SOLARBOI - 4G Solar Rover Дүйнө жүзүн изилдөө үчүн!: 3 кадам (Сүрөттөр менен)

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

Жаш кезимден бери изилдөөнү жакшы көрчүмүн. Көп жылдар бою мен WiFi аркылуу башкарылган алыстан башкарылуучу машиналардын көптөгөн конструкцияларын көрдүм жана алар жетишерлик кызыктуу көрүндү. Бирок мен андан да көп нерселерди кыялданчумун - чыныгы дүйнөгө, үйүмдүн, көчөмдүн, атүгүл чет жакамдын чегинен тышкары. Бул үчүн мен камера менен жабдылган роботту, 4G маалымат байланышын жана миссияларды күндөргө, апталарга, ал тургай бир нече айга иштетүүгө жөндөмдүү болгон күн энергиясы системасына кам көрдүм. Мен азыр Twitch.tvде миссияларды үзгүлтүксүз агылтып турам, жана SOLARBOI Австралиянын элет жерине мурунку роботторго караганда көбүрөөк кирүүгө аракет кылат! SOLARBOIдин максаты - австралиялык шаарчада калып, анын жолун, айыл жергесине жана башка жерлерге багыт алуу. Ал миссиясы боюнча эч кандай тышкы жардам ала албайт, антпесе ал ишке ашкан жок деп эсептелет. Ал күндөргө жана жумаларга, километрге, километрге, күнгө заряддалып, базага кайра байланыш үчүн 4G тармагына таянып жолго чыгышы керек. Долбоордун негиздери оңой угулганы менен, аны тартып алуу абдан кыйын! Бул колдонмо SOLARBOIдин иштөө негиздерин түшүндүрүүгө жана бир нече жума бою сыртта аман кала ала турган робот платформасын кантип түзүү керектиги боюнча идеяларды сунуштоого кызмат кылат. Бул өзүңүздү кантип түзүү боюнча так кадамдык көрсөтмө эмес; анын ордуна, бул сиз өзүңүздүн конструкцияңызды жана дизайныңызды изилдөө үчүн колдоно турган секирүү чекити.

1 -кадам: 1 -кадам: Аппараттык

Биринчиден, сизге робот үчүн шасси керек болот. 3D басып чыгарылган ровер дизайны менен көптөгөн эксперименттер жүрүп жатканда, мен бала чагымдан бери баалуу оюнчукту колдонууну чечтим. Radio Shack RAMINATOR салкын көрүндү, чоң дөңгөлөктөрү, төрт дөңгөлөктүү дөңгөлөгү жана кутусунан сырткы асма. Бул момент боюнча ылдамдык үчүн оптималдаштырылган, бирок мен муну менин ровер долбоорумдун негизи катары жакшы кылат деп чечтим. Оюнчук класстагы RC жабдууларын алып салгандан кийин, мен моторду Hobbyking ESC менен алмаштырдым, ал эми мен рулду башкаруунун баштапкы орнотуусун алып салдым жана аны катуу серво менен алмаштырдым. Литий -полимердик батареялар SOLARBOIге бир нече саат бою айдоого күч берүү үчүн орнотулган.

Механиктер жолго чыкпай калганда, буйрук жана көзөмөл кийинки маанилүү маселе. Бул үчүн мен Raspberry Pi Zeroго отурдум. Бир аз энергияны ичүү үчүн иштелип чыккан, ал USB перифериялык түзүлүштөрү менен шайкеш келет жана интернетке туташкан долбоор үчүн идеалдуу. Бонус катары, бул Raspberry Pi камерасы менен жакшы иштейт, биз талаада жүргөндө бизге роботтун айлана -чөйрөсүн көрүүнүн ачкычы. Мен SOLARBOI үчүн балык көзү камерасынын линзасын тандап алдым, бул бизге дүйнө жүзүн кыдырууга жардам берүү үчүн жакшы көрүнүштү берет. Үй базасына кайра туташуу үчүн, биз 4G донглуна таянабыз, бул бизге жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүн берет, биз роботко буйруктарды жөнөтүп, видеону кайра кабыл алабыз.

