Sparky - წვრილმანი ინტერნეტით დაფუძნებული რობოტი: 15 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:21

სახელი Sparky ემყარება აბრევიატურას Self Portrait Artifact Roving Chassis I უხერხული სახელწოდება ხელოვნების პროექტისთვის, რომელიც დაიწყო 90 -იანი წლების დასაწყისში. იმ დროიდან სპარკი გადაიზარდა RC– ის უზარმაზარი სათამაშოდან, რომელსაც აქვს რამდენიმე ბავშვის მონიტორის ვიდეო კამერა, სრულად ინტერნეტით ჩართული ავტონომიური ტელეპრეზენტაციის რობოტად. წლების განმავლობაში იყო მრავალი განსხვავებული ვერსია, რომლებიც იყენებდნენ ფართო სპექტრს ტექნოლოგიებსა და გადაწყვეტილებებს, მაგრამ ყოველთვის ერთიდაიგივე მიზანს წარმოადგენდა პლატფორმის შექმნას ცოცხალი ვიდეო ტელეპრეზენტაციისთვის და დისტანციური ავტონომიური გასეირნებისათვის. ამ პროექტისათვის საჭირო აღჭურვილობის უმეტესობა ხელმისაწვდომია თაროზე და ბევრი ის, რაც მე უკვე ვიყენებდი ჩემს მაღაზიაში წინა პროექტებიდან, იმედია გექნებათ მსგავსი მექანიზმი, მაგრამ მოემზადეთ იმპროვიზაციისთვის, ნაგავსაყრელის ჩაძირვისთვის ან დაკარგული კრეიგლისტისთვის. ნაწილები. სპარკი იყენებს სკაიპს, როგორც ვიდეო ჩატის საფუძველს, ასევე ზოგიერთ პერსონალურ პროგრამულ უზრუნველყოფას (და წყაროს კოდს), რომელსაც ჩვენ ვაძლევთ საბურავების მართვის სერვო კონტროლს. თქვენ შეგიძლიათ დააკონფიგურიროთ ეს კოდი, რომ დაამატოთ ფუნქციონირება თქვენს რობოტს - მათ შორის მეტი სერვისი, სახელურები და სენსორები და თქვენ შეზღუდული ხართ მხოლოდ თქვენი ფანტაზიითა და გამჭრიახობით. გაითვალისწინეთ, რომ თითოეული რობოტი განსხვავებული იქნება, ამიტომ ეს სახელმძღვანელო არავითარ შემთხვევაში არ არის სრული ინსტრუქცია. იფიქრეთ, როგორც ამოსავალი წერტილი, საფუძველი, რომლის საფუძველზეც თქვენ შექმნით და ააშენებთ თქვენს უნიკალურ Sparky შემოქმედებას.

ნაბიჯი 1: ნაწილები - შასი და წამყვანი მატარებელი

შასი და წამყვანი მატარებელი: Vex არის პოპულარული საგანმანათლებლო რობოტული ნაკრები. ის ძალიან ჰგავს ტრადიციულ Erector კომპლექტს, დამატებით დამატებით დახვეწილ სერვო ძრავებს, ბორბლებსა და გადაცემებს (VEX ასევე შეიცავს პროგრამირების ენას და კომპიუტერის დაფას სრული რობოტების შესაქმნელად, მაგრამ ჩვენ არ ვიყენებთ მათ Sparky– სთვის).

ნაბიჯი 2: ნაწილები - ძალა

სიმძლავრე: კომპაქტური 12 ვ, 7 აჰ ჰობი ბატარეა. ერთად გამშვები- the- წისქვილზე, DC to AC დენის ინვერტორული, იგი იძლევა საკმარისი წვენი რობოტი რამდენიმე საათის განმავლობაში ერთი ბრალდებით.

ნაბიჯი 3: ნაწილები - ტვინი

ტვინი: პირველი თაობის Mac Mini არის იაფი და გთავაზობთ დიდ ენერგიას და ფუნქციურობას პაკეტში, WiFi- ს, Bluetooth- ის ჩათვლით და საკმარისი პორტები ყველაფრის დასაკავშირებლად (USB, Ethernet, FireWire, აუდიო).

ნაბიჯი 4: ნაწილები - ნერვული სისტემა

ნერვული სისტემა: კომპიუტერსა და სერვო ძრავებს შორის უფსკრული რომ გადალახოს, სპარკი იყენებს MAKE Controller დაფას.

