Snap Circuits Telepresence Robot: 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

2020 -ի արձակուրդները մի փոքր այլ են: Իմ ընտանիքը տարածված է ամբողջ երկրով մեկ, և համաճարակի պատճառով մենք չենք կարող հավաքվել արձակուրդներին: Ես ուզում էի միջոց գտնել, որպեսզի տատիկն ու պապիկը զգան, որ ընդգրկված են մեր Գոհաբանության տոնին: Հեռուստատեսային ռոբոտը, ինչպիսին Double 3 -ն է, կատարյալ կլիներ, միայն թե այն արժեր 4 000 դոլար:

The Snap Circuits® RC Snap Rover®- ը հեռակառավարվող ռովեր է ՝ էլեկտրոնիկայով, որոնք նախատեսված են փոփոխությունների և փորձերի համար: Դա մոտավորապես ճիշտ չափի է ՝ լինելու հեռուստատեսային ռոբոտի հիմքը, և ես հասկացա, որ ես, հավանաբար, կարող եմ այն լարով միացնել ՝ ցանցից կառավարվելու համար:

Եթե ես կարողանայի պլանշետ տեղադրել սարքում, ես կունենայի հեռուստատեսային ռոբոտ, որը թույլ կտար տատիկին ու պապիկին մասնակցել մեր տոնակատարությանը: Նրանք կկարողանային ինքնուրույն տեղաշարժվել տանը և շփվել տարբեր մարդկանց հետ, այլ ոչ թե մեկ տեղում խրված: Նորույթը կարող է նրանց և իմ երեխաներին ավելի հետաքրքրել, քան սովորական տեսազանգը:

Ես ռոբոտին աշխատեցի Գոհաբանության օրվան նախորդող գիշերը, և դա հսկայական հարված էր:

Դուրս գրված էլեկտրոնիկայի և մի փոքր թեթև ատաղձագործության շնորհիվ դուք նույնպես կարող եք հեռուստատեսային ռոբոտ կառուցել: Soldոդման կարիք չկա:

Պարագաներ:

Սարքավորումներ

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Նշում. «Deluxe» Snap Rover- ը չի օգտագործում նույն մասերը և չի աշխատի այս ուղեցույցի հետ: Եթե ունեք Deluxe Snap Rover- ը, ապա ձեզ հարկավոր է առանձին Motor Control IC գնել:

• Snap-to-Pin միակցիչներ
• Raspberry Pi Zero W կամ այլ սարք ՝ ծրագրավորվող GPIO- ներով, որոնք ունակ են գործարկել NodeJS
• Պատյան Raspberry Pi- ի համար (ըստ ցանկության)
• GPIO Hammer Headers (կին)
• MicroSD քարտ (4 ԳԲ կամ ավելի)
• USB մարտկոց և Micro-USB մալուխ ՝ Pi- ն սնուցելու համար
• iPad կամ այլ դեղահատ/հեռախոս

• Տարբեր փայտ:

  • 1 "x 48" փայտե գամասեղ, կտրված ցանկալի բարձրության վրա
  • 2x4, մոտ 10 "երկար
  • 2 հատ 1/4 "x 1" x 8 "համաձուլվածք
  • 2 հատ 1x1 կամ նմանատիպ գրություն, մոտ. 3 "երկար
• Փոքր ստվարաթղթե տուփ, որը կծառայի որպես iPad- ի սեփականատեր
• Նեյլոնե թելքավոր ժապավեն, մոտ. 6 '

Ծրագրային ապահովում

• Ռովերի վրա.

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (փորձարկվել է Pi Zero W- ի վրա կառուցված ոչ պաշտոնական 14.15.1 armv6- ով)
  • pi-rover հեռակառավարման ծրագրակազմ

• Պլանշետի վրա.

  Facetime, Zoom կամ տեսակոնֆերանսի այլ ծրագրեր

• Ձեր համակարգչի վրա.

  Ssh հաճախորդ (ներկառուցված Mac + Linux- ում. Windows- ի համար օգտագործել PuTTY- ի նման մի բան)

Գործիքներ

• Հորատեք 1 "բահ բիտով
• Տաք սոսինձ ատրճանակ
• Մուրճ
• Տեսավ
• Կասետային չափիչ / քանոն

Օգտվողի համար (տատիկ և պապիկ և այլն)

Պապիկին, կամ ով աշխատում է ռովերով, կպահանջվի հետևյալը.

