Pas Bot: Lego Robot Rover s web kamerom: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Evo kako napraviti Lego robota kojim možete upravljati s bilo kojeg zaslona putem WiFi -ja. Također ima web kameru tako da možete vidjeti kamo idete i LED svjetla za oči! Ovo je sjajan projekt za vašu djecu jer mogu izgraditi logotip, a vi ih možete uključiti u onoliko elektronike koliko su oni zadovoljni. Postoji mnogo fleksibilnosti u načinu provedbe ovog projekta, a to znači da lako ga mogu raskomadati i ponovno redizajnirati. Bilo mi je korisno kad sam zapeo da jednostavno počnem iznova. Nakon što ste ovo učinili nekoliko puta, prilično ga je lako i brzo obnoviti iz temelja. Sjajna stvar u ovome je što se ne morate brinuti da ćete "slomiti" bilo što jer ćete razviti vještine za jednostavnu obnovu.

Što trebaš

• Malina Pi B+
• Baza i motorni komplet
• Lego osnovna ploča
• Super ljepilo industrijske čvrstoće
• Bušilica
• Zanatski nož
• Oprema za lemljenje
• SD kartica
• Čitač SD kartica
• Komplet upravljačkog sklopa motora
• 2 LED diode
• web kamera srednje cijene (možete isprobati jeftinu)
• PC i tablet / telefon
• Wifi usmjerivač kojem imate administratorski pristup
• Puno lego kockica
• Punjač telefona za hitne slučajeve
• 4 žice za preskakanje svaka s najmanje 1 ženskim priključkom
• 4 AA baterije (dobro se mogu puniti)

Korak 1: Pripremite bazu

Počeo sam s bazom i 2 motora poput ovog motora u Amazonu

Uzmite podlogu od perspeksa i zalijepite tanku Lego podlogu. Za ovo sam koristio super ljepilo industrijske čvrstoće koje se suši u nekoliko minuta i super je jako. Kad je ljepilo fiksirano, odrežite višak Lego osnovne ploče tako da slijedi liniju osnovne ploče od perspeksa. zatim izbušite rupe kroz Lego ploču koje odgovaraju bazi od perspeksa. Izbušio sam rupe kad god mi je trebalo. Sada imate temelj za izgradnju svoje Lego strukture.

Korak 2: Sastavite kotače

Sada sastavite kotače. Slijedite upute proizvođača ovdje. Kotači koje sam kupio imali su sve upute na kineskom, koje ne mogu pročitati, ali bilo je prilično lako shvatiti prema slikama. Nakon sastavljanja pričvrstite žice na motore malom mrljom lemljenja.

Korak 3: Pričvrstite kotače na bazu

Zatim pričvrstite kotače na osnovnu ploču, ako je potrebno, možete izbušiti rupe u podnožju. Vjerojatno ćete pred kraj projekta saznati da želite da žice prođu kroz bazu negdje drugdje, ali uvijek možete izbušiti novu rupu i kasnije se preseliti.

Korak 4: Pripremite Pi

Sada pripremite PI. Koristio sam model B+ s USB wifi ključem. Koristio sam Full Desktop sliku zasnovanu na Debian Jessie koju možete preuzeti sa Raspbian Pi stranice. Vrijedno je stvoriti SD karticu od nule i držati sliku diska pri ruci jer možete jednostavno započeti iznova. Možda ćete morati malo proguglati da biste shvatili kako stvoriti sliku diska na svom računalu. Sliku sam stvorio koristeći Ubuntu ovako: Desnom tipkom miša kliknite sliku diska i odaberite "otvori s pisačem slika diska". Zapišite sliku na SD karticu. Slika diska je prilično mala, pa ako imate veću SD karticu (npr. 30 GB), možete upotrijebiti softver za particioniranje poput GParteda kako biste iskoristili sav raspoloživi prostor. Nakon što ste shvatili kako to učiniti, potrebno je oko 5 minuta i zaista se isplati kao da ste pokvarili softver, možete ga jednostavno ponovno instalirati.

Korak 5: Montirajte upravljačku ploču

Zatim vam je potrebna upravljačka ploča motora. Koristio sam komplet iz RyanTeka. Dolazi s izvrsnim vodičem za lemljenje, ali mislim da ga možete dobiti i pred lemljenje. Ako prije niste lemili, ne brinite, samo polako i malo vježbajte prije nego što krenete na ploču motora.

