Robot za teleprisutnost spojnih krugova: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Praznici 2020. su malo drugačiji. Moja je obitelj raširena po cijeloj zemlji, a zbog pandemije ne možemo se okupiti za praznike. Htio sam način da se baka i djed osjećaju uključenima u našu proslavu Dana zahvalnosti. Robot za teleprisutnost poput Double 3 bio bi savršen, samo što košta 4000 dolara. Pitao sam se bih li mogao napraviti nešto slično za daleko manje novca.

Snap Circuits® RC Snap Rover® je rover na daljinsko upravljanje s elektronikom koji je dizajniran za promjenu i eksperimentiranje. To je otprilike odgovarajuće veličine da bude baza robota za teleprisutnost, i zaključio sam da bih ga vjerojatno mogao povezati tako da se njime upravlja s weba.

Da mogu montirati tablet na rover, imao bih robota za teleprisutnost koji bi baki i djedu omogućio sudjelovanje u našoj proslavi! Mogli bi se sami kretati po kući i komunicirati s različitim ljudima, umjesto da budu zaglavljeni na jednom mjestu. Novost bi mogla i njih - i moju djecu - zainteresirati više nego običan video poziv.

Uradio sam robota noć prije Dana zahvalnosti, i to je bio veliki hit!

S elektroničkom opremom i malo lagane stolarije i vi možete izgraditi robota za teleprisutnost. Lemljenje nije potrebno!

Pribor:

Hardver

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Napomena: 'Deluxe' Snap Rover ne koristi iste dijelove i neće raditi s ovim vodičem. Ako imate Deluxe Snap Rover, morat ćete kupiti zasebnu IC kontrolu motora

• Priključci za pričvršćivanje
• Raspberry Pi Zero W ili drugi uređaj s programabilnim GPIO -ima koji može pokrenuti NodeJS
• Torbica za Raspberry Pi (izborno)
• Zaglavlja čekića GPIO (ženski)
• MicroSD kartica (4 GB ili veća)
• USB baterija i mikro-USB kabel za napajanje Pi
• iPad ili drugi tablet/telefon

• Razno. drvo:

  • 1 "x 48" drveni klin, izrezan na željenu visinu
  • 2x4, cca. 10 "duga
  • 2 komada kalupa 1/4 "x 1" x 8"
  • 2 komada 1x1 ili sličnog otpada, cca. 3 "duga
• Mala kartonska kutija koja služi kao držač za iPad
• Remen od najlonske tkanine, cca. 6 '

Softver

• Na roveru:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (testirano s neslužbenom verzijom 14.15.1 armv6 izgrađenom na Pi Zero W)
  • softver za daljinsko upravljanje pi-rover

• Na tabletu:

  Facetime, Zoom ili drugi softver za video konferencije

• Na vašem računalu:

  Ssh klijent (ugrađen u Mac + Linux; koristite nešto poput PuTTY za Windows)

Alati

• Bušite s pipom od 1"
• Pištolj za vruće ljepilo
• Čekić
• Pila
• Rupica / ravnalo

Za korisnika (bake i djedovi itd.)

Djed ili tko god upravlja roverom trebat će sljedeće:

Računalo sa softverom za video konferencije (FaceTime, Zoom itd.) I web preglednikom

ILI

Tablet/telefon s mogućnošću podijeljenog zaslona i softverom za video konferencije

ILI

• 2 uređaja:

  • Telefon, tablet ili drugi uređaj sa softverom za video konferencije i
  • Drugi uređaj s web preglednikom koji se može koristiti za upravljanje preglednikom dok se prvi uređaj koristi za video

Korak 1: Odabir hardvera

Za upravljanje roverom s interneta bilo mi je potrebno malo računalo koje je moglo kontrolirati rover i djelovati kao web poslužitelj kako bi baka i djed mogli pristupiti roveru. Raspberry Pi Zero W savršeno pristaje. Mali je, ima Wi-Fi i ima dovoljno CPU-a za pokretanje malog web poslužitelja. Osim toga, to je samo 10 USD, što je jeftinije od gotovo svih drugih hobističkih opcija. Svoj Pi + pribor nabavio sam od izvrsnih ljudi na Adafruit -u.