ԱՀ ՝ տեսակոնֆերանսի ծրագրով (FaceTime, Zoom և այլն) և վեբ դիտարկիչ

ԿԱՄ

Պլանշետ/հեռախոս ՝ էկրանի պառակտման հնարավորությամբ և տեսահամաժողովների ծրագրակազմով

ԿԱՄ

• 2 սարք.

  • Հեռախոս, պլանշետ կամ տեսազանգի ծրագրակազմ ունեցող այլ սարք, և
  • Երկրորդ սարքը վեբ դիտարկիչով, որը կարող է օգտագործվել դիտարկիչը կառավարելու համար, մինչ առաջին սարքը օգտագործվում է տեսագրման համար

Քայլ 1: Սարքավորման ընտրություն

Ինտերնետից մարսագնացը կառավարելու համար ինձ հարկավոր էր մի փոքրիկ համակարգիչ, որը կարող էր և՛ կառավարել ռովերը, և՛ հանդես գալ որպես վեբ սերվեր, որպեսզի տատիկն ու պապիկը կարողանային մուտք գործել ռովեր: Raspberry Pi Zero W- ը կատարյալ տեղավորվում է: Այն փոքր է, ունի Wi-Fi և ունի շատ պրոցեսորի հզորություն ՝ փոքր վեբ սերվեր գործարկելու համար: Բացի այդ, դա ընդամենը 10 դոլար է, որն ավելի էժան է, քան գործնականում զբաղվող բոլոր այլ ընտրանքները: Ես ստացել եմ իմ Pi + պարագաները Adafruit- ի գերազանց մարդկանցից:

Քայլ 2: Pi: վերնագրերի պատրաստում

Ուսումնական խաղալիքների Snap Circuits շարքը նման է էլեկտրոնիկայի համար նախատեսված LEGO® աղյուսների: Նրանք թույլ են տալիս միացնել սխեմաները ՝ առանց որևէ զոդման, և դրանք համեմատաբար պաշտպանված են երեխաներից: Էլեկտրոնիկայի հոբբիստական տախտակները (ինչպես Raspberry Pi- ն) ապահովում են իրերը միացնելու մի շարք եղանակներ, բայց դրանցից ոչ մեկը համատեղելի չէ Snap սխեմաների հետ:

Այս ամենից խուսափելու համար մենք կտեղադրենք վերնագիր Pi- ում, այնուհետև կօգտագործենք հատուկ «Snap to Pin» ցատկող լարերը ՝ Pi- ն ռովերվին միացնելու համար ՝ առանց որևէ զոդման:

Տեղադրեք իգական մուրճի վերնագրերը Pi- ի մեջ `օգտագործելով տեղադրման հրահանգները (պիտակավորված« pHATs- ի համար »): Կարևոր է օգտագործել կանանց վերնագրերը. դրանք թույլ են տալիս միացնել jumper լարերը:

Քայլ 3. Pi- ի ծրագրակազմի պատրաստում

Raspberry Pi- ն իր ծրագրակազմը բեռնում է MicroSD քարտից: Մենք կտեղադրենք օպերացիոն համակարգ, այնուհետև կբեռնենք Pi- ն և կտեղադրենք մի քանի այլ գործիքներ, ինչպես նաև սարքի վերահսկման ծրագրակազմը:

1. Օգտագործեք Raspberry Pi Imager ծրագրակազմը ձեր համակարգչի վրա ՝ SD քարտին ներբեռնելու և տեղադրելու համար Raspberry Pi OS Lite (32-բիթ):
2. Օգտագործեք այս ձեռնարկը ՝ Pi- ն «անգլուխ» ռեժիմում տեղադրելու համար ՝ առանց ստեղնաշար կամ էկրան օգտագործելու: Դա կստանա Pi- ն Wi-Fi- ով, երբ այն առաջին անգամ գործարկվի:
3. Միացրեք Secure Shell (ssh) արձանագրությունը Pi- ի վրա ՝ օգտագործելով SSH- ի այս ձեռնարկի 3+4 քայլերը: Կարող եք անտեսել «X Փոխանցում» կարգավորելու մասին հատվածը: Սա ձեզ հնարավորություն կտա մուտք գործել Pi երբ այն միանա առցանց:
4. Տեղափոխեք SD քարտը Pi և տեղադրեք pi- ն: Ես էներգիա ապահովելու համար օգտագործել եմ USB մարտկոց, սակայն այս քայլի համար կարող եք նաև օգտագործել էներգիայի ադապտեր կամ Micro-USB մալուխ ՝ այն ձեր համակարգչից սնուցելու համար:
5. Գտեք Pi- ի IP հասցեն: Դուք պետք է միանաք Pi- ին, իսկ ավելի ուշ ՝ վերահսկեք rover- ը:

6. Մուտք գործեք Pi ձեր համակարգչից: SSH ձեռնարկի «Ստեղծեք ձեր հաճախորդին» բաժինը մանրամասն հրահանգներ ունի: Այժմ դուք պետք է մուտք գործեք Pi:

   ssh pi@

7. Հեռակառավարման ծրագրակազմը օգտագործում է գործիք, որը կոչվում է NodeJS: NodeJS- ը Pi- ի վրա տեղադրելու համար SSH- ի վրա գործարկեք հետևյալ հրամանները.

   wget

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

8. Այժմ դուք պետք է տեղադրեք NodeJS- ը Pi- ի վրա: Այն փորձարկելու համար վազիր

   հանգույց -v Մի քանի վայրկյան հետո այն պետք է թողարկի NodeJS- ի տարբերակը, օրինակ

   v14.15.1

9. Հաջորդը, մենք կտեղադրենք rover կառավարման ծրագիրը, որը կոչվում է pi-rover: Սա կտևի մի քանի րոպե.

   sudo apt-get install git

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

10. Գործարկեք սերվերի ծրագրակազմը Pi- ի վրա.

    հանգույցի ինդեքս. js

    Եթե ամեն ինչ լավ ընթանա, դուք պետք է կարողանաք մուտք գործել Pi ՝ ձեր համակարգչի վեբ դիտարկիչի միջոցով ՝ Pi 80- ի IP հասցեով նավարկելով: Օրինակ, եթե ձեր Pi- ի IP հասցեն 192.168.1.123 է, գնացեք

11. Դուրս եկեք սերվերի ծրագրակազմից Ctrl-C- ով:

12. Սերվերը գործարկելիս, երբ Pi- ն գործարկվի, տեղադրեք համակարգի սպասարկման ֆայլը.

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

    sudo systemctl միացնել pi-rover.service- ը

13. Երբ ծրագրաշարը փորձարկվի և աշխատի, փակեք այն, որպեսզի մենք կարողանանք Pi- ը տեղադրել ռովերում:

    sudo անջատում -հ հիմա

Նշում. Եթե դուք մտադիր եք մուտք գործել ձեր տնային ցանցից դուրս գտնվող այլ մարդկանց (օրինակ ՝ պապիկին, որն այս օրը Գոհաբանության օրն իր տանն է), ապա պետք է կազմաձևեք ձեր երթուղիչը ՝ ձեր հանրային IP հասցեից երթևեկություն ուղարկելու համար Պի. Աջակցության համար օգտագործեք նավահանգստի փոխանցման ուղեցույց:

Քայլ 4: Հաղորդալար Rover- ին

Snap Rover- ը գալիս է հրահանգներով `հեռակառավարման վահանակը միացնելու համար, որն ուղեկցվում է ռովերի հավաքածուով: Մենք դրանք կհարմարեցնենք ռադիոընդունիչի բաղադրիչը Pi- ով փոխարինելու համար:

Rover- ի ձեռնարկը ներառում է մի շարք սխեմաներ: Սկսեք թիվ 1 -ից («Գիշերային շարժիչ») և ամեն ինչ սղեք 6 -րդ սյունակի ձախ կողմում: Սա տեղում է թողնում շարժիչի կառավարման IC- ն, շարժիչի կառավարման IC- ի մուտքերի վրա (4) 1kΩ դիմադրիչները, սլայդերի անջատիչը, և լարերը, որոնք գնում են դեպի ռովեր:

Քայլ 5. Pi- ը միացրեք Rover- ին

Եթե ունեք Pi- ի պատյան, բայց դեռ չեք տեղադրել այն, արեք դա հիմա:

Pi- ի 40 պին միակցիչը ցուցադրում է մեծ ֆունկցիոնալություն: Մենք կօգտագործենք մի քանի ընդհանուր նշանակության I/O կապում (GPIO) ՝ Pi- ն թռիչքային սարքին միացնելու համար: Կարևոր է սա միացնել այնպես, ինչպես ցույց է տրված այստեղ. այն սխալ տեղադրելը վտանգում է Pi- ին կամ rover- ին վնասելը:

1. Pi- ի կապում նշված է 1-40 համարը: Արժե վերանայել pinout- ը `հասկանալու համար, թե ինչպես են դրանք շարադրված:

2. Օգտագործեք Snap-to-Pin միակցիչները `շարժիչի կառավարման IC- ի մուտքերի վրա գտնվող հետևյալ 4 GPIO- ները միացնելու դիմադրողներին.

