Robot za teleprisutnost spojnih krugova: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Praznici 2020. su malo drugačiji. Moja porodica je raširena po cijeloj zemlji, a zbog pandemije ne možemo se okupiti za praznike. Želeo sam način da se baka i deda osećaju uključenima u našu proslavu Dana zahvalnosti. Robot za teleprisutnost poput Double 3 bio bi savršen, samo što košta 4000 dolara. Pitao sam se bih li mogao napraviti nešto slično za daleko manje novca.

Snap Circuits® RC Snap Rover® je rover na daljinsko upravljanje s elektronikom koji je dizajniran za promjenu i eksperimentiranje. To je otprilike odgovarajuće veličine da bude osnova robota za teleprisutnost, i zaključio sam da bih ga vjerojatno mogao povezati tako da se kontrolira s weba.

Da mogu montirati tablet na rover, imao bih robota za teleprisutnost koji bi baki i djedu omogućio da učestvuju u našoj proslavi! Mogli bi se sami kretati po kući i komunicirati s različitim ljudima, umjesto da budu zaglavljeni na jednom mjestu. Novost bi mogla i njih - i moju djecu - zainteresirati više nego običan video poziv.

Uradio sam robota noć prije Dana zahvalnosti i to je bio veliki hit!

Uz elektroniku koja se prodaje i malo lagane stolarije i vi možete izgraditi robota za teleprisutnost. Lemljenje nije potrebno!

Potrošni materijal:

Hardver

• Snap Circuits® RC Snap Rover®

  Napomena: 'Deluxe' Snap Rover ne koristi iste dijelove i neće raditi s ovim vodičem. Ako imate Deluxe Snap Rover, morat ćete kupiti zasebnu IC kontrolu motora

• Snap-to-Pin konektori
• Raspberry Pi Zero W ili drugi uređaj sa programabilnim GPIO -ima koji može pokrenuti NodeJS
• Futrola za Raspberry Pi (opcionalno)
• GPIO čekić zaglavlja (ženski)
• MicroSD kartica (4 GB ili veća)
• USB baterija i mikro-USB kabel za napajanje Pi
• iPad ili drugi tablet/telefon

• Ostalo drvo:

  • 1 "x 48" drveni klin, izrezan na željenu visinu
  • 2x4, pribl. 10 "duga
  • 2 komada 1/4 "x 1" x 8 "kalupa
  • 2 komada 1x1 ili sličnog otpada, cca. 3 "duga
• Mala kartonska kutija koja služi kao držač za iPad
• Najlonska traka, cca. 6 '

Softver

• Na roveru:

  • Raspberry Pi OS Lite
  • Node.js (testirano s neslužbenom 14.15.1 armv6 verzijom na Pi Zero W)
  • pi-rover softver za daljinsko upravljanje

• Na tabletu:

  Facetime, Zoom ili drugi softver za video konferencije

• Na računaru:

  Ssh klijent (ugrađen u Mac + Linux; koristite nešto poput PuTTY za Windows)

Alati

• Bušilica sa nastavkom od 1"
• Pištolj za vruće ljepilo
• Hammer
• Saw
• Traka / ravnalo

Za korisnika (bake i djedovi itd.)

Djed ili bilo ko drugi upravlja roverom, trebat će sljedeće:

Računalo sa softverom za video konferencije (FaceTime, Zoom itd.) I web preglednikom

ILI

Tablet/telefon sa mogućnostima podijeljenog ekrana i softverom za video konferencije

ILI

• 2 uređaja:

  • Telefon, tablet ili drugi uređaj sa softverom za video konferencije, i
  • Drugi uređaj s web preglednikom koji se može koristiti za kontrolu preglednika dok se prvi uređaj koristi za video

Korak 1: Odabir hardvera

Za upravljanje roverom s interneta trebao mi je mali računar koji je mogao kontrolirati rover i djelovati kao web poslužitelj tako da baka i djed mogu pristupiti roveru. Raspberry Pi Zero W savršeno pristaje. Mali je, ima Wi-Fi i ima dosta CPU snage za pokretanje malog web servera. Osim toga, to je samo 10 USD, što je jeftinije od gotovo svih drugih hobističkih opcija. Nabavio sam svoj Pi + pribor od odličnih ljudi na Adafruit -u.

