Dog Bot: Lego Robot Rover با وب کم: 17 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در اینجا نحوه ساخت یک روبات Lego که می توانید از هر صفحه ای روی وای فای کنترل کنید ، آورده شده است. همچنین دارای یک وب کم است تا بتوانید محل رفت و چراغ های LED را برای چشم ببینید! این یک پروژه عالی است که می توانید با فرزندان خود انجام دهید ، زیرا آنها می توانند لوگو را بسازند و شما می توانید آنها را در وسایل الکترونیکی مورد علاقه خود مشارکت دهید. انعطاف پذیری زیادی در نحوه اجرای این پروژه وجود دارد ، و این بدان معناست که شما می تواند به راحتی آن را تکه تکه کرده و دوباره طراحی کند. زمانی که گیر افتادم و به سادگی شروع کردم ، مفید واقع شد. هنگامی که این کار را چند بار انجام داده اید ، بازسازی از ابتدا بسیار آسان و سریع است. نکته جالب این است که شما نیازی به نگرانی در مورد "شکستن" چیزی ندارید زیرا مهارت هایی را برای بازسازی آسان ایجاد می کنید.

آنچه شما نیاز دارید

• رزبری پای B+
• کیت پایه و موتور
• صفحه پایه لگو
• چسب فوق العاده صنعتی
• مته
• موکت بر
• تجهیزات لحیم کاری
• کارت SD
• کارت خوان SD
• کیت کنترل موتور
• 2 عدد LED
• وب کم قیمت متوسط (می توانید یک دوربین ارزان قیمت امتحان کنید)
• رایانه شخصی و رایانه لوحی / تلفن
• Wifi Router که دسترسی سرپرست به آن دارید
• تعداد زیادی لگو
• شارژر تلفن اضطراری
• 4 سیم پرش هر کدام با حداقل 1 پایانه زن
• 4 باتری قلمی (قابل شارژ خوب است)

مرحله 1: پایه را آماده کنید

من با یک پایه و 2 موتور مانند این موتور در آمازون شروع کردم

پایه پرسپکس را برداشته و یک صفحه پایه نازک لگو را روی آن بچسبانید. من از چسب فوق العاده صنعتی برای این استفاده کردم که در عرض چند دقیقه خشک می شود و فوق العاده قوی است. هنگامی که چسب ثابت شد ، صفحه پایه Lego اضافی را بردارید تا از خط صفحه اصلی پرسپکس پیروی کند. سپس سوراخ هایی را در صفحه لگو ایجاد کنید که با پایه پرسپکس مطابقت دارد. من سوراخ ها را هر زمان که نیاز داشتم حفر کردم. شما اکنون پایه و اساس ساختن ساختار لگو خود را دارید.

مرحله 2: چرخ ها را جمع کنید

حالا چرخ ها را جمع کنید. دستورالعمل سازندگان را در اینجا دنبال کنید. چرخ هایی که خریدم تمام دستورالعمل ها را به زبان چینی داشت که نمی توانم آنها را بخوانم ، اما فهمیدن آن از روی تصاویر بسیار آسان بود. پس از مونتاژ سیم ها را با یک قطره لحیم کاری کوچک به موتور وصل کنید.

مرحله 3: چرخ ها را به پایه وصل کنید

سپس چرخ ها را روی صفحه پایه وصل کنید ، در صورت نیاز می توانید سوراخ هایی را در پایه ایجاد کنید. احتمالاً در اواخر پروژه متوجه خواهید شد که می خواهید سیم ها از طریق پایگاه به جای دیگری منتقل شوند ، اما همیشه می توانید یک سوراخ جدید ایجاد کرده و بعداً جابجا شوید.

