Халаасны тагнуул робот: 5 алхам (зурагтай)

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

Хөл хорионы үеэр уйдаж байна уу? Зочны өрөөний буйдан доорх харанхуй ертөнцийг судлахыг хүсч байна уу? Тэгвэл халаасны хэмжээтэй тагнуул робот танд зориулагдсан болно! Ердөө 25 мм өндөртэй энэхүү жижиг робот нь хүмүүсийн очих боломжгүй жижиг газар руу нисэх чадвартай бөгөөд тохиромжтой утасны програмаар дамжуулан үзсэн бүхнээ тэжээдэг.

Шаардлага:

Электроникийн чиглэлээр дунд түвшний туршлагатай

Питон ба бөөрөлзгөнө pi -ийн талаархи үндсэн мэдлэг

Их хэмжээний хугацаа

Хангамж

Эд анги:

• Raspberry pi Zero W (Бид өгсөн толгойг ашиглахгүй тул WH биш)
• Raspberry pi камер
• Pi -д зориулсан SD карт (8GB ба түүнээс дээш бол хамгийн тохиромжтой)
• 2х 18650 батерей ба эзэмшигч (Цэнэглэгч хэлхээг цэнэглэгч дээр суулгаагүй тул энэ нь бас туслах болно!)
• 2x 300RPM 6V бичил араатай мотор
• L293D мотор хянагч
• LM7805 хүчдэлийн зохицуулагч
• 22μF конденсатор
• 10μF конденсатор
• 2.54 мм SIL толгойн зүү ба залгуур (тус бүрийн 2 х 8 урттай хэсэг)
• 2.54 мм 90 градусын өнцөг бүхий толгойн голтой
• 10х М3 х 8мм -ийн тоолууртай боолт
• 4х М3 х 12мм -ийн тоолууртай боолт
• 14х М3 нилон самар
• Дюпонт холбогч хэрэгсэл (хийхгүйгээр хийж болно, гэхдээ энэ нь амьдралыг илүү хялбар болгодог)
• 5мм х 80мм хэмжээтэй хөнгөн цагаан эсвэл ган саваа
• Төрөл бүрийн утас
• Гагнуурын самбар

Хэрэгсэл:

• Гагнуурын төмөр ба гагнуур
• Файлын багц
• Төрөл бүрийн халив
• Ямар нэгэн төрлийн гар хийцийн хутга
• Супер цавуу
• Утас таслагч
• Утас хуулагч
• Цахилгаан өрөм ба битийн иж бүрдэл (3мм ба 5мм -ийг хэвлэлийн нүхийг цэвэрлэхэд ашиглана)
• 3D принтер (Хэдийгээр эд ангиудыг ийм олон төрлийн үйлчилгээний аль нэгээр нь хэвлэж, танд хүргэх боломжтой ч гэсэн)
• Мини төмрийн хөрөө
• Мультиметр
• Цахилгаан соронзон хальс

Алхам 1: Явах эд анги хийх

Графер соронзон хальс нь үнэхээр гайхалтай боловч үүнийг бат бөх явах эд анги болгоход ашиглах ёсгүй гэдгийг би маш эрт ойлгосон юм. Би үүнийг байршуулах болно.) Би Elegoo Mars принтер ашиглаж байгаа болохоор гоёмсог хэвлэмэл бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг боловч харамсалтай нь жижиг хэмжээтэй хавтантай байдаг. Эндээс файлууд болон супер цавуу орж ирдэг, дээр тэмдэглэсэн ирмэгүүд нь дараагийн хэсгийн үүрэнд нягт багтах хүртэл бичигдсэн байх ёстой бөгөөд 3D принтерүүд төгс биш тул энэ бол авах хамгийн сайн арга юм. төгс тохирох. Тиймээс өргөдөл гаргаж дууссаны дараа эд ангиудыг хооронд нь наа. (Би маш олон удаа сурч мэдсэн шиг хуруугаараа биш) Эд ангиудыг хооронд нь наалдуулахдаа шулуун болгохын тулд хавтгай гадаргуу дээр тавихыг зөвлөж байна. (Тэднийг жинлэх нь үүнд тусална)

