SOLARBOI - дэлхийг тойрон гарах 4G Solar Rover !: 3 алхам (зурагтай)

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

Бага байхаасаа л би үргэлж судлах дуртай байсан. Олон жилийн турш би WiFi -ээр удирддаг олон алсын удирдлагатай машинуудыг харсан бөгөөд тэд хангалттай хөгжилтэй харагдаж байв. Гэхдээ би байшин, гудамж, тэр ч байтугай хотын захын хязгаараас хол илүү бодит ертөнцөд гарахыг маш их мөрөөддөг байсан. Үүнийг хийхийн тулд би камер, 4G дата холболт, нарны эрчим хүчний системээр тоноглогдсон роботыг хэдэн өдөр, долоо хоног, бүр хэдэн сарын турш ажиллуулах боломжтой болсон. Би одоо Twitch.tv дээр шууд номлолд шууд дамжуулдаг бөгөөд SOLARBOI нь урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй роботоос илүү Австралийн хөдөө рүү явахыг хичээдэг. SOLARBOI -ийн зорилго бол Австралийн хөдөө тосгонд үлдэж, хөдөө орон нутгийг зорьж, цаашдын чиглэл рүү явах явдал юм. Энэ нь эрхэм зорилгынхоо хувьд гадны ямар ч тусламж авах боломжгүй, эс тэгвээс энэ нь амжилтгүй болсон гэж тооцогддог. Энэ нь зөвхөн наранд цэнэглэж, 4G сүлжээнд тулгуурлан харилцаа холбоогоо сэргээж, километр, километр, өдөр, долоо хоногоор явах ёстой. Төслийн үндсэн ойлголтууд хялбархан сонсогдож байгаа ч үүнийг татан буулгах нь үнэхээр хэцүү юм! Энэхүү гарын авлага нь SOLARBOI хэрхэн ажилладаг талаар үндсэн ойлголтуудыг тайлбарлах, хэдэн долоо хоногийн турш гадаа амьд үлдэх чадвартай робот платформыг хэрхэн бий болгох талаархи санааг танилцуулах зорилготой юм. Энэ бол өөрөө хэрхэн бүтээх талаар яг алхам алхмаар гарын авлага биш юм; Үүний оронд энэ бол үсрэх цэг бөгөөд та өөрийн бүтээн байгуулалт, дизайныг судлах боломжтой.

Алхам 1: Алхам 1: Тоног төхөөрөмж

Юуны өмнө танд роботын явах эд анги хэрэгтэй болно. 3D хэвлэсэн роверын загварыг олон хүн туршиж үзсэн ч би багаасаа нандин тоглоомыг ашиглахаар сонгосон. Radio Shack RAMINATOR нь том дугуйтай, дөрвөн дугуйгаар хөтлөгчтэй, ажлын түдгэлзүүлэлт хийсэн, дажгүй харагдаж байсан. Энэ нь эргэлтийн моментоос илүү хурдыг оновчтой болгосон боловч энэ нь миний ровер төслийн үндэс суурь болно гэж би шийдсэн. Тоглоомын зориулалттай RC тоног төхөөрөмжийг хуулж авсны дараа би хөдөлгүүрийг Hobbyking сойзтой ESC-ээр сольсон бол би жолооны анхны тохиргоог арилгаж, бат бөх servo-оор сольсон. Литий полимер батерейг суурилуулсан бөгөөд SOLARBOI -д хэдэн цагаар машин жолоодох хүчийг өгчээ.

Механикууд ажиллахгүй байгаа тул тушаал, хяналт нь дараагийн чухал асуудал юм. Үүний тулд би Raspberry Pi Zero дээр суурьшсан. Бага хэмжээний энерги шингээх зориулалттай бөгөөд энэ нь USB дагалдах төхөөрөмжтэй нийцдэг бөгөөд интернетэд холбогдсон төсөлд тохиромжтой. Урамшууллын хувьд энэ нь Raspberry Pi камерын захын төхөөрөмжтэй сайн ажилладаг бөгөөд энэ нь биднийг талбайд гарч байх үед роботын эргэн тойрон дахь байдлыг харах боломжийг олгодог. Би SOLARBOI-д зориулж загасны нүдний камерын линзийг сонгосон бөгөөд энэ нь дэлхийг тойрон аялахад туслах өргөн өнцгийг харуулсан юм. Гэрийн бааз руу буцах холболтыг хийхийн тулд бид 4G гинж дээр тулгуурладаг бөгөөд энэ нь бидэнд робот руу командыг илгээж, видеог хүлээн авах өндөр зурвасын өргөнийг өгдөг.