Күн энергиясы SOLARBOIдин миссиясынын ачкычы, ошондуктан аты. Күндүн кубаттуулугун пайдалануу үчүн 20 Вт күн панели орнотулган, ал тургай күнөстүү күндөргө караганда булуттуу. Бул күндүз батарейкаларды толтуруу үчүн колдонулат, андыктан SOLARBOI түндөсү кууп бараткан көздөрдөн жана зыяндуу интерполерлерден алыс айдай алат. башка убакта биз батарейкаларды бат эле бүтүрөбүз. Ошентип, Пи көбүнчө өчүрүлүшү керек, бирок SOLARBOIдун позициясын билдирүү үчүн мезгил -мезгили менен күйгүзүлүп, бизге каалаган убакта кирүү жана роботту башкарууга уруксат берүү керек. Буга жетишүү үчүн Arduino Pro Micro атайын программаны иштетет, ал SOLARBOIди ар бир сааттын алгачкы 5 мүнөтүндө күйгүзөт. Эгерде биз роботко Mission Control'тон кирсек, ал миссияны аткарууга мүмкүндүк бере берет. Эгерде ал туташууну байкабаса, анда ал Raspberry Pi энергиясын үнөмдөөгө жана күндүн энергиясын колдонууга мүмкүнчүлүк берет. GPS ошондой эле Mission Control SOLARBOIдун позициясын дайыма билип турушу үчүн колдонулат. Караңгыда элет жеринде машина айдап баратканда, визуалдык сигналдар аркылуу гана чуркоо өтө кыйын болот. Ошентип, GPS бизге роботтун жайгашкан жерин оңдоп -түздөөгө жана биздин максаттарга Австралиянын терең аймактарына жетүүгө мүмкүндүк берет.

2 -кадам: 2 -кадам: Программалык камсыздоо

Албетте, ровердин бардыгы жакшы жана жакшы, бирок аны иштетүү үчүн программалык камсыздоо керек. SOLARBOIдин программалык камсыздоосу туруктуу иштөөдө, убакыттын өтүшү менен жакшыраак иштөөнү жана колдонуунун оңойлугун жакшыртат.

Роверде Raspberry Pi Zero стандарттык OS Raspbian колдонулат. Миссия Control Windowsта иштейт. Бул ар кандай Linux утилиталары менен кээ бир көйгөйлөрдү жаратат, алар атайын Mission Controlдо орнотулушу керек. Акыр -аягы, бирок, бул орнотуу бизге SOLARBOI менен көптөгөн ийгиликтүү километрлерди айдоого мүмкүнчүлүк берди жана ишти жакшы аткарат. Видео роботтон Gstreamer аркылуу Mission Controlко кайра агылат. Колдонуу кыйын, жана башталгыч үчүн жакшы документтештирилген эмес. Бирок, бул бизге роботтон өтө кечигүү менен аудио жана видео агымын өткөрүүгө мүмкүндүк берет, бул өтө эле көйгөйлөрсүз айдоого жетиштүү. Окууну таштоо пайда болот жана кээ бир артта калуулар болот, бирок сиз элет жерин изилдөө үчүн дүйнөдөгү биринчи роботторду куруп жатканыңызда, колуңузда болгон нерсенин эң жакшысын жасайсыз! Агым Raspberry Pi Камерасынан H264 тилинде жүргүзүлөт, ошондо чымындын кодун которуу менен Pi Zeroго ашыкча жүк жүктөлбөшү үчүн. Роботту башкаруу Python коду аркылуу, сервер/кардар архитектурасы менен. PiGPIO жана Servoblaster сыяктуу китепканаларды колдонуп, биз роботтун диск системасын жана башка функцияларын реалдуу убакытта башкара алабыз. Орнотуу-бул жакшы өнүккөн Raspberry Pi экосистемасынын аркасы менен.

