כלב בוט: לגו רובוט רובר עם מצלמת אינטרנט: 17 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

הנה איך להכין רובוט לגו שאפשר לשלוט בו מכל מסך באמצעות wifi. יש לה גם מצלמת רשת כך שתוכל לראות לאן אתה נוסע ונורות LED לעיניים! זהו פרויקט נהדר לביצוע עם ילדיכם מכיוון שהם יכולים לבנות את הלוגו ואתם יכולים לערב אותם כמה שיותר מהאלקטרוניקה שהם מרוצים מהם. יש הרבה גמישות באופן המימוש של הפרויקט הזה, וזה אומר שאתם יכול בקלות לפרק אותו לחתיכות ולעצב מחדש מחדש. מצאתי את זה שימושי, כשנתקעתי פשוט להתחיל מחדש. לאחר שעשית זאת כמה פעמים, זה די קל ומהיר לבנות מחדש מהיסוד. הדבר הגדול בזה הוא שאתה לא צריך לדאוג "לשבור" דבר מכיוון שתפתח את הכישורים לבנות מחדש בקלות.

מה אתה צריך

• פטל Pi B+
• ערכת בסיס ומנוע
• צלחת בסיס לגו
• דבק סופר בעל חוזק תעשייתי
• תרגיל
• סכין יצירה
• ציוד הלחמה
• כרטיס זיכרון
• קורא כרטיסי SD
• ערכת בקר מוטורית
• 2 נוריות LED
• מצלמת אינטרנט במחיר בינוני (אתה יכול לנסות מצלמה זולה)
• מחשב וטאבלט / טלפון
• נתב Wifi שאליו יש לך גישת מנהל
• הרבה פיסות לגו
• מטען חירום לטלפון
• 4 חוטי קפיצה כל אחד עם לפחות מסוף נקבה אחד
• 4 סוללות AA (נטענות טובות)

שלב 1: הכינו את הבסיס

התחלתי עם בסיס ו -2 מנועים כמו המנוע הזה שנקבע באמזון

קח את בסיס הפרספקס והדבק עליו צלחת בסיס לגו דקה. השתמשתי בדבק סופר כוח תעשייתי לכך שמתייבש תוך דקות והוא סופר חזק. כאשר הדבק קבוע, חותכים את צלחת הבסיס הלגו העודפת כך שיעקוב אחר הקו של צלחת הבסיס של פרספקס. לאחר מכן לקדוח חורים דרך צלחת הלגו התואמת את בסיס הפרספקס. קידחתי את החורים ככל שהייתי צריך אותם. כעת יש לך את הבסיס לבניית מבנה הלגו שלך.

שלב 2: הרכבת הגלגלים

כעת הרכיב את הגלגלים. עקוב אחר הוראות היצרנים כאן. הגלגלים שקניתי היו עם כל ההוראות בסינית, שאני לא יכול לקרוא, אבל זה היה די קל להבין מהתמונות. לאחר ההרכבה חבר את החוטים למנועים בעזרת כתם קטן של הלחמה.

שלב 3: חבר את הגלגלים לבסיס

לאחר מכן חבר את הגלגלים על צלחת הבסיס, תוכל לקדוח חורים בבסיס אם אתה צריך. סביר להניח שתגלה לקראת סוף הפרויקט שאתה רוצה שהחוטים יובלו דרך הבסיס במקום אחר, אך תמיד תוכל לקדוח חור חדש ולהתמקם מאוחר יותר.