ნაბიჯი 5: პროგრამული უზრუნველყოფა

პროგრამული უზრუნველყოფა: Sparky იყენებს Skype- ს, პოპულარულ უფასო VoIP და ვიდეო ჩეთის პროგრამულ უზრუნველყოფას, როგორც საფუძველი ტელეპრეზენტაციის მიმდინარე წყობისთვის, მაგრამ ჩვენ გავზარდეთ მისი ჩატის ფუნქციონირება პერსონალური პროგრამული უზრუნველყოფით, რომელიც ამატებს სერვომოტორულ კონტროლს. ეს ფაილები შეიძლება შეიცვალოს, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ ნებისმიერი დამატებითი ფუნქცია, როგორიცაა სენსორები, სახელურები და სხვა.

ნაბიჯი 6: სხვა კომპონენტები

სხვა კომპონენტები: LCD მონიტორი, თაგვი, კლავიატურა ვებკამერის კაბელები - USB, Firewire, Ethernet, სიმძლავრე, ვიდეო, აუდიო რეგულირებადი კვების წყარო სერვო სიმტკიცის გამაძლიერებელი ბორბლების გასაძლიერებლად

ნაბიჯი 7: ინსტრუმენტები

ინსტრუმენტები: ალენის გასაღები Vex Screwdriver Snips ასორტი zip კავშირებისთვის

ნაბიჯი 8: CHASSIS & DRIVE Train -1

სპარკის შასის წარსული ვერსიები დაფუძნებულია სხვადასხვა მასალებზე, მათ შორის შედუღებული ფოლადი, ლეგოები და სხვა. Sparky– ს ამჟამინდელი ვერსია იყენებს VEX Robotic დიზაინის სისტემას, Erector Set– ის მსგავსი ფოლადის სარტყლების, ფირფიტებისა და კაკლების/ჭანჭიკების, ასევე ჩართული გადაცემების, ბორბლებისა და ღერძების გამოყენებით. ეს ნაკრები დაზოგავს უამრავ დროს, სანამ გაარკვევთ თქვენი ბოტის ზუსტ ზომებს. რამოდენიმე ზოგადი ბორბალი უზრუნველყოფს სისწრაფეს მჭიდრო მოსახვევებში. თქვენ შეგიძლიათ ააწყოთ სათამაშოების მასალის მსგავსი მასალები, ან შეგიძლიათ შედუღებული ფოლადისგან შექმნათ უფრო მყარი ჩარჩო, ისევე როგორც ორიგინალური Sparky.

ნაბიჯი 9: CHASSIS & DRIVE Train - 2

VEX ნაკრები მოიცავს უამრავ დიდ ნაწილს, მათ შორის სტანდარტულ სერვისებს შეზღუდული 180* მოძრაობის დიაპაზონით, ასევე ორ სრულ ბრუნვის ძრავას, რომლებიც მთლიანად ტრიალებენ DC ძრავების მსგავსად. ეს არის მოსახერხებელი, რადგან ისინი ამარტივებენ მოთხოვნებს სრული ბრუნვის ბორბლის მოძრაობის შესაქმნელად. (ორიგინალური სპარკის რობოტს ჰქონდა 2 შეზღუდული სპექტრის სერვისი, მაგრამ მათ პირდაპირ არ ამოძრავებდნენ რობოტის ბორბლები. სამაგიეროდ მათ ფიზიკურად გადაადგილეს პოტენომეტრები, რომლებიც დაკავშირებულია პირვანდელ ინვალიდის ეტლთან, აკონტროლებს ერთი შეხედვით რთულ რუბე გოლდბერგის მსგავს ხსნარს, რომელიც საოცრად კარგად მუშაობდა წლების განმავლობაში მაგრამ მაინც ნერვიულობს ინჟინრების უმეტესობას!).

ნაბიჯი 10: CHASSIS & DRIVE Train - 3

VEX servos არ არის ძალიან ძლიერი, მაგრამ თანდართული მექანიზმების გამოყენებით, მათ მაინც შეუძლიათ ბორბლების საკმარისი ბრუნვის უზრუნველყოფა, თუმცა სიჩქარის მსხვერპლად. ის საკმაოდ კარგად მუშაობს მყარ ზედაპირებზე, მაგრამ ებრძვის ხალიჩას ან თუნდაც პატარა მუწუკებს. შემდეგი ნაბიჯი შეიძლება იყოს უფრო ძლიერი სრული ბრუნვის სერვისების დამატება, ან თუნდაც DC ძრავებზე გადასვლა, თუმცა ეს ასევე მოითხოვს დამატებით პროგრამირებას.

ნაბიჯი 11: CHASSIS & DRIVE Train - 4

საკმაოდ დიდი დრო დახარჯულია VEX შასის გადამუშავებაზე, რათა ის მაქსიმალურად მსუბუქი იყოს და ყველა ნაწილი მორგებული იყოს. განსაკუთრებით რთული იყო მონიტორის არჩევანი. თავდაპირველად მე გამოვიყენე მსუბუქი 7 LCD ეკრანი, მაგრამ მას ჰქონდა ისეთი დაბალი გარჩევადობა, რომ კარგად დანახვა შეუძლებელი იყო. საბოლოო ჯამში, ძველმა 17 LCD– მა შეასრულა ხერხი, თუმცა დამატებული წონის მნიშვნელოვანი ზარალით. კიდევ ერთი პრობლემა არის წონის განაწილება. ბატარეა, ინვერტორი და დენის წყაროები ისე უნდა იყოს განლაგებული, რომ მათი წონა ბორბლებს შორის იყოს ორიენტირებული და არცერთს არ დატვირთოს ზედმეტად. ყველა ეს საკითხი აერთიანებს, რათა შეიქმნას რთული თავსატეხი მჭიდროდ შეფუთული კომპონენტებითა და zip მიბმული კაბელებით.

ნაბიჯი 12: კომპიუტერი და პერიფერია

ერთ -ერთი მიზეზი იმისა, თუ რატომ არის ახლანდელი Sparky ასეთი პატარა, არის Mac Mini- ის ინსპირაციული ზომა. ეს იყო საოცარი გაცნობიერება, რომ ამ პროექტის განხორციელებისათვის საჭირო გამომთვლელი ძალა სულ უფრო მცირე ხდებოდა. წინა ძალისხმევა მოიცავდა G4– ს სრულმასშტაბიან დესკტოპს, Luxo Lamp iMac– ს და იშვიათად მხედველობით Mac Cube- ს. მე კი დავიწყე საუბარი iPhone Sparky– ს იდეაზე, მაგრამ ამას თავისი პრობლემები აქვს და კომპიუტერის ტექნიკის დაკავშირება მარტივია. Mac– ის უკანა მხარეს L– დან R– მდე არის დენის კაბელი, Ethernet (MAKE Controller), Firewire (iSight), მონიტორის კაბელი, USB (MAKE Controller), სხვა USB (კლავიატურა და მაუსი). ყველა ზედმეტი კაბელი, დენის აგური და ა.შ. არის შეკრული მიბმული და ჩამჯდარი შასიში. არის სამი დენის კაბელი Mac, LCD მონიტორი და MAKE დაფა, რომლებიც ყველა შედის 3-გზაზე გამყოფში, რომელიც ჩართულია DC-to-AC ინვერტორში, მჭიდროდ არის შეფუთული 12 ვ ბატარეის გვერდით. Ethernet და USB კაბელი ჩართულია MAKE Controller– ში, ერთი მონაცემებისთვის, მეორე კი ენერგიისთვის. ამ ეტაპზე ის მუშაობს WiFi- ჩართული კომპიუტერით, რომელიც იკვებება ბატარეით, უკავშირდება MAKE დაფას და იჯდა ბორბლებზე (მაგრამ ჯერ არ არის მართვადი)). ახლა კარგი დროა საგნების შესამოწმებლად. გაუშვით და პრობლემის მოგვარება აუდიო, ვიდეო, WiFi და ა.შ. და ჩამოტვირთეთ და გამოიყენეთ სკაიპი ვიდეო ზარების განსახორციელებლად. დარწმუნდით, რომ გაასუფთავეთ ყველა ეს პოტენციური უსიამოვნება შემდეგ ეტაპზე გადასვლამდე.

ნაბიჯი 13: შექმენით კონტროლერი

კონტროლერის დაფა საჭიროა Mac– ისა და სერვო ძრავების ფიზიკური კავშირის დასამყარებლად. დაფა იღებს ბრძანებებს კომპიუტერიდან და აქცევს მათ ელექტრულ იმპულსებად, რომლებიც ბრუნავს ძრავებს. მას ასევე შეუძლია მიიღოს სიგნალები სენსორებისგან (ინფრაწითელი, შეხება, სინათლე) და ეს მონაცემები დააბრუნოს კომპიუტერში. არსებობს მრავალი განსხვავებული კონტროლერი. ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული არის ალბათ არდუინო, იაფი, ღია კოდის კონტროლერი, რომელსაც ბევრი ემხრობა. მე მივიღე MAKE დაფა რამდენიმე წლის წინ, როდესაც ის ძლივს გავიდა პროტოტიპის ეტაპიდან. დაფის უახლესი ვერსიები მსგავსია, მაგრამ ალბათ ცოტა უფრო ადვილია მისი დაყენება. მე უაღრესად გირჩევთ ეწვიოთ MakingThings საიტს უახლესი ფირმისა და დაფის სხვა განახლებებისთვის. MAKE კონტროლერის შესახებ ერთი კარგი რამ არის მასში შემავალი ყველა კომფორტი, როგორიცაა უზარმაზარი რაოდენობის ანალოგური და ციფრული პორტები შეყვანისა და გამოყვანისთვის. ყველაზე კარგი Sparky– სთვის არის 4 plug-and-play servo სლოტი. VEX სერვისები ჩართულია 0 და 1 სლოტებში, რაც დაზოგავს ბევრ დროს და ძალისხმევას ნულიდან კავშირების შესაქმნელად. MAKE დაფას ასევე აქვს მოსახერხებელი გადამრთველი სერვო ენერგიისთვის, რომელიც შეიძლება პირდაპირ გამოვიდეს MAKE დაფაზე 5 ვ -ზე, ან გარე კვების ბლოკი შეიძლება იყოს დაკავშირებული წვენის გაზრდის მიზნით 9 ვ -მდე. Sparky– ს VEX ძრავები უფრო მეტ წონაზეა დატვირთული, ვიდრე არის შეფასებული, ამიტომ დამატებითი სიმძლავრე ეხმარება ბორბლების დატრიალებას (როგორც ჩანს, ძრავებს აქვთ შიდა გათიშვის წრე, რომელიც ხელს უშლის მათ დაწვას, თუ ძალიან ბევრი ენერგია გამოიყენება). თუ თქვენ იყენებთ Arduino– ს ან სხვა საკონტროლო დაფას, გადახედეთ ინტერნეტს, რომ იპოვოთ ინფორმაცია, რომელიც საჭიროა სერვისების მართვისთვის. მისი პოვნა საკმაოდ ადვილი უნდა იყოს.

ნაბიჯი 14: პროგრამა

Sparky რეალურად იყენებს ორ კომპიუტერს-ბორტ Mac Mini და სხვა კომპიუტერს, რომელიც ვებ – ჩართულია და ვიდეო ჩეთი მზად არის. იფიქრეთ ამ მეორე კომპიუტერზე, როგორც სპარკის საკონტროლო კაბინაზე. მე ვიყენებ ძველ powerbook- ს და iSight კამერას. ორივე კომპიუტერი მოითხოვს სკაიპს. Sparky პროექტი იყენებს მას ვიდეო ჩეთისთვის, მაგრამ ასევე იყენებს მის ტექსტურ ჩატის ფუნქციას ფეხსაცმლის საავტომობილო კონტროლის სკაიპის საშუალებით- ასე რომ, თუ სკაიპი უკავშირდება, რობოტი მოძრაობს მათ შორის დამატებითი კავშირის გარეშე. როგორ მუშაობს: გარდა ამისა სკაიპისთვის, Sparky მოითხოვს პერსონალურ დანამატ პროგრამულ უზრუნველყოფას. საკონტროლო ჯიხურის დანამატი მოყვება ვიდეო თამაშების სტილში, WASD კონტროლს, რომელიც ასახულია კლავიატურაზე. კაბინადან კლავიშების გადაგზავნა ხდება ტექსტური შეტყობინებების სახით Skype– ში Sparky– ს ბორტზე Mac Mini, სადაც დანამატის სხვა ასლი იღებს ტექსტურ შეტყობინებებს და თარგმნის მათ მოძრაობის ბრძანებებში, რომლებიც იგზავნება MAKE კონტროლერისთვის, რომელიც აგზავნის ენერგიას სერვისებზე. აქ არის საბაჟო პროგრამული უზრუნველყოფა აქ არის პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტრუქციები

ნაბიჯი 15: იყავი ნაპერწკალი

მართვის Sparky არის უნიკალური გამოცდილება, ნაზავია Martian rover sim და ცოცხალი სოციალური ქსელის peppered ერთად ხშირი ტექნიკური სახანძრო წვრთნები. ის აიძულებს ადამიანებს დაფიქრდნენ როგორც შიშებზე, ასევე მიზიდულობაზე ადამიან-მანქანა ჰიბრიდის იდეაზე. მაგრამ გასაოცარია, რამდენად სწრაფად ივიწყებენ ადამიანები, რომ ისინი ლაპარაკობენ ნახევრად მანქანულ კიბორგთან და რამდენიმე გაცვლისას სპარკის შეუძლია შექმნას რეალური, ადამიანური კავშირი მონაწილეებს შორის. წლების განმავლობაში, სპარკის ვერსიები მსახურობდა გალერეის ტურის მეგზური, ჯაზის მომღერალი და ჯგუფის ხელმძღვანელი, წვეულების წამყვანი და ვირტუალური Burning Man მონაწილე. მაგრამ სპარკის პოტენციალი ბევრად აღემატება ამ მაგალითებს. რისი გაკეთება შეგიძლიათ სპარკის? სად წაიღებდი? როგორ ხედავთ ტელეპრეზენტაციის რობოტებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ სამყაროსთან ურთიერთობის გზაზე?