Koirarobotti: Lego Robot Rover verkkokameralla: 17 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Näin voit tehdä Lego -robotin, jota voit ohjata miltä tahansa näytöltä wifi -yhteyden kautta. Siinä on myös verkkokamera, joten näet missä olet ja LED -valot silmille! Tämä on loistava projekti lapsillesi, sillä he voivat tehdä logon rakentamisen ja voit ottaa heidät mukaan niin suureen osaan elektroniikkaa kuin he ovat tyytyväisiä. voi helposti ottaa sen palasiksi ja suunnitella uudelleen. Pidin sitä hyödyllisenä, kun jäin jumiin yksinkertaisesti aloittamaan uudelleen. Kun olet tehnyt tämän muutaman kerran, se on melko helppo ja nopea rakentaa alusta alkaen. Hienoa tässä on se, että sinun ei tarvitse huolehtia "rikkoutumisesta", koska kehität taitoja helposti rakentaa uudelleen.

Mitä tarvitset

• Vadelma Pi B+
• Jalusta ja moottorisarja
• Lego -pohjalevy
• Teollisuuslujuus superliima
• Porata
• Käsityöveitsi
• Juotoslaitteet
• Sd-kortti
• SD -kortinlukija
• Moottorin ohjainsarja
• 2 LEDiä
• keskihintainen verkkokamera (voit kokeilla halpaa)
• PC ja tabletti / puhelin
• Wifi -reititin, jolla sinulla on järjestelmänvalvojan käyttöoikeudet
• Paljon Legoja
• Hätäpuhelimen laturi
• 4 hyppyjohtoa, joissa kummassakin on vähintään 1 naarasliitin
• 4 AA -paristoa (ladattava on hyvä)

Vaihe 1: Valmistele pohja

Aloitin pohjalla ja kahdella moottorilla, kuten tämä moottorisarja Amazonissa

Ota perspex -pohja ja liimaa siihen ohut Lego -pohjalevy. Käytin tähän teollisen lujuuden superliimaa, joka kuivuu minuuteissa ja on erittäin vahva. Kun liima on kiinnitetty, leikkaa ylimääräinen Lego -pohjalevy pois niin, että se seuraa perspex -pohjalevyn viivaa. poraa sitten Lego -levyn läpi reikiä, jotka sopivat perspex -pohjaan. Porasin reiät tarpeen mukaan. Sinulla on nyt perusta Lego -rakenteen rakentamiseen.

Vaihe 2: Kokoa pyörät

Kokoa nyt pyörät. Noudata valmistajan ohjeita täällä. Ostamissani pyörissä oli kaikki kiinalaiset ohjeet, joita en osaa lukea, mutta se oli melko helppo selvittää kuvista. Kokoonpanon jälkeen kiinnitä johdot moottoreihin pienellä juotoslohkolla.

Vaihe 3: Kiinnitä pyörät pohjaan

Kiinnitä seuraavaksi pyörät pohjalevyyn, voit tarvittaessa porata reikiä pohjaan. Todennäköisesti huomaat projektin loppupuolella, että haluat johtojen johtavan tukikohdan läpi muualla, mutta voit aina porata uuden reiän ja muuttaa paikkaa myöhemmin.

Vaihe 4: Valmistele Pi

Valmista nyt PI. Käytin mallia B+, jossa oli USB -wifi -sovitin. Käytin koko työpöydän kuvaa Debian Jessien pohjalta, jonka voit ladata Raspbian Pi -sivustolta. Kannattaa luoda SD -kortti tyhjästä ja pitää levyn kuva käsillä, koska voit helposti aloittaa uudelleen. Sinun on ehkä vähän googletettava selvittääksesi, miten voit luoda levyn kuvan tietokoneellesi. Luo kuvani Ubuntulla seuraavasti: Napsauta hiiren kakkospainikkeella levyn kuvaa ja valitse "avaa levyn kuvan kirjoittaja". Kirjoita kuva SD -kortille. Levykuva on melko pieni, joten jos sinulla on suurempi SD -kortti (esim. 30 Gt), voit käyttää GPartedin kaltaista osiointiohjelmistoa kaiken käytettävissä olevan tilan käyttämiseen. Kun olet selvittänyt, miten tämä tehdään, se kestää noin 5 minuuttia, ja se on todella sen arvoista, jos sotket ohjelmiston, jonka voit vain asentaa uudelleen.

Vaihe 5: Asenna ohjainkortti

Seuraavaksi tarvitset moottorin ohjainkortin. Käytin RyanTekin sarjaa. Sen mukana tulee erinomainen juotosopas, mutta mielestäni voit myös saada sen valmiiksi juotettuna. Jos et ole juottanut aiemmin, älä huoli, ota se hitaasti ja harjoittele vähän ennen kuin aloitat moottorilevylle.

Kiinnitä nyt akku (4 AA -paristolla) ja moottorit ohjainkorttiin asti ja sitten ohjainkortti Pi: n GPIO -nastoihin. Jälleen ohjainkortti antaa sinulle lisätietoja. Älä huolehdi oikeiden moottorijohtojen saamisesta oikeisiin aukkoihin, kunhan niitä ei ole kytketty tasavirta -aukkoihin. En liimaa tai ruuvaa Pi: tä tai akkua Lego -levylle, koska se antaa sinulle enemmän joustavuutta Lego -rungon suunnittelussa. Voit myös muuttaa muotoilua helposti edetessäsi.

Vaihe 6: Aloita Lego -rungon rakentaminen

Nyt on aika rakentaa Legoja. Tässä vaiheessa voit saada mukaan todella nuoria lapsia, kunhan he voivat pitää palan Legoa! Aloitimme pelkällä neliön perusasunnolla, kunnes kaikki toimi, ja sitten saimme seikkailunhaluisemman koiranbotin kanssa. Hienoa tässä on se, että voit rakentaa robotin rungon niin paljon kuin haluat. Aloita luomalla Pi: lle koti. Muista jättää tilaa USB -porteille ja virtajohdoille. Rakenna kohtuutonta löysyyttä mihin tahansa rakentamaasi asuntoon. On hyvä, että asiat hälisevät hieman, etkä voi olla liian tarkka Legon kanssa.

Käytimme Lego -ikkunoita päästäksemme USB -portteihin, joita tarvitset myöhemmin.

Vaihe 7: Valmistele Pi

Nyt on hyvä aika käynnistää Pi ja saada robotti liikkeelle.

Olen kehittänyt koodia käytettäväksi tämän projektin kanssa Git -keskuksessa. Lue minua git -keskuksen sivuilla opastat kuinka asentaa kaikki Pi -ohjelmistot, mutta kerron myös vaiheet tässä.

Käynnistä ensin Pi kytkemällä virtajohto. Sinun on liitettävä HDMI -kaapeli televisioon ja käytettävä USB -näppäimistöä ja hiirtä. Ensimmäinen asia on muodostaa yhteys Wifi -verkkoon. Voit tehdä tämän napsauttamalla Raspian -työpöydän oikeassa yläkulmassa olevaa kuvaketta ja todistamalla yksityiskohdat. Kun olet muodostanut yhteyden Wifi -verkkoon, voit tehdä kaiken muun komentoriviltä, joten jos haluat, voit muodostaa yhteyden Pi: hen ssh: n avulla, mutta toistaiseksi, kun olemme yhteydessä televisioon, voimme avata päätelaitteen Raspian -työpöydältä.

Vaihe 8: Asenna ohjelmisto Pi -laitteeseen

Avaa pääte Pi: llä ja kirjoita seuraavat komennot.

sudo apt-get päivitys

Tämä päivittää Raspianin uusimmalla ohjelmistolla.

Asenna seuraavaksi verkkokameraohjelmisto

sudo apt-get install motion

Sinun on myös määritettävä liike tässä vaiheessa. Olen listannut mitä päivitettäviä tiedostoja github -sivuilla. On myös ohjeita siitä, miten saat verkkokameran toimimaan Pi -laitteesi kanssa. Tutustu asetuksiin ja leiki niiden kanssa, kun olet tyytyväinen asetuksiin.

sudo apt-get install python-dev python-pip

Tämä asentaa Python -kirjastot ja myös python -ohjelmiston pakkaushallinnan.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

Tämä asentaa Pubnubin, ohjelmiston, joka hallitsee ohjauspaneelin ja langattoman robotin välisiä viestejä.

Tämän osan asentaminen kestää jonkin aikaa, joten mene ja tee kuppi teetä !!

Vaihe 9: Asenna robottiohjelmisto

Nyt olet asentanut kaikki riippuvaiset ohjelmiston bitit ja osat, on aika asentaa robotin suorittamiseen tarvittava koodi.

git-klooni

tämä luo lego-robot-kansion kotihakemistoosi.

Ennen kuin voit suorittaa robottikoodin, sinun on luotava PubNub -tili ja hankittava julkaisu- ja tilausavain. Voit tehdä tämän noudattamalla PubNubin aloitusoppaan ohjeita. Kun olet määrittänyt, sinun on avattava kaksi tiedostoa:

• lego-robotti/palvelin/keys.py
• lego-robotti/asiakas/keys.js

ja korvaa pubi ja aliavaimet avaimillasi, jotka saat pubnub -hallintapaneelista.

Huomaa, että kanavan arvo voi olla mikä tahansa, kunhan se vastaa asiakasta ja palvelinta.

Vaihe 10: Asenna ohjainohjelmisto ja tarkista, että kaikki toimii

Kloonaa tietokoneella git hub -koodi samalla tavalla kuin robotilla.

git-klooni

Et ehkä ole asentanut gitiä tietokoneellesi. Jos ei, noudata git hubin ohjeita.

Sinulla on myös mahdollisuus ladata koodi zip -tiedostona, vaikka suosittelen GIT: n asentamista ja tiedostojen kopiointia kloonaamalla arkiston.

sinun on päivitettävä lego-robot/client/keys.js-tiedosto henkilökohtaisilla julkaisu- ja tilausavaimillasi.

Kun olet valmis, avaa lego-robot/client/buttons.html-tiedosto verkkoselaimessa. Sinun pitäisi nyt pystyä ohjaamaan robottiasi ohjauspainikkeilla.

Yllä oleva kaavio näyttää mitä tapahtuu:

• Kun napsautat painiketta, viesti lähetetään pubnubiin (käyttämällä julkaisuavainta)
• PubNub välittää sitten robotille, joka…
• Kuuntelee (tilausnäppäintä käyttämällä) viestejä
• Robotti kääntyy sitten toimintaan.

Käytin pubNubia sen ilmaisena, nopeana (reaaliaikaisena) ja yksinkertaistaa huomattavasti viestien lähettämistä ja vastaanottamista todella mukavan sovellusliittymän avulla.

Voit kaivaa asiakas- ja palvelinkoodiin ja nähdä lähetetyt viestit yksinkertaisilla näppäimillä, kuten "eteenpäin" ja "taaksepäin".

Löydät myös ohjaussauvan tyyliohjaimen osoitteessa lego-robot/client/joystick.html.

Aion parantaa näitä ohjaimia ja lisätä uusia jatkuvasti, joten jos haluat päivittää ohjelmiston, voit käyttää komentoa "git pull". Voit myös osallistua git -arkistoon ja luoda käyttäjäystävällisempiä säätimiä.

Nyt olet valmis tarkistamaan, että liike toimii OK. Vaihda Pi-päätelaitteessa hakemisto lego-robotiksi/palvelimeksi ja kirjoita:

sudo python robot.py

tämä käynnistää python -komentosarjan kuuntelemaan Pubnubin saapuvia viestejä.

Yritä nyt painaa joitain ohjaimen painikkeita, sinun pitäisi nähdä nämä vastaukset Pi -terminaalissa (kuten yllä olevassa kuvassa) ja robot.py kääntää nämä viestit liikkeiksi kartoittamalla ne Pi GPIO: n signaaleiksi.

Sinun pitäisi pystyä liikuttamaan robottia.

Vaihe 11: Valmistele verkkokamera ja LED -valot

Voit käyttää mitä tahansa verkkokameraa, joka on linux -yhteensopiva (useimmat niistä ovat). Haluaisin valita keskitason (noin 15 puntaa), koska yritin todella halpaa ja en voinut saada siitä minkäänlaista selkeää kuvaa. Ensimmäinen askel on purkaa verkkokamera, jotta sinulla on vain peruslevy ja kamera.

Jos haluat asentaa valot, ota LED -valo ja liitä kaksi hyppyjohtoa kumpaankin liittimeen. Käytin hyppyjohtoja, joiden toisessa päässä on naarasliitin, joten voit helposti liittää sen myöhemmin Pis GPIO -nastoihin. Johdon toinen pää on poistettava liittimen irrottamiseksi. Voit myös juottaa täällä suojatun yhteyden muodostamiseksi. Käytin myös lämpöä kutistavaa kääriä, jolla voit peittää jokaisen langan, vaikka en olisi huolissani siitä, että teen siitä liian hyvää työtä, ennen kuin olet tyytyväinen siihen, että kaikki toimii, voit sitten lopettaa ja parantaa. On myös hyvä idea käyttää vastusta LED -valon polttamisen estämiseksi.

Tässä on yksityiskohtainen ohje, jossa kerrotaan, miten LEDit kytketään.

Kuten kuvassa näkyy, käytän Lego -lohkoa, jossa on reikä, helpona tapana kiinnittää LED robotin päähän.

Vaihe 12: Luo pää nenäkameralla ja valolla

Luo pääkotelo kameralle. En tule olemaan liian täsmällinen täällä, koska sinun on aika olla luova. Sinun on kuitenkin rakennettava kameran ympärille. Koiran botti integroi kameran nenäänsä ja silmät ovat LED -valoja. Muista jättää reikä pään takaosaan johtimien johtamiseksi.

Vaihe 13: Täytä vartalo

Nyt olet iloinen siitä, että koiran botti liikkuu periaatteessa, voit luoda kotelon akkuille. Käytin 4 AA -paristoa (mukana pyörät ja jalusta) ja hätäpuhelimen laturia. AA -paristot on tarkoitettu pyörien tasavirtamoottoreille ja matkapuhelinpaketti Pi: lle. On hyvä tehdä paristot helposti saataville, koska sinun on käytettävä niitä lataamista ja vaihtamista varten.

Kun olet onnellinen, aseta katto Pi: n päälle. En huolehdi liikaa johtojen ja piirien piilottamisesta, koska se on osa robottikuvaa. Kaikki on kuitenkin sinun tehtäväsi tässä vaiheessa. Haluat ehkä harkita, kuinka raskas botti on, mitä raskaampi, sitä hitaammin se liikkuu.

Vaihe 14: Asenna pää

On aika yhdistää kaikki.

Liitä Web -kameroiden USB -johto botin etuosaan luomiesi pääsyreikien avulla. Voit kiinnittää langan robottiin luomalla Lego -kotelon. Lyhensin myös USB-johtoa leikkaamalla ja juottamalla sen uudelleen, mutta tee tämä vain, jos sinulla on todella halu juottaa 4 pientä johtoa yhteen. Voi olla helpompaa ostaa lyhyt USB -johto ja liittää se uudelleen kameran takaosaan.