Sada, pričvrstite bateriju (s 4 AA baterije) i motore gore na upravljačku ploču, a zatim priključite upravljačku ploču na GPIO pinove Pi. Opet će vam ploča upravljača dati više detalja. Ne brinite o tome da ćete odgovarajuće žice motora uvesti u odgovarajuće utore, sve dok nisu spojeni na priključke za istosmjernu struju. Ne lijepim niti pričvršćujem Pi ili bateriju na Lego ploču jer vam to daje veću fleksibilnost pri dizajniranju Lego kućišta. Također možete jednostavno promijeniti svoj dizajn dok idete.

Korak 6: Počnite graditi Lego tijelo

Sada je vrijeme za izradu Lega kockica. U ovom trenutku možete uključiti zaista malu djecu, sve dok mogu držati komad Lega! Počeli smo sa samo osnovnim četverokutnim kućištem dok sve nije funkcioniralo, a zatim smo postali avanturističniji s psećim botom. Sjajna stvar ovdje je što možete obnoviti tijelo robota koliko god želite. Počnite stvaranjem doma za Pi. Ne zaboravite ostaviti mjesta za USB priključke i kabele za napajanje. Ugradite priličnu količinu labavosti u bilo koje stanovanje koje gradite. U redu je da stvari malo zveckaju i ne možete biti previše precizni s Lego kockicama.

Koristili smo Lego prozore za omogućavanje pristupa USB priključcima koji će vam kasnije trebati.

Korak 7: Pripremite Pi

Sada je pravo vrijeme za pokretanje Pi i pokretanje robota.

Razvijao sam kôd za korištenje s ovim projektom na Git hubu. Pročitajte me na stranicama git huba provest će vas kroz upute o tome kako instalirati sav softver na Pi, ali ću vas provesti i kroz korake ovdje.

Prvo pokrenite Pi priključivanjem kabela za napajanje. Morat ćete spojiti HDMI kabel na televizor i koristiti USB tipkovnicu i miš. Prva stvar je da se povežete na svoj Wifi. to radite klikom na ikonu u gornjem desnom kutu Raspianske radne površine i dokazivanjem pojedinosti. Kad se jednom povežete na Wifi, sve ostalo možete učiniti iz naredbenog retka, pa ako želite, možete se povezati s Pi -om pomoću ssh -a, ali za sada, budući da smo spojeni na televizor, možemo otvoriti terminal s radne površine Raspian.

Korak 8: Instalirajte softver na Pi

Otvorite terminal na Pi i upišite sljedeće naredbe.

sudo apt-get ažuriranje

Ovo ažurira Raspian najnovijim softverom.

Zatim instalirajte softver za web kameru

sudo apt-get install motion

U ovom trenutku također morate konfigurirati kretanje. Naveo sam što treba ažurirati u kojim datotekama na stranicama github -a. Postoje i upute o tome kako web kamera raditi na vašem Pi. Upoznajte se s postavkama i poigrajte se s njima nakon što vam bude ugodno s postavljanjem.

sudo apt-get install python-dev python-pip

Time se instaliraju knjižnice Python, a također i upravitelj pakiranja softvera python.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

Time se instalira Pubnub, softver koji upravlja razmjenom poruka između upravljačke ploče i vašeg bežičnog robota.

Instaliranje ovog dijela traje neko vrijeme pa idite i skuhajte šalicu čaja !!

Korak 9: Instalirajte softver robota

Sada ste instalirali sve ovisne dijelove softvera, vrijeme je da instalirate kôd potreban za pokretanje robota.

git clone

ovo će stvoriti mapu lego-robot u vašem kućnom imeniku.

Prije nego što možete pokrenuti kôd robota, morate stvoriti račun za PubNub i nabaviti ključ za objavljivanje i pretplatu. to možete učiniti slijedeći upute za početak rada na PubNubu. Nakon što postavite, morate otvoriti dvije datoteke:

• lego-robot/poslužitelj/ključevi.py
• lego-robot/client/keys.js

i zamijenite ključeve pub i sub ključevima koje možete dobiti s nadzorne ploče pubnub.

Imajte na umu da vrijednost kanala može biti bilo što, sve dok se podudara na klijentu i poslužitelju.