Хэд хэдэн нүхийг 5 мм -ийн диаметртэй өрөмдөх шаардлагатай (5 -р зурагт тэмдэглэсэн болно), үүнийг маш болгоомжтой хийх эсвэл хэсгийг таслах эрсдлийг багасгахын тулд дугуй хэлбэртэй файл ашиглах хэрэгтэй. Хожим угсрах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд боолтыг сайтар тааруулахын тулд явах эд ангиудын 3 мм -ийн бүх нүхийг 3 мм -ийн цооногоор өрөмдөх ёстой. Түүнчлэн, явах эд анги дээр nylocks -ийг тааруулахын тулд зургаан өнцөгт хайчилбар хийдэг бөгөөд хэрэв самар нь таарахгүй бол тэдгээрийг өргөжүүлэхийн тулд жижиг файл ашиглах нь зүйтэй юм. Яг нарийн хэмжээгээр дизайн хийх, дараа нь шаардлагатай бол материалыг зайлуулах нь илүү дээр гэдгийг би олж мэдсэн бөгөөд энэ нь хамгийн сайн тохирох болно.

Хэвлэх хэсгүүд:

• Явах эд анги 1. stl
• Chassis2.stl
• Явах анги 3.stl
• Chassis4.stl
• 2x motor_housing.stl
• 2x Wheel1.stl
• 2x Wheel2.stl
• top.stl

Алхам 2: Хэлхээ

Төслийн бүх цэг нь авсаархан байх тул пи өөрөө болон моторыг тэжээх хэлхээг нэг самбар дээр байрлуулсан бөгөөд энэ нь малгайтай төстэй пи -ийн орой дээр байрладаг бөгөөд GPIO дээр гагнасан толгой руу залгагддаг. Моторууд нь маш жижиг бөгөөд маш их гүйдэл шаарддаггүй тул би L293D хос H-гүүрний мотор хянагчийг ашигласан бөгөөд хөдөлгүүрийг жолоодоход Pi-ийн GPIO эвдэрч болзошгүй тул арын EMF болон хэт гүйдэл). Давхар H-гүүр нь NPN ба PNP транзисторын багцыг ашигладаг бөгөөд хэрэв Q1 ба Q4 транзисторыг асааж, гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог бол мотор урагшаа эргэдэг. Хэрэв Q2 ба Q3 хүчээр тэжээгддэг бол гүйдэл нь эсрэг чиглэлд мотороор урсаж, арагшаа эргэдэг. Энэ нь моторыг реле болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглахгүйгээр хоёр чиглэлд эргүүлэх боломжтой бөгөөд хөдөлгүүрийг салгахаас илүү тусад нь пи хүртэл асаах боломжийг бидэнд олгодог гэсэн үг юм.

LM7805 нь pi -ийг 5V GPIO зүүгээр тэжээдэг боловч L293D -ийг тэжээхэд ашиглах ёсгүй, учир нь пи нь 7805 -ийн бараг бүх 1А гаралтыг шаарддаг тул хайлуулах эрсдэлгүй байх нь дээр.

Аюулгүй байдал:

Хэрэв хэлхээг буруу барьсан бөгөөд 5 в -оос дээш хүчдэлийг пи -д өгсөн эсвэл өөр зүүгээр холбосон бол пи нь нөхөж баршгүй гэмтэх болно. Илүү чухал зүйл бол хэлхээг богино өмд, ялангуяа батерейны оролтыг сайтар шалгаж, туршиж үзэх ёстой, учир нь LiPo нь богино ханиалгах *, ханиалгах *, дэлбэрэх шалтгаан болдог тул та үүнээс зайлсхийх хэрэгтэй. Үүнийг шалгах хамгийн сайн арга бол 4 блок АА батерейг оролтод холбож, гаралтын хүчдэлийг олон метрээр хэмжих замаар хэлхээг турших явдал байв. Ямар ч байсан аюулгүй байдлын ажил дууссан, жаахан гагнуур хийцгээе!