Korak 2: Priprema Pi: Zaglavlja

Linija obrazovnih igračaka Snap Circuits slična je LEGO® kockicama za elektroniku. Omogućuju vam žice bez lemljenja i relativno su zaštićene od djece. Elektroničke ploče za hobiste (poput Raspberry Pi) pružaju brojne načine povezivanja stvari, ali nijedan od njih nije kompatibilan sa Snap Circuits.

Da bismo to zaobišli, instalirat ćemo zaglavlje u Pi, a zatim upotrijebiti posebne "Snap to Pin" kratkospojnike za spajanje Pi na rover bez lemljenja.

Ugradite ženska zaglavlja čekića u Pi koristeći upute za instalaciju (označene "za pHAT"). Važno je koristiti ženska zaglavlja; oni nam omogućuju da spojimo kratkospojne žice.

Korak 3: Priprema Pi: softvera

Raspberry Pi svoj softver učitava s MicroSD kartice. Instalirat ćemo operacijski sustav, zatim pokrenuti Pi i instalirati nekoliko drugih alata plus upravljački softver za rover.

1. Pomoću softvera Raspberry Pi Imager na svom računalu preuzmite i instalirajte Raspberry Pi OS Lite (32-bitni) na SD karticu.
2. Pomoću ovog vodiča postavite Pi u "bezglavi" način rada, bez upotrebe tipkovnice ili zaslona. Time će Pi dobiti Wi-Fi pri prvom pokretanju.
3. Omogućite protokol Secure Shell (ssh) na Pi -u pomoću koraka 3+4 iz ovog vodiča o SSH -u. Dio o postavljanju "X prosljeđivanja" možete zanemariti. To će vam omogućiti da se prijavite na Pi nakon što se poveže s internetom.
4. Premjestite SD karticu na Pi i pokrenite pi. Za napajanje sam koristio USB bateriju, ali za ovaj korak možete koristiti i adapter za napajanje ili mikro-USB kabel za napajanje s računala.
5. Pronađite Pi -jevu IP adresu. Morat ćete se spojiti na Pi, a kasnije i za upravljanje roverom.

6. Prijavite se na Pi sa svog računala. U odjeljku "Postavljanje klijenta" SSH vodiča nalaze se detaljne upute. Sada biste trebali biti prijavljeni na Pi:

   ssh pi@

7. Softver za daljinsko upravljanje koristi alat nazvan NodeJS. Da biste instalirali NodeJS na Pi, pokrenite sljedeće naredbe preko SSH -a:

   wget

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

8. Sada biste trebali imati instaliran NodeJS na Pi. Da biste ga testirali, pokrenite

   čvor -v Nakon nekoliko sekundi trebao bi prikazati verziju NodeJS -a, npr

   v14.15.1

9. Zatim ćemo instalirati softver za upravljanje roverom, nazvan pi-rover. To će potrajati nekoliko minuta:

   sudo apt-get install git

   git clone https://github.com/smagoun/pi-rover.git cd pi-rover npm install

10. Pokrenite poslužiteljski softver na Pi:

    čvor index.js

    Ako sve prođe u redu, trebali biste moći pristupiti Pi -u putem web -preglednika na svom računalu navigacijom do porta 8080 na Pi -ovoj IP adresi. Na primjer, ako je IP adresa vašeg Pi -a 192.168.1.123, idite na

11. Zatvorite poslužiteljski softver pomoću Ctrl-C.

12. Za pokretanje poslužitelja kad god se Pi pokrene, instalirajte datoteku sistemske usluge:

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

    sudo systemctl enable pi-rover.service

13. Nakon što softver bude testiran i radi, isključite ga kako bismo mogli instalirati Pi u rover:

    sudo shutdown -h sada

Napomena: Ako ćete omogućiti pristup drugim ljudima izvan vaše kućne mreže (poput djeda, koji je ovaj Dan zahvalnosti kod svoje kuće), morat ćete konfigurirati usmjerivač za slanje prometa s vaše javne IP adrese na Pi. Da biste to učinili, upotrijebite vodič za prosljeđivanje portova.

Korak 4: Povežite Rover

Snap Rover dolazi s uputama za povezivanje daljinskog upravljača koji dolazi s kompletom rovera. Prilagodit ćemo ih tako da komponentu radijskog prijemnika zamijenimo Pi.

Priručnik za rover uključuje niz krugova. Počnite s #1 ("noćni rover") i istrgnite sve lijevo od stupca 6. To ostavlja na mjestu IC upravljačke sklopke motora, (4) 1 kΩ otpornike na ulazima u upravljačku sklopku motora, klizni prekidač, a žice koje idu do rovera.

Korak 5: Priključite Pi na Rover

Ako imate kućište za Pi, ali ga još niste instalirali, učinite to sada.

40 -pinski konektor na Pi otkriva veliku funkcionalnost. Upotrijebit ćemo nekoliko I/O pinova opće namjene (GPIO) za povezivanje Pi s roverom. Važno je ovo spojiti točno onako kako je ovdje prikazano; pogrešno ožičenje riskira oštećenje Pi ili rovera.

1. Igle na Pi su označene brojevima 1-40. Vrijedno je pregledati pinout kako biste razumjeli kako su postavljeni.

2. Pomoću konektora Snap-to-Pin spojite sljedeća 4 GPIO-a na otpornike na ulazima upravljačkog sklopa motora:

   1. Pin 11 (GPIO 17) na otpornik na LF
   2. Pin 12 (GPIO 18) na otpornik na LB
   3. Pin 13 (GPIO 27) na otpornik na RF -u
   4. Pin 15 (GPIO 22) na otpornik na RB -u
   5. Upotrijebite još jedan Snap-to-Pin konektor za spajanje uzemljenja (Pin 14) iz Pi na masu (-) na roveru. Iako imamo 2 odvojena izvora napajanja (rover koristi 9V, a Pi koristi 5V iz USB baterije), dvije su strane električno povezane i potrebno nam je zajedničko uzemljenje za rad kruga.

Korak 6: Izgradite nosač za tablet

Za postavljanje tableta potrebno je uravnotežiti nekoliko konkurentskih potreba:

• Tableta bi trebala biti dovoljno visoko u zraku da može komunicirati sa stajaćom djecom i odraslima.
• Rover mora biti dovoljno stabilan kako se ne bi prevrnuo tijekom vožnje.
• Tablet bi trebao biti postavljen što je moguće bliže središtu rovera kako bi se osigurala stabilnost i glatko iskustvo tijekom vožnje.
• Gornji dio rovera nije dizajniran za pričvršćivanje ničega osim Snap Circuits -a, a nema sjajnog načina da se na njega stavi teret bez rizika od oštećenja komponenti.

1. dio: Izgradnja mostova

Vrh rovera je plastična rešetka s izbočinama dizajniranim za učvršćivanje elektroničkih komponenti. Postavljanje tereta izravno na rešetku ne bi bilo stabilno i moglo bi oštetiti rešetku. Odlučio sam izgraditi neku vrstu mosta preko podnožja s potporama koje se nalaze između neravnina na rešetki i s tiplom montiranim na vrh mosta. Koristio sam najlonsku traku za pričvršćivanje sklopa mosta + tipla na tijelo rovera.