Нарны эрчим хүч нь SOLARBOI -ийн эрхэм зорилгын түлхүүр бөгөөд нэр нь ийм байдаг. Нарны гэрлээс илүү бүрхэг өдрүүдэд ч гэсэн нарны гэрлийг бүрэн дүүрэн ашиглахын тулд 20 Вт нарны хавтан суурилуулсан болно. Энэ нь батерейг өдрийн цагаар цэнэглэхэд ашигладаг бөгөөд ингэснээр SOLARBOI шөнийн цагаар жолоодлоготой, харц муутай, хөндлөнгийн оролцогчоос хол байж чаддаг. өөр цаг үед бид батерейгаа маш хурдан шавхах болно. Тиймээс Пи -г ихэнхдээ унтраах шаардлагатай байдаг, гэхдээ SOLARBOI -ийн байр суурийг мэдээлэхийн тулд тогтмол давтамжтайгаар асааж, хүссэн үедээ робот руу нэвтрэх, жолоодох боломжийг бидэнд олгодог. Үүнд хүрэхийн тулд Arduino Pro Micro нь тусгай програм ажиллуулж, цаг бүрийн эхний 5 минутанд SOLARBOI -ийг идэвхжүүлдэг. Хэрэв бид Mission Control -ээс робот руу нэвтэрвэл энэ нь үүргээ биелүүлэх боломжийг бидэнд олгох болно. Хэрэв энэ нь холболтыг илрүүлээгүй бол энэ нь Raspberry Pi -ийг буцааж унтрааж, эрчим хүч хэмнэх, нарны эрчим хүчийг бүрэн ашиглах боломжийг олгодог. Mission Control нь SOLARBOI -ийн байр суурийг үргэлж мэддэг байхын тулд GPS -ийг ашигладаг. Шөнө дөлөөр хөдөө гадаа машин жолоодож явахад зөвхөн харааны дохиогоор явахад маш хэцүү байдаг. Тиймээс GPS нь роботын байршлын талаархи засварыг үргэлжлүүлж, Австралийн бүс нутгийн гүнд хүрэх зорилгодоо хүрэх боломжийг бидэнд олгодог.

Алхам 2: Алхам 2: Програм хангамж

Мэдээжийн хэрэг, ровертой байх нь сайн, гэхдээ үүнийг ажиллуулахын тулд түүнд програм хангамж хэрэгтэй болно. SOLARBOI -ийн програм хангамж байнга хөгжиж байдаг бөгөөд энэ нь илүү сайн гүйцэтгэлийг бий болгож, цаг хугацааны явцад ашиглахад хялбар байдлыг сайжруулдаг.

Ровер нь Raspberry Pi Zero -ийн анхдагч OS Raspbian -ийг ашигладаг. Mission Control нь Windows дээр ажилладаг. Энэ нь Линуксийн янз бүрийн хэрэгслүүдийг Mission Control дээр тусгайлан суулгах шаардлагатай болдог. Эцэст нь хэлэхэд энэхүү тохиргоо нь SOLARBOI ашиглан олон км амжилттай явах боломжийг олгосон бөгөөд ажлаа сайн хийж байна. Видео роботоос Gstreamer -ээр Mission Control руу буцаж цацагддаг. Үүнийг ашиглахад хэцүү, эхлэгчдэд сайн бичиг баримтгүй байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь роботоос бага зэрэг хоцрогдолтой аудио, видео дамжуулалтыг авах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь бидэнд хэт их асуудалгүйгээр жолоодоход хангалттай юм. Сургуулиас завсардалт гардаг, зарим нэг хоцрогдол байдаг, гэхдээ та хөдөө орон нутгийг судлахын тулд дэлхийн анхны роботуудыг бүтээхдээ өөрт байгаа бүхнээ хамгийн сайнаар хийдэг! Дамжуулах ажлыг Raspberry Pi Камераас гаралтай H264 -д хийдэг бөгөөд ингэснээр кодоо хэт их ачаалал өгөхөөс зайлсхийхийн тулд Pi Zero -д хэт их ачаалал өгөхөөс сэргийлдэг. Роботын хяналт нь сервер/үйлчлүүлэгчийн архитектуртай тусгай Python кодоор хийгддэг. PiGPIO, Servoblaster гэх мэт номын санг ашигласнаар бид роботын хөтөч систем болон бусад функцийг бодит цаг хугацаанд удирдах боломжтой. Raspberry Pi экосистемийн сайн хөгжсөний ачаар уг суурилуулалт нь маш чухал юм.