שלב 4: הכינו את ה- Pi

עכשיו הכינו את ה- PI. השתמשתי בדגם B+ עם דונגל USB מסוג wifi. השתמשתי בתמונת שולחן העבודה המלא המבוססת על דביאן ג'סי שתוכל להוריד מאתר Raspbian Pi. כדאי ליצור את כרטיס ה- SD מאפס ולשמור על תמונת הדיסק בהישג יד, כיוון שתוכל להתחיל מחדש מחדש. ייתכן שתצטרך לבצע חיפוש קטן כדי להבין כיצד ליצור את תמונת הדיסק במחשב האישי שלך. יצרתי את התמונה שלי באמצעות אובונטו כך: לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על תמונת הדיסק ובחר "פתח באמצעות כותב תמונת דיסק". כתוב את התמונה לכרטיס ה- SD. תמונת הדיסק די קטנה, כך שאם יש לך כרטיס SD גדול יותר (למשל: 30GB) תוכל להשתמש בתוכנת מחיצה כמו GParted כדי לנצל את כל השטח הזמין. לאחר שהבנת כיצד לעשות זאת, זה לוקח בערך 5 דקות, וזה באמת שווה את זה כאילו אתה מבלבל את התוכנה אתה יכול פשוט להתקין מחדש.

שלב 5: הרכיב את לוח הבקר

בשלב הבא אתה צריך לוח בקר מנוע. השתמשתי בערכה של RyanTek. הוא מגיע עם מדריך הלחמה מצוין, אבל אני חושב שאפשר גם להלחי אותו מראש. אם לא עשית הלחמה לפני כן, אל תדאג, פשוט קח את זה לאט והתאמן קצת לפני שתתחיל בלוח המנוע.

כעת, חבר את מארז הסוללות (עם 4 סוללות AA) והמנועים עד ללוח הבקר ולאחר מכן חבר את לוח הבקר על סיכות ה- GPIO של ה- Pi. שוב לוח הבקר ייתן לך פרטים נוספים. אל תדאג להכניס את חוטי המנוע הנכונים לחריצים הנכונים, כל עוד הם אינם מחוברים לחריצי החשמל DC. אני לא מדביק או מברג את ה- Pi או את מארז הסוללות על לוח הלגו מכיוון שזה נותן לך יותר גמישות בעת עיצוב גוף לגו. אתה יכול גם לשנות את העיצוב שלך בקלות תוך כדי תנועה.

שלב 6: התחל לבנות את גוף הלגו

עכשיו הגיע הזמן לבנות קצת לגו. בשלב זה אתה יכול לערב ילדים ממש צעירים, כל עוד הם יכולים להחזיק פיסת לגו! התחלנו רק עם דיור מרובע בסיסי עד שהכל עובד ואז נהיה הרפתקני יותר עם בוט הכלבים. הדבר הגדול כאן הוא שאתה יכול לבנות מחדש את גוף הרובוט כמה שאתה רוצה. התחל ביצירת בית עבור ה- Pi. זכור להשאיר מקום ליציאות ה- USB ולכבלי החשמל. בנה מידה לא מבוטלת של רפיון בכל דיור שאתה בונה. זה בסדר שדברים ישקשקו קצת ואתה לא יכול להיות מדויק מדי עם לגו.

השתמשנו בחלונות לגו כדי לספק גישה ליציאות ה- USB שתזדקק להן מאוחר יותר.

שלב 7: הכינו את ה- Pi

הגיע הזמן להפעיל את ה- Pi ולהניע את הרובוט.

פיתחתי את הקוד לשימוש עם פרוייקט זה ב- Git hub. קרא אותי בדפי git hub מעביר אותך על ההוראות כיצד להתקין את כל התוכנות ב- Pi, אבל אני גם אעביר אותך בשלבים. פה.

ראשית הפעל את ה- Pi על ידי חיבור כבל החשמל. יהיה עליך לחבר את כבל ה- HDMI לטלוויזיה ולהשתמש במקלדת ועכבר USB. הדבר הראשון הוא להתחבר ל- Wifi שלך. אתה עושה זאת על ידי לחיצה על הסמל בפינה השמאלית העליונה של שולחן העבודה של Raspian והוכחת הפרטים. לאחר החיבור ל- Wifi אתה יכול לעשות כל דבר אחר משורת הפקודה, כך שאם אתה מעדיף תוכל להתחבר ל- Pi באמצעות ssh, אך לעת עתה, מכיוון שאנו מחוברים לטלוויזיה אנו יכולים לפתוח מסוף משולחן העבודה של Raspian.

שלב 8: התקן את התוכנה ב- Pi

פתח את הטרמינל ב- Pi והקלד את הפקודות הבאות.

