Snap Circuits Telepresence роботу: 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

2020 -жылдагы майрамдар бир аз башкача. Менин үй -бүлөм бүт өлкөгө жайылган жана пандемиядан улам биз майрамдарга чогула албай жатабыз. Мен чоң аталар менен чоң энелерибизди ыраазычылык майрамыбызга кошкондой сезүүнү кааладым. Double 3 сыяктуу телепрезентация роботу кемчиликсиз болмок, болгону анын баасы 4 000 000. Мен анча -мынча акчага окшош нерсени курсамбы деп ойлончумун.

Snap Circuits® RC Snap Rover®-бул электроника менен алыстан башкарылуучу ровер, ал өзгөртүү жана эксперимент үчүн иштелип чыккан. Бул телепрезентация роботунун негизи болууга туура келген өлчөм жөнүндө, мен аны интернеттен көзөмөлдөө үчүн зым менен байланышы мүмкүн деп ойлодум.

Эгерде мен планшетти роверге орното алсам, анда менин чоң ата -чоң энелерибиздин майрамыбызга катышуусуна уруксат бере турган телепрезентация роботу болмок! Алар бир жерде тыгылып калбастан, үйдүн айланасында өз алдынча көчүп, ар кандай адамдар менен баарлаша алмак. Жаңылык аларды жана менин балдарымды кадимки видео чалууга караганда көбүрөөк кызыктырышы мүмкүн.

Мен роботту Ыраазычылык күнүнүн түнүндө иштедим жана бул абдан чоң хит болду!

Даяр эмес электроника жана бир аз жыгач устачылык менен сиз да телепрезентация роботун кура аласыз. Эч кандай ширетүү талап кылынбайт!

Берилиштер:

Аппараттык

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Эскертүү: 'Deluxe' Snap Rover ошол эле бөлүктөрдү колдонбойт жана бул колдонмо менен иштебейт. Эгерде сизде Deluxe Snap Rover бар болсо, анда өзүнчө Мотор башкаруу IC сатып алууңуз керек болот

• Snap-to-Pin коннекторлору
• Raspberry Pi Zero W же NodeJSти иштетүүгө жөндөмдүү программалоочу GPIOдору бар башка түзмөк
• Raspberry Pi үчүн кап (милдеттүү эмес)
• GPIO Hammer Headers (аял)
• MicroSD карта (4 ГБ же андан чоңураак)
• USB батарейкасы жана Mic-USB кабели Пиди кубаттоо үчүн
• iPad же башка планшет/телефон

• Башка жыгач:

  • 1 "x 48" жыгач дубал, каалаган бийиктикке кесилген
  • 2x4, болжол менен. 10 "узун
  • 1/4 "x 1" x 8 "калыпташынын 2 даанасы
  • 2 даана 1х1 же окшош сыныктар, болжол менен. 3 "узун
• IPad кармагыч катары кызмат кылуу үчүн кичинекей картон куту
• Нейлон токуу боосу, болжол менен. 6 '

Программалык камсыздоо

• Роверде:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (Pi Zero W боюнча расмий эмес 14.15.1 armv6 менен сыналган)
  • pi-rover алыстан башкаруу программасы

• Планшетте:

  Facetime, Zoom же башка видеоконференция программалары

• Сиздин компьютериңизде:

  Ssh кардары (Mac + Linuxко орнотулган; Windows үчүн PuTTY сыяктуу нерсени колдонуңуз)

Куралдар

• 1 дюймдук бургу менен бургулаңыз
• Ысык желим мылтык
• Hammer
• Көрдүм
• Лента / сызгыч

Колдонуучу үчүн (чоң ата, чоң апа ж. Б.)

Чоң атам же роверди иштеткен адамга төмөнкүлөр керек болот:

Видеоконференция программасы бар компьютер (FaceTime, Zoom ж. Б.) Жана веб -браузер

ЖЕ

Бөлүнгөн экран жөндөмү жана видеоконференция программасы бар планшет/телефон

ЖЕ

• 2 түзмөк:

  • Телефон, планшет же видеоконференция программасы бар башка түзүлүш жана
  • Биринчи түзмөк видео үчүн колдонулганда браузерди башкарууга колдонула турган веб -браузери бар экинчи түзмөк

1 -кадам: Аппараттык тандоо

Роверди интернеттен башкаруу үчүн мага роверди башкара турган жана веб -сервердин милдетин аткара турган кичинекей компьютер керек болчу, ошондо чоң ата, чоң энеси роверге кире алмак. Raspberry Pi Zero W эң сонун шайкеш келет. Бул кичинекей, Wi-Fi бар жана чакан веб-серверди иштетүү үчүн CPU кубаттуулугу көп. Анын үстүнө бул болгону 10 доллар, бул башка хоббистердин дээрлик бардык варианттарына караганда азыраак. Мен Pi + аксессуарларымды Adafruitтеги мыкты кишилерден алдым.

2 -кадам: Pi: Headers даярдоо

Билим берүүчү оюнчуктардын Snap Circuits линиясы электроника үчүн LEGO® кыштарына окшош. Алар сизге эч кандай ширетүүсүз микросхемаларды өткөрүүгө мүмкүндүк берет жана алар салыштырмалуу балдардан коргойт. Хоббист электроника такталары (Raspberry Pi сыяктуу) нерселерди зым менен жабуунун бир нече жолдорун камсыз кылат, бирок алардын бири да Snap схемаларына туура келбейт.

Муну айланып өтүү үчүн, биз Piге баштык орнотобуз, андан кийин атайын "Snap to Pin" секиргич зымдарын колдонуп, Pi'ди роверге эч кандай ширетүүсүз туташтырыңыз.

Орнотуучу көрсөтмөлөрдү колдонуп ("pHATs үчүн" деп белгиленген) ургаачы балка баштарын Пи -ге орнотуңуз. Аялдардын башын колдонуу маанилүү; бул бизге секирүүчү зымдарды туташтырууга мүмкүндүк берет.

3 -кадам: Pi: Программаны даярдоо

Raspberry Pi программасын MicroSD картасынан жүктөйт. Биз операциялык тутумду орнотобуз, андан кийин Pi жүктөп, башка бир нече куралды плюс ровердин башкаруу программасын орнотобуз.

1. Raspberry Pi OS Lite (32-бит) жүктөө жана орнотуу үчүн компьютериңиздеги Raspberry Pi Imager программасын колдонуңуз.
2. Бул окуу куралын клавиатураны же экранды колдонбостон, "башсыз" режиминде Pi орнотуу үчүн колдонуңуз. Бул Pi биринчи жолу жүктөлгөндө Wi-Fiга ээ болот.
3. SSHдеги бул үйрөткүчтөн 3+4 кадамдарын колдонуу менен Piдеги Secure Shell (ssh) протоколун иштетүү. "X Forwarding" орнотуу бөлүгүн этибарга албай койсоңуз болот. Бул онлайнга чыккандан кийин Piге кирүүгө мүмкүнчүлүк берет.
4. SD картаны Piге жылдырыңыз жана pi'ни жүктөңүз. Мен кубат берүү үчүн USB батареясын колдондум, бирок бул кадам үчүн сиз аны компьютериңизден кубаттоо үчүн кубат адаптерин же Микро-USB кабелин колдонсоңуз болот.
5. Пинин IP дарегин табыңыз. Сиз Pi'ге туташып, кийинчерээк роверди көзөмөлдөөңүз керек болот.

6. Пи -ге компьютериңизден кириңиз. SSH үйрөткүчүнүн "Кардарыңызды орнотуу" бөлүмүндө деталдуу көрсөтмөлөр бар. Сиз азыр Piге киришиңиз керек:

   ssh pi@

7. Алыстан башкаруу программасы NodeJS деп аталган куралды колдонот. NodeJSти Piге орнотуу үчүн, SSHдин үстүнөн төмөнкү буйруктарды аткарыңыз:

   wget

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

8. Сиз азыр NodeJSти Piге орнотушуңуз керек. Сыноо үчүн, чуркаңыз

   түйүн -v Бир нече секунддан кийин ал NodeJSтин версиясын чыгарышы керек, мисалы

   v14.15.1

9. Кийинки, pi-rover деп аталган роверди башкаруу программасын орнотобуз. Бул бир нече мүнөткө созулат:

   sudo apt-get install орнотуу

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

10. Пи боюнча сервердик программаны иштетүү:

    түйүн index.js

    Эгер баары ойдогудай болсо, Pi'дин IP дареги боюнча 8080 портуна өтүү менен, компьютериңиздеги веб -браузер аркылуу Piге кире алышыңыз керек. Мисалы, эгер сиздин Пи IP дарегиңиз 192.168.1.123 болсо, https://192.168.1.123:8080 дарегине өтүңүз.

11. Ctrl-C менен сервердик программаны таштаңыз.

12. Pi баштаганда серверди иштетүү үчүн, тутумдун кызмат файлын орнотуңуз:

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

    sudo systemctl пи-rover.service иштетүү

13. Программа текшерилип, иштеп баштагандан кийин, аны өчүрүп коюңуз, ошондо биз Роверди Pi орното алабыз:

    Sudo өчүрүү -h азыр

Эскертүү: Эгерде сиз үй тармагыңыздан башка адамдарга кире турган болсоңуз (мисалы, ыраазычылык күнүндө өз үйүндө чоң ата сыяктуу), роутериңизди жалпы IP дарегиңизден трафикти жөнөтүү үчүн конфигурациялашыңыз керек болот. Pi. Муну колдоо үчүн порт багыттоо колдонмосун колдонуңуз.

