SOLARBOI - 4G Solar Rover Out to Explore World !: 3 քայլ (նկարներով)

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

Փոքր տարիքից ես միշտ սիրել եմ ուսումնասիրել: Տարիների ընթացքում ես տեսել եմ հեռակառավարման մեքենաների բազմաթիվ շինություններ, որոնք վերահսկվում են WiFi- ով, և դրանք բավական զվարճալի տեսք ունեին: Բայց ես երազում էի շատ ավելի հեռուն գնալ ՝ իրական աշխարհ, իմ տան, փողոցի կամ նույնիսկ արվարձանի սահմաններից շատ հեռու: Ես տենչում էի կառուցել ռոբոտ, որը կարող էր շատ ավելի հեռու գնալ: Դա անելու համար ես խփեցի ռոբոտին, որը հագեցած էր տեսախցիկով, 4G տվյալների միացումով և արևային էներգիայի համակարգով, որը կարող է առաքելություններ իրականացնել օրեր, շաբաթներ և նույնիսկ ամիսներ: Ես այժմ կանոնավոր կերպով ուղարկում եմ առաքելություններ Twitch.tv- ով, և SOLARBOI- ն իր մասն է անում ՝ փորձելով ավելի հեռուն գնալ Ավստրալիայի գյուղեր, քան երբևէ որևէ ռոբոտ: SOLARBOI- ի նպատակն է մնալ Ավստրալիայի գյուղերից մեկում և ճանապարհորդել դեպի գյուղ և դեպի այլ ուղղություններ: Այն չի կարող արտաքին օժանդակություն ստանալ իր առաքելության ընթացքում, հակառակ դեպքում այն համարվում է ձախողված: Այն պետք է ճանապարհ անցնի ՝ կիլոմետր առ կիլոմետր, օրերի և շաբաթների ընթացքում ՝ ապավինելով միայն արևի լիցքավորմանը և 4G ցանցին ՝ բազա վերադառնալու համար: Չնայած նախագծի հիմունքները հեշտ են թվում, այն հանելն աներևակայելի դժվար է: Այս ուղեցույցը ծառայում է բացատրելու SOLARBOI- ի հիմունքները և ներկայացնում գաղափարներ, թե ինչպես լավագույնս ստեղծել ռոբոտային հարթակ, որը կարող է գոյատևել դրսում շաբաթներ շարունակ: Դա ճշգրիտ քայլ առ քայլ ձեռնարկ չէ, թե ինչպես ստեղծել ձեր սեփականը. փոխարենը, դա ցատկման կետ է, որը կարող եք օգտագործել ձեր սեփական կառուցվածքներն ու նախագծերը ուսումնասիրելու համար:

Քայլ 1: Քայլ 1: Սարքավորումներ

Նախևառաջ, ձեր ռոբոտի համար անհրաժեշտ է շասսի: Մինչ շատերը փորձարկում էին 3D տպված ռովերների դիզայնը, ես մանկուց ընտրեցի օգտագործել նվիրական խաղալիք: Radio Shack RAMINATOR- ը հիանալի տեսք ուներ ՝ մեծ անվադողերով, չորս անիվներով և տուփից դուրս աշխատող կախոցով: Թեև այն օպտիմիզացված է պտտող մոմենտի արագության համար, ես որոշեցի, որ դա լավ կլինի որպես իմ ռովեր նախագծի հիմքը: Խաղալիքների դասի RC սարքավորումները պոկելուց հետո ես փոխարինեցի շարժիչի Hobbyking- ի խոզանակով ESC- ով, մինչդեռ ես հանեցի ղեկի սկզբնական կարգավորումը և այն փոխարինեցի դիմացկուն սերվոյով: Լիթիում պոլիմերային մարտկոցները տեղադրվեցին, որպեսզի SOLARBOI- ին միաժամանակ ժամերով քշելու ուժ տա:

Մեխանիկական միջոցների բացակայության դեպքում հրամանատարությունն ու վերահսկողությունը հաջորդ հիմնական նկատառումն է: Դրա համար ես հաստատվեցի Raspberry Pi Zero- ում: Նախագծված է փոքր քանակությամբ էներգիա խմելու համար, այն համատեղելի է USB ծայրամասային սարքերի հետ և կատարյալ է ինտերնետին միացված նախագծի համար: Որպես բոնուս, այն լավ է աշխատում Raspberry Pi տեսախցիկի ծայրամասային սարքի հետ, ինչը կարևոր է մեզ տեսարան տալ ռոբոտի շրջակայքին, երբ մենք դաշտում ենք: Ես ընտրեցի SOLARBOI- ի համար նախատեսված ձկան աչքի տեսախցիկ `տալով մեզ գեղեցիկ լայն տեսք, որն օգնում է նավարկելու աշխարհը: Տուն -բազա վերադառնալու համար մենք ապավինում ենք 4G դոնգլին, որը մեզ տալիս է ռոբոտին հրամաններ ուղարկելու և տեսագրություն ստանալու համար անհրաժեշտ բարձր թողունակություն:

Արևային էներգիան առանցքային է SOLARBOI- ի առաքելության համար, ուստի և անունը: 20W հզորությամբ արևային վահանակ տեղադրված է արևը առավելագույնս օգտագործելու համար, նույնիսկ այն օրերին, երբ ավելի շատ ամպամած է, քան արևոտ: Այն օգտագործվում է ցերեկը մարտկոցները լիցքավորելու համար, որպեսզի SOLARBOI- ն կարողանա գիշերը քշել ՝ հեռու հետաքրքրասեր աչքերից և չարամիտ միջամտող սարքերից: Ակնհայտ է, որ նույնիսկ ցածր էներգիայի Pi Zero- ն ցուցադրումը վարելիս մենք չենք կարող թողնել այն ամբողջը աշխատող այլ ժամանակ մենք մարտկոցները շատ արագ կթափեինք: Այսպիսով, Pi- ն պետք է անջատվի ժամանակի մեծ մասից, բայց կանոնավոր պարբերականությամբ միացվի ՝ SOLARBOI- ի դիրքը հաղորդելու համար և թույլ տալ մեզ մուտք գործել և քշել ռոբոտին, երբ ցանկանանք: Դրան հասնելու համար Arduino Pro Micro- ն վարում է հատուկ ծրագիր, որը միացնում է SOLARBOI- ն յուրաքանչյուր ժամվա առաջին 5 րոպեների ընթացքում: Եթե մենք մուտք գործենք ռոբոտին Mission Control- ից, այն կմնա միացված ՝ թույլ տալով մեզ կատարել առաքելությունը: Եթե այն չի հայտնաբերում կապը, այն կրկին ուժ է տալիս Raspberry Pi- ին ՝ էներգիա խնայելու և արևային էներգիան առավելագույնս օգտագործելու համար: GPS- ն օգտագործվում է նաև համոզվելու համար, որ Առաքելության վերահսկողությունը միշտ տեղյակ է SOLARBOI- ի դիրքի մասին: Գիշերվա ընթացքում գյուղում մեքենա վարելը կարող է շատ դժվար լինել միայն տեսողական նշաններով նավարկելը: Այսպիսով, GPS- ը թույլ է տալիս մեզ շտկել ռոբոտի գտնվելու վայրը և հասնել մեր նպատակներին տարածաշրջանային Ավստրալիայի խորքում:

Քայլ 2: Քայլ 2: theրագրակազմ

Ակնհայտ է, որ ամեն ինչ լավ է և լավ, եթե ունես ռովեր, բայց այն աշխատելու համար ծրագրային ապահովման կարիք ունի: SOLARBOI- ի ծրագրակազմը գտնվում է մշտական զարգացման փուլում ՝ հնարավորություն տալով ավելի լավ կատարման և ժամանակի ընթացքում բարելավելով օգտագործման հարմարավետությունը:

Թռչող սարքն օգտագործում է Raspbian- ը ՝ Raspberry Pi Zero- ի կանխադրված ՕՀ -ն: Առաքելության վերահսկումը գործում է Windows- ի վրա: Սա առաջացնում է որոշ խնդիրներ Linux- ի տարբեր կոմունալ ծառայությունների հետ, որոնք պետք է հատուկ տեղադրվեն Mission Control- ում: Ի վերջո, սակայն, այս կարգավորումը մեզ թույլ տվեց SOLARBOI- ով քշել շատ հաջող կիլոմետրեր և լավ է կատարում աշխատանքը: Տեսանյութը ռոբոտից վերադարձվում է Առաքելության վերահսկում Gstreamer- ի միջոցով: Դժվար է օգտագործել և լավ փաստաթղթավորված չէ սկսնակների համար: Այնուամենայնիվ, դա մեզ հնարավորություն է տալիս ռոբոտից ունենալ ցածր ուշացում ունեցող աուդիո և վիդեո հոսք, որը բավական լավ է մեզ համար ՝ առանց շատ խնդիրների քշելու համար: Իրականում բացթողումներ են տեղի ունենում, և կա որոշակի հետաձգում, բայց երբ դուք ստեղծում եք աշխարհում առաջին ռոբոտները ՝ գյուղը ուսումնասիրելու համար, դուք լավագույնս օգտագործում եք ձեր ունեցածը: Հեռարձակումը կատարվում է հայրենի H264- ում ՝ Raspberry Pi Camera- ից ՝ Pi Zero- ի վրա չափազանց մեծ բեռ չծախսելու համար ՝ թռիչքի ժամանակ ծածկագրելով: Ռոբոտի կառավարումը կատարվում է հատուկ Python կոդի միջոցով ՝ սերվեր/հաճախորդ ճարտարապետությամբ: Օգտագործելով գրադարաններ, ինչպիսիք են PiGPIO- ն և Servoblaster- ը, մենք հեշտությամբ կարողանում ենք վերահսկել ռոբոտի շարժիչ համակարգը և այլ գործառույթներ իրական ժամանակում: Տեղադրումը ցնցում է ՝ լավ զարգացած Raspberry Pi էկոհամակարգի շնորհիվ:

Մենք օգտագործում ենք Python- ի տարբեր գրադարաններ ՝ էկրանին հեռաչափություն ցուցադրելու համար: Ամենակարևորը MatPlotLib- ն է, որը մեր մարտկոցի գծապատկերներն է ներկայացնում Առաքելության վերահսկման մեջ, ինչը մեզ հնարավորություն է տալիս վերահսկել SOLARBOI- ի աշխատանքը կենդանի առաքելության ընթացքում:

Քայլ 3: Քայլ 3. Բաներ, որոնք դուք միայն սովորում եք դաշտում

Ոչ մի ծրագիր չի վերապրում թշնամու հետ առաջին շփումից, ինչպես ասում են: Inիշտ նման կերպ SOLARBOI- ն բազմաթիվ փորձությունների է ենթարկվել `փորձելով նավարկելու հին մոդայիկ հեռախոսի տուփը` Նոր Հարավային Ուելսի գյուղական մասում: Սրանք դասեր են, որոնք հաճախ կարելի է սովորել միայն դաշտում, և դրանք մենք սովորել ենք դժվարին ճանապարհով: Գաղտնիությունը առաջնային մտահոգություն է: Եթե ռոբոտը առանձնանում է շրջապատից, այն հեշտությամբ կարող է հայտնաբերվել անցորդների կողմից ՝ օրվա ընթացքում լիցքավորվելիս: Հարթակի փոքր չափի և քաշի պատճառով SOLARBOI- ն կարող էր հեշտությամբ գողանալ կամ ոչնչացնել ՝ այդպիսով ձախողելով իր առաքելությունը: Սա ռիսկ է, որը մենք վերցնում ենք ամեն անգամ, երբ տեղակայվում ենք վայրի բնության մեջ: Սա մեղմելու համար SOLARBOI- ն ներկված է կանաչ խամրած երանգով ՝ փորձելով միաձուլվել: Արևի մեծ լույսով, բայց նվազագույն տեսանելիությամբ լիցքավորելու անվտանգ տարածք գտնելը շարունակական մարտահրավեր է: իր ճանապարհին: Մենք նախկինում խնդիրներ ենք ունեցել քարերի վրա խրված լինելու կամ փոքր ծառերի հետ բախվելու: Ամանակի մեծ մասը դա պայմանավորված է տեսախցիկով, որն ունի վատ տեսադաշտ, գիշերային լուսավորության ցածր մակարդակ և օպերատորի ծայրահեղ հոգնածություն: Ավելի լավ լուսարձակների և ձկնային ոսպնյակների բարելավումը նպատակ ունի հետագայում խուսափել այս խնդրից: Դանդաղ և կայուն առաջընթացը, այլ ոչ թե ուղղակի արագությունը, նաև լավ մանտրա է ՝ ապրելու համար ՝ խուսափելու առարկաների հետ բախումից, երբ մեքենա եք վարում 500 մ վիդեո ուշացումով: Պարզապես երկրում տեղակայվելն իր խնդիրներն է բերում: Դա նշանակում է, որ SOLARBOI- ի սարքավորումները պետք է լինեն ծայրահեղ վիճակում, որպեսզի մի քանի ժամ տևողությամբ ճանապարհորդություն դեպի տեղակայման տարածք ապարդյուն չլինի: Սա մեզ համար շատ բենզին և ժամանակ է ծախսել անցյալ առաքելությունների ժամանակ, և մի բան, որից մենք մտադիր ենք խուսափել հետագայում խիստ փորձարկումներով: Այնուամենայնիվ, ինչ -որ բան պետք է հաշվի առնել ռոբոտը հեռու տեղակայելիս: Վերջապես, Mission Control- ի լավ հնարավորությունները պարտադիր են: Անձնակազմին սուր և զգոն պահելու համար կոֆիենը պետք է ձեռքի տակ լինի, ինչպես նաև ջուր `պատշաճ խոնավեցումը պահպանելու համար: Մաքուր և արդիական հեռաչափությունը նույնպես օգտակար է խնդիրները արագ ախտորոշելու համար, իսկ ցածր լապտերային տեսաֆիլմերի թողնումները լավագույնն են Ավստրալիայի անապատում սահուն վարելու համար: Սա նաև թույլ է տալիս վարորդին առավելագույնի հասցնել SOLARBOI- ի արագությունը, անհրաժեշտության դեպքում:, խուսափելու անցնող մեքենաներից, վայրի բնությունից կամ Շեքլթոն կատուն, որոնց մենք հանդիպել ենք Առաքելություն 1 -ում: Ընդհանուր առմամբ, SOLARBOI- ն շատ ավելի հեռու է գնալու ապագա առաքելություններում, և իդեալական է, որ երկար ամիսներ կանցկացնի դաշտում ՝ ուսումնասիրելով շատ ու շատ: SOLARBOI- ի ճանապարհորդությանը հետևելու համար հետևեք Twitch.tv- ին և Youtube- ին և վայելեք ստորև ներկայացված առաքելությունները: Ինչպես միշտ, առաջիկա արկածները դեռ շատ կլինեն, քանի որ SOLARBOI- ն զարգանում է և ճանապարհորդում ավելի ու ավելի հեռու տնից: