Dog Bot: Lego Robot Rover с уеб камера: 17 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Ето как да направите Lego робот, който можете да контролирате от всеки екран през wifi. Той също така има уеб камера, така че можете да видите къде отивате и LED светлини за очи! Това е страхотен проект, който можете да направите с децата си, тъй като те могат да направят изграждането на логото и можете да ги включите в толкова електроника, колкото са доволни. Има много гъвкавост в начина, по който изпълнявате този проект, а това означава, че вие лесно може да го разкъса на парчета и да преработи отново. Намерих го за полезно, когато се забих просто да започна отново. След като сте направили това няколко пъти, е доста лесно и бързо да се възстановите отначало. Страхотното в това е, че не е нужно да се притеснявате, че ще „счупите“нещо, тъй като ще развиете умения за лесно възстановяване.

От какво имаш нужда

• Малина Pi B+
• Основен и моторен комплект
• Основна плоча Lego
• Супер лепило за индустриална здравина
• Пробивна машина
• Занаятчийски нож
• Оборудване за запояване
• SD карта
• Четец на SD карти
• Комплект за управление на двигателя
• 2 светодиода
• уеб камера със средна цена (можете да опитате евтина)
• Компютър и таблет / телефон
• Wifi рутер, до който имате администраторски достъп
• Много парчета Лего
• Аварийно зарядно за телефон
• 4 прескачащи проводника всеки с поне 1 женски извод
• 4 батерии АА (презареждащи се са добри)

Стъпка 1: Подгответе основата

Започнах с база и 2 двигателя като този мотор в Amazon

Вземете основата от перспекс и залепете върху нея тънка основа Lego. Използвах супер лепило за индустриална здравина за това, което изсъхва за минути и е супер яко. Когато лепилото се фиксира, отрежете излишната основна плоча Lego, така че да следва линията на основната плоча от перспекс. след това пробийте дупки през плочата Lego, които съответстват на основата на перспекс. Пробих дупките, когато и когато имах нужда от тях. Вече имате основата за изграждането на Lego структура.

Стъпка 2: Сглобете колелата

Сега сглобете колелата. Следвайте инструкциите на производителите тук. Джантите, които купих, имаха всички инструкции на китайски, които не мога да прочета, но беше доста лесно да разбера от снимките. След като бъдат сглобени, прикрепете проводниците към двигателите с малка петна от спойка.

Стъпка 3: Прикрепете колела към основата

След това прикрепете колелата към основната плоча, можете да пробиете дупки в основата, ако имате нужда. Вероятно ще разберете към края на проекта, че искате проводниците да преминават през основата някъде другаде, но винаги можете да пробиете нова дупка и да я преместите по -късно.

Стъпка 4: Подгответе Pi

Сега подгответе PI. Използвах модел B+ с USB wifi ключ. Използвах пълното изображение на работния плот, базирано на Debian Jessie, което можете да изтеглите от сайта Raspbian Pi. Струва си да създадете SD картата от нулата и да запазите образа на диска удобен, тъй като лесно можете да започнете отново. Може да се наложи да потърсите малко, за да разберете как да създадете образа на диска на вашия компютър. Създадох изображението си с помощта на Ubuntu по следния начин: Щракнете с десния бутон върху изображението на диска и изберете „отвори с писател на изображения на диска“. Запишете изображението на SD картата. Изображението на диска е доста малко, така че ако имате по -голяма SD карта (например: 30 GB), можете да използвате софтуер за разделяне като GParted, за да използвате цялото налично пространство. След като сте решили как да направите това, отнема около 5 минути и наистина си заслужава, сякаш объркате софтуера, можете просто да го инсталирате отново.

Стъпка 5: Монтирайте платката на контролера

След това се нуждаете от платка за управление на двигателя. Използвах комплекта от RyanTek. Той идва с отлично ръководство за запояване, но мисля, че можете да го получите и споено. Ако преди не сте правили запояване, не се притеснявайте, просто го вземете бавно и практикувайте малко, преди да започнете с моторната платка.

Сега, прикрепете батерията (с 4 батерии AA) и двигателите нагоре към контролната платка, след това прикрепете контролната платка към GPIO щифтовете на Pi. Отново контролната платка ще ви даде повече подробности. Не се притеснявайте да вкарате правилните проводници на двигателя в правилните слотове, стига да не са свързани към слотовете за захранване с постоянен ток. Не залепвам и не завинтвам Pi или батерията на Lego дъската, тъй като това ви дава по -голяма гъвкавост при проектирането на корпуса на Lego. Можете също така лесно да промените дизайна си.

Стъпка 6: Започнете изграждането на Lego Body

Сега е време да изградим малко Lego. В този момент можете да включите наистина малки деца, стига да могат да държат парче Лего! Започнахме само с основен квадратен корпус, докато всичко заработи, след което станахме по -приключенски с бота за кучета. Страхотното тук е, че можете да възстановите тялото на робота, колкото искате. Започнете, като създадете дом за Pi. Не забравяйте да оставите място за USB портовете и захранващите кабели. Вградете доста свобода във всяко жилище, което строите. Всичко е наред нещата да се разтърсят малко и не можете да бъдете прекалено точни с Lego.

Използвахме Lego windows, за да осигурим достъп до USB портовете, които ще ви трябват по -късно.

Стъпка 7: Подгответе Pi

Сега е подходящ момент да стартирате Pi и да приведете робота в движение.

Разработвах кода, който да използвам с този проект в Git hub. Прочетете ме на страниците на git hub ще ви преведе през инструкциите как да инсталирате целия софтуер на Pi, но също така ще ви преведа през стъпките тук.

Първо стартирайте Pi, като включите захранващия кабел. Ще трябва да свържете HDMI кабела към телевизор и да използвате USB клавиатура и мишка. Първото нещо е да се свържете с вашия Wifi. правите това, като щракнете върху иконата в горния десен ъгъл на работния плот на Raspian и докажете подробностите. След като се свържете с Wifi, можете да правите всичко останало от командния ред, така че ако предпочитате, можете да се свържете с Pi чрез ssh, но засега, тъй като сме свързани с телевизор, можем да отворим терминал от работния плот на Raspian.

Стъпка 8: Инсталирайте софтуера на Pi

Отворете терминала на Pi и въведете следните команди.

sudo apt-get update

Това актуализира Raspian с най -новия софтуер.

След това инсталирайте софтуера за уеб камера

sudo apt-get install motion

На този етап също трябва да конфигурирате движение. Изброих какво трябва да се актуализира в кои файлове на страниците на github. Има и инструкции как да накарате уеб камера да работи на вашия Pi. Запознайте се с настройките и си поиграйте с тях, след като се чувствате удобно с настройката.

sudo apt-get install python-dev python-pip

Това инсталира библиотеки на Python, а също и мениджъра на опаковки на софтуер на python.

sudo pip install 'pubnub> = 4.1.2'

Това инсталира Pubnub, софтуера, който управлява съобщенията между контролния панел и вашия безжичен робот.

Инсталирането на тази част отнема известно време, така че отидете и си направете чаша чай !!

Стъпка 9: Инсталирайте софтуера на робота

Сега сте инсталирали всички зависими софтуерни части и е време да инсталирате кода, необходим за стартиране на робота.

git clone

това ще създаде папка lego-robot във вашата домашна директория.

Преди да можете да стартирате кода на робота, трябва да създадете акаунт в PubNub и да получите ключ за публикуване и абониране. можете да направите това, като следвате инструкциите за започване сега в PubNub. След като настроите, трябва да отворите двата файла:

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

и заменете ключовете на pub и sub с вашите ключове, които можете да получите от таблото за управление на pubnub.

Имайте предвид, че стойността на канала може да бъде всякаква, стига да съвпада на клиент и сървър.

Стъпка 10: Инсталирайте софтуера на контролера и проверете дали всичко работи

На компютър клонирайте кода на git hub по същия начин, както направихме на робота.

git clone

Може да не сте инсталирали git на вашия компютър. Ако не, моля, следвайте инструкциите в git hub.