1. Izrežite 2x4 do oko 10 "duljine; trebao bi biti dulji nego što je rover širok, kako bismo ga mogli sigurno pričvrstiti na rover.
2. Izrežite par komada od 8 "s 1/4" traka za oblikovanje. To će pomoći u stabilizaciji nosača tableta i spriječiti njegovo ljuljanje naprijed i natrag.
3. Zalijepite letvice za oblikovanje na 2x4. Trake bi trebale biti razmaknute tako da se uklapaju u utore rešetke, između neravnina (udaljene oko 5 "jedna od druge). Trake bi trebale biti postavljene tako da dno 2x4 sjedi iznad elektronike.
4. Izrežite par komada od 3 "iz 1x1 i zalijepite ih na uglove gdje se trake za oblikovanje spajaju s 2x4. Ovdje je cilj spriječiti da se trake za oblikovanje odlijepe od 2x4 pod bočnim pritiskom.
5. Upotrijebite lopaticu od 1 "da izbušite rupu za klin na vrhu 2x4. Rupa ne mora ići do kraja kroz 2x4; ostavite oko 1/8" drva netaknutim na dnu rupe za podupiranje tiple. Rupa bi trebala biti pomaknuta prema jednom rubu 2x4, kako bi se ostavilo mjesta za najlonsku traku s druge strane. Zalijepite klin u rupu pazeći da bude okomit.

Napomena: Manja tipla bi mogla raditi. Odabrao sam promjer 1 kako bih se uvjerio da je dovoljno krut da priguši oscilacije. Ne želite da djedu bude muka dok vozi!

Dio 2: Nosač tableta

Trebao mi je lagan, ali čvrst način pričvršćivanja tablete na vrh tiple. Sam tablet treba držati što je moguće bliže mozgu kako njegova težina ne bi djelovala kao poluga koja pokušava prevrnuti rover. Nakon što sam nakratko razmislio o izgradnji kutije od laganog drva poput basswood-a, odlučio sam se za pristup smanjenog napora rezanja kartonske kutije odgovarajuće veličine. Pronašao sam kutiju dimenzija 10 "x 12" x 1 ". Odrežite jedan kraj tako da se tablet može uvući, te izrežite pravokutni otvor s jedne strane tako da je zaslon tableta vidljiv. Vrućim ljepilom pričvrstite držač tableta do vrha tiple.

Korak 7: Ukopčajte se

Moramo pričvrstiti nosač tableta na rover. Rover nije dizajniran za to i nema prikladnih mogućnosti montaže. Odlučio sam pričvrstiti nosač pomoću dugačke najlonske trake omotane oko obje osi (ne osovine!) Rovera. Time se sprječava naginjanje nosača prema naprijed, prema natrag ili na bilo koju stranu. Pazite da remen ne vrši pritisak na bilo koju električnu komponentu, te da je čvrsto pripijen i pričvršćen kako se ne bi mogao olabaviti.

Korak 8: Počnite voziti

Nakon što je nosač tableta pričvršćen na rover, uključite Raspberry Pi i rover. Nakon što je Pi na mreži, prijavite se na web sučelje (npr. Http://192.168.1.123) i "Kontrola zahtjeva". Sada biste se trebali moći voziti uokolo! Samo jedna osoba može upravljati roverom, pa se odrecite kontrole nad roverom prije nego što netko drugi pokuša.

Upute za bake i djedove

Nakon što je rover na mreži, nazovite djeda (ili baku!) Na FaceTimeu. Kad se jave, neka otvore web preglednik i odu na svoju javnu IP adresu. Ovisno o tome koji telefon/tablet/računalo koriste, možda će morati prijeći u način rada "podijeljeni zaslon" ili upotrijebiti drugi uređaj.

Nakon što učitaju web stranicu, trebali bi vidjeti upravljačko sučelje rovera. Neka zatraže kontrolu. Sada mogu komunicirati s ostatkom obitelji kao da su tamo!

Korak 9: Buduća poboljšanja

Ovaj dizajn nije savršen. Neka moguća poboljšanja:

• Stabilizatori za rover kako se ne bi prevrnuo kad ga udari dijete, kućni ljubimac itd.
• Način da spriječite rover da naleti na stvari (vozač ne može gledati dolje!)
• Više finoće u kontrolama softvera za pi-rover. Trenutno su tvrdo kodirani za nešto što nam je dovoljno uspjelo.
• Ugradite alat za video konferencije na web stranicu tako da baki ne trebaju 2 uređaja za korištenje rovera