Korak 10: Instalirajte softver kontrolera i provjerite radi li sve

Na računalu klonirajte git hub kôd na isti način kao što smo to učinili na robotu.

git clone

Možda git nije instaliran na vašem računalu. Ako nije, slijedite upute na git hubu.

Također imate mogućnost preuzimanja koda kao zip datoteke, iako bih savjetovao instaliranje GIT -a i kopiranje datoteka kloniranjem spremišta.

morat ćete ažurirati datoteku lego-robot/client/keys.js s vašim osobnim ključevima za objavljivanje i pretplatu.

Kad završite, otvorite datoteku lego-robot/client/buttons.html u web pregledniku. Sada biste trebali moći upravljati svojim robotom pomoću upravljačkih gumba.

Gornji dijagram prikazuje što se događa:

• Kada pritisnete gumb, poruka se šalje na pubnub (pomoću ključa za objavljivanje)
• PubNub zatim prosljeđuje robotu koji …
• Sluša li poruke (pomoću ključa za pretplatu)
• Robot se zatim prevodi u radnju.

Koristio sam pubNub kao besplatan, brz (u stvarnom vremenu) i uvelike pojednostavljuje slanje i primanje poruka pomoću jako lijepog API -ja.

Možete kopati u klijentskom i poslužiteljskom kodu i vidjeti poruke koje se šalju pomoću jednostavnih tipki poput "naprijed" i "natrag".

Na lego-robot/client/joystick.html postoji i kontroler stila upravljačke palice.

Poboljšat ću ove kontrolere i stalno dodavati nove, pa ako ikada poželite ažurirati softver, možete koristiti naredbu "git pull". Također slobodno pridonesite git spremištu i stvorite više kontrola prilagođenih korisniku.

Sada ste spremni provjeriti radi li kretanje u redu. Na terminalu Pi promijenite imenik u lego-robot/poslužitelj i upišite:

sudo python robot.py

ovo pokreće python skriptu za osluškivanje dolaznih poruka iz Pubnuba.

Sada pokušajte pritisnuti neke gumbe na kontroleru, trebali biste vidjeti ove odgovore primljene na Pi terminalu (kao što je prikazano na gornjoj slici), a robot.py prevodi te poruke u pokrete preslikavajući ih u signale na Pi GPIO.

Trebali biste moći kretati robota.

Korak 11: Pripremite web kameru i LED svjetla

Možete koristiti bilo koju web kameru koja je kompatibilna s Linuxom (većina njih je). Ja bih se odlučio za model srednje klase (oko 15 funti) jer sam isprobao stvarno jeftin i od njega nisam mogao dobiti nikakvu jasnu sliku. Prvi korak je rastavljanje web kamere kako biste imali samo osnovnu ploču i kameru.

Ako želite instalirati svjetla, uzmite LED svjetlo i spojite dvije žice za preskakanje na svaki terminal. Koristio sam žice za preskakanje koje imaju ženski priključak na jednom kraju tako da ih kasnije možete jednostavno priključiti na Pin GPIO pinove. Drugi kraj žice morate ogoliti, kako biste uklonili terminal. Ovdje možete i lemiti kako biste uspostavili sigurnu vezu. Također sam upotrijebio neki toplinski skupljajući omot koji možete koristiti za pokrivanje svake žice, iako se ne bih brinuo da ću to učiniti previše dobro dok ne budete sretni što sve radi, tada možete završiti i poboljšati. Također je dobra ideja upotrijebiti otpornik kako biste spriječili da LED gori.

Ovdje postoje detaljne upute koje detaljno opisuju kako spojiti LED diode.

Kao što prikazuje slika, koristim Lego blok s rupom kao jednostavan način za postavljanje LED diode na glavu robota.

Korak 12: Izradite glavu pomoću bregastog nosa i svjetla

Napravite kućište glave za kameru. Ovdje neću biti previše određen jer je vrijeme da budete kreativni. Međutim, morate graditi oko kamere. Pas za pse integrira kameru u nos i ima oči kao LED diode. Ostavite rupu na stražnjoj strani glave kako biste izvukli žice.

Korak 13: Dovršite tijelo

Sada ste sretni što se pseći bot u osnovi kreće, možete stvoriti kućište za baterije. Koristio sam pakiranje od 4 AA baterije (isporučene s kotačima i postoljem) i paket punjača za hitne slučajeve. AA baterije služe za istosmjerne motore za kotače, a paket mobilnih telefona za Pi. Dobra je ideja učiniti baterije lako dostupnima jer ćete im morati pristupiti radi punjenja i zamjene.

