Hondebot: Lego Robot Rover met webkamera: 17 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hier is hoe u 'n Lego -robot kan maak wat u vanaf enige skerm via wifi kan beheer. Dit het ook 'n webcam, sodat u kan sien waarheen u op pad is, en LED -ligte vir u oë! Dit is 'n wonderlike projek om saam met u kinders te doen, aangesien hulle die logo kan bou, en u kan hulle betrek by soveel elektronika as wat hulle tevrede is. Daar is baie buigsaamheid in die uitvoering van hierdie projek, en dit beteken dat u kan dit maklik in stukke neem en weer herontwerp. Ek het dit nuttig gevind toe ek vasgeval het om eenvoudig weer te begin. As u dit 'n paar keer gedoen het, is dit redelik maklik en vinnig om van die grond af te herbou. Die wonderlike hiervan is dat u nie hoef te bekommer dat u iets 'breek' nie, aangesien u die vaardighede sal ontwikkel om maklik weer op te bou.

Wat jy nodig het

• Framboos Pi B+
• Basis en motorstel
• Lego basisplaat
• Super gom met industriële sterkte
• Boor
• Handwerkmes
• Soldeertoerusting
• SD kaart
• SD kaartleser
• Motor kontroleerder kit
• 2 LED's
• middelprys webkamera (u kan 'n goedkoop kamera probeer)
• PC en 'n tablet / telefoon
• Wifi -router waartoe u administrateurtoegang het
• Baie stukkies Lego
• Telefoonlaaier vir noodgevalle
• 4 springdrade elk met ten minste 1 vroulike terminale
• 4 AA -batterye (herlaaibaar is goed)

Stap 1: Berei die basis voor

Ek het begin met 'n basis en 2 motors soos hierdie motorstel by Amazon

Neem die perspex -basis en plak 'n dun Lego -basisplaat daarop. Ek het hiervoor super gom van industriële sterkte gebruik, wat binne enkele minute droog word en baie sterk is. As die gom vasgemaak is, sny die oortollige Lego -basisplaat weg sodat dit die lyn van die perspex -basisplaat volg. boor dan gate deur die Lego -plaat wat by die perspex -basis pas. Ek het die gate geboor soos ek dit nodig gehad het. U het nou die basis vir die bou van u Lego -struktuur.

Stap 2: Monteer die wiele

Monteer nou die wiele. Volg die vervaardiger se instruksies hier. Die wiele wat ek gekoop het, het alle instruksies in Chinees, wat ek nie kan lees nie, maar dit was redelik maklik om uit die foto's uit te vind. Heg die drade een keer aan die motors met 'n klein stuk soldeer.

Stap 3: Bevestig wiele aan die basis

Bevestig die wiele daarna op die basisplaat; u kan gate in die basis boor indien nodig. U sal waarskynlik aan die einde van die projek agterkom dat u die drade êrens anders deur die basis wil lei, maar u kan altyd 'n nuwe gat boor en later verhuis.

Stap 4: Berei die Pi voor

Maak nou die PI gereed. Ek gebruik 'n model B+ met 'n USB wifi -dongle. Ek het die volledige lessenaarbeeld gebruik, gebaseer op Debian Jessie, wat u van die Raspbian Pi -webwerf kan aflaai. Dit is die moeite werd om die SD -kaart van nuuts af te skep, en hou die skyfbeeld byderhand, aangesien u dit maklik weer kan begin. Miskien moet u 'n bietjie gaan google om uit te vind hoe u die skyfbeeld op u rekenaar kan skep. Ek het my beeld soos volg gemaak met Ubuntu: Klik met die rechtermuisknop op die skyfbeeld en kies "maak oop met skyfbeeldskrywer". Skryf die prent op die SD -kaart. Die skyfbeeld is redelik klein, dus as u 'n groter SD -kaart het (bv. 30GB), kan u partisiesagteware soos GParted gebruik om al die beskikbare spasie op te neem. As u eers uitvind hoe u dit moet doen, neem dit ongeveer 5 minute, en dit is regtig die moeite werd asof u die sagteware deurmekaar maak, kan u net weer installeer.