Бид телеметрийг дэлгэц дээр харуулахын тулд Python дахь төрөл бүрийн номын санг ашигладаг. Хамгийн чухал нь MatPlotLib юм. Энэ нь бидний номлолд хяналт тавих батерейны графикийг харуулдаг бөгөөд энэ нь амьд даалгаварт SOLARBOI -ийн гүйцэтгэлийг хянах боломжийг олгодог.

Алхам 3: Алхам 3: Зөвхөн хээрээс л сурч мэдэх зүйлс

Тэдний хэлснээр дайсантай анх холбоо тогтооход ямар ч төлөвлөгөө үлддэггүй. Яг ийм маягаар SOLARBOI нь Шинэ Өмнөд Уэльсийн хөдөө нутагт байдаг хуучирсан утасны хайрцгийг хайж олох гэж олон туршилтыг давсан. Эдгээр нь ихэвчлэн зөвхөн газар дээр л сурч болохуйц хичээлүүд бөгөөд бидний олж мэдсэн туршлага бол эд хөрөнгийн гол асуудал юм. Хэрэв робот хүрээлэн буй орчноосоо ялгардаг бол өдрийн цагаар цэнэглэж байхдаа хажуугаар өнгөрөх хүмүүс амархан олох боломжтой. Платформын хэмжээ, жин багатай тул SOLARBOI -ийг хулгайлах эсвэл устгах боломжтой байсан тул номлолдоо хүрч чадаагүй юм. Энэ бол байгальд байрлуулах болгондоо бидний хийх эрсдэл юм. Үүнийг багасгахын тулд SOLARBOI -ийг ногоон өнгөөр будаж, холихыг хичээдэг. Нарны гэрэл хангалттай боловч хамгийн бага харагдахуйц орчинд цэнэглэх аюулгүй орон зай олох нь байнгын сорилт болдог. замдаа. Бид өмнө нь хаданд гацах, жижиг мод мөргөх зэрэг асуудалтай тулгарч байсан. Ихэнх тохиолдолд энэ нь харах чадвар муу, шөнийн цагаар гэрлийн түвшин багатай, операторын хэт ядаргаа зэрэг камертай холбоотой байдаг. Бидний гэрэл, загасны нүдний линзийг сайжруулах нь ирээдүйд энэ асуудлыг шийдэх зорилготой юм. Шууд хурд гэхээсээ илүү удаан, тогтвортой ахиц дэвшил нь 500 м -ийн видео сааталтай машин жолоодож байхдаа объект мөргүүлэхгүйн тулд амьдрах сайн тарни юм. Тус улсад байршуулах нь өөрийн гэсэн бэрхшээлийг авчирдаг. Энэ нь SOLARBOI -ийн тоног төхөөрөмж нь дээд тал нь хэлбэртэй байх ёстой бөгөөд ингэснээр байршуулах талбай руу олон цаг явах нь үр дүнгүй болно. Энэ нь бензин, өнгөрсөн номлолд зарцуулсан цаг хугацаа, мөн ирээдүйд нарийн шалгалт өгөхөөс зайлсхийх зорилготой юм. Гэсэн хэдий ч алс холын роботыг байрлуулахдаа үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Каффиен нь багийн гишүүдийг хурц, сонор сэрэмжтэй байлгаж, зохих чийгшлийг хадгалахын тулд усыг гартаа байлгах ёстой. Тодорхой, хамгийн сүүлийн үеийн телеметр нь асуудлыг хурдан оношлоход тустай бөгөөд завсарлага багатай видео дамжуулалт нь Австралийн цөлд зорчиход хамгийн тохиромжтой бөгөөд жолооч шаардлагатай үед SOLARBOI-ийн хурдыг хамгийн сайн ашиглах боломжийг олгодог., өнгөрч буй машин, зэрлэг ан амьтан эсвэл Шаклтон муурнаас зайлсхийхийн тулд бид Эрхэм зорилго 1 -т танилцсан. Ерөнхийдөө SOLARBOI нь цаашдын номлолд явах илүү хол байгаа бөгөөд хамгийн тохиромжтой нь олон сарыг хээрийн хайгуулд өнгөрүүлэх болно. SOLARBOI -ийн аяллыг дагахын тулд Twitch.tv болон Youtube -ийг дагаж, доорх даалгавруудыг сайхан өнгөрүүлээрэй! Урьдын адил SOLARBOI хөгжиж, гэрээсээ улам бүр аялахад улам олон адал явдал ирэх болно!