Sparky - DIY Web -based Telepresence Robot: 15 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

نام Sparky بر اساس مخفف Self Portrait Artifact Roving Chassis I یک عنوان ناخوشایند برای یک پروژه هنری است که در اوایل دهه 90 آغاز شده است. از آن زمان اسپارکی از یک اسباب بازی بزرگ RC با چند دوربین ویدئویی مانیتور کودک به یک ربات تله پریسنس مستقل از طریق وب تبدیل شد. در طول این سالها نسخه های مختلف زیادی وجود داشته است که از طیف گسترده ای از فناوری ها و راه حل ها استفاده می کنند ، اما همیشه با یک هدف برای ایجاد بستری برای حضور تلویزیونی ویدئویی زنده و گردش از راه دور از راه دور استفاده می شود. اکثر وسایل مورد نیاز برای این پروژه به صورت خارج از قفسه در دسترس است و بسیاری از مواردی که قبلاً در مغازه من از پروژه های قبلی استفاده کرده بودم ، امیدوارم شما نیز تجهیزات مشابهی داشته باشید ، اما آماده باشید تا بداهه نوازی کنید ، شیرجه بریزید یا به Craigslist ضربه بزنید. قطعات. اسپارکی از اسکایپ به عنوان پایه ای برای چت ویدئویی و همچنین برخی نرم افزارهای سفارشی (و کد منبع) که ما برای کنترل های اصلی سروو رانندگی با چرخ ارائه می دهیم ، استفاده می کند. شما می توانید این کد را برای افزودن عملکرد به ربات خود - از جمله سرویس های بیشتر ، بازوهای چنگک و سنسورها - سفارشی کنید و فقط با تخیل و نبوغ خود محدود شده اید. به خاطر داشته باشید که هر ربات متفاوت خواهد بود ، بنابراین این راهنما به هیچ وجه دستورالعمل کاملی نیست. آن را به عنوان یک نقطه شروع در نظر بگیرید ، پایه ای که بر اساس آن شما خلق منحصر به فرد اسپارکی را طراحی و می سازید.

مرحله 1: قطعات - شاسی و درایو ترن

Chassis and Drive Train: Vex کیت رباتیک آموزشی محبوب است. این بسیار شبیه به یک مجموعه Erector سنتی است ، با اضافه شدن موتورهای سروو ، چرخ ها و چرخ دنده های پیشرفته (VEX همچنین شامل زبان برنامه نویسی و صفحه رایانه مخصوص ساخت روبات ها است ، اما ما از آنها برای Sparky استفاده نمی کنیم).

مرحله 2: قطعات - قدرت

قدرت: یک باتری سرگرم کننده جمع و جور 12 ولت و 7 آمپر ساعت. همراه با یک دستگاه مبدل جریان DC ، AC به AC ، آب کافی برای کارکرد روبات به مدت چند ساعت با یک بار شارژ فراهم می کند.

مرحله 3: قطعات - مغز

مغز: Mac Mini نسل اول ارزان است و قدرت و عملکرد فوق العاده ای را در یک بسته کوچک شامل WiFi ، بلوتوث و پورت های کافی برای اتصال همه چیز (USB ، اترنت ، FireWire ، صدا) ارائه می دهد.

مرحله 4: قسمت ها - سیستم عصبی

سیستم عصبی: برای پر کردن فاصله بین کامپیوتر و موتورهای سروو ، اسپارکی از برد کنترل کننده MAKE استفاده می کند.

مرحله 5: نرم افزار

نرم افزار: اسپارکی از اسکایپ ، نرم افزار رایگان رایگان VoIP و چت تصویری به عنوان مبنایی برای تنظیم فعلی telepresence استفاده می کند ، اما ما قابلیت چت آن را با نرم افزارهای سفارشی که کنترل سرووموتور را اضافه می کنند ، افزایش داده ایم. این فایل ها را می توان تغییر داد تا بتوانید هرگونه عملکرد اضافی مانند سنسورها ، بازوهای چنگک و موارد دیگر را اضافه کنید.

مرحله 6: سایر اجزاء

سایر اجزا: مانیتور LCD ، موس ، صفحه کلید کابل های وب کم - USB ، Firewire ، اترنت ، قدرت ، فیلم ، صدا منبع تغذیه قابل تنظیم برای افزایش قدرت سروو چرخ های کاستور

مرحله 7: ابزارها

ابزارها: آچار آلن برای زیپ های پیچ گوشتی Vex Screwdriver Snips

مرحله 8: CHASSIS & DRIVE TRAIN -1

نسخه های قبلی شاسی Sparky بر اساس مواد مختلف از جمله فولاد جوش داده شده ، لگو و موارد دیگر ساخته شده است. نسخه فعلی اسپارکی از سیستم طراحی روباتیک VEX استفاده می کند ، با استفاده از تیرهای فولادی شبیه Erector Set ، صفحات و مهره ها/پیچ و مهره ها ، و چرخ دنده ها ، محورها و محورها. این کیت ها زمان زیادی را صرفه جویی می کند در حالی که ابعاد دقیق ربات خود را مشخص می کنید. چند چرخ کاستور عمومی چابکی را در پیچ های تنگ فراهم می کند. می توانید با مواد مشابه مقیاس اسباب بازی بسازید ، یا می توانید فریم محکم تری از فولاد جوش داده شده درست مانند اسپارکی اصلی بسازید.