Korak 2: Priprema Pi: Zaglavlja

Linija obrazovnih igračaka Snap Circuits slična je LEGO® kockicama za elektroniku. Omogućuju vam žičana kola bez lemljenja i relativno su zaštićeni od djece. Elektroničke ploče za hobiste (poput Raspberry Pi) pružaju brojne načine povezivanja stvari, ali nijedan nije kompatibilan sa Snap Circuits.

Da bismo to riješili, instalirat ćemo zaglavlje u Pi, a zatim upotrijebiti posebne "Snap to Pin" kratkospojnike za spajanje Pi na rover bez lemljenja.

Ugradite ženska zaglavlja čekića u Pi koristeći upute za instalaciju (označene "za pHAT"). Važno je koristiti ženska zaglavlja; oni nam omogućuju da spojimo kratkospojne žice.

Korak 3: Priprema Pi: softvera

Raspberry Pi učitava svoj softver s MicroSD kartice. Instalirat ćemo operativni sistem, zatim pokrenuti Pi i instalirati nekoliko drugih alata plus softver za upravljanje roverom.

1. Pomoću softvera Raspberry Pi Imager na svom računaru preuzmite i instalirajte Raspberry Pi OS Lite (32-bitni) na SD karticu.
2. Pomoću ovog vodiča postavite Pi u 'bezglavi' način rada, bez upotrebe tastature ili ekrana. Ovo će uključiti Pi na Wi-Fi pri prvom pokretanju.
3. Omogućite protokol Secure Shell (ssh) na Pi -u pomoću koraka 3+4 iz ovog vodiča o SSH -u. Dio o postavljanju "X prosljeđivanja" možete zanemariti. Ovo će vam omogućiti da se prijavite na Pi čim se poveže na mrežu.
4. Premjestite SD karticu na Pi i pokrenite pi. Koristio sam USB bateriju za napajanje, ali za ovaj korak možete koristiti i adapter za napajanje ili mikro-USB kabel za napajanje s računara.
5. Pronađite Pi -jevu IP adresu. Morat ćete se spojiti na Pi, a kasnije i za upravljanje roverom.

6. Prijavite se na Pi sa svog računara. Odeljak "Postavljanje vašeg klijenta" SSH vodiča sadrži detaljna uputstva. Sada biste trebali biti prijavljeni na Pi:

   ssh pi@

7. Softver za daljinsko upravljanje koristi alat koji se zove NodeJS. Da biste instalirali NodeJS na Pi, pokrenite sljedeće naredbe preko SSH -a:

   wget

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

8. Sada biste trebali imati instaliran NodeJS na Pi. Da biste ga testirali, pokrenite

   čvor -v Nakon nekoliko sekundi trebao bi prikazati verziju NodeJS -a, npr

   v14.15.1

9. Zatim ćemo instalirati softver za upravljanje roverom, nazvan pi-rover. To će potrajati nekoliko minuta:

   sudo apt-get install git

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

10. Pokrenite serverski softver na Pi:

    čvor index.js

    Ako sve prođe u redu, trebali biste moći pristupiti Pi -u putem web preglednika na svom računaru navigacijom do porta 8080 na Pi -ovoj IP adresi. Na primjer, ako je IP adresa vašeg Pi -a 192.168.1.123, idite na

11. Zatvorite serverski softver pomoću Ctrl-C.

12. Da biste pokrenuli poslužitelj kad god se Pi pokrene, instalirajte datoteku sistemske usluge:

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

    sudo systemctl enable pi-rover.service

13. Nakon što softver bude testiran i radi, isključite ga kako bismo mogli instalirati Pi u rover:

    sudo shutdown -h sada

Napomena: Ako ćete omogućiti pristup drugim ljudima izvan vaše kućne mreže (poput djeda, koji je ovaj Dan zahvalnosti kod svoje kuće), morat ćete konfigurirati usmjerivač za slanje prometa s vaše javne IP adrese na Pi. Da biste to učinili, upotrijebite vodič za prosljeđivanje portova.