Също така имате възможност да изтеглите кода като zip файл, въпреки че бих посъветвал да инсталирате GIT и да копирате файловете чрез клониране на хранилището.

ще трябва да актуализирате файла lego-robot/client/keys.js с вашите лични ключове за публикуване и абониране.

Когато приключите, отворете файла lego-robot/client/buttons.html в уеб браузър. Вече трябва да можете да управлявате робота си с помощта на бутоните за управление.

Диаграмата по -горе показва какво се случва:

• Когато кликнете върху бутон, съобщението се изпраща до pubnub (с помощта на вашия ключ за публикуване)
• PubNub препраща към робота, който …
• Слуша (използвайки бутона за абониране) за съобщения
• След това роботът се превръща в действие.

Използвах pubNub като безплатен, бърз (в реално време) и значително опростява изпращането и получаването на съобщения, използвайки наистина хубав API.

Можете да копаете в клиентския и сървърния код и да видите изпращаните съобщения с помощта на прости ключове като „напред“и „назад“.

Има и контролер в стил джойстик на lego-robot/client/joystick.html.

Ще подобрявам тези контролери и ще добавям нови през цялото време, така че ако някога искате да актуализирате софтуера, можете да използвате командата "git pull". Моля, също не се колебайте да допринесете за git хранилището и да създадете по -удобни за потребителя контроли.

Вече сте готови да проверите дали движението работи добре. На терминала Pi променете директорията в lego-robot/server и въведете:

sudo python robot.py

това стартира скрипт на python, за да изслуша входящите съобщения от Pubnub.

Сега опитайте да натиснете някои бутони на контролера, трябва да видите тези отговори, получени на терминала Pi (както е показано на снимката по -горе) и robot.py превежда тези съобщения в движения, като ги картографира към сигнали на Pi GPIO.

Трябва да можете да премествате робота.

Стъпка 11: Подгответе уеб камерата и LED светлините

Можете да използвате всяка уеб камера, която е съвместима с Linux (повечето от тях са). Бих отишъл за среден клас (около 15 паунда), тъй като опитах наистина евтин и не можах да получа някакъв ясен образ от него. Първата стъпка е да разглобите уеб камерата, така че да имате само основната платка и камерата.

Ако искате да инсталирате светлини, вземете LED светлина и свържете два проводника за прескачане към всеки терминал. Използвах кабели за прескачане, които имат женски извод в единия край, така че по -късно можете лесно да го включите в пиновете на GP GPIO. Другият край на проводника трябва да отстраните, за да премахнете терминала. Можете също да запоите тук, за да направите сигурна връзка. Използвах и някаква термоусаждаща обвивка, която можете да използвате, за да прикриете всяка жица, въпреки че не бих се притеснявал, че ще я свърша прекалено добре, докато не сте доволни, че всичко работи, тогава можете да завършите и да подобрите. Също така е добра идея да използвате резистор, за да спрете изгарянето на вашия светодиод.

Тук има подробна инструкция, която подробно описва как да свържете светодиоди.

Както показва снимката, използвам Lego блок с дупка в него като лесен начин за монтиране на светодиода върху главата на роботите.

Стъпка 12: Създайте главата с гърбица за носа и светлини

Създайте корпус на главата за камерата. Няма да бъда прекалено конкретен, защото е време да проявите креативност. Трябва обаче да изграждате около камерата. Dog bot интегрира камерата в носа си и има очи като светодиоди. Не забравяйте да оставите дупка в задната част на главата, за да изведете проводниците.

Стъпка 13: Попълнете тялото

Сега сте щастливи, че кучешкият бот се движи основно, можете да създадете корпус за батериите. Използвах пакет от 4 батерии тип АА (предоставени с колелата и основата) и комплект за аварийно зарядно устройство за телефон. Батериите AA са за DC двигателите за колелата, а пакетът за мобилни телефони е за Pi. Добра идея е батериите да бъдат лесно достъпни, тъй като ще трябва да имате достъп до тях за презареждане и подмяна.

