Dog Bot: Lego Robot Rover s spletno kamero: 17 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Tukaj je opisano, kako narediti robota Lego, ki ga lahko upravljate s katerega koli zaslona prek WiFi. Ima tudi spletno kamero, tako da lahko vidite, kam greste, in LED luči za oči! To je odličen projekt za vaše otroke, saj lahko ustvarijo logotip in jih lahko vključite v toliko elektronike, kot so zadovoljni. Obstaja veliko prožnosti pri izvajanju tega projekta, kar pomeni, da ga zlahka razrežete na kocke in znova preoblikujete. Ko se mi je zataknilo, se mi je zdelo koristno preprosto začeti znova. Ko to naredite nekajkrat, ga je enostavno in hitro obnoviti od začetka. Odlična stvar pri tem je, da vam ni treba skrbeti, da bi kar koli "zlomili", saj boste razvili sposobnosti za enostavno obnovo.

Kaj rabiš

• Malina Pi B+
• Osnova in motorni komplet
• Lego osnovna plošča
• Industrijsko trdno super lepilo
• Vrtalnik
• Obrtni nož
• Oprema za spajkanje
• sD kartice
• Bralnik kartic SD
• Komplet krmilnika motorja
• 2 LED
• spletna kamera srednje cene (lahko poskusite poceni)
• Računalnik in tablični računalnik / telefon
• Brezžični usmerjevalnik, do katerega imate skrbniški dostop
• Veliko kosov Lega
• Polnilec za telefon v sili
• 4 preskočne žice, vsaka z vsaj 1 ženskim priključkom
• 4 baterije AA (polnjenje je dobro)

1. korak: Pripravite podlago

Začel sem z bazo in 2 motorjema, kot je ta motor pri Amazonu

Vzemite podlago iz perspeksa in nanjo lepite tanko osnovno ploščo Lego. Za to sem uporabil super lepilo industrijske trdnosti, ki se posuši v nekaj minutah in je zelo močno. Ko je lepilo fiksirano, odrežite odvečno osnovno ploščo Lego, tako da sledi liniji osnovne plošče iz perspeksa. nato skozi Lego ploščo izvrtajte luknje, ki se ujemajo s podlago iz perspeksa. Luknje sem izvrtal, ko sem jih potreboval. Zdaj imate temelje za izgradnjo Lego strukture.

2. korak: Sestavite kolesa

Zdaj sestavite kolesa. Sledite navodilom proizvajalcev tukaj. Kolesa, ki sem jih kupila, so imela vsa navodila v kitajščini, ki jih ne morem prebrati, vendar je bilo na slikah precej enostavno razbrati. Ko so sestavljeni, pritrdite žice na motorje z majhno palico spajkanja.

Korak: Pritrdite kolesa na podlago

Nato pritrdite kolesa na osnovno ploščo, po potrebi lahko izvrtate luknje v podnožju. Verjetno boste proti koncu projekta ugotovili, da želite, da žice vodijo skozi bazo nekje drugje, vedno pa lahko izvrtate novo luknjo in se kasneje preselite.

4. korak: Pripravite Pi

Zdaj pripravite PI. Uporabil sem model B+ z USB ključem za wifi. Uporabil sem sliko polnega namizja, ki temelji na Debian Jessie in jo lahko prenesete s spletnega mesta Raspbian Pi. Vredno je ustvariti kartico SD iz nič in ohraniti sliko diska pri roki, saj lahko preprosto začnete znova. Morda boste morali malo pobrskati, da ugotovite, kako ustvariti podobo diska v računalniku. Sliko sem ustvaril s pomočjo Ubuntuja takole: Z desno tipko miške kliknite sliko diska in izberite »odpri z zapisovalnikom slik diska«. Zapišite sliko na kartico SD. Slika diska je precej majhna, zato, če imate večjo kartico SD (npr. 30 GB), lahko uporabite programsko opremo za particioniranje, kot je GParted, da uporabite ves razpoložljiv prostor. Ko se odločite, kako to storiti, traja približno 5 minut in res je vredno, kot da pokvarite programsko opremo, jo lahko preprosto znova namestite.

5. korak: Namestite krmilno ploščo

Nato potrebujete krmilno ploščo motorja. Uporabil sem komplet podjetja RyanTek. Na voljo je z odličnim vodnikom za spajkanje, vendar mislim, da ga lahko dobite tudi vnaprej spajkanega. Če še niste spajkali, ne skrbite, le počasi vzemite in malo vadite, preden zaženete motorno ploščo.