Самбарыг дээрх хэлхээний диаграмын дагуу, миний хэлхээний ижил төстэй тохиргоогоор бүтээсэн байх ёстой, учир нь энэ байрлал нь pi -д сайн таарч, LiPos -ийг дэлбээгүй байгаа (хуруугаа гаталсан). Утсыг бусад утас, тээглүүрийн ойролцоо эсвэл дээгүүр нь чиглүүлэх тул доорх дарааллыг дагаж мөрдөх нь чухал бөгөөд энэ нь богино холболтоос зайлсхийхийн тулд эдгээр утсыг хамгийн сүүлд хийдэг гэсэн үг юм. Толгойн зүү дээр гагнахдаа халаахад хөдлөхгүй байхын тулд толгойн нөөц хэсэгт оруулах нь чухал юм.

Алхам:

1. Самбарыг хэмжээгээр нь огтолж, ирмэгийг нь тэгшхэн болгоно (миний хувьд 11 мөрийг 20 мөрөөр ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг кодлохын тулд үсэг, тоонуудыг тусгасан болно). Самбар нь хоёр талтай тул би pi руу харсан талыг 'B' тал, pi-ээс хол талыг 'A' тал гэж нэрлэнэ.
2. L293D ба LM7805 -ийг гагнах, зүүн дээд талын L293D зүү нь C талд байрлах B талд байрладаг. LM7805 нь гаралтын тээглүүрээ нугалах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр чипний арын хэсэг нь хавтангийн эсрэг талд хэвтэж, зүүн зүү нь P8 байрлалд байх ёстой.
3. Толгойн тээглүүрийг гагнахдаа эхлээд тээглүүрийн богино хэсгийг хар блокоор түлхэж, уг блокны дээд талд хавтгай болтол нь түлхэх хэрэгтэй. Дээрх зурган дээр үзүүлсэн болон баримтжуулсан байдлаар тэдгээрийг Т1 нүхний баруун доод булантай А талаас түлхэж, Б талаас гагнах ёстой. Үүнийг хийсний дараа хар блокуудыг зөөлөн хайчилж, 2 эгнээ тээглүүрийг харгалзах толгойн хэсэгт зүүж, тэдгээрийг гагнах үед гадагшлуулахгүй байх ёстой.
4. Дараа нь мотор ба батерейны зүү, 4 өргөн нь мотор, 2 өргөн нь батерей. Батерейны зүүг B тал дахь J4 ба K4 үүрэнд, моторын зүүг L2 ба O2 хооронд байрлуулна.
5. Хоёр конденсаторыг одоо B талаас нь гагнах хэрэгтэй. 22μF конденсаторын анод (эерэг хөл) нь B талын P10 үүрэнд байх ёстой бөгөөд үлдсэн хэсгийг нь тайрахаас өмнө хөлний үлдсэн хэсгийг P8 руу гагнах ёстой. Катод (сөрөг хөл) -ийг P11 үүрэнд оруулаад P7 (7805 -ийн катод) -тай холбогдохын тулд зураг дээр үзүүлсэн шиг нугална. 10μF конденсаторын анодыг P4 үүрээр, хөлийг P9 зүүгээр гагнаж, катодыг P3 үүрээр дамжуулж, бусад конденсаторын нэгэн адил P7 -тэй холбох ёстой.
6. Холбох утаснууд нь дээрх зурган дээр харагдаж буй замыг сонгох ёстой бөгөөд ингэснээр унших цагийг хэмнэхийн тулд би эдгээр хэсгүүдийг дарааллаар нь, тодорхой талаас нь холбох ёстой тээглүүдийн жагсаалтыг гаргав. утаснууд дээр байрладаг. Координатыг форматлах бөгөөд эхний үсэг нь талыг, дараа нь координатыг илэрхийлнэ. Жишээлбэл, хэрэв би L293D зүүг гаралт руу холбох байсан бол зүүг ашигласан цоорхойг ашиглах боломжгүй тул зэргэлдээх нүх нь утсыг холбосон зүүг тэдгээрийн нүхний хоёр талд байрлуулна.. Энэ нь A2 ба G4 цооногоор дамжин өнгөрөх утсаар B: A1-A2-аас G4-H4 хүртэл харагдах болно. Тэмдэглэл: Миний зургуудад А тал дээр ямар ч үсэг байхгүй тул үүнийг зүүнээс баруун тийш гэж үзье.
7. Та гагнуурын төмрийг аль хэдийн гаргаж авсан тул одоо мотор болон батерейны утсыг гагнах тохиромжтой цаг болсон тул зай хэмнэхийн тулд моторын арын хавтан дээр хэвтээ гагнах ёстой моторын утсыг 15 см орчим зайгаар хийхийг зөвлөж байна., энэ зураг дээр байна. Мотор утаснуудын нөгөө үзүүрт холбогч шаардлагатай байдаг тул хатуу холболт хийхийн тулд хавчуулсны дараа бага зэрэг гагнуур хийхийг зөвлөж байна. Нэг батерейны улаан утсыг нөгөө хар утсаар гагнах ёстой бөгөөд тэдгээрийн хооронд 4 см орчим зай үлдээх ёстой бөгөөд нөгөө хоёр утас тус бүрдээ 10 см орчим зайтай байх ёстой бөгөөд оронд нь самбартай холбохын тулд төгсгөлд нь холбох холбогч хэрэгтэй болно.