4 -кадам: Wover Rover

Snap Rover ровер комплект менен келген алыстан башкарууну зым менен камсыздоо боюнча көрсөтмөлөр менен коштолот. Биз буларды радио алгычтын компонентин Pi менен алмаштырууга ылайыкташтырабыз.

Ровердин колдонмосунда бир катар микросхемалар камтылган. №1ден баштаңыз ("Түнкү Ровер") жана 6 -графанын сол жагындагы бардыгын үзүп салыңыз. Моторду башкаруу IC, моторду башкаруу ICге кирүүчү (4) 1kΩ резисторлорду, слайдды алмаштыргычты, жана зымдар роверге барат.

5 -кадам: Pi'ди Roverге өткөрүңүз

Эгерде сизде Пи үчүн иш болсо, бирок аны азырынча орното элек болсоңуз, азыр жасаңыз.

Pi'деги 40pin туташтыргычы көптөгөн функцияларды ачып берет. Pi'ни роверге туташтыруу үчүн бир нече жалпы максаттагы I/O казыктарын (GPIO) колдонобуз. Муну так ушул жерде көрсөтүлгөндөй туташтыруу маанилүү; аны туура эмес туташтыруу Pi же ровердин бузулушуна алып келет.

1. Пидеги казыктар 1-40ка чейин номерленген. Алардын кантип салынганын түшүнүү үчүн, пинту карап чыгууга арзыйт.

2. Моторду көзөмөлдөөчү ICдин киришиндеги резисторлорго төмөнкү 4 GPIOду туташтыруу үчүн Snap-to-Pin коннекторлорун колдонуңуз:

   1. Pin 11 (GPIO 17) LFдеги резисторго
   2. Pin 12 (GPIO 18) LBдеги резисторго
   3. Pin 13 (GPIO 27) RFдеги резисторго
   4. Pin 15 (GPIO 22) RBдеги резисторго
   5. Жерге туташтыргычты (Pin 14) Pi'ден жерге (-) кошуу үчүн дагы бир Snap-to-Pin туташтыргычын колдонуңуз. Бизде 2 өзүнчө энергия булагы болсо да (ровер 9В, Пи USB батареясынан 5В колдонот), эки жак электр менен туташкан жана схеманын иштеши үчүн бизге жалпы жер керек.

6 -кадам: Планшет тоосун куруңуз

Планшетти орнотуу бир нече атаандаш муктаждыктарды тең салмакташтырууну талап кылат:

• Планшет абада жетишерлик бийик болушу керек, ал туруп турган балдар жана чоң кишилер менен баарлаша алат.
• Айдоочу оодарылып кетпеш үчүн ровер туруктуу болушу керек.
• Планшет роботтун борборуна мүмкүн болушунча жакыныраак орнотулушу керек, ал айдоочулукта туруктуулукту жана жылмакай тажрыйбаны камсыз кылат.
• Ровердин үстүңкү бөлүгү ага Snap Circuits'тен башка нерсеге ээ болуу үчүн иштелип чыккан эмес жана компоненттерге зыян келтирбестен ага жүктөөнүн сонун жолу жок.

1 -бөлүк: Көпүрөлөрдү куруу

Ровердин үстү - бул электрониканын компоненттерин бекемдөө үчүн жасалган шишиктери бар пластикалык тор. Жүктү торго түз коюу туруктуу болбойт жана торго зыян келтириши мүмкүн. Мен сеткадагы дөңсөөлөрдүн ортосуна орнотулган таянычтар менен көпүрөнүн үстүнө орнотулган дубал менен көпүрөнүн бир түрүн курууну чечтим. Мен көпүрө + дубелди ровердин корпусуна бекитүү үчүн нейлон боону колдондум.