Zdaj pritrdite baterijski paket (s 4 baterijami AA) in motorje navzgor na krmilno ploščo, nato pa krmilno ploščo pritrdite na zatiče GPIO Pi. Nadzorna plošča vam bo dala več podrobnosti. Ne skrbite, da boste v prave reže pripeljali prave žice motorja, če niso priključene na enosmerne napajalne reže. Pi ali akumulatorja ne lepim in ne privijačim na Lego ploščo, saj vam to daje večjo prilagodljivost pri oblikovanju ohišja Lego. Ob tem lahko tudi preprosto spremenite svojo zasnovo.

6. korak: Začnite graditi Lego telo

Zdaj je čas za izdelavo lega. Na tej točki lahko vključite res majhne otroke, če lahko držijo kos Lega! Začeli smo samo z osnovnim kvadratnim ohišjem, dokler ni vse delovalo, nato pa smo postali bolj pustolovski z botom za pse. Odlična stvar tukaj je, da lahko telo robota obnovite, kolikor želite. Začnite z ustvarjanjem doma za Pi. Ne pozabite pustiti prostora za vrata USB in napajalne kable. V vsako stanovanje, ki ga zgradite, vzemite dovolj ohlapnosti. V redu je, da se stvari malce razlegajo in z Legom ne morete biti preveč natančni.

Za dostop do vrat USB, ki jih boste potrebovali kasneje, smo uporabili okna Lego.

7. korak: Pripravite Pi

Zdaj je pravi čas, da zaženete Pi in premaknete robota.

Kodo za uporabo pri tem projektu sem razvijal v središču Git. Preberite me na straneh središča git vas popeljejo skozi navodila, kako namestiti vso programsko opremo na Pi, vendar vas bom popeljal tudi skozi korake tukaj.

Najprej zaženite Pi tako, da priključite napajalni kabel. Kabel HDMI boste morali priključiti na televizor in uporabiti tipkovnico USB in miško. Najprej se povežite z Wi -Fi. to storite tako, da kliknete ikono v zgornjem desnem kotu namizja Raspian in dokažete podrobnosti. Ko ste povezani z Wifi, lahko vse drugo naredite iz ukazne vrstice, tako da se lahko po želji povežete s Pi z uporabo ssh, toda zaenkrat, ko smo povezani s televizorjem, lahko odpremo terminal z namizja Raspian.

8. korak: Namestite programsko opremo na Pi

Odprite terminal na Pi in vnesite naslednje ukaze.

sudo apt-get posodobitev

S tem je Raspian posodobljen z najnovejšo programsko opremo.

Nato namestite programsko opremo za spletno kamero

sudo apt-get install motion

Na tej točki morate konfigurirati tudi gibanje. Navedel sem, kaj je treba posodobiti v katerih datotekah na straneh github. Obstaja tudi navodilo za pridobivanje spletne kamere na vašem Pi. Spoznajte nastavitve in se poigrajte z njimi, ko vam bo namestitev všeč.

sudo apt-get install python-dev python-pip

S tem se namestijo knjižnice Python in tudi upravitelj embalaže programske opreme python.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

S tem se namesti programska oprema Pubnub, ki upravlja sporočila med nadzorno ploščo in brezžičnim robotom.

Namestitev tega dela traja nekaj časa, zato pojdite in skuhajte skodelico čaja !!

9. korak: Namestite programsko opremo Robot

Zdaj ste namestili vse odvisne koščke programske opreme, čas je, da namestite kodo, potrebno za zagon robota.

git clone

to bo ustvarilo mapo lego-robot v vašem domačem imeniku.

Preden lahko zaženete kodo robota, morate ustvariti račun PubNub in dobiti ključ za objavo in naročnino. to lahko storite tako, da sledite navodilom za začetek v PubNubu. Ko nastavite, morate odpreti dve datoteki:

• lego-robot/server/keys.py
• lego-robot/client/keys.js

in ključe pub in sub zamenjajte s ključi, ki jih dobite na nadzorni plošči pubnub.

Upoštevajte, da je vrednost kanala lahko karkoli, če se ujema z odjemalcem in strežnikom.

10. korak: Namestite programsko opremo krmilnika in preverite, ali vse deluje

V računalniku klonirajte kodo git hub na enak način kot mi pri robotu.

git clone

Morda git ni nameščen v računalniku. V nasprotnem primeru sledite navodilom na git hubu.