مرحله 4: Pi را آماده کنید

حالا PI را آماده کنید. من از مدل B+ با دانگل وای فای USB استفاده کردم. من از تصویر دسکتاپ Full بر اساس Debian Jessie استفاده کردم که می توانید از سایت Raspbian Pi بارگیری کنید. ارزش این را دارد که کارت SD را از ابتدا ایجاد کنید و تصویر دیسک را در دسترس نگه دارید زیرا می توانید به راحتی دوباره شروع کنید. شاید لازم باشد کمی گوگل کنید تا بفهمید چگونه می توانید تصویر دیسک را در رایانه خود ایجاد کنید. من تصویر خود را با استفاده از اوبونتو به این شکل ایجاد کردم: روی تصویر دیسک راست کلیک کرده و "open with disk image writer" را انتخاب کنید. تصویر را روی کارت SD بنویسید. تصویر دیسک بسیار کوچک است ، بنابراین اگر کارت SD بزرگتری دارید (به عنوان مثال: 30 گیگابایت) می توانید از نرم افزار پارتیشن بندی مانند GParted برای استفاده از تمام فضای موجود استفاده کنید. هنگامی که نحوه انجام این کار را فهمیدید ، حدود 5 دقیقه طول می کشد ، و واقعاً ارزش آن را دارد زیرا اگر نرم افزار را خراب کنید ، می توانید دوباره دوباره نصب کنید.

مرحله 5: برد کنترل کننده را نصب کنید

در مرحله بعد شما نیاز به یک برد کنترل موتور دارید. من از کیت RyanTek استفاده کردم. این یک راهنمای لحیم کاری عالی دارد ، اما من فکر می کنم شما می توانید آن را قبل از لحیم کاری نیز تهیه کنید. اگر قبلاً لحیم کاری انجام نداده اید ، نگران نباشید ، فقط آن را به آرامی انجام دهید و کمی قبل از شروع به کار روی برد موتور تمرین کنید.

حالا بسته باتری (با 4 باتری AA) و موتورها را به برد کنترل کننده وصل کنید و سپس برد کنترل را به پین های GPIO Pi وصل کنید. دوباره برد کنترل جزئیات بیشتری به شما می دهد. نگران وارد کردن سیم های موتور مناسب به شکاف های مناسب نباشید ، به شرطی که به شکاف های برق DC متصل نباشند. من Pi یا بسته Battery را روی تخته Lego نمی چسبانم یا پیچ نمی کنم ، زیرا این امر هنگام طراحی بدنه لگو به شما انعطاف پذیری بیشتری می دهد. همچنین می توانید با پیش رفتن به راحتی طرح خود را تغییر دهید.

مرحله 6: شروع به ساختن بدنه لگو کنید

اکنون زمان ساخت لگو است. در این مرحله شما می توانید بچه های کم سن و سال را درگیر کنید ، تا زمانی که بتوانند یک تکه لگو را در دست بگیرند! ما فقط با یک خانه اصلی مربعی شروع کردیم تا همه چیز کار می کرد و سپس با ربات سگ ماجراجویانه شد. نکته جالب اینجاست که شما می توانید بدن ربات را تا آنجا که دوست دارید بازسازی کنید. با ایجاد خانه برای Pi شروع کنید. به یاد داشته باشید که جایی برای پورت های USB و کابل های برق بگذارید. در هر مسکنی که می سازید مقدار کمی سستی ایجاد کنید. خوب است که همه چیز کمی تکان بخورد و شما نمی توانید با لگو خیلی دقیق باشید.

ما از پنجره های Lego برای دسترسی به پورت های USB استفاده کردیم که بعداً به آنها نیاز خواهید داشت.

مرحله 7: Pi را آماده کنید

اکنون زمان خوبی برای راه اندازی Pi و حرکت دادن ربات است.

من کد مورد استفاده برای این پروژه را در Git hub توسعه می دهم. در صفحات git hub مرا بخوانید دستورالعمل های مربوط به نحوه نصب همه نرم افزارها در Pi را به شما آموزش می دهم ، اما مراحل را نیز به شما آموزش می دهم. اینجا.

ابتدا Pi را با اتصال کابل برق راه اندازی کنید. باید کابل HDMI را به تلویزیون متصل کرده و از صفحه کلید و موس USB استفاده کنید. اولین مورد این است که به Wifi خود متصل شوید. شما این کار را با کلیک روی نماد در سمت راست بالای میز کار Raspian و اثبات جزئیات انجام دهید. هنگامی که به Wifi متصل شدید ، می توانید همه کارهای دیگر را از خط فرمان انجام دهید ، بنابراین اگر ترجیح می دهید می توانید با استفاده از ssh به Pi متصل شوید ، اما در حال حاضر ، هنگامی که به تلویزیون متصل هستیم ، می توانیم یک ترمینال را از دسک تاپ Raspian باز کنیم.

مرحله 8: نرم افزار را روی Pi نصب کنید

ترمینال Pi را باز کرده و دستورات زیر را تایپ کنید.

sudo apt-get update

این Raspian را با جدیدترین نرم افزار به روز می کند.

