3D басылган Raspberry Pi Zero робот: 12 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Сиз качандыр бир кезде робот жасоону кааладыңыз беле, бирок жөн эле керексиз көлөмдүү шасси менен бүтпөй туруп, аны жасоого бардык материалдар жок беле? 3D принтерлер күндү сактап калуу үчүн бул жерде! Иш жүзүндө ар кандай жабдыктарга шайкеш келүүчү бөлүктөрдү гана түзө алышпастан, аны мейкиндикте эффективдүү түрдө жасай алышат. Бул жерде мен сизге 3D басылган бөлүктөрү, Raspberry Pi Zero жана Pi Camera камтылган эң негизги роботту кантип түзүүнү көрсөтөм. Мен сизди практикалык же көңүл ачуучу муктаждыктарыңызга ылайыкташтырып жасоого үндөйт элем. Роботту көзөмөлдөө жана камеранын түрмөгүн көрүү үчүн мен IOS тиркемесин (PiBotRemote колдонмосу) курдум, аны сиз колдонуп жана өзгөртө аласыз. Бирок, бул сыяктуу долбоорлордогу чыныгы күч аппараттык жана программалык камсыздоонун мүмкүнчүлүктөрүнүн ар түрдүүлүгүнөн келип чыгат. Андыктан мен сизди чыгармачылыкка үндөйт элем жана эмне кылууну билгениңизге жараша менин жасаган иштериме кошуп коюңуз. Мисалы, менин оюмча, бул роботту айлана-чөйрөнү таанып-билүү үчүн машинанын көрүнүшүн колдонуп, өзү башкарган машинага окшоштуруу жакшы болмок.

1 -кадам: талаптар

• Материалдар

  • Милдеттүү (болжол менен $ 75)

    • Raspberry Pi Zero W ($ 10)
    • Micro SD карта ($ 8.25)
    • 40 пин баш ($ 3.25)
    • Jumper Wires ($ 6.86)
    • USB батареясы ($ 5.00)
    • 900 RPM Micro Gearmotor x 2 ($ 12.95)
    • Мотор айдоочу ($ 4.95)
    • Дөңгөлөктөр ($ 6.95)
    • 14 мм болот шарик подшипниги ($ 0.62)
    • Бурамалар, гайкалар жана токтоолор (төмөндү караңыз)

  • Кошумча (болжол менен $ 45)

    • LED
    • Raspberry Pi камерасы ($ 29.95)
    • Pi Zero Камера Адаптери ($ 5.95)
    • Серво мотору ($ 8.95)

  • Куралдар

    • 3D принтер жана жип
    • Компьютер (мен Mac колдонуп жатам, эгер сиз PiBot Remote тиркемесин колдонууну кааласаңыз, сизге керек болот)
    • iPhone/iPad/iPod Touch (эгер сиз колдонмону колдоно турган болсоңуз)
    • Бургулоо
    • Өзгөрүлмө учтары бар бурагыч

Бөлүктөр жөнүндө көбүрөөк маалымат

• Pi Zero: Эгерде сиз Pi Zero'ду ушул долбоор үчүн гана колдонууну кааласаңыз, анда дайыма башсыз чуркап жүрсөңүз жакшы болот. Болбосо, эгер сиз качандыр бир убакта HDMI туташуусун же USB перифериясын туташтыргыңыз келсе, кошумча адаптерлерди сатып алышыңыз керек болот. Бул учурда, мен, мүмкүн, эң арзан вариант, Pi Zero комплектин сатып алам (24 доллар), мен Amazonдон сатып алдым. Мен дагы эле микро SD картасын сатып алышым керек болсо да, бул комплект Pi Zero менен, керектүү адаптерлер жана көптөгөн ар кандай аталыштар менен келген. Мунун баары пайдалуу болушу мүмкүн.
• Микро SD карта: Сиз эң аз дегенде 8 ГБ сактагычка ээ болгон учурда каалаган Micro SD картаны колдоно аласыз.
• Jumper Wires: Мага мындай секирүүчүлөр жагат, анткени алар туташкан таңгак катары келишет. Бул мага 9 зымдуу бөлүктү бөлүп, Pi менен мотор драйверин тыкан туташтырууга мүмкүндүк берет.
• USB Батареясы: Мен Sparkfunдан сатып алган батарейка ошондон бери токтоп калган. Натыйжада, сиз башка жерден табышыңыз керек болот. Мен шилтемелегени меникине окшош экен, бирок мен аны сатып алган жокмун, жана сиз басып чыгаруу файлдарын батарейкаңызга ылайыкташтырып өзгөртүшүңүз керек болушу мүмкүн. Тиркелген микро USB кабели бар батареяны тапканыңызды текшериңиз, анткени бул пи түзүмүнө ашыкча зымсыз туташтырууга мүмкүндүк берет.
• Мотор айдоочу: Мен байланыштырган суучулду колдонууну сунуштайт элем, анткени ал абдан арзан жана басма тактайга дал келгендей иштелип чыккан. Андан тышкары, башка такталар башкача иштеши мүмкүн жана сизде башка жыйынтыктар болушу мүмкүн.
• 14мм Болот Шар: Мен бул топту жөн эле колдонгонмун, анткени мен аны тегеректеп жаткам. Башка өлчөмдөрдү колдонсоңуз болот, бирок розетканын өлчөмүн өзгөртүү керек болушу мүмкүн. Топ биздин роботтун үчүнчү дөңгөлөгү катары кызмат кылат. Бул менин роботумдун дизайнынын эң көйгөйлүү жерлеринин бири жана эң жакшыртууларды колдонушу мүмкүн. Жылмакай, катуу беттерде жакшы иштесе да, килемдерде жана одоно беттерде кыйынчылыктар болот. Дизайныңыздын бул тармагын өзгөртүүдөн тартынбаңыз.
• Бурамалар, Гайкалар, Стендфондор: Сиз үчүн иштеген бурамаларды табуу үчүн бир аз иштөөңүз керек болот. Мен жөн эле Пиди орнотуп жаткан бурамаларды, ошондой эле Pi Камерасын бириктирип турган бурамаларды атамдын бурама коллекциясында таптым. Кыймылдаткычтар жана розеткалар үчүн мен бул ($ 2.95) бурамаларды жана Sparkfunда бар болгон бул ($ 1.50) гайкаларды колдондум. Роботту бириктирген тирешүүлөр жана 8 бурамалар (мен кокусунан сүрөттө 4тү гана коштум), мен мектептин колдонулбаган VEX комплекттеринен алдым.
• Светодиоддор: Мен сизге ишенем, сиз кайдан LEDди оңой таба аласыз. Функцияларды чагылдыргыңыз келген түстөрдү тандаңыз: күч, байланыш, роботту кайра ойнотуу жолу жана роботту кабыл алуу.
• Камера жана Серво: Роботуңуз менен эмне кылгыңыз келгенине жараша, Камера менен Сервону кошпоону тандап алсаңыз болот, анткени алар негизги кыймыл үчүн зарыл эмес жана роботтун баасына 45 доллар кошот.

2 -кадам: Pi Zero орнотуу

Raspberry Pi Zero Wге башсыз орнотууну орнотуу үчүн бул шилтемени басыңыз

• Pi Zero 5 ГГц Wi-Fi тармагына туташа албасын унутпаңыз
• Raspbian Stretch же андан кийинки нускамаларды аткарууну унутпаңыз

SSH аркылуу пиңизге ийгиликтүү туташкандан кийин, чуркаңыз

sudo raspi-config

жана төмөнкү конфигурацияларды өзгөртүңүз:

• Сырсөзүңүздү өзгөртүңүз. Демейки сырсөз малинаны калтыруу өтө коркунучтуу. Бул сырсөздү унутпаганыңызды текшериңиз.
• Тармак параметрлеринде, хосттун атын raspberrypiден pizero же pibot сыяктуу кыска нерсеге өзгөртүңүз. Мен бул үйрөткүчтүн калган бөлүгүндө пиботту колдоном. Бул жерге койгонуңузду унутпаңыз.
• Жүктөө параметрлеринде -> Desktop / CLIде, Console Autologin тандаңыз
• Интерфейстин параметрлерине өтүңүз жана Камераны иштетиңиз

Аяктоону тандап, аппаратты өчүрүп күйгүзүңүз.

3 -кадам: AdHoc тармагын орнотуу

AdHoc тармагын орнотуу менен, биз башкаруучу түзмөгүбүздү роботко эч кандай ортомчусуз түз туташтыра алабыз. Бул видеонун тез агымына жана көзөмөлдүн кечигүүсүнө мүмкүнчүлүк берет. Бирок, бул кадамдын кереги жок, анткени баары дагы кадимки wifi тармагы аркылуу иштей берет.

Биринчиден, сиз GitHubдан бардык керектүү файлдарды жүктөп алып, ачышыңыз керек болот. Терминалда, жүктөлүп алынган папкага өтүңүз жана PiBotRemoteFiles папкасын пи менен буйрук менен жөнөтүңүз:

scp -r PiBotRemoteFiles/ [email protected]: Desktop/

Бул бардык керектүү файлдарды роботко жөнөтөт, ал аны башкарат жана AdHoc тармагын орнотот. Файлдар рабочий столунда жайгашкан "PiBotRemoteFiles" деп аталган папкада экенин текшериңиз; антпесе көп нерселер жолдо иштебей калат. Эгерде сиз PiBot Remote тиркемесин колдоно турган болсоңуз, анда колдонмонун жөндөөлөрүндө кадимки Wi-Fi менен AdHoc тармагын алмаштыра аласыз. Болбосо, аны төмөнкү буйруктардын бири менен SSH аркылуу кол менен өзгөртө аласыз:

sudo bash adhoc.sh

sudo bash wifi.sh

Албетте, мурунку буйруктарды иштетүүдөн мурун PiBotRemoteFiles папкасына өтүңүз. AdHoc менен Wi-Fi ортосундагы ар кандай өзгөрүү кийинки өчүрүүдөн кийин гана күчүнө кирет. Эгерде AdHoc орнотулган болсо, анда Pi Zero жүктөлгөндө сиз PiBot тармагын көрүшүңүз керек.

4 -кадам: Power LED кошуу

Албетте, керексиз болсо да, электр жарыгынын болушу пайдалуу болушу мүмкүн. Муну активдештирүү үчүн SSH Pi Zeroго кирип, буйрукту аткарыңыз:

sudo nano /etc/bash.bashrc

Жана файлдын аягына төмөнкү сапты кошуңуз:

python /home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

Биз кийинчерээк электр LED менен байланышкан GPIO төөнөгүчүн өзгөртөбүз.

5 -кадам: RPi Cam Web Interface Setup

Raspberry Pi Cameras видео агымына кирүү үчүн, биз RPi-Cam-Web-Interface колдонобуз. Бул модуль жөнүндө маалыматты бул жерден тапса болот жана алардын коду GitHubда. Модулду орнотуу үчүн, биз биринчи кезекте Piбизди жаңыртышыбыз керек. Бул болжол менен 10 мүнөткө чейин созулушу мүмкүн.

sudo apt-get update

sudo apt-get dist-upgrade

Биз анда git орнотушубуз керек:

sudo apt-get install орнотуу

Жана биз акыры модулду орното алабыз:

git клону

RPi_Cam_Web_Interface/install.sh

Модуль орнотулгандан кийин конфигурация терезеси пайда болот. Эгерде сиз колдонуучунун атын жана сырсөзүн кошкуңуз келсе, пиңиздин аккаунту менен бир эле логинди жана сырсөздү колдонууну унутпаңыз. Болбосо, PiBot Remote колдонмосу камера агымын ала албайт.

Эми, эгер сиз Pi менен бир тармактагы түзмөктө браузерге барсаңыз жана камера пи менен туташкан болсо, анда https://pibot.local/html/# дарегине өтүү менен агымды ала аласыз. RPi интерфейси камераны оңой башкарууга мүмкүндүк берет жана видеону таптоо же басуу менен ал толук экранга айланышы мүмкүн. Биз муну кийинчерээк PiBot алыскы колдонмосу менен колдонобуз.

Биз азыр кызыктуу нерселер үчүн Pi Zero орнотууну бүтүрдүк!

6 -кадам: Бардыгын басып чыгаруу

PLA жипчеси бар Dremel 3D принтерин колдонгонума карабай, өзүңүздүн принтерлериңизди жана материалдарды колдонуңуз. Бардык STL файлдары GitHubдан жүктөлгөн папкада. Мен баарын төрт партияда басып чыгара алдым: үстүнкү табак, астыңкы табак, бардык орнотмолор жана розеткалар жана шакек. Түс тандоодо чыгармачыл болуңуз жана 3D принтерлердин мүмкүнчүлүктөрүнөн толук пайдаланыңыз. Менин принтеримде кош экструзия же кандайдыр бир кооз өзгөчөлүктөр жок болчу, бирок эгерде мындай принтерге кирүү мүмкүнчүлүгү болсо, мен декорацияларды үстүңкү плитанын үстүнө карама -каршы түстө басып чыгарууну сунуштайт элем. Кыязы, кээ бир бөлүктөрдү туура келтирүү үчүн файлды тешип, бургулашыңыз керек болот.

LED символдорун жана жасалгаларын көрүнүктүү кылуу үчүн үстүңкү табакты боёп көрүңүз.

Сиз, мүмкүн, GoPro орнотуу тутумуна окшош болгон төмөнкү плитанын учунда эки орнотууну байкадыңыз. Буларды роботтун алдыңкы же арткы жагына каалаган нерсеңизди тиркөө үчүн тартынбаңыз. Блендер файлында мен колдонгон кургак тазалоочу маркерди, ошондой эле объектиңизди кармоо үчүн өзгөртө турган шаблон объектисин таба аласыз.

Ошондой эле, кайсы багытты алдыга карай аныктап алсаңыз болот; Мен азырынча жок дегенде үч жолу алмаштырдым.

7 -кадам: Аталыштардагы Solder

Мен PiZeroго баштарды ширетүүнү тандаганыма карабай, сиз зымдарыңызды пиңизге тикелей ширете аласыз. Эгерде сиз баштыктарды меникине окшоштурууну чечсеңиз, анда меникине окшош тик бурчту колдонууну сунуштайт элем. Бул зымдарды алда канча катып, баарын тыкан кылып көрсөтөт.

Эми мотор айдоочуну ширетүү мезгили келди. Төмөнкү табак өзгөчө ушул Sparkfun мотор айдоочусу үчүн иштелип чыккан жана төөнөгүчтүн башын түбүнө чыгарууга орун берет. Бул мотор казыктарын оңой алмаштырууга мүмкүндүк берет, сиз солго жана оңго, алдыга жана артка алмаштыра аласыз. Мен азыр төмөнкү кадамды кошсом да, зымдарыңыздын узундугу так билинмейинче, бир нече кадамдарды күтүүнү сунуштайм. 9-зым секирүүчү казыктардын бөлүгүн кесип салыңыз, алар баштыкка төөнөгүчтөргө шайкеш келет, алар сиз жаңы эле пиеге коштуңуз. Ар бир зымды кылдаттык менен эриткиле, ошондо топ чогуу жалпак жатып, батареяны ороп алышат. Зымдын узундугун алдын ала ченеп алыңыз, андыктан сиз өтө эле аз же өтө көп болуп калбаңыз.

Акыр -аягы, диоддорду ширетүү убактысы келди. Аларды үстүңкү плитанын тиешелүү жерлерине жабыштырып, бардык жерге төөнөгүчтөрдү бири -биринин үстүнө бүктөңүз. Жерге бир зым, ал эми ар бир LEDга бир зым. Солдон оңго карай светодиоддордун функциялары: роботтун күчү, роботко колдонмонун байланышы, робот сакталган жолду кайра ойнотууда жана робот тарабынан көрсөтмөлөр алынууда.

Ошондой эле ар бир моторго зымдарды ширетип, алар мотор айдоочусунан келген баштыктарга туташтыра алышат.

8 -кадам: Моторду жана розетканы сайыңыз

Биринчиден, ар бир моторду кыймылдаткычка орнотуңуз. Андан кийин, ар бир бураманы жарым -жартылай киргизиңиз, учу тоонун же розетканын бетине жеткенге чейин. Андан кийин, ар бир винт үчүн, пластинканын башка жагындагы гайканы кармаңыз, анткени сиз ар бир бураманы бекемдейсиз. Экинчисин бурап жатканда, подшипникти эки оюктун ортосуна коюуну унутпаңыз. Мотор драйверин ордуна койгула жана моторлорду сайгыла. Ар бир чыгууга кайсы мотор кошулганынын мааниси жок, анткени робот иштеп баштаганда аны оңой эле өзгөртө аласыз.

9 -кадам: Камера менен Сервону даярдаңыз

Pi Zero адаптеринин лентасын камерага сайыңыз жана камеранын корпусун бириктириңиз. Сервону өз ордуна коюңуз. Серво үчүн бурама тешиктерди бурсаңыз болот, бирок бул жетишерлик тыкан. Камераны сервого эң жакшы деп тапкыла. Учурда менде тоонун эки тешиги бар, степлер серво мүйүзүнөн жана камеранын корпусунан өтөт. Бирок, бул көп кыймылдатуучу бөлмөнү калтырат, андыктан сиз супер клей колдонууну каалашыңыз мүмкүн. Камераны каалаган жагыңызга буруңуз жана servo мүйүзүн бурап коюңуз. Камеранын лентасын малинанын тешигине салып, пииге сайыңыз. Акыр -аягы, лентаны батареяга тегиз кармоо үчүн бүктөңүз.

10 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Баары бир бүтүнгө айлана турган убак. Светодиоддордун, мотор драйверлеринин жана сервопроводдорунун зымдарын Пи -ге жарактуу казыктарды гана колдонуп тургудай кылып сайыңыз, бирок аларды чыгууга жакын кармаңыз. Андан кийин зымдарды оюкчаларына салып, пиди бурап коюңуз. Бул нерселерди тыкан кармап туруу үчүн иштелип чыккан, андыктан чоң секирүү казыктары үчүн орун жетишсиз болуп көрүнгөндө багынбаңыз.

Ар бир тирөөчтү астынкы табакка салыңыз, ошондо ар бири коопсуз болот. Батарейканы салыңыз жана электр кабели уячага жана Pi Zeroнун электр портуна туура келээрин текшериңиз. Мотор айдоочусунун зымдарын айланасына ороп, баардык нерсеге шакекчени орнотуңуз. Бардык зымдарды батарейка менен үстүнкү пластинанын ортосуна кыскандан кийин, астыңкы табактагы кичинекей кырка шакекке, ал эми шакектин эки бийик жерин үстүңкү табакка салыңыз. Эми сиз үстүңкү табакты бекем кысып, роботту куруп алдыңыз!

11 -кадам: Xcode долбоорун ачыңыз

Кийинки бир нече кадам, эгер сиз Mac жана IOS түзмөгүн талап кылган PiBot Remote тиркемесин колдонсоңуз гана колдонулат.

Мен арзан болгондуктан жана Apple Developer аккаунту жок болгондуктан, мен Xcode долбоорун гана бөлүшө алам, колдонмонун өзүн эмес. Сиз андан кийин долбоорду өзүңүз ачып, кол коюуну өзгөртүп, аны өз түзмөгүңүздө иштете аласыз.

Эгерде сизде Xcode жок болсо, аны Mac'ыңыздын колдонмолор дүкөнүнөн жүктөп алыңыз. Xcode жүктөлгөндөн кийин, төмөнкү оң бурчтан "Башка долбоорду ачууну" тандап, GitHub жүктөөсүндөгү "PiBot Remote" папкасына өтүңүз.

Долбоор ачылгандан кийин, "PiBot Remote" деп аталган сол жактагы көрүнүштөгү түп файлды чыкылдатыңыз.

"Пакет идентификаторун" уникалдуу нерсеге өзгөртүңүз. Сиз менин атымды фамилияңызга алмаштырсаңыз же аягына чейин бир нерсе кошсоңуз болот.

Командаңызды жеке эсебиңизге өзгөртүңүз. Эгер сизде жок болсо, "Каттоо эсебин кошууну" тандаңыз.

Hit команда-B куруп, жана баары туура иштейт деп үмүттөнөбүз. Долбоорду ийгиликтүү кургандан кийин, аспабыңызды компьютериңизге сайыңыз. Ойнотуунун оң жагындагы баскычты чыкылдатыңыз жана сол жактын жогорку бурчундагы токтотуу баскычтарын басыңыз жана түзмөгүңүздү тандаңыз.

Hit command-R жана колдонмо сиздин түзмөктө ишке кириши керек. Түзмөгүңүз иштетиле электе өздүгүн ырасташы керек болушу мүмкүн жана ушул учурда гана интернетке кирүү керек болот.

12 -кадам: Акыркы өзгөртүүлөр

Сиз PiBot Remote тиркемесиндеги электр диодунан башкасынын бардыгын пин номерлерине тууралай аласыз. Кубаттын LEDинин пинин өзгөртүү үчүн, SSHди PIге киргизип, буйрукту аткарыңыз:

/home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

36нын эки инстанциясын сиз колдонгон GPIO пинге алмаштырыңыз. Андан кийин control-X, y, enter басыңыз.

Колдонмо да, сервер да каталарга жакын. Эмне болуп жатканын түшүнүү үчүн консолун мүчүлүштүктөрдү оңдоо режиминде колдонуңуз. Эгерде күмөн санасаңыз, Pi'ди өчүрүп жана/же колдонмону өчүрүп көрүңүз. Кээде код бузулгандан кийин, колдонмо кайра туташа албайт, анткени дарек мурунтан эле колдонулат. Бул учурда, жөн эле портту өзгөртүү жана колдонмо туташуу керек.

Ошондой эле, роботту түзмөгүңүздөгү акселератор менен айдап баратканда, калибрлөө, токтотуу/баштоо, камераны тууралоо жана өтмөк тилкесин көрсөтүү/жашыруу үчүн кээ бир ыңгайсыз жаңсоолорду колдонушуңуз керек.

• Калибрлөө:.5 сек үчүн эки манжаңыз менен таптап, кармап туруңуз (эгер сиздин түзмөгүңүз аны колдосо, анда түзмөк калибрленгенден кийин сиз сезген пикирди сезесиз
• Камераны тууралоо: Эң татаал жаңсоо, калибрлөө үчүн мурда сүрөттөлгөн нерсени жасаңыз, андан кийин камераны өйдө жылдыруу үчүн манжаларыңыз менен өйдө сүйрөңүз жана камераны ылдый жылдыруу үчүн ылдый сүйрөңүз. Тууралоо манжаларыңызды көтөргөндөн кийин жасалат.
• Stop/Start Toggle: Акселерометрдин көрүнүшүнө барганда, робот башында кыймылдын буйруктарын этибарга албоо үчүн коюлган. Бул жөндөөнү которуштуруу үчүн эки манжаңыз менен эки жолу басыңыз.
• Табулатура тилкесин көрсөтүү/жашыруу: Акселерометрди айдап баратып толук экранды көрүүнү иштетүү үчүн, өтмөк тилкеси бир нече секунддан кийин автоматтык түрдө жашырылат. Кайра көрсөтүү үчүн өйдө сүрүңүз. Жашыруу үчүн ылдый сүрүңүз.

Эгерде сиз менин колдонмом менен байланышкан көйгөйлөргө жана ыңгайсыздыктарга нааразы болсоңуз, менин эч кандай программалоо боюнча расмий билимим жок экенин унутпаңыз. Андыктан мен кеңештерди жана сунуштарды кабыл алам. Менин GitHub файлдарымды тартынбаңыз.

Эгерде мен GitHubга кандайдыр бир өзгөртүүлөрдү киргизсем, файлдарды жүктөп алып, аларды роботко колдонуп, SCP аркылуу рекурсивдүү жерге ПИге жөнөтүңүз. Эгерде сиз Xcode долбоорун клондоштурсаңыз, жөн эле өзгөртүңүз. Болбосо, сиз долбоорду жүктөп алып, түзмөгүңүздө колдонмону ачуу үчүн 11 -кадамды аткарсаңыз болот.

Эгерде сиз бул окуу куралы менен кызыктуу бир нерсе кылсаңыз, мага комментарийлерде билдириңиз, мен муну кандай кызыктуу долбоорлордун шаблону катары колдонсо болорун билүүгө кызыкдармын.