Kad budete sretni, postavite krov nad Pi. Ne brinem se previše oko skrivanja žica i strujnih krugova jer je to dio slike robota. Međutim, u ovom trenutku sve ovisi o vama. Možda biste htjeli razmotriti koliko vaš bot postaje sve teži, što se sporije kreće.

Korak 14: Montirajte glavu

Vrijeme je da sve povežete.

Spojite USB kabel web kamera na prednju stranu bota pomoću pristupnih rupa koje ste stvorili. Žicu možete pričvrstiti na robota stvaranjem Lego kućišta. Također sam skratila USB kabel izrezivanjem i ponovnim lemljenjem, ali to učinite samo ako zaista želite lemiti 4 male žice zajedno. Možda bi bilo lakše kupiti kratki USB kabel i ponovno ga spojiti na stražnju stranu fotoaparata.

Također morate spojiti LED svjetla na Pin GPIO pinove koje ne zauzima kontroler ploče motora. To su GPIO pinovi 20 i 21 i dva rezervna uzemljenja u blizini. Koristite rezervne uzemljene igle u blizini. Ako svjetlo ne radi, pokušajte prebaciti okruglo tlo pomoću GPIO izlaza. Da biste utvrdili koje pinove spojite na google dobar GPIO dijagram.

Korak 15: Testirajte LED diode i nosač nosa

Za pokretanje softvera web kamere upišite:

sudo kretanje

Također provjerite jeste li pokrenuli skriptu robot.py (kako je detaljno opisano u prethodnim uputama):

sudo python robot.py

Sada biste trebali moći koristiti prekidač za svjetla na kontroleru za uključivanje i isključivanje svjetla.

Web kamera trebala bi emitirati na vašoj IP IP adresi na portu 8080, pa na primjer upišite sljedeće u svoj web preglednik.

192.168.1.2:8081

Pronašao sam Pi IP adresu prijavom na svoj usmjerivač kao administrator i gledanjem priključenih uređaja. Upute o tome kako to učiniti obično se nalaze na stražnjoj strani usmjerivača ili pogledajte upute za usmjerivače na mreži.

možete istražiti konfiguracijske postavke softvera za kretanje, kako je opisano u prethodnom koraku. Smatram da se streaming ponekad zaustavi, ali općenito radi u redu.

Ovom video streamu možete pristupiti sa bilo čega što ima preglednik povezan s vašom Wifi mrežom.

Korak 16: Dovršavanje

Mrežni pristup

Sada biste trebali moći upravljati robotom iz preglednika na računalu. No lijepo je biti u mogućnosti kontrolirati robota s bilo kojeg dodirnog uređaja poput iPad -a ili telefona.

Da biste to učinili, morate smjestiti klijentske datoteke (buttons.html itd.) Na web poslužitelju.

Počeo sam s instaliranjem web poslužitelja na Pi, koji radi u redu. Međutim, lakše je samo prenijeti HTML datoteku na bilo koji drugi web poslužitelj. Jednostavno sam kopirao HTML datoteku na svoj javni plavi račun domaćina. Možda ćete htjeti datotekama zaštititi pristup ovim datotekama jer sadrže potključeve pub -a na vašem pub nub kanalu. Nakon što to učinite, možete pristupiti kontroleru s bilo kojeg uređaja, čak i izvan svoje kuće.

Automatsko pokretanje

Još jedna korisna stvar koju trebate učiniti je ažurirati / etc / rc.local skriptu na vašem maline Pi; dodajući ova dva retka:

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

Oni će se izvoditi svaki put kada se Pi pokrene, pa ne morate ručno pokretati naredbu.

Korak 17: Zabavite se

To je sve.

Ostavite komentare ako zaglavite, a ako želite poboljšati bilo koji softver, pridružite se github spremištu. Nastavit ću raditi na ovom projektu i evo nekoliko ideja:

• Kontroler u stilu "big trak" u kojem programirate slijed naredbi poput "lijevo 10, naprijed 6, natrag 2 …", a zatim pritisnite "pokreni" i robot izvršava naredbe.
• Naginjući vrat, tako da web kamerom možete gledati prema gore
• Zvučnik koji prevodi tekst iz kontrolera u govor
• Upravljanje glasom

Živjeli

Petar