مرحله 9: CHASSIS & DRIVE Train - 2

کیت VEX شامل بسیاری از قطعات عالی است ، از جمله سروهای استاندارد با محدوده حرکتی 180* ، و همچنین دو سروو موتور با چرخش کامل که مانند موتورهای DC به طور کامل به دور خود می چرخند. اینها راحت هستند زیرا الزامات ایجاد حرکت کامل چرخشی را ساده می کنند. (ربات اصلی اسپارکی دارای 2 سرو محدود محدود بود ، اما اینها چرخ های ربات را مستقیماً به حرکت در نمی آوردند. در عوض آنها به صورت فیزیکی پتانسیومترهایی را که به ویلچر اصلی متصل شده بودند ، به صورت فیزیکی ، محلول به ظاهر پیچیده ای شبیه به روب گلدبرگ را کنترل می کرد که سالها به طرز شگفت آوری خوب کار کرده است. اما هنوز اکثر مهندسان را عصبی می کند!).

مرحله 10: CHASSIS & DRIVE Train - 3

سرویس های VEX چندان قدرتمند نیستند ، اما با استفاده از چرخ دنده های محصور ، همچنان می توانند گشتاور کافی را به چرخ ها ارائه دهند ، هرچند با فدا شدن سرعت. روی سطوح سخت به اندازه کافی خوب کار می کند اما روی فرش یا حتی برآمدگی های کوچک مشکل دارد. گام بعدی ممکن است افزودن سرویس های چرخشی کامل قوی تر ، یا حتی جهش به موتورهای DC باشد ، هرچند که این امر به برنامه نویسی اضافی نیز نیاز دارد.

مرحله 11: CHASSIS & DRIVE Train - 4

زمان کمی صرف بازسازی شاسی VEX شده است تا آن را تا حد امکان سبک نگه دارد و هنوز هم همه قطعات مناسب باشد. انتخاب مانیتور به ویژه چالش برانگیز بود. در ابتدا من از یک صفحه نمایش LCD 7 سبک وزن استفاده می کردم ، اما وضوح آن آنقدر پایین بود که دیدن آن غیر ممکن بود. در نهایت ، یک LCD 17 قدیمی این کار را انجام داد ، هر چند با اضافه وزن قابل توجهی. یکی دیگر از مسائل مربوط به توزیع وزن است. باتری ، اینورتر و منبع تغذیه باید طوری قرار بگیرند که وزن آنها بین چرخ ها متمرکز شده و فشار زیادی روی هیچ کدام نگذارد. همه این مسائل با هم ترکیب می شوند و یک معمای چالش برانگیز از اجزای بسته بندی شده و کابل های فشرده ایجاد می کنند.

مرحله 12: کامپیوتر و لوازم جانبی

یکی از دلایلی که Sparky فعلی بسیار کوچک است ، اندازه الهام بخش Mac Mini است. این یک درک قابل توجه بود که قدرت محاسباتی مورد نیاز برای پیشبرد این پروژه در حال کاهش است. تلاش های قبلی شامل یک میزکار G4 در اندازه کامل ، یک iMac Luxo Lamp و حتی مک مکعب کم بینا بود. من حتی در مورد ایده آیفون اسپارکی شروع به صحبت کردم ، اما این مشکلات خاص خود را دارد و اتصال سخت افزار کامپیوتر ساده است. با نگاه کردن به پشت مک از L تا R ، یک کابل برق ، اترنت (به MAKE Controller) ، Firewire (iSight) ، کابل مانیتور ، USB (کنترل کننده MAKE) ، USB دیگر (صفحه کلید و ماوس) وجود دارد. تمام کابل های اضافی ، آجرهای برق و غیره و با زیپ بسته شده و در شاسی قرار گرفته اند. سه سیم برق AC ، مانیتور LCD و برد MAKE وجود دارد که همه آنها به یک تقسیم کننده 3 طرفه متصل به اینورتر DC-to-AC متصل می شوند و محکم در کنار باتری 12 ولت بسته بندی شده اند. کابل اترنت و USB به کنترلر MAKE متصل می شود ، یکی برای داده ها و دیگری برای قدرت. در این مرحله ، این رایانه مجهز به وای فای کار می کند ، از باتری تغذیه می کند ، به برد MAKE متصل شده و روی چرخ ها نشسته است (اما هنوز قابل رانندگی نیست) اکنون زمان خوبی برای آزمایش مسائل است. آن را روشن کرده و هر گونه مشکل صوتی ، تصویری ، WiFi ، و غیره را برطرف کنید و برای برقراری تماس های ویدئویی از Skype بارگیری و استفاده کنید. مطمئن شوید قبل از انتقال به مرحله بعدی ، همه این مزاحمت های احتمالی را برطرف کنید.

مرحله 13: ایجاد کنترل کننده

برای برقراری ارتباط فیزیکی بین مک و سرو موتورها ، یک برد کنترل کننده مورد نیاز است. هیئت مدیره دستوراتی را از کامپیوتر دریافت می کند و آنها را به تکانه های الکتریکی تبدیل می کند که موتورها را می چرخاند. همچنین می تواند سیگنالهای سنسورها (مادون قرمز ، لمس ، نور) را دریافت کرده و این اطلاعات را به رایانه ارسال کند. بسیاری از کنترلرهای مختلف موجود است. یکی از رایج ترین آنها احتمالاً Arduino است ، یک برد کنترل ارزان قیمت و منبع باز که بسیاری از افراد از آن استقبال می کنند. چند سال پیش هنگامی که به سختی از مرحله نمونه اولیه خارج شده بود ، یک تخته MAKE دریافت کردم. نسخه های جدیدتر هیئت مدیره مشابه هستند ، اما احتمالاً راه اندازی آن کمی ساده تر است. من به شدت توصیه می کنم از سایت MakingThings برای سیستم عامل اخیر و سایر به روزرسانی های برد دیدن کنید. یکی از ویژگی های خوب کنترلر MAKE همه راحتی است که در آن تعبیه شده است ، مانند تعداد زیادی پورت آنالوگ و دیجیتال برای ورودی و خروجی. از همه بهتر برای Sparky 4 اسلات سروو plug-and-play است. سرویس های VEX مستقیماً به شکاف 0 و 1 متصل می شوند و زمان و تلاش زیادی را صرف ایجاد ارتباطات از ابتدا می کنند. برد MAKE همچنین دارای یک ضامن مناسب برای قدرت سروو است که می تواند مستقیماً از برد MAKE در 5 ولت خارج شود ، یا می توان یک منبع تغذیه خارجی متصل کرد تا آب را تا 9 ولت افزایش دهد. وزن موتورهای VEX Sparky بیشتر از حد مجاز است ، بنابراین قدرت اضافی به چرخاندن چرخ ها کمک می کند (به نظر می رسد موتورها دارای یک مدار قطع داخلی هستند که در صورت اعمال قدرت زیاد از سوختن آنها جلوگیری می کند). اگر از آردوینو یا برخی از کنترلرهای دیگر استفاده می کنید ، به صورت آنلاین جستجو کنید تا اطلاعات مورد نیاز برای رانندگی سرویس ها را بیابید. پیدا کردن آن باید بسیار آسان باشد.

مرحله 14: نرم افزار

اسپارکی در واقع از دو رایانه استفاده می کند-Mac Mini داخلی و برخی دیگر از رایانه ها که دارای وب هستند و چت تصویری آماده است. این کامپیوتر دوم را غرفه کنترل Sparky در نظر بگیرید. من از یک پاوربوک قدیمی و دوربین iSight استفاده می کنم. هر دو کامپیوتر به اسکایپ نیاز دارند. پروژه Sparky از آن برای چت تصویری استفاده می کند ، اما همچنین از عملکرد چت متنی خود برای فرمانهای کنترل موتور کفش از طریق اتصال Skype استفاده می کند- بنابراین اگر اسکایپ در حال اتصال است ، ربات بدون نیاز به اتصال بین آنها قابل رانندگی است. نحوه کار: علاوه بر این در Skype ، Sparky به نرم افزار افزونه سفارشی نیاز دارد. افزونه غرفه کنترلی با کنترل های WASD به سبک بازی های ویدئویی همراه با صفحه کلید ارائه می شود. ضربه های کلیدی از غرفه به عنوان پیام های متنی در Skype به Sparky s on Mac Maci ارسال می شود ، جایی که نسخه دیگری از افزونه پیام های متنی را دریافت می کند و آنها را به دستورات حرکت ارسال شده به کنترلر MAKE ، که قدرت را به سروها ارسال می کند ، ترجمه می کند. در اینجا نرم افزار سفارشی است در اینجا دستورالعمل نرم افزار است

مرحله 15: جرقه زدن

رانندگی اسپارکی یک تجربه منحصر به فرد است ، ترکیبی از سیم کارت مریخ نورد مریخی و شبکه های اجتماعی زنده با تمرینات مکرر آتش نشانی فنی. این باعث می شود که مردم هم درباره ترس خود و هم به جذابیت خود برای ایده هیبرید انسان و ماشین فکر کنند. اما شگفت انگیز است که چگونه مردم به سرعت فراموش می کنند که با یک سایبورگ نیمه ماشین صحبت می کنند و در چند مبادله ، اسپارکی می تواند یک ارتباط واقعی و انسانی بین شرکت کنندگان ایجاد کند. در طول سالها ، نسخه های Sparky به عنوان راهنمای تور گالری ، خواننده جاز و سرپرست گروه ، مجری مهمانی و شرکت کننده مجازی Burning Man. اما پتانسیل Sparky بسیار بیشتر از این نمونه ها است. چه کاری می توانید به اسپارکی وادار کنید؟ کجا میبریش؟ به نظر شما ربات های telepresence چگونه بر نحوه تعامل شما با جهان تأثیر می گذارند؟