Утас:

1. B: C4-B4-аас F11-G11 хүртэл
2. B: C9-B9-ээс O1-O2 хүртэл
3. Б: G11-H11-ээс K5-K4 хүртэл
4. B: F9-G9-аас M1-M2 хүртэл
5. B: F8-G8-аас I4-J4 хүртэл
6. B: F6-G6-аас L1-L2 хүртэл
7. B: K4-L4-аас O10-P10 хүртэл
8. B: F7-H7-аас N7-O7 хүртэл
9. Хажуу талд бүх утаснууд гагнаж, утас дамждаггүй тул зөвхөн 2 координат шаардлагатай болно.
10. Х: O4 - O2
11. Х: O5 -аас N2 хүртэл
12. Х: O10 -аас M2 хүртэл
13. Х: O7 - P2
14. Х: R4 -ээс Q2 хүртэл
15. Хариулт: O7, O8, R7, R8 газардуулгын зүүг хооронд нь холбох ёстой.
16. Х: E7 -ээс K4 хүртэл
17. Х: O1 -ээс R10 хүртэл
18. Х: M1 -ээс R11 хүртэл
19. Х: E4 - T1
20. Х: G2 -аас R6 хүртэл

Туршилт хийхээсээ өмнө утсыг зөв холбохын тулд үүнийг дээрх схемийн дагуу шалгахыг зөвлөж байна. Хэлхээний туршилтыг холболтыг шалгах олон метрийн төхөөрөмжөөр хийх ёстой бөгөөд шалгах шаардлагатай тээглүүрүүд дараах байдалтай байна, гэхдээ хэрэв та электроникийн мэдлэгтэй бол аль болох туршиж үзээрэй. Шалгахын тулд: Зайны оролтын тээглүүр, мотор тээглүүр, пи -ийн толгойн бүх зүү, газрын эсрэг 7805 оролт, гаралт.

Алхам 3: Pi -г тохируулах

Энэхүү гарын авлагад би таны pi -г зураг дээр суулгаж, интернетэд холбогдсон гэж үзэж байна, хэрэв та pi -ийг анх удаа тохируулж байгаа бол зургийг нь суулгахын тулд вэбсайтаас нь дараах гарын авлагыг ашиглахыг санал болгож байна.

www.raspberrypi.org/downloads/

Хэрэв хүн роботтой байхдаа пи -тэй ажиллах боломжтой бол амьдрал илүү хялбар болно гэдгийг олж мэдсэн, гэхдээ HDMI порт нь зогсонги байдалд орсон тул алсын ширээ бол хамгийн сайн зүйл юм. Энэ нь xrdp болон Microsoft -ийн RDP протокол гэж нэрлэгддэг багцыг ашиглахад маш хялбар байдаг (цонхонд суулгагдсан байдаг.

Xrdp-ийг тохируулахын тулд эхлээд 'sudo apt-get update' болон 'sudo apt-get upgrade' тушаалуудыг ажиллуулснаар таны pi шинэчлэгдэж байгаа эсэхийг шалгаарай. Дараа нь 'hostname -I' командыг ажиллуулаарай, энэ нь pi -ийн локал IP хаягийг буцаана. Компьютер дээрх цонхны товчлуурыг дараад "Алсын ширээний холболт" нэртэй програмыг нээгээд дараа нь компьютерийн талбарт өөрийн pi хаягийг оруулна уу, хэрэв та үүнийг өөрчилөөгүй бол enter дарна уу. pi -тай хамт байгуулагдах болно.

