არ მოხდეს გადატრიალება ავტომობილის მართვისას.
• ტაბლეტი უნდა იყოს დამონტაჟებული როვერის ცენტრთან რაც შეიძლება ახლოს, რათა უზრუნველყოს სტაბილურობა და რბილი გამოცდილება მართვის დროს.
• როვერის ზედა ნაწილი არ არის შექმნილი ისე, რომ Snap Circuits- ს მიამაგროს სხვა არაფერი და არ არსებობს დიდი გზა მასზე დატვირთვის დასაყენებლად, კომპონენტების დაზიანების რისკის გარეშე.

ნაწილი 1: ხიდების აგება

როვერის ზედა ნაწილი არის პლასტიკური ბადე მუწუკებით, რომელიც შექმნილია ელექტრონიკის კომპონენტების უზრუნველსაყოფად. პირდაპირ ქსელზე დატვირთვის განთავსება არ იქნება სტაბილური და შეიძლება დააზიანოს ქსელი. მე ავირჩიე ერთგვარი ხიდის აშენება ბაზაზე, საყრდენებით, რომლებიც მოთავსებულია ბადეებს შორის ქსელში და ხიდის თავზე დამონტაჟებული დუელი. როივერის სხეულზე ხიდისა და დუელის შეკრების უზრუნველსაყოფად ნეილონის სამაჯური გამოვიყენე.

1. გაჭერით 2x4 სიგრძე 10 ინჩამდე; ის უნდა იყოს უფრო გრძელი ვიდრე როვერის სიგანე, რომ მოგვცეს საშუალება უსაფრთხოდ შევკრათ როვერზე.
2. გაჭრა წყვილი 8 "ცალი 1/4" ჩამოსხმის ზოლებიდან. ეს ხელს შეუწყობს ტაბლეტის მთაზე სტაბილიზაციას და ხელს შეუშლის წინ და უკან მოძრაობას.
3. წებოს ჩამოსხმის ზოლები 2x4. ზოლები უნდა იყოს დაშორებული ისე, რომ ისინი მოთავსდეს ბადის ღარებში, მუწუკებს შორის (ერთმანეთისგან დაახლოებით 5 "დაშორებით). ზოლები უნდა იყოს დამონტაჟებული ისე, რომ 2x4 ფსკერი იდგეს ელექტრონიკის ზემოთ.
4. გაჭერით წყვილი 3 "ცალი 1x1– დან და დააწებეთ კუთხეებში, სადაც ჩამოსხმის ზოლები ხვდება 2x4– ს. აქ მიზანია ხელი შეუშალოს ჩამოსხმის ზოლების დაშლას 2x4– დან გვერდითი წნევის ქვეშ.
5. გამოიყენეთ 1 "ყვავიანი ბიტი, რომ გააკეთოთ ხვრელი დუელისთვის 2x4- ის თავზე. ხვრელს არ სჭირდება ბოლომდე გასვლა 2x4- ზე; დატოვეთ დაახლოებით 1/8" ხე ხელუხლებელი ხვრელის ბოლოში დუელის მხარდასაჭერად. ხვრელი უნდა იყოს გადახურული 2x4– ის ერთ კიდეზე, რათა დატოვოს ადგილი ნეილონის სამაგრისთვის მეორე მხარეს. წებო დუელი ხვრელში, დარწმუნდით, რომ ის ვერტიკალურია.

შენიშვნა: უფრო პატარა დუელის მუშაობა შეიძლება. მე ავირჩიე 1 დიამეტრი იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ის საკმარისად მტკიცე იყო რხევების შესამცირებლად. თქვენ არ გინდათ ბაბუას გულგატეხილობა გაუკეთოთ სანამ ის მართავს!