در مرحله بعد ، نرم افزار وب کم را نصب کنید

sudo apt-get install motion

همچنین در این مرحله باید حرکت را پیکربندی کنید. من مواردی را که باید در کدام فایلها در صفحات github به روز شوند ، فهرست کرده ام. همچنین یک دستورالعمل در مورد کار با وب کم روی Pi شما وجود دارد. هنگامی که از تنظیمات راحت شدید ، با تنظیمات آشنا شوید و با آنها بازی کنید.

sudo apt-get python-dev python-pip را نصب کنید

این کتابخانه های پایتون و همچنین مدیر بسته بندی نرم افزار پایتون را نصب می کند.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

این برنامه Pubnub را نصب می کند ، نرم افزاری که پیام ها را بین کنترل پنل و روبات بی سیم شما مدیریت می کند.

نصب این قسمت کمی طول می کشد بنابراین بروید و یک فنجان چای درست کنید !!

مرحله 9: نرم افزار Robot را نصب کنید

اکنون تمام قطعات و نرم افزارهای وابسته را نصب کرده اید ، زمان نصب کد مورد نیاز برای اجرای ربات فرا رسیده است.

git clone

با این کار یک پوشه lego-robot در فهرست اصلی شما ایجاد می شود.

قبل از اجرای کد روبات ، باید یک حساب PubNub ایجاد کنید و یک کلید انتشار و اشتراک دریافت کنید. می توانید این کار را با پیروی از دستورالعمل های شروع به کار در PubNub انجام دهید. پس از تنظیم ، باید دو فایل را باز کنید:

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

و کلیدهای میخانه و فرعی را با کلیدهای خود که می توانید از داشبورد pubnub تهیه کنید جایگزین کنید.

توجه داشته باشید که ارزش کانال می تواند هر چیزی باشد ، به شرطی که با سرویس گیرنده و سرور مطابقت داشته باشد.

مرحله 10: نرم افزار Controller را نصب کرده و بررسی کنید همه کار می کند

در رایانه شخصی ، کد git hub را به همان روشی که در ربات انجام دادیم ، کلون کنید.

git clone

ممکن است git را بر روی رایانه خود نصب نکرده باشید. اگر نه لطفاً دستورالعمل های git hub را دنبال کنید.

شما همچنین می توانید کد را به عنوان یک فایل فشرده بارگیری کنید ، اگرچه من توصیه می کنم GIT را نصب کرده و با کلون کردن مخزن فایل ها را کپی کنید.

شما باید فایل lego-robot/client/keys.js را با کلیدهای انتشار و اشتراک شخصی خود به روز کنید.

پس از اتمام کار ، فایل lego-robot/client/buttons.html را در مرورگر وب باز کنید. اکنون باید بتوانید ربات خود را با استفاده از دکمه های کنترل کنترل کنید.

نمودار بالا نشان می دهد که چه اتفاقی می افتد:

• وقتی روی دکمه ای کلیک می کنید پیامی به pubnub ارسال می شود (با استفاده از کلید انتشار خود)
• PubNub سپس به روباتی که…
• در حال گوش دادن (با استفاده از کلید اشتراک) برای پیام ها است
• سپس ربات به یک عمل ترجمه می شود.

من از pubNub به عنوان رایگان ، سریع (در زمان واقعی) استفاده کردم و ارسال و دریافت پیام ها را با استفاده از یک API بسیار زیبا بسیار ساده کردم.

می توانید کد سرویس گیرنده و سرور را بررسی کرده و پیام های ارسال شده را با استفاده از کلیدهای ساده مانند "به جلو" و "عقب" مشاهده کنید.

همچنین یک کنترلر سبک جوی استیک در lego-robot/client/joystick.html وجود دارد.

من این کنترلرها را بهبود می بخشم و دائماً کنترلرهای جدیدی اضافه می کنم ، بنابراین اگر می خواهید نرم افزار را به روز کنید ، می توانید از دستور "git pull" استفاده کنید. لطفاً با خیال راحت در مخزن git مشارکت کنید و کنترلهای کاربر پسند تری ایجاد کنید.

اکنون همه شما آماده هستید تا حرکت را خوب بررسی کنید. در ترمینال Pi ، دایرکتوری را به lego-robot/server تغییر دهید و تایپ کنید:

sudo python robot.py

این یک اسکریپت پایتون را برای گوش دادن به پیامهای دریافتی از Pubnub شروع می کند.