След като сте щастливи, поставете покрив над Pi. Не се притеснявам много за скриването на проводниците и схемите, тъй като това е част от образа на роботите. На този етап обаче всичко зависи от вас. Може да помислите колко тежък е вашият бот, колкото по -тежък е, толкова по -бавно се движи.

Стъпка 14: Монтирайте главата

Време е да свържем всичко.

Свържете USB кабела на уеб камерите към предната част на бота, като използвате отворите за достъп, които сте създали. Можете да закрепите жица към робота, като създадете корпус на Lego. Също така скъсих USB кабела, като го изрязах и повторно запоявам, но направете това само ако наистина имате желание да запоите 4 малки проводника заедно. Може да е по -лесно да закупите къс USB кабел и да го свържете отново към задната част на камерата.

Също така трябва да свържете LED светлините към щифтовете Pis GPIO, които не се поемат от контролера на моторната платка. Това са GPIO щифтове 20 и 21 и двата резервни заземителни щифта наблизо. Използвайте резервните заземяващи щифтове наблизо. Ако светлината не работи, опитайте да превключите на земята с GPIO изхода. ЗА да определите кои щифтове да свържете към google добра GPIO диаграма.

Стъпка 15: Тествайте светодиодите и носовата камера

За да стартирате софтуера за уеб камера:

sudo движение

Също така се уверете, че сте стартирали скрипта robot.py (както е описано подробно в инструкциите на previuos):

sudo python robot.py

Вече трябва да можете да използвате превключвателя на светлините на контролера, за да включвате и изключвате светлините.

Уеб камерата трябва да излъчва на вашия IP IP адрес на порт 8080, така че например въведете следното във вашия уеб браузър.

192.168.1.2:8081

Намерих IP IP адреса, като влязох в маршрутизатора си като администратор и погледнах свързаните устройства. Инструкциите как да направите това обикновено са на гърба на рутера или вижте инструкциите за маршрутизаторите ви онлайн.

можете да проучите конфигурационните настройки на софтуера за движение, както е описано в предишната стъпка. Намирам, че понякога стриймингът спира, но като цяло работи добре.

Можете да получите достъп до този видео поток от всичко, което работи с браузър, свързан към вашата Wifi мрежа.

Стъпка 16: Завършване

Онлайн достъп

Вече трябва да можете да управлявате робота от браузър на компютър. Хубаво е обаче да можете да контролирате бота от всяко сензорно устройство като Ipad или телефон.

За да направите това, трябва да хоствате клиентските файлове (buttons.html и т.н.) на уеб сървър.

Започнах с инсталирането на уеб сървър на Pi, който работи добре. Въпреки това е по -лесно просто да качите HTML файла на всеки друг уеб сървър. Просто копирах HTML файла в моя публичен син хост акаунт. Може да искате да защитите достъпа до тези файлове, тъй като те съдържат подключевете на кръчмата към вашия канал nub. След като направите това, можете да получите достъп до контролера от всяко устройство, дори извън дома ви.

Автоматично стартиране

Друго полезно нещо, което трябва да направите, е да актуализирате / etc / rc.local скрипта на вашия малинов Pi; добавяне на тези два реда:

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

Те ще се изпълняват всеки път, когато Pi се стартира, така че не е нужно да изпълнявате командата ръчно.

Стъпка 17: Забавлявайте се

Това е всичко.

Моля, не се колебайте да оставяте коментари, ако се забиете и ако искате да подобрите някой от софтуера, моля, допринесете за хранилището на github. Ще продължа да работя по този проект и ето някои идеи:

• Контролер в стил "голям трак", в който програмирате последователност от команди като "ляво 10, напред 6, назад 2 …" и след това натиснете "бягай" и роботът изпълнява командите.
• Накланящ се врат, така че можете да гледате нагоре с уеб камерата
• Оратор, който превежда текст от контролера в реч
• Управление с гласов контрол

Наздраве

Петър