Танд хэрэгтэй анхны багц бол камер юм, учир нь энэ бол миний мэргэжлийн чиглэл биш бөгөөд энэ талаар надад өгсөн албан ёсны гарын авлагын линкийг нэмж өгсөн.

projects.raspberrypi.org/en/projects/getti…

Та энэ гарын авлагыг дагаж, дээрх програмыг суулгасны дараа дараагийн алхам руу шилжихэд бэлэн байна!

Алхам 4: Код

Кодтой холбоотой хамгийн эхний зүйл бол програмчлал нь роботын хамгийн дуртай хэсгээс хол байдаг тул програм бүрэн ажиллагаатай боловч бүтэц нь төгс биш байгаа нь эргэлзээгүй юм.

Хавсаргасан python файлыг pi дээрээ татаж аваад Documents фолдерт байрлуулсны дараа терминалыг нээж автоматаар ажиллуулах тохиргоог эхлүүлнэ үү. Роботыг ашиглах болгондоо алсын ширээний компьютерийг pi руу оруулах шаардлагагүй гэдгийг баталгаажуулахын тулд бид програмыг эхлүүлэх үед ажиллуулахын тулд pi-ийг тохируулж болно. Терминал дээр "sudo nano /etc/rc.local" гэж бичээд тохиргоог эхлүүлээрэй, энэ нь терминал дээр суурилсан Nano нэртэй текст засварлагчийг гаргаж ирэх ёстой бөгөөд файлын доод хэсэгт гүйлгээд "0 гарах" гэсэн мөрийг олоорой. Дээрх шинэ мөрийг оруулаад "sudo python/home/pi/Documents Spy_bot.py &" гэж бичнэ үү. Энэ нь python файлыг ачаалах үйл явцын дагуу ажиллуулах тушаалыг нэмж өгдөг, учир нь манай програм тасралтгүй үргэлжлэх тул бид процессыг салгахын тулд "&" нэмж оруулснаар pi энэ програмыг эргүүлэхээс илүү ачаалах ажлыг дуусгах боломжтой болно. Наногоос гарахын тулд ctrl+x, дараа нь y дарна уу. Терминал руу буцаж орсны дараа pi -г дахин эхлүүлж, өөрчлөлтүүдийг хэрэгжүүлэхийн тулд "sudo reboot" гэж бичнэ үү.

Хэрэв моторууд буруу чиглэлд эргэлдэж байгаа бол Spy_bot.py файлыг текст засварлагчаар нээгээд тоонуудын мотор хэсэг рүү гүйлгэнэ үү. Хэрэв зүүн ба баруун моторыг сольж байгаа бол үүнийг кодонд эсвэл залгуурыг тойруулан сольж болно, хэрэв та үүнийг дахин салгахаас зайлсхийхийг хүсч байвал моторын функцэд байгаа 12 -ийг 13 -аар сольж, 7 -г 15 -аар сольж болно..

Кодыг хэсэг бүр юу хийдэг талаар нарийвчлан тайлбарлаж өгсөн бөгөөд үүнийг хялбархан өөрчилж, ойлгох боломжтой болно.

Алхам 5: Бүгдийг нэгтгэх

Мотор суурилуулах:

Явах эд ангиудыг аль хэдийн нааж, пи тавьсны дараа та роботыг угсрахад бэлэн боллоо! Эхлэх хамгийн тохиромжтой газар бол моторууд бөгөөд тэдгээрийн эзэмшигчид нь нягт нийцсэн байхаар бүтээгдсэн тул дээрх зурган дээр бичигдсэн дотор талын жижиг зангилаанууд дээр бага хэмжээний материал бүрдүүлэх шаардлагатай болно. Үүний төгсгөлд байгаа нүхийг бага зэрэг өргөжүүлэх шаардлагатай болж магадгүй бөгөөд ингэснээр хөдөлгүүрийн үзүүр дээрх алтан хэсэг нь дотор нь багтах болно. Мотор нь орон сууцанд маш сайн багтаж чадвал та мотороо салгаж, M3 x 8 мм хэмжээтэй боолт, цоож ашиглан роботыг арын хэсэгт байрлуулж болно.