עדכון sudo apt-get

זה מעדכן את Raspian עם התוכנה העדכנית ביותר.

לאחר מכן, התקן את תוכנת מצלמת הרשת

sudo apt-get להתקין תנועה

עליך גם להגדיר תנועה בשלב זה. רשמתי מה צריך לעדכן באילו קבצים בדפי github. יש גם הוראה בנושא הצגת מצלמת אינטרנט על ה- Pi שלך. להכיר את ההגדרות ולשחק איתן ברגע שנוח לך להתקנה.

sudo apt-get להתקין python-dev python-pip

זה מתקין את ספריות Python וגם את מנהל אריזות תוכנת python.

sudo pip להתקין 'pubnub> = 4.1.2'

זה מתקין את Pubnub, התוכנה שמנהלת את ההודעות בין לוח הבקרה לבין הרובוט האלחוטי שלך.

לוקח זמן להתקין את החלק הזה אז לך ותכין כוס תה !!

שלב 9: התקן את תוכנת הרובוט

כעת התקנת את כל פיסות התוכנה התלויות, הגיע הזמן להתקין את הקוד הדרוש להפעלת הרובוט.

שיבוט git

פעולה זו תיצור תיקיית לגו-רובוט בספריית הבית שלך.

לפני שתוכל להפעיל את קוד הרובוט, עליך ליצור חשבון PubNub ולקבל מפתח פרסום והרשמה. אתה יכול לעשות זאת על ידי ביצוע ההנחיות לתחילת העבודה ב- PubNub. לאחר שתגדיר עליך לפתוח את שני הקבצים:

• לגו-רובוט/שרת/מפתחות.פי
• lego-robot/client/keys.js

והחלף את מפתחות הפאב והסאב במפתחות שלך שתוכל לקבל מלוח המחוונים של הפאבנוב.

שים לב שערך הערוץ יכול להיות כל דבר, כל עוד הוא תואם בלקוח ובשרת.

שלב 10: התקן את תוכנת הבקר ובדוק שהכל עובד

במחשב, שיבוט את קוד ה- hub של git באותו אופן כפי שעשינו ברובוט.

שיבוט git

אולי לא התקנת git במחשב האישי שלך. אם לא, אנא עקוב אחר ההוראות ב- git hub.

יש לך גם אפשרות להוריד את הקוד כקובץ zip, אם כי הייתי ממליץ להתקין GIT ולהעתיק את הקבצים על ידי שיבוט המאגר.

יהיה עליך לעדכן את קובץ ה- lego-robot/client/keys.js עם מפתחות הפרסום וההרשמה האישיים שלך.

כשתסיים, פתח את הקובץ לגו-רובוט/לקוח/כפתורים.הדפדפן בדפדפן אינטרנט. כעת אתה אמור להיות מסוגל לשלוט ברובוט שלך באמצעות לחצני הבקרה.

התרשים למעלה מראה מה קורה:

• כאשר אתה לוחץ על כפתור הודעה נשלחת ל- pubnub (באמצעות מפתח הפרסום שלך)
• PubNub עובר לאחר מכן אל הרובוט ש …
• האם האזנה (באמצעות מקש המנוי) להודעות
• לאחר מכן הרובוט מתרגם לפעולה.

השתמשתי ב- pubNub כחינמי, מהיר (בזמן אמת) ומפשט מאוד את השליחה והקבלה של הודעות באמצעות ממש ממשק API נחמד.

אתה יכול לחפור בקוד הלקוח והשרת ולראות את ההודעות הנשלחות באמצעות מקשים פשוטים כמו "קדימה" ו"אחור ".

יש גם בקר בסגנון ג'ויסטיק ב- lego-robot/client/joystick.html.

אני אמשיך לשפר את הבקרים האלה, ולהוסיף חדשים כל הזמן, כך שאם תרצה לעדכן תוכנה, תוכל להשתמש בפקודה "git pull". אנא אל תהסס לתרום למאגר git וליצור פקדים ידידותיים יותר למשתמש.