Na voljo imate tudi možnost prenosa kode kot datoteke zip, čeprav svetujem namestitev GIT -a in kopiranje datotek s kloniranjem skladišča.

datoteko lego-robot/client/keys.js morate posodobiti z osebnimi ključi za objavo in naročnino.

Ko končate, odprite datoteko lego-robot/client/buttons.html v spletnem brskalniku. Zdaj bi lahko upravljali svojega robota s kontrolnimi gumbi.

Zgornji diagram prikazuje, kaj se dogaja:

• Ko kliknete gumb, se na pubnub pošlje sporočilo (z vašim ključem za objavo)
• PubNub nato posreduje robotu, ki …
• Posluša sporočila (s tipko za naročanje)
• Robot se nato prevede v dejanje.

Uporabil sem pubNub kot brezplačen, hiter (v realnem času) in močno poenostavil pošiljanje in sprejemanje sporočil z zelo lepim API -jem.

Lahko se poglobite v kodo odjemalca in strežnika in vidite sporočila, ki se pošiljajo s preprostimi ključi, kot sta »naprej« in »nazaj«.

Na naslovu lego-robot/client/joystick.html je tudi krmilnik v slogu krmilne palice.

Te krmilnike bom izboljševal in ves čas dodajal nove, zato, če boste kdaj želeli posodobiti programsko opremo, lahko uporabite ukaz "git pull". Prav tako lahko prispevate v skladišče git in ustvarite bolj uporabniku prijazne kontrole.

Zdaj ste pripravljeni, da preverite, ali gibanje deluje v redu. Na terminalu Pi spremenite imenik v lego-robot/strežnik in vnesite:

sudo python robot.py

s tem se zažene skript python, ki posluša dohodna sporočila iz Pubnuba.

Zdaj poskusite pritisniti nekaj gumbov na krmilniku, ti odzivi bi morali biti prejeti na terminalu Pi (kot je prikazano na zgornji sliki), robot.py pa ta sporočila prevede v gibe tako, da jih preslika v signale na Pi GPIO.

Robota bi morali premikati.

11. korak: Pripravite spletno kamero in LED luči

Uporabite lahko katero koli spletno kamero, ki je združljiva z Linuxom (večina jih je). Odločil bi se za model srednjega razreda (približno 15 funtov), saj sem poskusil res poceni in iz tega nisem mogel dobiti jasne slike. Prvi korak je, da spletno kamero razstavite, tako da imate samo osnovno ploščo in kamero.

Če želite namestiti luči, vzemite LED luč in na vsak priključek priključite dve žici. Uporabil sem skakalne žice, ki imajo na enem koncu ženski priključek, tako da jih lahko pozneje enostavno priključite na zatiče Pis GPIO. Drugi konec žice morate odstraniti, da odstranite terminal. Tu lahko tudi spajkate, da vzpostavite varno povezavo. Uporabil sem tudi nekaj toplotno skrčljive folije, ki jo lahko uporabite za pokrivanje vsake žice, čeprav se ne bi sekiral, da bi jo opravil preveč dobro, dokler ne boste zadovoljni, da vse deluje, potem lahko dokončate in izboljšate. Prav tako je dobro uporabiti upor, da preprečite izgorevanje LED.

Tukaj je podrobno navodilo, ki podrobno opisuje, kako priključiti LED.

Kot prikazuje slika, uporabljam Lego blok z luknjo kot enostaven način za namestitev LED na glavo robotov.

Korak 12: Ustvarite glavo z nosilcem in lučmi

Ustvarite ohišje glave za fotoaparat. Ne bom preveč natančen, saj je čas, da postanete ustvarjalni. Vseeno morate graditi okoli kamere. Dog bot integrira kamero v nos in ima oči kot LED. Prepričajte se, da pustite luknjo na zadnji strani glave, da vodi žice ven.

13. korak: Dokončajte telo

Zdaj ste veseli, da se pes bot v bistvu premika, lahko ustvarite ohišje za baterije. Uporabil sem paket 4 AA baterij (priloženih koles in podstavka) in polnilec za telefon v sili. Baterije AA so namenjene enosmernim motorjem za kolesa, paket mobilnih telefonov pa Pi. Dobro je, da so baterije lahko dostopne, saj jih boste morali uporabljati za polnjenje in zamenjavo.