1. Узундугу 2х4төн 10 дюймга чейин кыскартуу; ровердин кеңдигинен узунураак болушу керек, аны роверге аман -эсен байлап алышыбыз үчүн.
2. 1/4 "калыптоочу тилкелерден 8" даана жуп кесип алыңыз. Булар планшеттин орнотулушун турукташтырууга жана анын алдыга жана артка чайпалышына жол бербөөгө жардам берет.
3. Калыптоо тилкелерин 2x4 өлчөмүнө чаптаңыз. Тилкелер тешиктин ортосуна (бири -биринен болжол менен 5 "аралыкта) жайгашышы үчүн, аралыктары болушу керек. Тилкелер 2х4 түбү электрониканын үстүндө отургандай кылып орнотулушу керек.
4. 1х1ден 3 "дуктерден бир жуп кесип алып, калыптоочу тилкелер 2х4 менен дал келген бурчтарга чаптаңыз. Бул жердеги максат капталдык басым астында калыптоочу тилкелердин 2х4төн бөлүнүп кетишине жол бербөө.
5. 2x4 чокусундагы дюбель үчүн тешик жасоо үчүн 1 "күрөк битин колдонуңуз. Тешик 2х4 аркылуу өтүшү керек эмес; тешиктин түбүндө бүтүндөй 1/8" жыгач калтырыңыз. дубалды колдоо үчүн. Тешик башка тарапта нейлон боосу үчүн орун калтыруу үчүн 2х4 бир четине карай жылдырылышы керек. Дубалды тешикке жабыштырып, анын тик экенин текшериңиз.

Эскертүү: Кичинекей дубал иштей алат. Мен термелүүнү басаңдатуу үчүн анын диаметри 1 дюймду тандадым. Чоң атам машинаны айдап бара жатканда аны ооруткусу келбейт!

2 -бөлүк: Планшет кармагыч

Планшетти дубалдын үстүнө бекитүү үчүн мага жеңил, бирок бекем жол керек эле. Планшеттин өзү салмагы роверди оодарууга аракет кылган рычагдын ролун аткарбашы үчүн, аны дубалга мүмкүн болушунча жакын кармоо керек. Бассвед сыяктуу жеңил жыгачтан кутуча курууну кыскача ойлонгондон кийин, мен ылайыктуу өлчөмдөгү картон кутуну кесүү үчүн аз күч-аракет жумшоону туура көрдүм. Болжол менен 10 "x 12" x 1 "болгон кутучаны таптым. Планшеттин ичине кирип кетиши үчүн анын бир четин кесип, планшеттин экраны көрүнүп тургандай кылып бир тараптан тик бурчтуу оюкчаны кесип салыңыз. Планшеттин кармагычын бекемдөө үчүн ысык желимди колдонуңуз дубалдын үстүнө.

7 -кадам: Кирүү

Планшет орноткучун роверге бекитишибиз керек. Ровер бул үчүн иштелип чыккан эмес жана ыңгайлуу орнотуу параметрлери жок. Мен тоонун коопсуздугун ровердин эки огуна (огу эмес!) Оролгон узун нейлон боонун жардамы менен бекитүүнү чечтим. Бул тоонун алдыга, артка же эки жакка кыйшайышына жол бербейт. Боо эч кандай электрдик тетиктерге кысым көрсөтпөсүн текшериңиз жана анын бошоп кетпеши үчүн бекем тартылганын жана бекемделгенин текшериңиз.

8 -кадам: Родинг баштаңыз

Планшеттин орнотулушу роверге бекитилгенден кийин, Raspberry Pi менен роверди күйгүзүңүз. Pi онлайн болгондон кийин, веб -интерфейске кириңиз (мис. Http://192.168.1.123) жана 'Control to Request'. Сиз азыр айдап бара алышыңыз керек! Роверди бир эле учурда бир гана адам башкара алат, андыктан башка бирөөнү сынап көрүүдөн мурун, роверди башкаруудан баш тартканыңызды унутпаңыз.

Чоң ата жана чоң энеге көрсөтмөлөр

Ровер онлайн болгондон кийин, чоң атама (же чоң энеме!) FaceTime аркылуу чалыңыз. Алар алгандан кийин, веб -браузерди ачып, жалпы IP дарегиңизге өтүңүз. Кандай телефон/планшет/компьютер колдонуп жатканына жараша, алар "экрандын бөлүнүү" режимине өтүшү же экинчи аппаратты колдонушу мүмкүн.

Веб баракты жүктөгөндөн кийин, алар ровердин башкаруу интерфейсин көрүшү керек. Алар көзөмөлгө алууну суранышсын. Эми алар үй -бүлөнүн калган мүчөлөрү менен болгон мамиледе боло алышат!

9 -кадам: Келечектеги жакшыртуулар

Бул дизайн идеалдуу эмес. Кээ бир мүмкүн болгон жакшыртуулар:

• Ровер үчүн стабилизаторлор бала, үй жаныбары ж.
• Ровердин нерселерге урунуп калуусун алдын алуу жолу (айдоочу ылдый карай албайт!)
• Пи-ровер программалык камсыздоонун көзөмөлүндө дагы кылдаттык. Азыр алар биз үчүн жетиштүү иштеген нерсеге катуу коддолгон.
• Веб -видеоконференция куралын чоң энеге роверди колдонуу үчүн 2 түзмөк кереги жок кылып киргизиңиз