Sinun on myös kytkettävä LED -valot Pis GPIO -nastoihin, joita moottorikortin ohjain ei käytä. Nämä ovat GPIO -nastat 20 ja 21 sekä kaksi lähellä olevaa maadoitustappia. Käytä lähellä olevia maanalaisia tappeja. Jos valo ei toimi, kokeile vaihtaa maata GPIO -ulostulolla. Mieti, mitkä nastat yhdistetään Googleen hyvä GPIO -kaavio.

Vaihe 15: Testaa LEDit ja nenäkamera

Voit käynnistää verkkokameran ohjelmistotyypin seuraavasti:

sudo liike

Varmista myös, että olet käynnistänyt robot.py -komentosarjan (kuten edellisessä ohjeessa on kuvattu):

sudo python robot.py

Sinun pitäisi nyt pystyä käyttämään ohjaimen valokytkintä valojen sytyttämiseen ja sammuttamiseen.

Verkkokameran pitäisi lähettää Pis -IP -osoitteesi portissa 8080, joten kirjoita esimerkiksi seuraava selaimeesi.

192.168.1.2:8081

Löysin Pi -IP -osoitteen kirjautumalla reitittimeeni järjestelmänvalvojana ja katsomalla liitettyjä laitteita. Ohjeet tämän tekemiseen ovat yleensä reitittimen takana tai reitittimen online -ohjeissa.

voit tutkia liikeohjelmiston kokoonpanoasetuksia edellisessä vaiheessa kuvatulla tavalla. Huomaan, että toisinaan suoratoisto keskeytyy, mutta yleensä se toimii OK.

Voit käyttää tätä videovirtaa mistä tahansa, joka käyttää Wifi -verkkoon yhdistettyä selainta.

Vaihe 16: Viimeistely

Online -yhteys

Sinun pitäisi nyt pystyä ohjaamaan robottia tietokoneen selaimella. On kuitenkin hienoa, että botia voi ohjata mistä tahansa kosketuslaitteesta, kuten Ipadista tai puhelimesta.

Tätä varten sinun täytyy isännöidä asiakastiedostot (buttons.html jne.) Verkkopalvelimella.

Aloitin asentamalla Piin verkkopalvelimen, joka toimii OK. On kuitenkin helpompaa vain ladata HTML -tiedosto mille tahansa muulle verkkopalvelimelle. Kopioin yksinkertaisesti HTML -tiedoston julkiselle siniselle isäntätililleni. Saatat haluta suojata tiedostojen käyttöoikeuden, koska ne sisältävät pub nub -kanavasi pubin aliavaimet. Kun olet tehnyt tämän, voit käyttää ohjainta miltä tahansa laitteelta, myös kodin ulkopuolelta.

Automaattinen käynnistys

Toinen hyödyllinen asia on päivittää / etc / rc.local script raspberry Pi -laitteessasi; lisätään nämä kaksi riviä:

• sudo liike
• nohup sudo python /home/pi/lego-robot/server/robot.py &

Nämä suoritetaan joka kerta, kun Pi käynnistyy, joten sinun ei tarvitse suorittaa komentoa manuaalisesti.

Vaihe 17: Pidä hauskaa

Siinä kaikki.

Voit vapaasti jättää kommentteja, jos jumiudut ja jos haluat parantaa jotakin ohjelmistoa, lähetä se github -arkistoon. Jatkan työskentelyä tämän projektin parissa ja tässä muutamia ideoita:

• "Iso trak" -tyyppinen ohjain, jossa ohjelmoit komentosarjan, kuten "vasen 10, eteenpäin 6, taaksepäin 2…" ja painat sitten "ajaa" ja robotti suorittaa komennot.
• Kallistuva kaula, joten voit katsoa ylöspäin verkkokameralla
• Kaiutin, joka kääntää tekstin ohjaimesta puheeksi
• Puheohjattu ohjaus

Kippis

Peter