Sparky - DIY վեբ վրա հիմնված Telepresence ռոբոտ. 15 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

Sparky անունը հիմնված է Self Portrait Artifact Roving Chassis I հապավման վրա, որը անհարմար տիտղոս է 90 -ականների սկզբին սկսված գեղարվեստական նախագծի համար: Այդ ժամանակից ի վեր Sparky- ն վերածվել է RC- ի չափազանց մեծ խաղալիքի ՝ մի քանի մանկական մոնիտորների տեսախցիկներով, վերածվելով լիովին վեբ հնարավորությամբ ինքնավար հեռուստատեսության ռոբոտի: Տարիների ընթացքում եղել են բազմաթիվ տարբեր տարբերակներ ՝ օգտագործելով տեխնոլոգիաների և լուծումների լայն տեսականի, բայց միշտ նույն նպատակը ՝ հարթակ ապահովել կենդանի տեսադիտարկման և հեռավոր ինքնավար ռովինգի համար: Այս նախագծի համար անհրաժեշտ հանդերձանքի մեծ մասը հասանելի է դարակից դուրս, և այն, ինչ ես օգտագործել էի, արդեն իմ խանութում էր ՝ նախորդ նախագծերից, հուսով եմ, որ դուք կունենաք նմանատիպ հանդերձում, բայց պատրաստ եղեք իմպրովիզներ անելու, աղբարկղ վարելու կամ Craigslist- ին անհայտ կորած լինելու համար: մասեր. Sparky- ն օգտագործում է Skype- ը ՝ որպես տեսազրույցի հիմք, ինչպես նաև որոշ հատուկ ծրագրային ապահովում (և աղբյուրի ծածկագիր), որոնք մենք տրամադրում ենք անիվներով շարժական սերվոյի կառավարման հիմնական միջոցներին: Դուք կարող եք հարմարեցնել այս ծածկագիրը ՝ ձեր ռոբոտին ֆունկցիոնալություն ավելացնելու համար ՝ ներառյալ ավելի շատ սպասարկողներ, բռնակներ և սենսորներ: Դուք սահմանափակված եք միայն ձեր երևակայությամբ և հնարամտությամբ: Հիշեք, որ յուրաքանչյուր ռոբոտ տարբերվելու է, այնպես որ այս ուղեցույցը ոչ մի կերպ ամբողջական հրահանգներ չէ: Մտածեք այն որպես ելակետ, հիմք, որի վրա դուք նախագծում և կառուցում եք ձեր սեփական եզակի Sparky ստեղծագործությունը:

Քայլ 1. Մասեր - Շասսի և գնացք

Chassis and Drive Train: Vex- ը հայտնի կրթական ռոբոտային հավաքածու է: Այն շատ նման է ավանդական Erector հավաքածուին ՝ համալրված բարդ servo շարժիչներով, անիվներով և շարժիչներով (VEX- ը ներառում է նաև իր ծրագրավորման լեզուն և համակարգչային տախտակ ՝ ամբողջական ռոբոտներ պատրաստելու համար, բայց մենք դրանք չենք օգտագործում Sparky- ի համար):

Քայլ 2. Մասեր - Հզորություն

Էլեկտրաէներգիա: 12V, 7Ah կոմպակտ մարտկոց: Millրաղացից, DC- ից AC հոսանքի ինվերտորին զուգակցված, այն բավական հյութ է տալիս ռոբոտին մի լիցքավորմամբ մի քանի ժամ աշխատեցնելու համար:

Քայլ 3. Մասեր - Ուղեղ

Ուղեղ. Առաջին սերնդի Mac Mini- ն էժան է և առաջարկում է մեծ հզորություն և ֆունկցիոնալություն մի փոքրիկ փաթեթում, ներառյալ WiFi, Bluetooth և բավարար նավահանգիստներ ՝ ամեն ինչ միացնելու համար (USB, Ethernet, FireWire, աուդիո):

Քայլ 4. Մասեր - Նյարդային համակարգ

Նյարդային համակարգ. Համակարգչի և servo շարժիչների միջև եղած բացը կամրջելու համար Sparky- ն օգտագործում է MAKE Controller տախտակ:

Քայլ 5: Softwareրագրակազմ

Softwareրագրային ապահովում. Sparky- ն օգտագործում է Skype- ը ՝ հանրահայտ անվճար VoIP և տեսազրուցային ծրագրակազմը, որպես հիմք ներկայիս հեռահաղորդակցության կարգավորման համար, սակայն մենք ավելացրել ենք նրա զրուցարանների գործառույթները հատուկ ծրագրակազմով, որն ավելացնում է սերվոմոտորային հսկողություն: Այս ֆայլերը կարող են փոփոխվել, այնպես որ կարող եք ավելացնել ցանկացած լրացուցիչ գործառույթ, ինչպիսիք են տվիչները, բռնակաձևերը և այլն:

Քայլ 6: Այլ բաղադրիչներ

Այլ բաղադրիչներ. LCD մոնիտոր, մկնիկ, ստեղնաշար Տեսախցիկի մալուխներ `USB, Firewire, Ethernet, հոսանք, վիդեո, աուդիո Կարգավորելի սնուցման աղբյուր` սերվոյի ուժը բարձրացնող անիվների համար

Քայլ 7: Գործիքներ

Գործիքներ. Allen բանալին Vex Screwdriver Snips- ի համար զիպ կապերի համար

Քայլ 8. CHASSIS & DRIVE TRAIN -1

Sparky- ի շասսիի նախկին տարբերակները հիմնված էին տարբեր նյութերի վրա, ներառյալ եռակցված պողպատ, լեգոներ և այլն: Sparky- ի ներկայիս տարբերակն օգտվում է VEX Robotic Design System- ից ՝ օգտագործելով Erector Set- ի նման պողպատե ամրակներ, թիթեղներ և ընկույզներ/պտուտակներ, ինչպես նաև ներառված շարժակներ, անիվներ և առանցքներ: Այս հավաքածուները շատ ժամանակ են խնայում, մինչ դուք պարզում եք ձեր բոտի ճշգրիտ չափերը: Մի քանի ընդհանուր պտուտակավոր անիվ արագաշարժություն են ապահովում նեղ շրջադարձերում: Կարող եք կառուցել նման խաղալիքի մասշտաբով նյութերով, կամ կարող եք ընտրել եռակցված պողպատից ավելի ամուր շրջանակ պատրաստել, ինչպես բնօրինակ Sparky- ն:

Քայլ 9. CHASSIS & DRIVE TRAIN - 2

VEX հավաքածուն ներառում է բազմաթիվ հիանալի մասեր, ներառյալ ստանդարտ սերվերը `սահմանափակ 180* շարժունակությամբ, ինչպես նաև երկու լրիվ պտտվող շարժիչների սպասարկող, որոնք ամբողջովին պտտվում են DC շարժիչների նման: Սրանք հարմար են, քանի որ դրանք պարզեցնում են անիվների լիարժեք պտույտ ստեղծելու պահանջները: (Սկզբնական Sparky ռոբոտը ուներ 2 սահմանափակ սպասարկում, բայց դրանք ուղղակիորեն չէին քշում ռոբոտի անիվները: Փոխարենը նրանք ֆիզիկապես տեղափոխեցին պոտենցիոմետրեր, որոնք միացված էին օրիգինալ սայլակին, վերահսկում է թվացյալ բարդ Ռուբե Գոլդբերգի նման լուծումը, որը տարիներ շարունակ զարմանալիորեն լավ է աշխատել: բայց դեռ նյարդայնացնում է ինժեներների մեծ մասին):

Քայլ 10. CHASSIS & DRIVE TRAIN - 3

VEX սերվերն այնքան էլ հզոր չեն, բայց փակված շարժակների միջոցով նրանք դեռ կարող են պտտել պտտվող մոմենտը անիվներին, չնայած արագության զոհաբերությամբ: Այն բավական լավ է աշխատում կոշտ մակերևույթների վրա, բայց պայքարում է գորգի կամ նույնիսկ փոքր հարվածների վրա: Հաջորդ քայլը կարող է լինել լրիվ ռոտացիայի ավելի ուժեղ սերվերի ավելացում, կամ նույնիսկ անցում կատարել DC շարժիչներին, չնայած դա նույնպես կպահանջի լրացուցիչ ծրագրավորում:

Քայլ 11. CHASSIS & DRIVE TRAIN - 4

Բավականին ժամանակ է ծախսվել VEX շասսիի վերամշակման համար `այն հնարավորինս թեթև պահելու և դեռ բոլոր մասերը տեղավորելու համար: Հատկապես դժվար էր մոնիտորի ընտրությունը: Սկզբում ես օգտագործում էի թեթև 7 LCD էկրան, բայց այն այնքան ցածր թույլատրելիություն ուներ, որ անհնար էր լավ տեսնել: Ի վերջո, հին 17 LCD- ն արեց հնարքը, չնայած ավելորդ քաշի զգալի վնասով: Կառուցման մեկ այլ խնդիր է քաշի բաշխումը: Մարտկոցը, ինվերտորը և սնուցման աղբյուրները պետք է տեղակայված լինեն այնպես, որ դրանց քաշը կենտրոնացած լինի անիվների միջև և չափազանց ծանրաբեռնված չլինի որևէ մեկի վրա: Այս բոլոր խնդիրները համատեղվում են ՝ ստեղծելով սերտորեն փաթեթավորված բաղադրամասերի և կայծակաճարմանդ մալուխների դժվարին գլուխկոտրուկ:

Քայլ 12: ՀԱՄԱԿԱՐԳՉԱՅԻՆ ԵՎ ՊԵՐԻՖԵՐԱԼՆԵՐ

Ներկայիս Sparky- ի այսքան փոքր լինելու պատճառներից մեկը Mac Mini- ի ոգեշնչող չափսերն են: Ուշագրավ գիտակցում էր, որ այս նախագիծը իրականացնելու համար անհրաժեշտ հաշվողական հզորությունը գնալով փոքրանում էր: Նախկին ջանքերը ներառում էին G4- ի մեծ չափի աշխատասեղան, Luxo Lamp iMac և նույնիսկ հազվագյուտ տեսողություն ունեցող Mac Cube: Ես նույնիսկ սկսել եմ խեղդել iPhone Sparky- ի գաղափարը, բայց դա իր խնդիրներն ունի, և համակարգչային սարքավորումների միացումը պարզ է: L- ից R- ի Mac- ի հետևի կողմին կա հոսանքի մալուխ, Ethernet (դեպի MAKE Controller), Firewire (iSight), մոնիտորի մալուխ, USB (MAKE Controller), ևս մեկ USB (ստեղնաշար և մկնիկ): Բոլոր ավելորդ մալուխները, էլեկտրական աղյուսները և այլն և ամրացված են կայծակաճարմանդով և խրված են շասսիի մեջ: Գոյություն ունեն երեք հոսանքի լարեր ՝ Mac- ը, LCD մոնիտորը և MAKE տախտակը, որոնք բոլորը մտնում են DC-to-AC ինվերտորին միացված եռակողմ պառակտիչի մեջ ՝ ամուր փաթեթավորված 12 վ մարտկոցի կողքին: Ethernet և USB մալուխը միացված է MAKE Controller- ին ՝ մեկը տվյալների համար, մյուսը ՝ էներգիայի: Այս պահին այն աշխատում է WiFi- միացված համակարգիչով, որը սնվում է մարտկոցից, միացված է MAKE տախտակին և նստած է անիվների վրա (բայց դեռ քշելի չէ): Հիմա լավ ժամանակ է ամեն ինչ փորձարկելու համար: Գործարկեք այն և լուծեք ցանկացած խնդիր աուդիո, վիդեո, WiFi և այլն: Ներբեռնեք և օգտագործեք Skype- ը տեսազանգեր կատարելու համար: Համոզվեք, որ մաքրեք այս բոլոր հնարավոր տհաճությունները ՝ հաջորդ փուլ անցնելուց առաջ:

Քայլ 13. ԿԱՌԱՎՈՐՈՄ

Mac- ի և servo շարժիչների միջև ֆիզիկական կապ հաստատելու համար պահանջվում է վերահսկիչ տախտակ: Տախտակը համակարգչից ստանում է հրամաններ և դրանք վերածում էլեկտրական ազդակների, որոնք պտտում են շարժիչները: Այն կարող է նաև ազդանշաններ վերցնել տվիչներից (ինֆրակարմիր, հպում, լույս) և այդ տվյալները հետ ուղարկել համակարգչին: Կան բազմաթիվ տարբեր կարգավորիչներ: Ամենահայտնիներից մեկը, հավանաբար, Arduino- ն է, էժան, բաց կոդով վերահսկիչ տախտակ, որին շատերը կողմ են: Ես ստացել եմ MAKE տախտակ մի քանի տարի առաջ, երբ այն նախատիպի փուլից հազիվ դուրս էր: Գրատախտակի նոր տարբերակները նման են, բայց, հավանաբար, մի փոքր ավելի պարզ է դրա տեղադրումը: Խստորեն խորհուրդ եմ տալիս այցելել MakingThings կայք ՝ վերջին որոնվածը և տախտակի այլ թարմացումներ կատարելու համար: MAKE վերահսկիչին մի լավ բան այն է, որ ներսում տեղադրված են բոլոր հարմարությունները, ինչպես օրինակ ՝ մուտքի և ելքի հսկայական թվային անալոգային և թվային նավահանգիստներ: Sparky- ի համար ամենալավը 4 plug-and-play servo slots- ն են: VEX սերվերը միանում են 0 և 1 անցքերին ՝ խնայելով շատ ժամանակ և ջանքեր զրոյից միացումներ ստեղծելու համար: MAKE տախտակն ունի նաև հարմար անջատիչ servo էներգիայի համար, որը կարող է անմիջապես դուրս գալ MAKE տախտակից 5v- ով, կամ արտաքին սնուցման աղբյուրը կարող է միացվել `հյութը մինչև 9v բարձրացնելու համար: Sparky s VEX շարժիչները ծանրաբեռնված են ավելի մեծ քաշով, քան նախատեսված են, ուստի լրացուցիչ հզորությունը օգնում է պտտել անիվները (շարժիչները, կարծես, ունեն ներքին անջատիչ միացում, որը թույլ չի տալիս այրվել, եթե չափից ավելի ուժ է կիրառվում): Եթե դուք օգտագործում եք Arduino- ն կամ կառավարման այլ տախտակ, փնտրեք առցանց ՝ սերվիսներ վարելու համար անհրաժեշտ տեղեկությունները գտնելու համար: Այն պետք է բավականին հեշտ լինի գտնել:

Քայլ 14: FՐԱԳԻՐ

Sparky- ն իրականում օգտագործում է երկու համակարգիչ `ներկառուցված Mac Mini և որոշ այլ համակարգիչ, որը միացված է համացանցին և պատրաստ է տեսազանգի: Մտածեք այս երկրորդ համակարգչի մասին որպես Sparky- ի կառավարման տաղավար: Ես օգտագործում եմ հին powerbook և iSight տեսախցիկ: Երկու համակարգիչներն էլ պահանջում են Skype: Sparky նախագիծը այն օգտագործում է տեսազրույցի համար, բայց նաև օգտագործում է իր տեքստային զրուցի գործառույթը Skype- ի միացման միջոցով կոշիկի շարժիչի կառավարման հրամանների համար, այնպես որ, եթե Skype- ը միանում է, ռոբոտը շարժվում է առանց նրանց միջև լրացուցիչ կապի պահանջվելու: Ինչպես է այն աշխատում. դեպի Skype, Sparky- ն պահանջում է հարմարեցված plug-in ծրագրակազմ: Կառավարման խցիկի հավելումը գալիս է տեսախաղերի ոճով, ստեղնաշարի քարտեզագրված WASD կարգավորիչներով: Խցիկից ստեղնաշարի հարվածները ուղարկվում են որպես տեքստային հաղորդագրություններ Skype- ի ներսում Sparky s Mac Mini- ում, որտեղ plug-in- ի մեկ այլ պատճեն ստանում է տեքստային հաղորդագրությունները և դրանք թարգմանում է MAKE վերահսկիչին ուղարկվող շարժման հրամանների մեջ, որը էներգիա է հաղորդում սերվերին: Ահա սովորական ծրագրակազմը Ահա ծրագրաշարի հրահանգները

Քայլ 15. ԱՐՏԱԳՈՅՆ ԼԻՆԵԼ

Driving Sparky- ն յուրահատուկ փորձ է, Martian rover sim- ի և կենդանի սոցիալական ցանցի միաձուլում, որը հագեցած է հաճախակի տեխնիկական հրշեջ վարժություններով: Այն ստիպում է մարդկանց մտածել ինչպես իրենց վախերի, այնպես էլ մարդ-մեքենա հիբրիդի գաղափարի նկատմամբ գրավչության մասին: Բայց զարմանալի է, թե ինչքան արագ են մարդիկ մոռանում, որ խոսում են կիսամեքենայական կիբորգի հետ, և մի քանի փոխանակման ընթացքում Սփարկին կարողանում է մասնակիցների միջև իսկական, մարդկային կապ ստեղծել: Տարիներ շարունակ Sparky- ի տարբերակները ծառայել են որպես պատկերասրահի զբոսավար, ջազ երգիչ և նվագախմբի ղեկավար, խնջույքի վարող և Burning Man վիրտուալ մասնակից: Բայց Sparky- ի ներուժը շատ ավելի մեծ է, քան այս օրինակները: Ի՞նչ կարող եք ստիպել Սպարկիին անել: Ո՞ւր կտանեիք: Ինչպե՞ս եք տեսնում, որ հեռուստատեսային ռոբոտները ազդում են աշխարհի հետ ձեր փոխազդեցության վրա: