Snap Circuits Telepresence робот: 9 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

2020 оны амралтын өдрүүд арай өөр байна. Манай гэр бүл улс даяар тархсан бөгөөд тахлын улмаас бид амралтаараа цугларч чадахгүй байна. Өвөө, эмээ нарыг Талархлын баяртаа оролцуулахыг хүсч байна. Давхар 3 шиг телепренс робот нь 4000 долларын үнэтэй байхаас бусад тохиолдолд төгс төгөлдөр байх болно. Би үүнээс хамаагүй бага мөнгөөр үүнтэй төстэй зүйл бүтээж чадах болов уу гэж бодсон.

Snap Circuits® RC Snap Rover® нь өөрчлөлт, туршилт хийхэд зориулагдсан электрон төхөөрөмж бүхий алсын удирдлагатай ровер юм. Энэ нь telepresence роботын суурь болох хамгийн тохиромжтой хэмжээтэй бөгөөд би үүнийг вэбээс удирдахын тулд утсаар холбож магадгүй гэж бодсон.

Хэрэв би ровер дээр таблет суурилуулж чадвал эмээ, өвөөгийн баярт оролцох боломжийг олгодог телепрессант роботтой болно. Тэд ганцаараа байшинд нүүж, өөр өөр хүмүүстэй харьцах боломжтой байсан. Энэхүү шинэлэг зүйл нь тэднийг болон миний хүүхдүүдийг ердийн видео дуудлагаас илүү сонирхолтой байлгаж магадгүй юм.

Талархлын баярын өмнөх шөнө би роботыг ажиллуулсан бөгөөд энэ нь маш том цохилт болсон!

Хадгалах боломжтой цахилгаан бараа, жаахан хөнгөн мужааны тусламжтайгаар та ч бас дурангаар ажилладаг робот бүтээж болно. Гагнах шаардлагагүй!

Хангамж:

Техник хангамж

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Тэмдэглэл: 'Deluxe' Snap Rover нь ижил хэсгүүдийг ашигладаггүй бөгөөд энэ гарын авлагатай ажиллахгүй болно. Хэрэв танд Deluxe Snap Rover байгаа бол тусдаа Мотор Хяналтын IC худалдаж авах шаардлагатай болно

• Холбох холбогч
• Raspberry Pi Zero W эсвэл NodeJS -ийг ажиллуулах чадвартай програмчлагдах GPIO бүхий бусад төхөөрөмж
• Raspberry Pi -ийн хайрцаг (заавал биш)
• GPIO Hammer Headers (эмэгтэй)
• MicroSD карт (4GB ба түүнээс дээш)
• Pi-г тэжээх USB батерей ба микро USB кабель
• iPad эсвэл өөр таблет/утас

• Бусад. мод:

  • 1 "x 48" хэмжээтэй модон алчуур, хүссэн өндрөөр нь хайчилж ав
  • 2х4, ойролцоогоор. 10 "урт
  • 1/4 "x 1" x 8 "хэвний 2 ширхэг
  • 1х1 хэмжээтэй 2 ширхэг хаягдал, ойролцоогоор. 3 "урт
• IPad эзэмшигчийн үүргийг гүйцэтгэх жижиг картон хайрцаг
• Nylon нэхэх оосор, ойролцоогоор. 6 '

Програм хангамж

• Ровер дээр:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (Pi Zero W дээр албан ёсны бус 14.15.1 armv6 загвараар туршсан)
  • pi-rover алсын удирдлагатай програм хангамж

• Таблет дээр:

  Facetime, Zoom эсвэл видео хурлын бусад програм хангамж

• Таны компьютер дээр:

  Ssh клиент (Mac + Linux дээр суулгагдсан; Windows-д зориулсан PuTTY гэх мэтийг ашиглана уу)

Багаж хэрэгсэл

• 1 "хүрзний битээр өрөмдөх
• Халуун цавуу буу
• Алх
• Харсан
• Соронзон хальсны хэмжүүр / захирагч

Хэрэглэгчийн хувьд (өвөө эмээ гэх мэт)

Өвөө эсвэл жолоодлогыг ажиллуулдаг хүнд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

Видео хурлын програм хангамж (FaceTime, Zoom гэх мэт) болон вэб хөтөч бүхий компьютер

