Чөнтөк тыңчы-робот: 5 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Карантин учурунда тажадыңызбы? Бөлмөнүн диванынын астындагы караңгы чөйрөнү изилдөөнү каалайсызбы? Анда чөнтөк өлчөмүндөгү тыңчы робот сиз үчүн! Бийиктиги 25 мм болгон бул кичинекей робот адамдар бара албай турган өтө кичинекей жерлерге барууга жөндөмдүү жана ыңгайлуу телефон колдонмосу аркылуу көргөндөрүн кайра кайтарат!

Талаптар:

Орто деңгээлдеги электроника тажрыйбасы

Питон жана малина pi жөнүндө негизги билим

Көп убакыт

Жабдуулар

Бөлүктөр:

• Raspberry pi Zero W (WH эмес, анткени биз берилген баш аттарды колдонбойбуз)
• Raspberry pi камерасы
• Пи үчүн SD карта (8гб же андан да жакшы)
• 2х 18650 батареялары жана кармагычы (Заряддоонун схемасы түзүлбөгөндүктөн, ал дагы жардамга келет!)
• 2x 300RPM 6V микро редукторлор
• L293D мотор контроллери
• LM7805 Voltage жөнгө салуучу
• 22μF конденсатор
• 10μF конденсатор
• 2.54mm SIL баш казыктары жана розеткалар (2 х 8-узун бөлүктөрү)
• 2.54mm 90-даражадагы бурчтуу баш казыктары
• 10х М3 х 8мм карама -каршы болт
• 4х М3 х 12мм карама -каршы болт
• 14x M3 nylock гайкалар
• Дюпонт туташтыргычы (ансыз деле кыла алат, бирок жашоону бир топ жеңилдетет)
• 5мм х 80мм алюминий же болоттон жасалган таяк
• Түрдүү зымдар
• Solder board

Куралдар:

• Лампочка жана ширетүүчү
• Файлдар топтому
• Түрдүү бурагычтар
• Кандайдыр бир кол өнөрчүлүк бычагы
• Супер клей
• Сым кескичтер
• Сым тазалагычтар
• Электр бургу жана бит топтому (3мм жана 5мм басмадагы тешиктерди тазалоо үчүн колдонулат)
• 3D принтер (Бөлүктөрдү басып чыгарууга жана сизге көптөгөн кызматтардын бирөөсү тарабынан жөнөтүлсө да)
• Mini hacksaw
• Мультиметр
• Электр лента

1 -кадам: Шассиди куруу

Мен абдан эрте түшүндүм, гафер тасмасы укмуш, бирок аны бышык шасси жасоо үчүн колдонууга болбойт, андыктан 3D басып чыгаруу кийинки ачык тандоо болду (Качандыр бир убакта мен муну жулуп алам Мен муну жүктөйм.) Бөлүктөр жогоруда сүрөттөрдө көрсөтүлгөн бири -бири менен байланыштырылган бөлүмдөр менен жабыштырылган, анткени мен Elegoo Mars принтерин колдоном, анткени ал кооз басып чыгарат, бирок тилекке каршы анча чоң эмес пластинкасы бар. Бул жерде файлдар жана супер клейлер келет, жогоруда белгиленген четтери кийинки бөлүктүн тешиктерине тыгыз жайгашмайынча толтурулушу керек, мен 3D принтерлери идеалдуу эмес экенин түшүндүм, бул эң жакшы ыкма кемчиликсиз бир дал келүү. Ошентип, тапшыруу аяктагандан кийин, бөлүктөрдү жабыштырыңыз! (Мен бир нече жолу үйрөнгөндөй эле, манжаларыңыз эмес) Бөлүктөрдү бири -бирине жабыштырып жатканда, алардын түз болушун камсыз кылуу үчүн тегиз жерге коюуну сунуштайм. (Аларды таразага тартуу бул жагынан жардам берет)

Бир нече тешикти 5мм (5 -сүрөттө белгиленген) менен бургулоо керек болот, бул укмуштуудай кылдаттык менен же бөлүктү үзүп алуу коркунучун азайтуу үчүн тегерек файлдын жардамы менен жасалышы керек. Кийинчерээк чогултууну жеңилдетүү үчүн, болттордун жакшы жайгашышын камсыз кылуу үчүн шассидеги бардык 3мм тешиктерди 3мм бит менен тешүү керек. Ошондой эле, шассидин базасында nylocksтун батышы үчүн алты бурчтуу оюктар бар, эгер жаңгактар оңой батпаса, аларды кеңейтүү үчүн кичинекей файлды колдонуу керек. Мен так өлчөмгө ылайыктап иштеп чыгуу, андан кийин керектүү жерде материалды алып салуу алда канча жакшыраак деп таптым, анткени бул эң ылайыктуу.

Басып чыгаруу үчүн бөлүктөр:

• Chassis1.stl
• Chassis2.stl
• Chassis3.stl
• Chassis4.stl
• 2x motor_housing.stl
• 2x Wheel1.stl
• 2x Wheel2.stl
• top.stl

2 -кадам: Circuit

Долбоордун бардык пункттары чакан болгондуктан, пионун өзүн жана моторлорун иштетүүчү схема бир тактага курулган, ал HATке окшош пиирдин үстүндө отурат жана GPIOго кошулган баштарды тешип кошулат. Моторлор өтө кичинекей болгондуктан, көп токту талап кылбайт, мен аларды иштетүү үчүн L293D кош H-көпүрөлүү мотор контроллерин колдоном, анткени Pi кыймылдаткычтарын иштетүү үчүн GPIO бузулуп калышы мүмкүн (Арткы EMF жана башка.). Кош H-көпүрө NPN жана PNP транзисторлорунун топтомун колдонот, эгер Q1 жана Q4 транзисторлору иштетилсе жана токтун өтүшүнө жол берсе, мотор алдыга карай айланат. Эгерде Q2 жана Q3 иштетилсе, анда ток мотор аркылуу карама -каршы багытта агып, аны артка бурат. Бул моторду реле же башка компоненттерди колдонбостон эки жакка тең ийрүү мүмкүн экенин билдирет жана моторду ажыратпастан тескерисинче пи үчүн өзүнчө иштетүүгө мүмкүнчүлүк берет.

LM7805 пи менен 5в GPIO пин аркылуу камсыз кылат, бирок L293Dди кубаттоо үчүн колдонулбашы керек, анткени пи 7805тин 1А өндүрүшүнүн дээрлик бардыгын талап кыла алат, андыктан аны эрип кетүү коркунучу жок.

Коопсуздук:

Эгерде схема туура эмес курулган болсо жана пи үчүн 5v ашык болсо, же башка пин аркылуу салынса, пи орду толгус зыянга учурайт. Андан да маанилүүсү, схеманы кыска текшерүү жана кыска текшерүү керек, айрыкча батарейканын киришинде, LiPo'нун көйгөйлөргө, *Жөтөлгө *, кыска болгондо жарылууларга алып келиши мүмкүн, балким андан качыш керек. Мен муну текшерүүнүн эң жакшы жолун 4 блок АА батарейкасын киришке туташтырып, көп метр менен чыгуу чыңалуусун өлчөө менен схеманы текшерүүнү таптым. Кандай болбосун, коопсуздук нерселери бүттү, келгиле, бир аз ширетели!

Такта жогорудагы схемага ылайык жана менин схемама окшош конфигурацияда курулушу керек, анткени бул макет пи үстүнө тыкан туура келет жана азырынча LiPos жарыла элек (манжалар кайчылаш). Төмөндөгү тартиптин аткарылышы маанилүү, анткени зымдар башка зымдарга жана казыктарга жакын же үстүнөн өткөрүлөт, бул буйрук бул зымдар шорттордон сактануу үчүн акыркы жолу жасалганын билдирет. Баштык казыктарына ширетүүдө, ысытылганда кыймылдабай тургандыгын текшерүү үчүн, аларды боштуктун бош бөлүгүнө салыңыз.

Кадамдар:

1. Тактайдын өлчөмүн кыскартуу жана кесүү четин жылмакай кылуу (шахтада 11 катар 20 катар колдонулат жана аларды коддоо үчүн тамгалар жана сандар бар) Мен жашоону жеңилдетүү үчүн тактадагы казыктардын ордун ушул координат системасы менен берем. Такта эки тараптуу болгондуктан, мен пи караган тарапты 'В' тарапка жана питтен алыс болгон тарапты 'А' тарабы деп айтам.
2. L293D жана LM7805 ширетүүчү жерде, L293D жогорку сол жагындагы пин C11 позициясында В тарабында жайгашкан. LM7805 чиптин арткы бети тактайга тегиз жаткандай ийилип, анын казыктары бүгүлүшү керек болот, сол пин П8 абалында болушу керек.
3. Баштык казыктарды өз ордуна коюп, биринчиден казыктардын кыска тарабын кара блок аркылуу, алар аталган блоктун үстүнө тегиз болгонго чейин түртүшү керек. Төмөнкү оң бурчу T1 тешиги менен А тарабынан сүрүлүп, В тарабынан өйдөкү сүрөттөрдө көрсөтүлгөн жана документтештирилгендей ширетилиши керек. Бул бүткөндөн кийин, кара блокторду акырындык менен кесип салыңыз жана 2 катарлуу төөнөгүчтөрдү тийиштүү аталыштарга оюп коюңуз, алар азырынча пи менен кошо жалгаштырылбашы керек, мында алар казыктарды жылдырууда кыймылдабайт.
4. Андан кийин, моторго жана батарея казыктарына ширетүү, мотор үчүн 4 туурасы жана батарея үчүн 2 туурасы. Батарейканын казыктары B тарабындагы J4 жана K4 уячаларына, L тарабында L2 менен O2 ортосундагы мотор казыктарына жайгаштырылышы керек.
5. Эки конденсатор азыр B тараптан да, ширетүүгө муктаж. 22μF конденсаторунун аноду (оң буту) В тарабында P10 уячасында болушу керек жана калганын кыркуудан мурун бутунун калган бөлүгү менен Р8ге ширетилиши керек. Катодду (терс шыйрак) P11 тешигине салып, P7 менен туташуу үчүн сүрөттө көрүнгөндөй тегерете бүгүү керек (7805 катоду). 10μF конденсаторунун анодун P4 уясына салып, бутун P9 га туташтыруу керек, катодду P3 уячасы аркылуу салып, P7ге башка конденсатор сыяктуу туташтыруу керек.
6. Байланыштыруучу зымдар жогорудагы сүрөттөрдө көрсөтүлгөн жолдорду алышы керек, ошондуктан окуу убактысын үнөмдөө үчүн, мен булар менен иреттелген жана белгиленген тараптары менен туташууга тийиш болгон казыктардын тизмесин түздүм, көрсөтүлгөн жагы изоляцияланган бөлүгү зым боюнча жашайт. Координаттар биринчи тамга тарапты, андан кийин координаттарды билдиргендей форматталат. Мисалы, эгер мен L293D пинди чыгууга туташтыра турган болсом, анда пиндин колдонгон тешиги колдонулбайт, андыктан чектеш тешик болот, зым туташтырган пин алар өткөн тешиктердин эки жагына жайгаштырылат. Бул B: A1-A2ден G4-H4ке окшойт, зым A2 жана G4 тешиктеринен өтөт. Эскертүү: Менин сүрөттөрүмдө А тарабында эч кандай тамга жок, бул солдон оңго карай болот деп ойлошот.
7. Сиз мурунтан эле ширеткичти чыгарып алганыңыздай, азыр моторду жана батарейканын зымдарын ширетүү үчүн жакшы убакыт, мейкиндикти үнөмдөө үчүн мотордун арткы табагына горизонталдуу түрдө ширетилүүчү мотор зымдары үчүн болжол менен 15см сунуштайм., мунун сүрөтү жогоруда. Мотор зымдарынын экинчи четине туташтыргычтар керек, мен катуу туташууну камсыз кылуу үчүн кримпингден кийин аларга кичине ширетүүнү сунуштайм. Бир батарея кармагычтын кызыл зымы экинчисинин ортосунда 4см калтырып, экинчисинин кара зымына ширетилиши керек, калган эки зымдын ар бирине 10см тегерегинде, бирок анын ордуна тактага туташуу үчүн акырына туташтыргычы керек.

Өткөрүү:

1. B: C4-B4-F11-G11
2. B: C9-B9-O1-O2
3. B: G11-H11ден K5-K4кө чейин
4. B: F9-G9дан M1-M2ге чейин
5. B: F8-G8ден I4-J4ке чейин
6. B: F6-G6дан L1-L2ге чейин
7. B: K4-L4-O10-P10
8. B: F7-H7ден N7-O7ге чейин
9. Бир тарапта бардык зымдар ошол тарапка ширетилген, зымдар өткөрүлбөйт, андыктан 2 координат керек.
10. Ж: O4 - O2
11. Ж: O5тен N2ге чейин
12. Ж: O10дон M2ге чейин
13. Ж: O7ден P2ге чейин
14. Ж: R4 - Q2
15. Ж: Жер казыктары O7, O8, R7 жана R8 баары туташтырылышы керек.
16. Ж: E7ден K4кө чейин
17. Ж: O1ден R10га чейин
18. Ж: M1ден R11ге чейин
19. Ж: E4 - T1
20. Ж: G2ден R6га чейин

Мен текшерүүдөн мурун туура зымдарды камсыз кылуу үчүн муну жогорудагы схемага каршы текшерүүнү сунуштайм. Районду тестирлөө туташууну текшерүү үчүн көп метрлик топтом менен жүргүзүлүшү керек, текшерилүүчү казыктар төмөндөгүдөй, бирок эгер сиз электрониканы жакшы билсеңиз, анда мүмкүн болушунча сынап көрүңүз. Текшерүү үчүн: Батареяны киргизүү казыктары, мотор казыктары, пи үчүн баштын бардык казыктары жана жерге каршы 7805 киргизүү жана чыгаруу.

3 -кадам: Pi орнотуу

Бул үйрөткүчтө сиздин пиңиз сүрөт менен орнотулган жана интернетке туташкан деп ойлойм, эгер сиз пити биринчи жолу орнотуп жатсаңыз, сүрөттү орнотуу үчүн алардын веб -сайтынан төмөнкү колдонмону колдонууну сунуштайм:

www.raspberrypi.org/downloads/

Мен роботтун ичинде пи менен иштей алсам, жашоо бир топ жеңилдей турганын түшүндүм, бирок HDMI порту карама -каршы болгондуктан, алыскы рабочий кийинки эң жакшы нерсе. Бул xrdp жана Microsoftтун RDP протоколу деп аталган пакетти колдонуу менен орнотуу абдан оңой (терезелерде орнотулган, андыктан бул үчүн эч кандай зыяны жок).

Xrdpди орнотуу үчүн, адегенде пиңиздин "sudo apt-get update" жана "sudo apt-get upgrade" командаларын иштетүү менен жаңыртылганын текшериңиз. Андан кийин, "hostname -I" буйругун аткарыңыз, ал пи жергиликтүү IP дарегин кайтарышы керек жана сиз барууга даярсыз! Компьютериңиздеги Windows баскычын басып, "Remote Desktop Connection" деп аталган программаны ачыңыз, андан кийин "Талаага" пиңиздин IP дарегин, андан кийин "pi" колдонуучу атын киргизиңиз, эгер сиз муну өзгөртпөсөңүз, enter жана байланышты басыңыз. пи менен орнотулат.

Сизге керек болгон биринчи пакет камера үчүн, анткени бул менин адистигим эмес, мен буга расмий жол көрсөтүүчүгө шилтеме коштум, ал мен үчүн эң сонун иштеген.

projects.raspberrypi.org/en/projects/getti…

Бул колдонмону аткарып, программаны орноткондон кийин, сиз кийинки кадамга өтүүгө даярсыз!

4 -кадам: Код

Биринчи нерсе код менен, программалоо робот техникасынын менин сүйүктүү бөлүгүнөн алыс, андыктан программа толугу менен иштеп турганда, структура идеалдуу эмес, андыктан эгер сиз кандайдыр бир көйгөйдү байкасаңыз, пикирге абдан ыраазы болом!

Тиркелген python файлын пиңизге жүктөп алып, аны Документтер папкасына коюңуз, андан кийин автоматтык түрдө иштетүүнү баштоо үчүн терминалды ачыңыз. Роботту колдонгуңуз келген сайын алыскы иш столуна pi кереги жок экендигине ынануу үчүн, биз программаны баштаганда иштете турган пи орното алабыз. Орнотууну терминалга "sudo nano /etc/rc.local" деп терүү менен баштаңыз, ал терминалга негизделген Nano аттуу текст редакторун алып келиши керек, файлдын ылдыйына чейин жылып, "чыгуу 0" деген сапты табыңыз. мунун үстүндө жаңы сап жана "sudo python/home/pi/Documents Spy_bot.py &" териңиз. Бул python файлын жүктөө процессинин чеги катары иштетүү буйругун кошот, анткени биздин программа үзгүлтүксүз иштейт, биз процессти "&" кошобуз, бул пи бул программаны айлантуунун ордуна жүктөөнү бүтүрүүгө мүмкүндүк берет. Нанодон чыгуу үчүн ctrl+x, андан кийин y басыңыз. Терминалга кайра чыккандан кийин пи өчүрүп, өзгөртүүлөрдү колдонуу үчүн "sudo reboot" түрүнө өтүңүз.

Эгерде моторлор туура эмес багытта айланып жатса, Spy_bot.py файлын текст редактору менен ачыңыз жана коддун мотор бөлүгүнө чейин жылыңыз, ал так сандар боюнча көрсөтмөлөр менен алмаштырылат. Эгерде сол жана оң кыймылдаткычтар алмаштырылса, аны кодго же коргошундарды тегерете алмаштырууга болот, эгерде баарын кайра бөлүүдөн алыс болууну кааласаңыз, мотор функциясында каалаган 12ди 13кө алмаштырыңыз жана 7ди 15ке алмаштырыңыз..

Код ар бир бөлүмдүн майда -чүйдөсүнө чейин аннотацияланган, ошондуктан аны оңой өзгөртүүгө жана түшүнүүгө болот.

5 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Моторлорду орнотуу:

Шассини мурунтан эле чаптап, пи орноткондон кийин, сиз роботту чогултууга даярсыз! Баштоо үчүн эң жакшы жер моторлор, алардын кармагычтары тыгыз ылайыкташтырылган, андыктан жогорудагы сүрөттө белгиленген кичинекей түйүндөргө кичине толтуруу керек болот окшойт. Мунун аягындагы тешиктер да кичине кеңейиши керек болушу мүмкүн, моторлордун учунда көтөрүлгөн алтын бөлүгү ушул ичине туура келет. Кыймылдаткычтар корпустун ичине тыгыз баткандан кийин, моторду алып салып, корпусту роботтун арткы жагындагы M3 x 8мм болт менен nylocks менен орнотуп, моторлорду кайра өз орундарына буруп койсоңуз болот.

Электрониканы тиркөө:

Кийинки, батарейка кармагычтар жана малина пи сүрөттөргө ылайык M3 x 8mm болттор менен nylocks менен бурап койсо болот, пи нөлдөгү орнотуу тешиктери бир аз кеңейиши мүмкүн, анткени болттор бекем болот, эң коопсуз жана эң жакшы ыкма Бул кичинекей тегерек файл жана өтө этияттык менен. Батареяны жана мотор зымдарын пи турган жерге коюуга арзыйт, анткени бул бардык жерде бош зымдар жок бүтүндөй орнотууну алда канча тыкан кылат.

Эми камераны кошуу убактысы келди, аны арткы кабели бар, шассинин алдыңкы жагындагы 4 казыкка илип коюуга болот, лента кабелинин экинчи учу акырындык менен бүктөлүп, камеранын портуна киргизилет., кабелдин контактыларын ылдый каратып, лентанын кабелин каттуу бүгүп калуудан сак болуңуз, анткени алар өтө морт болот.

Жогорку плитаны орнотуу:

6 тирешүү 19 мм узундукта болушу керек, эгер андай болбосо, анда татыктуу металл файлы жумушту аткарышы керек, эгер бул аткарылса, анда алар шассидин үстү жагына жаңы учу менен пластикке каршы бекитилиши керек. Үстүнкү плитаны эми буларга бекитип, астындагы тасма кабелин акырын бүктөгүлө.

Дөңгөлөктөрдү кошуу:

Акыркы кадамга, дөңгөлөктөр! Кичирээк борбордук тешиктери бар эки дөңгөлөктү мотор шахталарына туура келтирүү үчүн 3 мм ге чейин бургулаш керек, бирок эгер сиздин 3D принтериңиз жогорку деңгээлге чейин калибрленген болсо, бул кереги жок. Бардык дөңгөлөктөрдөгү төрт бурчтуу тешиктер бир аз кеңейиши керек, алардын ичине нилокту коюуга болот, бул M3 x 12 мм болгондо жана nylock ар бир дөңгөлөктүн ичине орнотулушу жана болттун башы бирдей болгондой бекемдөө керек. дөңгөлөктүн чети. Калган эки дөңгөлөк башкаларга окшош кеңейиши керек, бирок анын огуна туура келиши үчүн 5 ммге чейин. Дөңгөлөктөр даярдалып бүткөндөн кийин, мен аларды кармап туруучу бетти кошуу үчүн кандайдыр бир электр лента же резина менен колдонууну сунуштайм, эгер лента колдонулса, дөңгөлөктү бир жолу айланып өтүү үчүн болжол менен 90 мм жетет. Арткы дөңгөлөктөр азыр бекитилүүгө даяр, мунун эң оңой жолу-мотордун огун тегиз бети өйдө караганча айлантуу жана дөңгөлөктү болтту ылдый каратып бурап, дөңгөлөктүн ортосунда 1-2 мм калтыруу. кармабаш үчүн мотор корпусу. Алдыңкы окту эми алдыңкы блоктор аркылуу жана дөңгөлөктөрдү бекитүү аркылуу жайгаштырууга болот.

Бул кадам долбоорду жыйынтыкташы керек, мен муну маалыматтуу жана ээрчүү оңой жана баарынан кызыктуу болду деп үмүттөнөм! Эгерде сизде кандайдыр бир сунуштар, суроолор же жакшыртуулар болсо, мага кабарлаңыз, мен каалаган суроого жооп берүүгө жана керектүү жерде бул көрсөтмөнү жаңыртууга кубанычтамын.