Korak 4: Povežite Rover

Snap Rover dolazi s uputama za povezivanje daljinskog upravljača koji dolazi s kompletom rovera. Prilagodit ćemo ih kako bismo komponentu radio prijemnika zamijenili Pi.

Priručnik za rover uključuje niz krugova. Počnite s #1 ("Noćni rover") i istrgnite sve lijevo od stupca 6. Ovo ostavlja na mjestu IC upravljački sklop motora, (4) 1kΩ otpornike na ulazima IC upravljačkog sklopa motora, klizni prekidač, i žice koje idu do rovera.

Korak 5: Povežite Pi sa Roverom

Ako imate kućište za Pi, ali ga još niste instalirali, učinite to sada.

40 -pinski konektor na Pi otkriva veliku funkcionalnost. Koristit ćemo nekoliko I/O pinova opće namjene (GPIO) za povezivanje Pi na rover. Važno je da ovo ožičite upravo onako kako je ovdje prikazano; pogrešno ožičenje riskira oštećenje Pi ili rovera.

1. Igle na Pi su označene brojevima 1-40. Vrijedno je pregledati pinout kako biste razumjeli kako su postavljeni.

2. Koristite Snap-to-Pin konektore za spajanje sljedeća 4 GPIO-a na otpornike na ulazima upravljačkog sklopa motora:

   1. Pin 11 (GPIO 17) na otporniku na LF -u
   2. Pin 12 (GPIO 18) na otpornik na LB
   3. Pin 13 (GPIO 27) na otporniku na RF
   4. Pin 15 (GPIO 22) na otporniku na RB -u
   5. Upotrijebite još jedan Snap-to-Pin konektor za spajanje uzemljenja (Pin 14) s Pi na masu (-) na roveru. Iako imamo 2 odvojena izvora napajanja (rover koristi 9V, a Pi koristi 5V iz USB baterije), dvije strane su električno povezane i potrebno nam je zajedničko uzemljenje za rad kruga.

Korak 6: Izgradite nosač za tablet

Za postavljanje tableta potrebno je uravnotežiti nekoliko konkurentskih potreba:

• Tableta bi trebala biti dovoljno visoko u zraku da može komunicirati sa stajaćom djecom i odraslima.
• Rover mora biti dovoljno stabilan kako se ne bi prevrnuo tokom vožnje.
• Tablet treba postaviti što je moguće bliže središtu rovera kako bi se osigurala stabilnost i nesmetano iskustvo vožnje.
• Gornji dio rovera nije dizajniran za pričvršćivanje bilo čega osim Snap Circuits -a, a ne postoji odličan način da se na njega stavi teret bez rizika od oštećenja komponenti.

Dio 1: Izgradnja mostova

Vrh rovera je plastična rešetka sa izbočinama dizajniranim za pričvršćivanje elektroničkih komponenti. Postavljanje tereta direktno na rešetku ne bi bilo stabilno i moglo bi oštetiti rešetku. Odlučio sam izgraditi neku vrstu mosta preko podnožja s nosačima koji se nalaze između neravnina na rešetki i s tiplom montiranim na vrh mosta. Koristio sam najlonsku traku za pričvršćivanje sklopa mosta + tipla na tijelo rovera.

1. Izrežite 2x4 do otprilike 10 "; trebao bi biti duži nego što je rover širok, kako bismo mogli sigurno pričvrstiti traku za rover.
2. Izrežite par komada od 8 "iz 1/4" traka za oblikovanje. To će pomoći stabilizaciji nosača tableta i spriječiti njegovo ljuljanje naprijed i nazad.
3. Zalijepite trake za oblikovanje na 2x4. Trake bi trebale biti razmaknute tako da se uklapaju u žljebove rešetke, između izbočina (otprilike 5 "jedna od druge). Trake bi trebale biti postavljene tako da dno 2x4 sjedi iznad elektronike.
4. Izrežite par komada od 3 "iz 1x1 i zalijepite ih na uglove gdje se trake za oblikovanje spajaju sa 2x4. Ovdje je cilj spriječiti da se trake za oblikovanje odlijepe od 2x4 pod bočnim pritiskom.
5. Upotrijebite lopaticu od 1 "za bušenje rupe za tiple na vrhu 2x4. Rupa ne mora ići do kraja kroz 2x4; ostavite oko 1/8" drva netaknutim na dnu rupe za podupiranje tiple. Rupu treba pomaknuti prema jednom rubu 2x4, kako bi se ostavilo mjesta za najlonsku traku s druge strane. Zalijepite klin u rupu pazeći da bude okomit.

Napomena: Manja tipla bi mogla raditi. Odabrao sam promjer 1 kako bih se uvjerio da je dovoljno krut da priguši oscilacije. Ne želite da djedu bude muka dok vozi!

Dio 2: Nosač tableta

Trebao mi je lagan, ali čvrst način da pričvrstim tablet na vrh tiple. Sam tablet treba držati što je moguće bliže mozgu kako njegova težina ne bi djelovala kao poluga koja pokušava prevrnuti rover. Nakon što sam nakratko razmislio o izgradnji kutije od laganog drveta poput basswood-a, odlučio sam se za pristupačan način rezanja kartonske kutije odgovarajuće veličine. Pronašao sam kutiju dimenzija 10 "x 12" x 1 ". Odrežite jedan kraj tako da tablet može ući, i izrežite pravokutni otvor s jedne strane tako da je ekran tableta vidljiv. Vrućim ljepilom pričvrstite držač tableta do vrha tiple.

Korak 7: Ukopčajte se

Moramo pričvrstiti nosač tableta na rover. Rover nije dizajniran za to i nema prikladnih mogućnosti montaže. Odlučio sam se za pričvršćivanje nosača pomoću dugačke najlonske trake omotane oko obje osi (ne osovine!) Rovera. Ovo sprječava naginjanje nosača prema naprijed, nazad ili na bilo koju stranu. Pazite da remen ne vrši pritisak na bilo koju od električnih komponenti, te da bude čvrsto pripijen i pričvršćen kako se ne bi mogao olabaviti.

Korak 8: Započnite roving

Nakon što je nosač tableta pričvršćen za rover, uključite Raspberry Pi i rover. Nakon što je Pi na mreži, prijavite se na web sučelje (npr. Http://192.168.1.123) i 'Kontrola zahtjeva'. Sada biste trebali moći voziti uokolo! Samo jedna osoba može upravljati roverom odjednom, pa se odrecite kontrole rovera prije nego što netko drugi pokuša.

Upute za bake i djedove

Nakon što je rover na mreži, nazovite djeda (ili baku!) Na FaceTimeu. Kad se jave, neka otvore web preglednik i odu na vašu javnu IP adresu. Ovisno o tome koji telefon/tablet/računar koriste, možda će morati prijeći u način rada "podijeljeni ekran" ili koristiti drugi uređaj.

Nakon što učitaju web stranicu, trebali bi vidjeti upravljačko sučelje rovera. Neka zatraže kontrolu. Sada mogu komunicirati s ostatkom porodice kao da su tamo!

Korak 9: Buduća poboljšanja

Ovaj dizajn nije savršen. Neka moguća poboljšanja:

• Stabilizatori za rover kako se ne bi prevrnuo kad ga udari dijete, kućni ljubimac itd.
• Način da spriječite rover da naleti na stvari (vozač ne može gledati dolje!)
• Više finoće u kontrolama softvera za pi-rover. Trenutno su teško kodirani za nešto što nam je dovoljno uspjelo.
• Ugradite alat za video konferencije na web stranicu tako da baki nisu potrebna 2 uređaja za korištenje rovera