ЭСВЭЛ

Хуваагдсан дэлгэцтэй, видео хурлын програм хангамж бүхий таблет/утас

ЭСВЭЛ

• 2 төхөөрөмж:

  • Видео хурлын програм хангамжтай утас, таблет эсвэл бусад төхөөрөмж,
  • Эхний төхөөрөмжийг видео ашиглах үед хөтчийг хянахад ашиглаж болох вэб хөтөчтэй хоёр дахь төхөөрөмж

Алхам 1: Тоног төхөөрөмжийн сонголт

Роверыг интернетээс удирдахын тулд надад роверыг удирдаж чаддаг, вэб серверийн үүрэг гүйцэтгэдэг жижиг компьютер хэрэгтэй байсан тул эмээ өвөө нь роверт нэвтрэх боломжтой байв. Raspberry Pi Zero W нь төгс тохирно. Жижиг хэмжээтэй, Wi-Fi сүлжээтэй, жижиг вэб сервер ажиллуулахад CPU-ийн хангалттай хүч чадалтай. Дээрээс нь энэ нь ердөө 10 доллар бөгөөд энэ нь бусад хобби сонирхогчдын сонголтоос хамаагүй бага юм. Би Pi + дагалдах хэрэгслүүдээ Адафрутын шилдэг хүмүүсээс авсан.

Алхам 2: Pi: Толгойг бэлтгэх

Боловсролын тоглоомуудын Snap Circuits шугам нь электроникийн LEGO® тоосго шиг юм. Тэд ямар ч гагнуургүйгээр хэлхээг утсаар холбохыг зөвшөөрдөг бөгөөд тэдгээр нь хүүхдүүдэд харьцангуй аюулгүй байдаг. Хоббичин электроникийн самбар (Raspberry Pi гэх мэт) нь утсыг холбох хэд хэдэн аргыг санал болгодог боловч тэдгээрийн аль нь ч Snap Circuits -тэй нийцдэггүй.

Үүнийг тойрч гарахын тулд бид Pi -д толгой байрлуулна, дараа нь тусгай "Snap to Pin" холбогч утсыг ашиглан Pi -ийг роверт ямар ч гагнуургүйгээр холбоно.

Суурилуулах зааврыг ("pHAT -ийн хувьд" гэж тэмдэглэсэн) эмэгтэй алх толгойнуудыг Pi руу суулгана. Эмэгтэй толгойг ашиглах нь чухал; Эдгээр нь холбогч утсыг залгах боломжийг бидэнд олгодог.

Алхам 3: Pi: Програм хангамжийг бэлтгэх

Raspberry Pi програм хангамжаа MicroSD картаас ачаалж байна. Бид үйлдлийн систем суулгаж, дараа нь Pi -г ачаалж, өөр хэд хэдэн хэрэгслүүдийг нэмж, роверын хяналтын програмыг суулгана.

1. Raspberry Pi OS Lite (32 бит) -ийг SD картанд татаж суулгахын тулд Raspberry Pi Imager програмыг компьютер дээрээ ашиглаарай.
2. Энэхүү гарын авлагыг ашиглан Pi -г "толгойгүй" горимд, гар эсвэл дэлгэц ашиглахгүйгээр тохируулна уу. Энэ нь Pi-г анх ачаалах үед Wi-Fi дээр авах болно.
3. SSH дээрх энэ гарын авлагаас 3+4 алхамыг ашиглан Pi дээрх Secure Shell (ssh) протоколыг идэвхжүүлнэ үү. Та "X Forwarding" -ийг тохируулах хэсгийг үл тоомсорлож болно. Энэ нь онлайнаар орсны дараа Pi руу нэвтрэх боломжийг танд олгоно.
4. SD картыг Pi руу зөөж, pi -г ачаална уу. Би USB батерейг хүчээр хангахын тулд ашиглаж байсан боловч үүнийг хийхийн тулд та цахилгаан адаптер эсвэл микро USB кабелийг ашиглан компьютерээсээ асааж болно.
5. Pi -ийн IP хаягийг олоорой. Та Pi -тэй холбогдож, дараа нь роверыг удирдах хэрэгтэй болно.