Биз телеметрияны экранда көрсөтүү үчүн Pythonдогу ар кандай китепканаларды колдонобуз. Эң негизгиси, биздин миссияны көзөмөлдөөдө биздин батарейка графиктерибизди түзгөн MatPlotLib, бул бизге тирүү миссия учурунда SOLARBOIдин аткарылышын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.

3 -кадам: 3 -кадам: Сиз талаада гана үйрөнө турган нерселер

Эч кандай план, алар айткандай, душман менен биринчи байланыштан аман калбайт. Дал ушундай модада, SOLARBOI Жаңы Түштүк Уэльстин айылдарында жайгашкан эски телефондун кутусуна өтүү үчүн көптөгөн сыноолордон өткөн. Булар көбүнчө талаада гана үйрөнүлүшү мүмкүн болгон сабактар, биз катаал жол менен үйрөнгөн нерселер. Эгерде робот айлана -чөйрөдөн айырмаланып турса, аны күндүз кубаттоо учурунда өтүп бараткандар оңой эле таап алышат. Платформанын кичинекей жана салмагынан улам, SOLARBOI оңой эле уурдалышы же жок кылынышы мүмкүн, ошондуктан миссиясын аткара албайт. Бул биз жапайы жаратылышка жайгаштырган сайын тобокелчилик. Муну жумшартуу үчүн, SOLARBOI жашыл түстө боёлуп, аралашып кетүүгө аракет кылат. Күндүн нуру көп, бирок минималдуу көрүнүү менен заряддалуучу коопсуз мейкиндикти табуу дайыма кыйынчылык жаратат. анын жолунда Өткөндө биз ташка такалып же кичинекей дарактарга урунуп көйгөйлөргө дуушар болчубуз. Көпчүлүк учурда, бул начар көрүү камерасы, түнкүсүн жарыктын төмөндүгү жана оператордун өтө чарчоосу. Жакшыраак фараларды жана балык көз линзаларын жакшыртуу биздин келечекте бул көйгөйдү чечүүгө багытталган. Жай жана туруктуу прогресс, тескерисинче, ачык ылдамдык эмес, 500 мс видео кечигүү менен айдап бара жатканыңызда объектилерге урунбоо үчүн жашоо үчүн жакшы мантра. Бул SOLARBOIнын аппараттык жабдуулары эң жогорку абалда болушу керек дегенди билдирет, анткени жайгаштыруу аймагына көп сааттык сапар бекер кетпейт. Бул бизге бензинге жана өткөн миссияларга көп убакытты талап кылды жана биз келечекте катуу текшерүүдөн оолак болууну көздөп жатабыз. Ошентсе да, бул роботту алыска жайгаштырууда эске алынышы керек болгон нерсе. Акырында, Миссияны көзөмөлдөөдө жакшы шарттар болушу шарт. Каффиен экипаждын курч жана сергек болуусу үчүн, ошондой эле сууну туура гидратациялоо үчүн колдо болушу керек. Таза жана заманбап телеметрия көйгөйлөрдү тез диагноздоого жардам берет, жана окуусун таштабаган кечигүү видеосу Австралиянын ээн талааларында жылмакай жүрүү үчүн эң жакшы нерсе., өтүп бараткан машиналардан, жапайы жаратылыштан же Шаклтон мышыктан качуу үчүн, биз Миссия 1де тааныштык. Жалпысынан алганда, SOLARBOI келечектеги миссияларга баруу үчүн алда канча алдыда жана идеалдуу түрдө көп айларды талаада жана алыскы жерлерди изилдөө менен өткөрөт. SOLARBOIдин саякатын ээрчүү үчүн Twitch.tv жана Youtube каналдарын ээрчип, төмөндөгү миссиялардан ырахат алыңыз! Адаттагыдай эле, SOLARBOI өнүккөндө жана үйдөн алысыраак саякаттаганда дагы көптөгөн укмуштуу окуялар болот!