ნაწილი 2: ტაბლეტის მფლობელი

მე მჭირდებოდა მსუბუქი, მაგრამ მყარი გზა, რომ ტაბლეტი მიმაგრებულიყო დუელის თავზე. ტაბლეტი უნდა იყოს მაქსიმალურად ახლოს დუელთან ისე, რომ მისი წონა არ იქცეს როგორც ბერკეტი, რომელიც ცდილობს როვერის გადაბრუნებას. მას შემდეგ, რაც მოკლედ განვიხილე ყუთის აშენება მსუბუქი ხისგან, როგორიცაა ბეწვის ხე, მე ავირჩიე შესაფერისი ძალისხმევა, შესაბამისი ზომის მუყაოს ყუთის ამოჭრა. აღმოვაჩინე ყუთი, რომლის ზომა იყო დაახლოებით 10 "x 12" x 1 ". გათიშეთ ერთი ბოლო ისე, რომ ტაბლეტი შემოვიდეს შიგნით და გაჭერით მართკუთხა ხვრელი ერთ მხარეს ისე, რომ ტაბლეტის ეკრანი გამოჩნდეს. გამოიყენეთ ცხელი წებო ტაბლეტის დამჭერის დასაფიქსირებლად დუელის თავზე.

ნაბიჯი 7: დაიჭირეთ

ჩვენ უნდა დავამატოთ ტაბლეტის მთა როვერზე. როვერი არ არის განკუთვნილი ამისათვის და არ არსებობს მოსახერხებელი სამონტაჟო პარამეტრები. მე ავირჩიე მთაზე ფიქრი როვერის ორივე ღერძზე (არა ღერძებზე!) შემოხვეული გრძელი ნეილონის სამაგრის გამოყენებით. ეს ხელს შეუშლის მთის დახრას წინ, უკან, ან ორივე მხარეს. დარწმუნდით, რომ სამაჯური არ ახდენს ზეწოლას არცერთ ელექტრო კომპონენტზე და დარწმუნდით, რომ ის მჭიდროდ არის მოჭიმული და დაცულია ისე, რომ არ დაიშალა.

ნაბიჯი 8: დაიწყეთ სიყვარული

მას შემდეგ, რაც ტაბლეტის საყრდენი დაიჭირეს როვერზე, ჩართეთ Raspberry Pi და როვერი. მას შემდეგ რაც Pi ონლაინ იქნება, შედით ვებ ინტერფეისში (მაგ. Http://192.168.1.123) და "მოითხოვეთ კონტროლი". თქვენ ახლა უნდა შეგეძლოთ მანქანით სიარული! ერთდროულად მხოლოდ ერთ ადამიანს შეუძლია როვერის მართვა, ასე რომ დარწმუნდით, რომ უარი უნდა თქვათ როვერზე, სანამ სხვის მცდელობას მოახდენთ.

ინსტრუქციები ბებია -ბაბუისთვის

როვერის შემოსვლისთანავე დაურეკეთ ბაბუას (ან ბებიას!) FaceTime– ზე. მათი ამოღების შემდეგ, სთხოვეთ მათ გახსნან ბრაუზერი და შევიდნენ თქვენს საჯარო IP მისამართზე. იმის მიხედვით, თუ რა ტელეფონს/ტაბლეტს/კომპიუტერს იყენებენ, მათ შეიძლება მოუწიონ "გაყოფილი ეკრანის" რეჟიმში ან გამოიყენონ მეორე მოწყობილობა.

ვებ გვერდის ჩატვირთვის შემდეგ მათ უნდა ნახოთ როვერის საკონტროლო ინტერფეისი. სთხოვეთ მათ კონტროლი. ახლა მათ შეუძლიათ დანარჩენ ოჯახთან ურთიერთობა, თითქოს იქ იყვნენ!

ნაბიჯი 9: მომავალი გაუმჯობესება

ეს დიზაინი არ არის სრულყოფილი. რამდენიმე შესაძლო გაუმჯობესება:

• როვერის სტაბილიზატორები ისე, რომ ის არ ამოვარდეს ადრე, როდესაც დაეჯახა ბავშვს, შინაურ ცხოველს და ა.
• გზა, რათა თავიდან აიცილოთ როვერმა არ დაარტყას ნივთებს (მძღოლს არ შეუძლია ქვემოდან იყუროს!)
• მეტი სინაზით pi-rover პროგრამული უზრუნველყოფის კონტროლში. ახლა ისინი მყარად არიან კოდირებული რაღაცისთვის, რაც ჩვენთვის კარგად მუშაობდა.
• განათავსეთ ვიდეოკონფერენციის ინსტრუმენტი ვებ გვერდზე ისე, რომ ბებიას არ დასჭირდეს 2 მოწყობილობა როვერის გამოსაყენებლად