6. Pi -д компьютерээсээ нэвтэрнэ үү. SSH хичээлийн "Үйлчлүүлэгчээ тохируулах" хэсэгт дэлгэрэнгүй зааврыг оруулсан болно. Та одоо Pi -д нэвтэрсэн байх ёстой:

   ssh pi@

7. Алсын удирдлагатай програм хангамж нь NodeJS нэртэй хэрэгслийг ашигладаг. NodeJS -ийг Pi дээр суулгахын тулд SSH дээр дараах тушаалуудыг ажиллуулна уу.

   wget

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

8. Та одоо Pi дээр NodeJS суулгасан байх ёстой. Үүнийг шалгахын тулд ажиллуулна уу

   зангилаа -v Хэдэн секундын дараа NodeJS хувилбарыг гаргах ёстой

   v14.15.1

9. Дараа нь бид pi-rover гэж нэрлэгддэг роверын хяналтын програмыг суулгах болно. Үүнд хэдэн минут шаардагдах болно:

   sudo apt-get суулгах git

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

10. Pi дээр серверийн програм хангамжийг ажиллуулна уу:

    зангилааны индекс.js

    Хэрэв бүх зүйл сайн болсон бол та Pi дээрх IP хаягийн 8080 порт руу очиж компьютер дээрээ вэб хөтчөөр дамжуулан Pi руу нэвтрэх боломжтой байх ёстой. Жишээлбэл, хэрэв таны Pi -ийн IP хаяг 192.168.1.123 бол https://192.168.1.123:8080 руу очно уу.

11. Ctrl-C ашиглан серверийн програм хангамжаас гарах.

12. Pi эхлэх бүрт серверийг ажиллуулахын тулд системийн үйлчилгээний файлыг суулгана уу.

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

    sudo systemctl pi-rover.service-ийг идэвхжүүлнэ

13. Програм хангамжийг туршиж, ажиллуулсны дараа унтраагаад Pi -ийг роверт суулгаарай.

    sudo shutdown -h одоо

Тэмдэглэл: Хэрэв та гэрийн сүлжээнээс гадуур бусад хүмүүст (жишээ нь, Талархлын баяраар гэртээ байгаа өвөө гэх мэт) хандах гэж байгаа бол чиглүүлэгчээ нийтийн IP хаягаасаа урсгалыг илгээхийн тулд тохируулах хэрэгтэй болно. Пи. Үүнийг хийхийн тулд порт дамжуулах гарын авлага ашиглана уу.

Алхам 4: Rover машиныг холбоно уу

Snap Rover нь роверын иж бүрдэл дагалдах алсын удирдлагыг залгах заавартай ирдэг. Бид радио хүлээн авагчийн бүрэлдэхүүн хэсгийг Pi -ээр солихын тулд эдгээрийг тохируулна.

Роверын гарын авлагад хэд хэдэн хэлхээ багтсан болно. №1 -ээс эхэлж ("Шөнийн аялагч") 6 -р баганын зүүн талд байгаа бүх зүйлийг хайчилж ав. Энэ нь моторын хяналтын IC, моторын удирдлагын IC -ийн оролтууд дахь (4) 1kΩ эсэргүүцэл, слайд унтраалга, мөн утаснууд ровер руу явж байна.

Алхам 5: Pi -ийг Rover руу залгаарай

Хэрэв танд Pi -ийн хэрэг байгаа боловч хараахан суулгаагүй байгаа бол яг одоо хийгээрэй.

Pi дээрх 40pin холбогч нь маш их функцийг харуулдаг. Pi-г ровертой холбохын тулд бид ерөнхий зориулалттай I/O зүү (GPIO) ашиглах болно. Үүнийг яг энд үзүүлсэн шиг холбох нь чухал юм. Буруу залгах нь Pi эсвэл роверыг гэмтээх эрсдэлтэй.

1. Pi дээрх зүү нь 1-40 хүртэл дугаарлагдсан байна. Тэдгээрийг хэрхэн яаж байрлуулсан болохыг ойлгохын тулд зүүг шалгаж үзэх нь зүйтэй юм.

2. Дараах 4 GPIO-ийг моторын хяналтын IC оролт дээрх резисторуудтай холбохын тулд холбох товчлуурыг ашиглана уу.