Stap 5: Monteer die beheerbord

Vervolgens benodig u 'n motorbeheerbord. Ek het die kit van RyanTek gebruik. Dit bevat 'n uitstekende soldeergids, maar ek dink u kan dit ook vooraf soldeer. As u nog nooit gesoldeer het nie, moenie bekommerd wees nie, neem dit maar stadig en oefen 'n bietjie voordat u aan die motorbord begin.

Heg nou die batterypak (met 4 AA -batterye) en die motors tot op die beheerbord aan, en plak dan die beheerbord op die GPIO -penne van die Pi. Weereens sal die beheerraad u meer besonderhede gee. Moenie bekommerd wees oor die regte motordrade in die regte gleuwe nie, solank dit nie met die DC -gleuwe verbind is nie. Ek plak nie of skroef die Pi of die battery op die Lego -bord nie, want dit gee jou meer buigsaamheid by die ontwerp van die Lego -liggaam. U kan ook u ontwerp maklik verander terwyl u gaan.

Stap 6: Begin met die bou van die Lego Body

Nou is dit tyd om 'n bietjie Lego te bou. Op hierdie stadium kan u regtig jong kinders betrek, solank hulle 'n stuk Lego kan vashou! Ons het begin met net 'n basiese vierkantige behuising totdat alles werk, en toe meer avontuurlustig geword met die hondebottel. Die wonderlike ding hier is dat u die robotliggaam kan herbou soveel as wat u wil. Begin deur 'n huis vir die Pi te skep. Onthou om ruimte te laat vir die USB -poorte en die kragkabels. Bou 'n redelike mate van losheid in enige behuising wat u bou. Dit is goed dat dinge 'n bietjie rammel en jy kan nie te akkuraat wees met Lego nie.

Ons het Lego -vensters gebruik om toegang te bied tot die USB -poorte wat u later benodig.

Stap 7: Berei die Pi voor

Dit is 'n goeie tyd om die Pi te begin en die robot aan die gang te kry.

Ek het die kode ontwikkel om saam met hierdie projek by Git hub te gebruik. Die Lees my op die git hub -bladsye neem u deur die instruksies oor hoe om al die sagteware op die Pi te installeer, maar ek sal u ook deur die stappe neem hier.

Begin eers die Pi deur die kragkabel aan te sluit. U moet die HDMI -kabel aan 'n TV koppel en 'n USB -sleutelbord en muis gebruik. Die eerste ding is om aan te sluit op u Wifi. U doen dit deur op die ikoon regs bo op die Raspian -lessenaar te klik en die besonderhede te bewys. Sodra u aan die Wifi gekoppel is, kan u alles anders doen vanaf die opdragreël, dus as u verkies, kan u met die psh verbind met ssh, maar as ons aan 'n TV gekoppel is, kan ons 'n terminale oopmaak vanaf die Raspian -lessenaar.

Stap 8: Installeer die sagteware op die Pi

Maak die terminale op die Pi oop en tik die volgende opdragte.

sudo apt-get update

Dit werk Raspian op met die nuutste sagteware.

Installeer dan die webcam -sagteware

sudo apt-get installeer beweging

U moet ook beweging op hierdie punt instel. Ek het gelys wat opgedateer moet word in watter lêers op die github -bladsye. Daar is ook 'n instruksie om 'n webcam aan u Pi te laat werk. Leer die instellings ken en speel daarmee sodra u gemaklik is met die opstelling.

sudo apt-get installeer python-dev python-pip

Dit installeer Python -biblioteke en ook die python -sagtewareverpakkingsbestuurder.

sudo pip installeer 'pubnub> = 4.1.2'

Dit installeer Pubnub, die sagteware wat die boodskappe tussen die bedieningspaneel en u draadlose robot bestuur.

Dit neem 'n rukkie om hierdie onderdeel te installeer, so maak 'n koppie tee !!

Stap 9: Installeer die robotsagteware

Nou het u al die afhanklike sagteware -stukke geïnstalleer, dit is tyd om die kode te installeer wat nodig is om die robot te laat loop.

git-kloon

dit sal 'n lego-robotmap in u tuisgids skep.