اکنون سعی کنید برخی از دکمه های کنترل کننده را فشار دهید ، باید این پاسخ ها را در پایانه Pi دریافت کنید (همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است) و robot.py این پیام ها را با ترسیم آنها به سیگنال های Pi GPIO به حرکات ترجمه می کند.

شما باید بتوانید ربات را به اطراف حرکت دهید.

مرحله 11: وب کم و چراغ های LED را آماده کنید

می توانید از هر وب کم سازگار با لینوکس (اکثر آنها سازگار هستند) استفاده کنید. من یک مدل میان رده (حدود 15 پوند) را انتخاب می کردم ، زیرا یک مدل واقعاً ارزان را امتحان کردم و نتوانستم از آن هیچ نوع تصویر واضح دریافت کنم. اولین قدم این است که وب کم را جدا کنید تا فقط صفحه اصلی و دوربین را داشته باشید.

اگر می خواهید چراغ ها را نصب کنید ، یک چراغ LED بگیرید و دو سیم پرش را به هر ترمینال وصل کنید. من از سیم های پرشی استفاده کردم که در یک انتهای آن یک پایانه زن وجود دارد ، بنابراین بعداً می توانید به راحتی آن را به پین های Pis GPIO وصل کنید. انتهای دیگر سیم را باید جدا کنید تا ترمینال را جدا کنید. برای ایجاد اتصال امن ، می توانید در اینجا نیز لحیم کنید. من همچنین از بسته بندی کوچک کننده حرارتی استفاده کردم ، که می توانید از آن برای پوشاندن هر سیم استفاده کنید ، اگرچه نگران این نیستم که کار خوبی انجام دهم تا زمانی که از کارکردن همه چیز راضی نباشید ، نگران نباشید ، سپس می توانید کار را تمام کرده و پیشرفت کنید. همچنین ایده خوبی است که از یک مقاومت برای جلوگیری از سوزاندن LED خود استفاده کنید.

در اینجا یک دستورالعمل دقیق وجود دارد که در آن نحوه سیم کشی LED ها توضیح داده شده است.

همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، من از یک بلوک لگو با سوراخ در آن به عنوان راهی آسان برای نصب LED بر روی سر ربات ها استفاده می کنم.

مرحله دوازدهم: سر را با حلقه بینی و چراغ ها ایجاد کنید

یک محفظه سر برای دوربین ایجاد کنید. من اینجا خیلی دقیق صحبت نمی کنم چون زمان خلاقیت شما فرا رسیده است. با این حال شما نیاز به ساختن دور دوربین دارید. ربات سگ دوربین را در بینی خود ادغام می کند و چشم ها را به عنوان LED نشان می دهد. اطمینان حاصل کنید که سوراخی را در پشت سر بگذارید تا سیم ها به بیرون منتقل شوند.

مرحله 13: بدن را کامل کنید

اکنون خوشحال هستید که ربات سگ در حال حرکت است ، می توانید برای بسته های باتری محفظه ای ایجاد کنید. من از یک بسته 4 باتری AA (همراه با چرخ و پایه) و یک پک شارژر تلفن اضطراری استفاده کردم. باتری های AA مخصوص موتورهای DC برای چرخ ها و بسته تلفن همراه مخصوص Pi است. ایده خوبی است که باتری ها را به راحتی در دسترس قرار دهید زیرا برای شارژ و تعویض مجبور به دسترسی به آنها هستید.

هنگامی که خوشحال شدید ، سقفی را روی Pi قرار دهید. من خیلی نگران مخفی شدن سیم ها و مدارها نیستم ، زیرا این بخشی از تصویر روبات ها است. با این حال در این مرحله همه چیز به شما بستگی دارد. ممکن است بخواهید در نظر بگیرید که ربات شما چقدر سنگین می شود ، هرچه سرعت آن کندتر می شود.

مرحله 14: سر را نصب کنید

وقت آن است که همه چیز را به هم متصل کنید.

با استفاده از حفره های دسترسی ایجاد شده ، سرور USB وب کم ها را به جلوی ربات متصل کنید. شما می توانید سیم را با ایجاد مقداری Lego به روبات محکم کنید. من همچنین سیم USB را با برش و لحیم مجدد کوتاه کردم ، اما این کار را فقط در صورتی انجام دهید که واقعاً تمایل دارید 4 سیم کوچک را با هم لحیم کنید. شاید راحت تر بتوانید یک USB کوتاه بخرید و دوباره آن را به پشت دوربین وصل کنید.