   1. Зүү 11 (GPIO 17) -ийг LF дээрх резистор руу холбоно уу
   2. 12 (GPIO 18) зүүг LB дээрх резистор руу холбоно уу
   3. 13 (GPIO 27) зүүг RF -ийн эсэргүүцэл рүү холбоно уу
   4. 15 (GPIO 22) зүүг RB дээрх резистор руу холбоно уу
   5. Газрын зүү (14-р зүү) -г Pi-ээс ровер дээрх газар (-) руу холбохын тулд өөр нэг холбогчийг ашиглана уу. Хэдийгээр бид 2 тусдаа тэжээлийн хангамжтай (ровер нь 9В, Пи нь USB батерейгаас 5V ашигладаг) боловч хоёр тал нь цахилгаан холболттой бөгөөд хэлхээний ажиллах нийтлэг газар хэрэгтэй болно.

Алхам 6: Таблет холбогчийг бүтээх

Таблетыг суурилуулахын тулд хэд хэдэн өрсөлдөгчийн хэрэгцээг тэнцвэржүүлэх шаардлагатай.

• Таблет нь агаарт хангалттай өндөр байх ёстой бөгөөд энэ нь зогсож буй хүүхдүүд болон насанд хүрэгчидтэй харьцаж чаддаг.
• Жолоодлогын машин жолоодож байхдаа унахаас зайлсхийхийн тулд тогтвортой байх ёстой.
• Таблетыг жолоодлогын тогтвортой байдлыг хангахын тулд роверын төвд аль болох ойр байрлуулах ёстой.
• Роверын дээд хэсэг нь Snap Circuits -ээс өөр зүйл холбох зориулалттай биш бөгөөд эд ангиудыг гэмтээх эрсдэлгүйгээр ачаалал өгөх гайхалтай арга байдаггүй.

1 -р хэсэг: Гүүр барих

Роверын дээд хэсэг нь электроникийн эд ангиудыг бэхлэх зориулалттай овойлт бүхий хуванцар сүлжээ юм. Ачааг шууд сүлжээнд байрлуулах нь тогтвортой биш бөгөөд сүлжээг гэмтээж болзошгүй юм. Сүлжээ дээрх овойлтын хоорондох тулгууртай, гүүрний орой дээр бэхлэгдсэн алчуур бүхий суурин дээр нэг төрлийн гүүр барихаар шийдсэн. Би нейлон оосор ашиглан гүүр + гүүрний угсрагчийг роверын биед бэхлэв.

1. Ойролцоогоор 2х4 -ээс 10 "урттай хайчилж аваарай, энэ нь роверын өргөнөөс илүү урт байх ёстой бөгөөд энэ нь түүнийг роверт найдвартай бэхлэх боломжийг бидэнд олгоно.
2. 1/4 "хэлбэрийн туузнаас 8" ширхэгийг хайчилж ав. Эдгээр нь таблетын бэхэлгээг тогтворжуулж, урагш болон хойшоо ганхахаас сэргийлнэ.
3. Хэвний туузыг 2х4 хэмжээтэй цавуугаар наа. Туузыг сүлжээний ховилд, овойлтын хооронд (бие биенээсээ 5 инч орчим зайтай) багтахаар зайтай байх ёстой. Туузыг 2х4 -ийн ёроол нь электроникийн дээгүүр байхаар суурилуулсан байх ёстой.
4. 1х1 хэмжээтэй 3 инчийн хос хэсгийг хайчилж, хэвний тууз нь 2х4 хэмжээтэй таарч байгаа буланд наана. Энд байгаа зорилго нь хэвний туузыг хажуугийн даралтаар 2х4 -ээс салгахаас урьдчилан сэргийлэх явдал юм.
5. 2х4 -ийн дээд хэсэгт ороох нүхийг өрөмдөхийн тулд 1 "хүрзний битийг ашиглана уу. Нүх нь 2х4 хэмжээтэй байх шаардлагагүй; нүхний ёроолд 1/8" орчим мод үлдээгээрэй. алчуурыг дэмжих. Нүхийг 2х4 хэмжээтэй нэг ирмэг рүү чиглүүлж, нөгөө талд нь нейлон оосор хийх зай үлдээх хэрэгтэй. Нүхийг нүхэнд нааж, босоо байрлалтай эсэхийг шалгаарай.