Цахилгаан хэрэгслийг холбох:

Дараа нь, зайны эзэмшигч болон бөөрөлзгөнө pi -ийг M3 x 8 мм хэмжээтэй боолт, нилингийн түгжээ ашиглан боолттой болгож болно, тэг тэг дэх бэхэлгээний нүхийг бага зэрэг өргөжүүлэх шаардлагатай байж магадгүй, учир нь боолт нь нягт, найдвартай, хамгийн сайн байх болно. Энэ нь жижиг дугуй файл бөгөөд маш болгоомжтой байдаг. Батерей болон моторын утсыг pi -ийн хаана байрлуулах нь зүйтэй бөгөөд ингэснээр бүхэл бүтэн холболтыг сул утасгүйгээр хийх боломжтой болно.

Явах эд ангийн урд талын 4 шон дээр залгагдах боломжтой камерыг ар талд нь байрлуулсан бөгөөд тууз кабелийн нөгөө үзүүрийг зөөлөн нугалж, камерын порт руу оруулах хэрэгтэй., кабелийн контактууд доошоо харсан тул тууз кабелийг нэлээд нугалахгүй байх нь маш эмзэг байдаг.

Дээд хавтанг суурилуулах:

6 зогсолт нь 19 мм урттай байх ёстой, хэрэв тийм биш бол зохих металл файл нь энэ ажлыг хийх ёстой бөгөөд үүнийг хийсний дараа тэдгээрийг явах эд ангиудын дээд талд боолтоор боож, хэрэв боломжтой бол хуванцартай холбоно. Дээд хавтанг эдгээр дээр бэхлэх боломжтой бөгөөд доор нь тууз кабелийг зөөлөн нугална.

Дугуй нэмэх:

Сүүлчийн алхам руу, дугуй! Жижиг төв нүхтэй хоёр дугуйг хөдөлгүүрийн босоо аманд тохируулахын тулд 3 мм хүртэл өрөмдөх ёстой, гэхдээ хэрэв таны 3D принтерийг өндөр түвшинд тохируулсан бол энэ нь шаардлагагүй болно. Бүх дугуйны дөрвөлжин нүхийг бага зэрэг өргөжүүлэх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр дотор нь цоолтуур байрлуулж болно, хэрэв үүнийг M3 x 12 мм хэмжээтэй хийвэл дугуй бүрийг дотор нь бэхлэх ба боолтны толгой нь тэгш байхаар чангалах шаардлагатай болно. дугуйны ирмэг. Үлдсэн хоёр дугуйг бусадтай ижил аргаар өргөжүүлэх шаардлагатай боловч тэнхлэгт тохируулахын тулд 5 мм хүртэл өргөжүүлэх шаардлагатай болно. Дугуйг бүхэлд нь бэлдсэний дараа би цахилгаан соронзон хальс эсвэл резинэн тууз ашиглан хавчаарын гадаргууг нэмж өгөхийг зөвлөж байна, хэрэв соронзон хальс ашиглавал дугуйг нэг удаа тойроход 90 мм орчим хангалттай. Арын дугуйг бэхлэхэд бэлэн болсон бөгөөд үүнийг хийх хамгийн хялбар арга бол хөдөлгүүрийн босоо амыг эргүүлж, хавтгай гадаргуу нь дээшээ харсан байх бөгөөд дугуйг боолтыг доош нь харуулан боож, дугуй ба дугуйны хооронд 1-2 мм зай үлдээх явдал юм. барихгүйн тулд моторын орон сууц. Урд тэнхлэгийг урд блокуудаар дамжуулан байрлуулж, дугуйг бэхлэх боломжтой.

Энэ алхам нь төслийг дуусгах ёстой, энэ нь мэдээлэл сайтай, дагаж мөрдөхөд хялбар, хамгийн хөгжилтэй байсан гэж найдаж байна! Хэрэв танд ямар нэгэн санал, асуулт, сайжруулах зүйл байвал надад мэдэгдээрэй, би ямар ч асуултанд хариулж, шаардлагатай бол энэхүү зааварчилгааг шинэчлэхэд баяртай байна.