Ko ste srečni, postavite streho nad Pi. Ne skrbim preveč glede skrivanja žic in vezja, saj je to del slike robotov. Vendar je na tej točki vse odvisno od vas. Morda boste želeli razmisliti, kako težak je vaš bot, težje, počasneje se premika.

Korak 14: Namestite glavo

Čas je, da vse povežete.

Priključite kabel USB spletnih kamer na sprednji del bota s pomočjo odprtin za dostop, ki ste jih ustvarili. Robot lahko pritrdite tako, da ustvarite nekaj ohišja Lego. Kabel USB sem tudi skrajšal tako, da sem ga prerezal in ponovno spajkal, vendar to storite le, če resnično želite spajati 4 drobne žice skupaj. Morda bi bilo lažje kupiti kratek kabel USB in ga znova priključiti na zadnjo stran fotoaparata.

Prav tako morate priključiti LED luči na nožice Pis GPIO, ki jih krmilnik motorne plošče ne prevzame. To sta zatiča GPIO 20 in 21 ter dva rezervna ozemljitvena zatiča v bližini. V bližini uporabite rezervne zatiče za ozemljitev. Če lučka ne deluje, poskusite zamenjati ozemljitev z izhodom GPIO. Če želite ugotoviti, katere zatiče povezati z googlom, je dober GPIO diagram.

Korak 15: Preizkusite LED diode in nosnico

Če želite zagnati programsko opremo za spletno kamero:

sudo gibanje

Prepričajte se tudi, da ste zagnali skript robot.py (kot je podrobno opisano v navodilih previuos):

sudo python robot.py

Zdaj bi lahko uporabljali stikalo za luči na krmilniku za vklop in izklop luči.

Spletna kamera bi morala oddajati na vašem naslovu Pis IP na vratih 8080, zato na primer v svoj spletni brskalnik vnesite naslednje.

192.168.1.2:8081

Naslov Pi IP sem našel tako, da sem se kot skrbnik prijavil na usmerjevalnik in pogledal priključene naprave. Navodila, kako to storiti, so običajno na zadnji strani usmerjevalnika ali pa glejte navodila za usmerjevalnike na spletu.

lahko raziščete konfiguracijske nastavitve programske opreme za gibanje, kot je opisano v prejšnjem koraku. Ugotavljam, da se včasih pretok zaustavi, vendar na splošno deluje v redu.

Do tega videotoka lahko dostopate iz vsega, kar uporablja brskalnik, povezan z vašim omrežjem Wifi.

Korak 16: Dokončanje

Spletni dostop

Zdaj bi morali robot upravljati iz brskalnika v računalniku. Lepo pa je, da lahko upravljate bota s katere koli naprave na dotik, kot sta iPad ali telefon.

Če želite to narediti, morate na spletnem strežniku gostiti datoteke odjemalca (gumbi.html itd.).

Začel sem z namestitvijo spletnega strežnika na Pi, ki deluje v redu. Vendar je lažje naložiti datoteko HTML na kateri koli drug spletni strežnik. Preprosto sem kopiral datoteko HTML v svoj javni modri račun gostitelja. Morda boste želeli zaščititi dostop do teh datotek, ker vsebujejo podključe pub za vaš pub nub kanal. Ko to storite, lahko do krmilnika dostopate iz katere koli naprave, tudi izven vaše hiše.

Samodejni zagon

Druga koristna stvar je posodobiti skript / etc / rc.local na vašem maline Pi; dodamo ti dve vrstici:

• sudo gibanje
• nohup sudo python /home/pi/lego-robot/server/robot.py &

Ti se bodo zagnali ob vsakem zagonu Pi, zato vam ukaza ni treba zagnati ročno.

17. korak: Zabavajte se

To je vse.

Če se zataknete, pustite komentarje in če želite izboljšati katero koli programsko opremo, prispevajte v skladišče github. Še naprej bom delal na tem projektu in tukaj je nekaj idej:

• Krmilnik v slogu "big trak", kjer programirate zaporedje ukazov, kot je "levo 10, naprej 6, nazaj 2 …", nato pa pritisnete "run" in robot izvede ukaze.
• Nagnjen vrat, tako da lahko s spletno kamero gledate navzgor
• Zvočnik, ki prevaja besedilo iz krmilnika v govor
• Glasovno krmiljenje

Na zdravje

Peter