Тэмдэглэл: Жижиг овоолго ажиллах боломжтой. Би 1 диаметрийг сонгосон бөгөөд энэ нь чичиргээг намжаахад хангалттай хатуу байсан. Та өвөөг машин жолоодож байхад нь машинаар өвтгөхийг хүсэхгүй байна!

2 -р хэсэг: Таблет эзэмшигч

Таблетийг гогцооны дээд хэсэгт бэхлэхэд надад хөнгөн боловч бат бөх арга хэрэгтэй байсан. Таблетыг өөрөө аль болох ойрхон байлгаж байх ёстой бөгөөд ингэснээр жин нь роверыг эргүүлэхийг оролддог хөшүүргийн үүрэг гүйцэтгэхгүй. Басс мод шиг хөнгөн модоор хайрцаг бүтээх талаар товчхон бодож үзээд тохиромжтой хэмжээтэй картон хайрцгийг огтлохын тулд бага хүчин чармайлт гаргах аргыг сонгов. Би ойролцоогоор 10 "x 12" x 1 "хэмжээтэй хайрцгийг оллоо. Таблетыг дотогш оруулахын тулд нэг үзүүрийг хайчилж, нэг талдаа тэгш өнцөгт нээлхийг хайчилж, таблетны дэлгэц харагдах болно. Таблет эзэмшигчийг бэхлэхийн тулд халуун цавуу ашиглана уу. гогцооны дээд хэсэгт.

Алхам 7: Оосорлоорой

Бид таблетын бэхэлгээг роверт холбох ёстой. Ровер нь үүнд зориулагдаагүй бөгөөд угсрах тохиромжтой сонголт байхгүй байна. Би роверын хоёр тэнхлэгийг (тэнхлэг биш!) Ороосон урт нейлон оосор ашиглан бэхэлгээг бэхлэхээр шийдсэн. Энэ нь бэхэлгээг урагш, хойш, эсвэл хоёр тал руу хазайхаас сэргийлдэг. Оосор нь цахилгаан эд ангиудад ямар нэгэн дарамт учруулахгүй байгаа эсэхийг шалгаж, түүнийг чанга татаж, бэхэлсэн байх ёстой бөгөөд ингэснээр сулрахгүй.

Алхам 8: Ройвинг хийж эхлээрэй

Таблетийн холболтыг роверт бэхлэсний дараа Raspberry Pi болон роверыг асаагаарай. Pi онлайн болсны дараа вэб интерфэйс рүү нэвтэрнэ үү. Та одоо машин жолоодох боломжтой байх ёстой! Роверыг нэг дор ганцхан хүн жолоодох боломжтой тул өөр хүн оролдохоос өмнө жолоодлогын хяналтаа орхихоо мартуузай.

Өвөө, эмээ нарт зориулсан заавар

Ровер онлайн болсны дараа FaceTime дээр өвөө (эсвэл эмээ!) Руу залгаарай. Тэд үүнийг авмагц вэб хөтөч нээж, нийтийн IP хаяг руу оруулна уу. Тэд ямар утас/таблет/компьютер ашиглаж байгаагаас хамааран "дэлгэцийг хуваах" горимд орох эсвэл хоёр дахь төхөөрөмжийг ашиглах шаардлагатай болж магадгүй юм.

Вэб хуудсыг ачаалсны дараа тэд роверын хяналтын интерфэйсийг харах ёстой. Тэдэнд хяналт тавих хүсэлт тавь. Одоо тэд гэр бүлийнхээ бусад гишүүдтэй яг тэнд байгаа юм шиг харьцах боломжтой боллоо!

Алхам 9: Ирээдүйн сайжруулалтууд

Энэ загвар нь төгс биш юм. Зарим боломжит сайжруулалтууд:

• Хүүхэд, гэрийн тэжээвэр амьтан гэх мэтийг мөргөхөд тэр эрт унадаггүй.
• Роверыг мөргөлдөхөөс урьдчилан сэргийлэх арга (жолооч доош харж чадахгүй!)
• Pi-rover програм хангамжийн удирдлагад илүү нарийвчлалтай байдаг. Яг одоо тэд бидэнд хангалттай сайн ажилласан зүйлд хатуу кодлогдсон байна.
• Видео хурлын хэрэгслийг вэб хуудсанд оруулаарай, ингэснээр эмээ ровер ашиглахад 2 төхөөрөмж хэрэггүй болно