   1. Պին 11 (GPIO 17) LF- ի ռեզիստորին
   2. Պին 12 (GPIO 18) LB- ի ռեզիստորին
   3. ՌԴ 13 -ի ռեզիստորին ամրացրեք 13 (GPIO 27)
   4. RB- ի դիմադրիչին ամրացրեք 15 (GPIO 22)
   5. Օգտագործեք ևս մեկ Snap-to-Pin միակցիչ ՝ գետնագնացը (Pin 14) Pi- ից գետնին (-) միացնելու համար: Չնայած մենք ունենք 2 առանձին սնուցման աղբյուր (ռովերը օգտագործում է 9V, իսկ Pi- ն ՝ 5V USB մարտկոցից), երկու կողմերը էլեկտրականորեն կապված են, և մեզ անհրաժեշտ է ընդհանուր հիմք `սխեմայի աշխատանքի համար:

Քայլ 6. Կառուցեք պլանշետի սարը

Պլանշետի տեղադրումը պահանջում է հավասարակշռել մի քանի մրցակցային կարիքներ.

• Պլանշետը պետք է այնքան բարձր լինի օդում, որ կարողանա փոխազդել կանգնած երեխաների և մեծահասակների հետ:
• Ռովերը պետք է բավականաչափ կայուն լինի, որպեսզի մեքենան վարելիս շրջվի:
• Պլանշետը պետք է տեղադրվի հնարավորինս մոտ ռովերերի կենտրոնին `մեքենա վարելիս կայունություն և սահուն փորձ ապահովելու համար:
• Rover- ի վերին հատվածը նախատեսված չէ այնպես, որ Snap Circuit- ներին կցված լինի այլ բան, և չկա հիանալի միջոց դրա վրա բեռ տեղադրելու համար ՝ առանց բաղադրիչներին վնաս պատճառելու վտանգի:

Մաս 1. Կամուրջների կառուցում

Թռչող սարքի վերևը պլաստմասե ցանց է, որը բշտիկներով նախագծված է ապահովելու էլեկտրոնիկայի բաղադրիչները: Loadանցի վրա ուղղակի բեռ տեղադրելը կայուն չի լինի և կարող է վնասել ցանցը: Ես որոշեցի մի տեսակ կամուրջ կառուցել հիմքի վրա `հենարաններով, որոնք տեղակայված են ցանցի հարվածների միջև և կամուրջի գագաթին ամրացված դոդով: Ես օգտագործեցի նեյլոնե ժապավեն ՝ կամուրջը + դոդների հավաքածուն ամրացնելու համար ռովերի թափքին:

1. Կտրեք 2x4 երկարությունը 10 դյույմ երկարությամբ, այն պետք է լինի ավելի երկար, քան ռովերը լայն է, ինչը թույլ կտա մեզ ապահով կերպով ամրացնել այն թռիչքային սարքին:
2. Կտրեք զույգ 8 "կտոր" 1/4 "ձուլման շերտերից: Դրանք կօգնեն կայունացնել պլանշետի ամրացումը և թույլ չտալ, որ այն շարժվի առաջ և հետընթաց:
3. Կպչեք ձուլման շերտերը 2x4- ի վրա: Շերտերը պետք է միմյանցից հեռու լինեն այնպես, որ դրանք տեղավորվեն ցանցի ակոսների մեջ, հարվածների միջև (միմյանցից մոտ 5 "հեռավորության վրա): Շերտերը պետք է ամրացված լինեն այնպես, որ 2x4- ի հատակը նստած լինի էլեկտրոնիկայի վերևում:
4. 1x1- ից կտրեք մի զույգ 3 դյույմ կտոր և կպցրեք դրանք այն անկյուններին, որտեղ ձուլման շերտերը հանդիպում են 2x4- ին: Նպատակն այստեղ կանխելն է, որ կաղապարի շերտերը չկտրվեն 2x4- ից կողային ճնշման ներքո:
5. 2x4- ի վերևում դոդի համար անցք փորելու համար օգտագործեք 1 "բահը: Փոսը պետք չէ ամբողջ ճանապարհով անցնել 2x4- ով. Փոսի ներքևում անփոփոխ թողեք մոտ 1/8" փայտ: սոսին աջակցել: Փոսը պետք է փոխհատուցվի դեպի 2x4- ի մի եզրը, մյուս կողմից նեյլոնե ժապավենի համար տեղ թողնելու համար: Սոսինձը կպցրեք անցքի մեջ ՝ համոզվելով, որ այն ուղղահայաց է:

Նշում. Կարող է ավելի փոքր դոդ աշխատել: Ես ընտրեցի 1 տրամագիծ` ապահովելու համար, որ այն բավական կոշտ է տատանումները թուլացնելու համար: Դուք չեք ուզում պապիկին կարոտել, երբ նա վարում է:

Մաս 2. Պլանշետի սեփականատեր

Ինձ հարկավոր էր թեթև, բայց ամուր միջոց ՝ պլանշետը ամրացնելու համար գամասեղի գագաթին: Պլանշետն ինքնին պետք է հնարավորինս մոտ լինի դոդին, որպեսզի նրա քաշը չդառնա որպես լծակ, որը փորձում է շրջել ռովերը: Փոքր փայտի նման թեթև փայտից տուփ կառուցելու կարճ քննարկումից հետո ես ընտրեցի համապատասխան չափի ստվարաթղթե տուփ կտրելու ցածր ջանքերը: Ես գտա մի տուփ, որի չափը մոտավորապես 10 "x 12" x 1 "էր: Կտրեք մի ծայրը, որպեսզի պլանշետը ներս սահի, և մի կողմից կտրեք ուղղանկյուն բացվածք, որպեսզի պլանշետի էկրանը տեսանելի լինի: Պլանշետի ամրակն ամրացնելու համար օգտագործեք տաք սոսինձ: դեպի գագաթի գագաթը:

Քայլ 7

Մենք պետք է պլանշետի լեռը ամրացնենք ռովերվին: Rover- ը նախատեսված չէ դրա համար, և տեղադրման հարմար տարբերակներ չկան: Ես նախընտրեցի ամրացնել լեռը ՝ օգտագործելով երկար նեյլոնե ժապավեն, որը փաթաթված էր ռովերի երկու առանցքների (ոչ թե առանցքների) շուրջը: Սա կանխում է լեռը թեքվել առաջ, ետ կամ երկու կողմերից: Համոզվեք, որ ժապավենը ճնշում չի գործադրում էլեկտրական բաղադրիչներից որևէ մեկի վրա և համոզվեք, որ այն ձգված և ամրացված է այնպես, որ այն չթուլանա:

Քայլ 8: Սկսեք սիրել:

Երբ պլանշետի լեռը ամրացվեց ռովերվին, միացրեք Raspberry Pi- ն և ռովերը: Երբ Pi- ն առցանց է, մուտք գործեք վեբ ինտերֆեյս (օրինակ ՝ https://192.168.1.123) և «Պահանջեք վերահսկողություն»: Այժմ դուք պետք է կարողանաք քշել: Միայն մեկ մարդ կարող է ռովեր վարել, այնպես որ համոզվեք, որ հրաժարվեք վերահսկողությունից, նախքան որևէ մեկին փորձելը:

Հրահանգներ տատիկի և պապիկի համար

Երբ արբանյակն առցանց է, զանգահարեք պապիկին (կամ տատիկին) FaceTime- ով: Երբ նրանք վերցնեն, հանձնարարեք նրանց բացել վեբ դիտարկիչ և գնալ ձեր հանրային IP հասցեով: Կախված նրանից, թե ինչ հեռախոս/պլանշետ/համակարգիչ են նրանք օգտագործում, նրանք կարող են ստիպված լինել անցնել «պառակտված էկրանի» ռեժիմ կամ օգտագործել երկրորդ սարք:

Երբ նրանք բեռնում են վեբ էջը, նրանք պետք է տեսնեն ռովերի վերահսկիչ ինտերֆեյսը: Խնդրեք նրանց վերահսկողություն խնդրել: Այժմ նրանք կարող են շփվել ընտանիքի մնացած անդամների հետ, կարծես այնտեղ լինեին:

Քայլ 9. Ապագա բարելավումներ

Այս դիզայնը կատարյալ չէ: Որոշ հնարավոր բարելավումներ.

• Կայունացուցիչ սարքի համար, որպեսզի այն շուտ շուռ չգա երեխայի, ընտանի կենդանու և այլնի հետ բախվելիս:
• Մի միջոց, որը թույլ կտա կանխել ռովերվին բախվել իրերին (վարորդը չի կարող ներքև նայել):
• Ավելի նրբություն pi-rover ծրագրակազմի վերահսկման մեջ: Հենց հիմա նրանք կոդավորված են մի բանի համար, որը բավական լավ էր աշխատում մեզ համար:
• Տեղադրեք վիդեոկոնֆերանսի գործիքը վեբ էջում, որպեսզի տատիկին երկու սարք չպահանջվի ռովերվերից օգտվելու համար