همچنین باید چراغ های LED را به پین های Pis GPIO که توسط کنترل کننده برد موتور گرفته نشده است وصل کنید. اینها پایه های GPIO 20 و 21 و دو پین زمین یدکی در این نزدیکی هست. از سنجاق های یدکی زمین نزدیک استفاده کنید. اگر چراغ کار نمی کند ، سعی کنید زمین را با خروجی GPIO تغییر دهید. برای تعیین اینکه کدام پین ها را باید به گوگل نمودار GPIO خوب متصل کرد.

مرحله 15: LED ها و بادامک بینی را آزمایش کنید

برای راه اندازی نوع نرم افزار وب کم:

حرکت sudo

همچنین مطمئن شوید که اسکریپت robot.py (همانطور که در دستورالعمل های قبلی توضیح داده شده است) را شروع کرده اید:

sudo python robot.py

اکنون باید بتوانید از کلید چراغ های کنترل کننده برای روشن و خاموش کردن چراغ ها استفاده کنید.

وب کم باید روی آدرس IP Pis شما در پورت 8080 پخش شود ، بنابراین برای مثال موارد زیر را در مرورگر وب خود تایپ کنید.

192.168.1.2:8081

آدرس IP Pi را با ورود به روتر به عنوان مدیر و مشاهده دستگاه های پیوست پیدا کردم. دستورالعمل نحوه انجام این کار معمولاً در پشت روتر قرار دارد یا به دستورالعمل های روترهای خود به صورت آنلاین مراجعه کنید.

می توانید تنظیمات پیکربندی نرم افزار حرکت را ، همانطور که در مرحله قبل توضیح داده شد ، کاوش کنید. من متوجه می شوم که گاهی اوقات پخش متوقف می شود ، اما به طور کلی خوب کار می کند.

از هر چیزی که مرورگر متصل به شبکه Wifi شما است می توانید به این جریان ویدیویی دسترسی داشته باشید.

مرحله 16: پایان کار

دسترسی آنلاین

اکنون باید بتوانید ربات را از طریق مرورگر روی رایانه شخصی کنترل کنید. با این حال خوب است که بتوانیم ربات را از هر دستگاه لمسی مانند Ipad یا تلفن کنترل کنیم.

برای این کار باید فایل های سرویس گیرنده (buttons.html و غیره) را در یک وب سرور میزبانی کنید.

من با نصب وب سرور روی Pi شروع کردم ، که خوب کار می کند. با این حال ، بارگذاری فایل HTML بر روی هر وب سرور ساده تر است. من به سادگی فایل HTML را در حساب عمومی میزبان آبی خود کپی کردم. ممکن است بخواهید از دسترسی فایل ها به این فایل ها محافظت کنید زیرا حاوی کلیدهای فرعی میخانه در کانال میانی نوب شما هستند. پس از انجام این کار ، می توانید از هر دستگاهی ، حتی از خارج از خانه ، به کنترل کننده دسترسی پیدا کنید.

راه اندازی خودکار

یکی دیگر از کارهای مفید این است که اسکریپت / etc / rc.local را در تمشک پای خود به روز کنید. این دو خط را اضافه کنید:

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

اینها هر بار که Pi شروع به کار می کند اجرا می شوند ، بنابراین نیازی نیست که فرمان را به صورت دستی اجرا کنید.

مرحله 17: از آن لذت ببرید

این همه

لطفاً در صورت گیر افتادن نظرات خود را بنویسید و در صورت تمایل به بهبود هر یک از نرم افزارها لطفاً به مخزن github کمک کنید. من به کار بر روی این پروژه ادامه می دهم و در اینجا ایده هایی وجود دارد:

• یک کنترلر سبک "trak big" که در آن شما دنباله ای از دستورات مانند "سمت چپ 10 ، جلو 6 ، عقب 2 …" را برنامه ریزی می کنید و سپس "اجرا" را فشار می دهید و روبات دستورات را انجام می دهد.
• گردن کج ، بنابراین می توانید با وب کم به بالا نگاه کنید
• بلندگو که متن را از کنترلر به گفتار ترجمه می کند
• کنترل کنترل صدا

به سلامتی

پیتر