עכשיו אתה מוכן לבדוק את התנועה עובדת בסדר. במסוף פי, שנה את הספרייה לגו-רובוט/שרת והקלד:

sudo python robot.py

זה מפעיל סקריפט פייתון להקשיב להודעות נכנסות מ- Pubnub.

עכשיו נסה ללחוץ על כמה כפתורים בבקר, אתה אמור לראות את התגובות האלה שהתקבלו במסוף ה- Pi (כפי שמוצג בתמונה למעלה) וה- robot.py מתרגם הודעות אלה לתנועות על ידי מיפוי אותן לאותות ב- Pi GPIO.

אתה אמור להיות מסוגל להזיז את הרובוט.

שלב 11: הכינו את מצלמת הרשת ואת נורות ה- LED

אתה יכול להשתמש בכל מצלמת רשת התואמת לינוקס (רובן כאלו). הייתי הולך על טווח בינוני (כ -15 ליש ט) מכיוון שניסיתי אחד ממש זול ולא יכולתי לקבל ממנו תמונה ברורה. הצעד הראשון הוא לפרק את מצלמת הרשת כך שיהיה לך רק הלוח והמצלמה הבסיסיים.

אם אתה רוצה להתקין אורות, קח נורת LED וחבר שני חוטי קפיצה לכל מסוף. השתמשתי בחוטי קפיצה עם מסוף נקבה בקצה אחד כך שתוכל לחבר אותו בקלות לסיכות פיס GPIO מאוחר יותר. את הקצה השני של החוט אתה צריך להפשיט, כדי להסיר את הטרמינל. אתה יכול להלחם גם כאן כדי ליצור חיבור מאובטח. השתמשתי גם באיזו עטיפת כיווץ חום, שתוכל להשתמש בה כדי לכסות כל חוט, אם כי לא הייתי דואג לעשות עבודה טובה מדי עד שאתה שמח שהכל עובד, ואז תוכל לסיים ולשפר. זה גם רעיון טוב להשתמש בנגד כדי לעצור את ה- LED שלך מלשרוף.

יש כאן הוראה מפורטת המפרטת כיצד לחווט נוריות.

כפי שניתן לראות בתמונה, אני משתמש בלוק לגו עם חור בתוכו כדרך קלה להרכיב את הנורית על ראש הרובוטים.

שלב 12: צור את הראש עם מצלמת אף ואורות

צור בית ראש למצלמה. אני לא אהיה ספציפי מדי כאן כיוון שהגיע הזמן שלך להיות יצירתי. עם זאת אתה צריך לבנות סביב המצלמה. כלב בוט משלב את המצלמה באפו ויש לו את העיניים כמנורות LED. הקפד להשאיר חור בחלק האחורי של הראש כדי להוביל את החוטים החוצה.

שלב 13: השלם את הגוף

עכשיו אתה שמח שבוט הכלבים בעצם זז אתה יכול ליצור דיור לחבילות הסוללה. השתמשתי בחבילה של 4 סוללות AA (מסופקות עם הגלגלים והבסיס) ובחבילת מטען חירום לטלפון. סוללות ה- AA מיועדות למנועי DC לגלגלים וחבילת הטלפון הנייד מיועדת לפי. זה רעיון טוב להנגיש את הסוללות בקלות מכיוון שתצטרך לגשת אליהן לצורך טעינה והחלפה.

ברגע שאתה מאושר, שים קורת גג על הפי. אני לא דואג יותר מדי מהסתרת החוטים והמעגלים, מכיוון שזה חלק מתמונת הרובוטים. עם זאת הכל תלוי בך בשלב זה. ייתכן שתרצה לשקול עד כמה הבוט שלך כבד, ככל שהוא זז יותר הוא איטי יותר.

שלב 14: הר את הראש

הגיע הזמן לחבר הכל.

חבר את כבל ה- USB של מצלמות האינטרנט לחזית הבוט, באמצעות חורי הגישה שיצרת. אתה יכול לאבטח חוט לרובוט על ידי יצירת דיור לגו. קיצרתי גם את כבל ה- USB על ידי חיתוך והלחמה מחדש שלו, אך עשה זאת רק אם באמת יש לך חשק להלחים 4 חוטים זעירים יחד. אולי יהיה קל יותר לקנות כבל USB קצר ולחבר אותו לחלק האחורי של המצלמה.

עליך גם לחבר את נורות ה- LED לסיכות ה- Pis GPIO שלא נתפסות על ידי לוח הלוח המנוע. אלה סיכות GPIO 20 ו -21 ושני סיכות הקרקע הפנויות בקרבת מקום. השתמש בסיכות הקרקע החלופיות בקרבת מקום. אם הנורית לא עובדת, נסה להחליף קרקע עגולה עם יציאת GPIO. כדי להבין אילו סיכות להתחבר לגוגל תרשים GPIO טוב.

שלב 15: בדוק את נוריות הלדים ואת מצלמת האף

להפעלת סוג תוכנת מצלמת הרשת:

תנועת סודו

ודא גם שהפעלת את הסקריפט robot.py (כמפורט בהוראות קודמות):

sudo python robot.py

כעת אתה אמור להיות מסוגל להשתמש במתג האורות בבקר כדי להדליק ולכבות את האורות.

מצלמת האינטרנט צריכה לשדר בכתובת ה- IP שלך ב- Pis ביציאה 8080, כך לדוגמה הקלד את הדברים הבאים בדפדפן האינטרנט שלך.

192.168.1.2:8081

מצאתי את כתובת ה- IP של Pi על ידי כניסה לנתב שלי כמנהל והתבוננות במכשירים המצורפים. הוראות כיצד לעשות זאת נמצאות בדרך כלל בגב הנתב, או עיין בהוראות הנתבים שלך באינטרנט.

תוכל לבחון את הגדרות התצורה של תוכנת התנועה, כמתואר בשלב הקודם. אני מוצא שלפעמים ההזרמה מושהית, אבל באופן כללי זה עובד בסדר.

אתה יכול לגשת לזרם הווידיאו הזה מכל דבר שמריץ דפדפן המחובר לרשת ה- Wifi שלך.

שלב 16: סיום

גישה מקוונת

כעת אתה אמור להיות מסוגל לשלוט ברובוט מדפדפן במחשב. עם זאת נחמד להיות מסוגל לשלוט בבוט מכל מכשיר מגע כמו אייפד או טלפון.

לשם כך עליך לארח את קבצי הלקוח (buttons.html וכו ') בשרת אינטרנט.

התחלתי בהתקנת שרת אינטרנט ב- Pi, שעובד תקין. עם זאת קל יותר פשוט להעלות את קובץ ה- HTML לכל שרת אינטרנט אחר. פשוט העתקתי את קובץ ה- HTML לחשבון המארח הכחול הציבורי שלי. ייתכן שתרצה להגיש קבצים להגנה על קבצים אלה מכיוון שהם מכילים את מפתחות המשנה של פאב לערוץ ה- pub nub שלך. לאחר שתעשה זאת תוכל לגשת לבקר מכל מכשיר, אפילו מחוץ לביתך.

הפעלה אוטומטית

דבר שימושי נוסף לעשות הוא לעדכן את הסקריפט / etc / rc.local ב- Pi פטל שלך; הוספת שתי השורות הבאות:

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

אלה יפעלו בכל פעם שה- Pi מופעל, כך שלא תצטרך להריץ את הפקודה באופן ידני.

שלב 17: תהנה

זה הכל.

אנא אל תהסס להשאיר הערות אם אתה נתקע ואם אתה רוצה לשפר כל אחת מהתוכנות אנא תרם למאגר github. אני אמשיך לעבוד על הפרויקט הזה והנה כמה רעיונות:

• בקר בסגנון "טראק גדול" שבו אתה מתכנת רצף של פקודות כמו "שמאל 10, קדימה 6, אחורה 2 …" ולאחר מכן לחץ על "הפעלה" והרובוט מבצע את הפקודות.
• צוואר נטוי, כך שתוכל להביט כלפי מעלה בעזרת מצלמת הרשת
• רמקול המתרגם טקסט מהבקר לדיבור
• שליטה בשליטה קולית

לחיים

פיטר