Voordat u die robotkode kan gebruik, moet u 'n PubNub -rekening skep en 'n publiseer- en intekeningsleutel kry. u kan dit doen deur die aanwysings by PubNub te begin. Nadat u dit opgestel het, moet u die twee lêers oopmaak:

• lego-robot/bediener/sleutels.py
• lego-robot/kliënt/keys.js

en vervang die pub- en sub -sleutels met u sleutels wat u vanaf die pubnub -dashboard kan kry.

Let daarop dat die kanaalwaarde enigiets kan wees, solank dit op kliënt en bediener pas.

Stap 10: Installeer die beheerdersagteware en kyk of alles werk

Kloneer die git -hub -kode op 'n rekenaar op dieselfde manier as op die robot.

git-kloon

U het moontlik nie git op u rekenaar geïnstalleer nie. Indien nie, volg die instruksies by git hub.

U het ook die opsie om die kode as 'n zip -lêer af te laai, alhoewel ek sou aanbeveel om GIT te installeer en die lêers te kopieer deur die bewaarplek te kloon.

u moet die lego-robot/client/keys.js-lêer opdateer met u persoonlike publiseer- en intekeningsleutels.

As u klaar is, maak die lego-robot/client/buttons.html-lêer in 'n webblaaier oop. U moet u robot nou met die knoppies kan beheer.

Die diagram hierbo wys wat gebeur:

• As u op 'n knoppie klik, word 'n boodskap na pubnub gestuur (met u publiseringsleutel)
• PubNub stuur dan deur na die robot wat …
• Luister (met die subskripsiesleutel) na boodskappe
• Die robot vertaal dan na 'n aksie.

Ek gebruik pubNub as gratis, vinnig (intyds) en vergemaklik die stuur en ontvang van boodskappe met 'n baie goeie API.

U kan in die kliënt- en bedienerkode ingaan en sien hoe die boodskappe gestuur word met behulp van eenvoudige sleutels soos "vorentoe" en "agteruit".

Daar is ook 'n joystick-stylbeheerder by lego-robot/client/joystick.html.

Ek sal hierdie beheerders verbeter en altyd nuwe byvoeg, so as u ooit sagteware wil opdateer, kan u die opdrag "git pull" gebruik. Dra ook gerus 'n bydrae tot die git -bewaarplek en skep meer gebruikersvriendelike kontroles.

Nou is u gereed om te kyk of die beweging in orde is. Verander die gids in die lego-robot/bediener op die Pi-terminale en tik:

sudo python robot.py

Dit begin 'n luislang om na inkomende boodskappe van Pubnub te luister.

Probeer nou op 'n paar knoppies op die kontroleerder druk; u moet hierdie antwoorde op die Pi -terminale sien (soos in die prent hierbo getoon) en die robot.py vertaal hierdie boodskappe na bewegings deur dit na seine op die Pi GPIO te karteer.

U moet die robot kan rondskuif.

Stap 11: Berei die webkamera en LED -ligte voor

U kan enige webkamera gebruik wat Linux -versoenbaar is (die meeste is). Ek sou kies vir 'n middelklas (ongeveer £ 15), aangesien ek 'n baie goedkoop een probeer het en geen duidelike beeld daarvan kon kry nie. Die eerste stap is om die webkamera uitmekaar te haal sodat u net die basiese kaart en kamera het.

As u ligte wil installeer, neem dan 'n LED -lig en koppel twee springdrade aan elke terminaal. Ek het springdrade gebruik met 'n vroulike aansluiting aan die een kant, sodat u dit later maklik in die Pis GPIO -penne kan aansluit. Die ander kant van die draad moet verwyder word om die terminaal te verwyder. U kan ook hier soldeer om 'n veilige verbinding te maak. Ek het ook 'n hitte -krimpfolie gebruik wat u kan gebruik om elke draad te bedek, alhoewel ek u nie daaroor sou bekommer dat u dit te goed kan doen totdat u gelukkig is dat alles werk nie, dan kan u klaarmaak en verbeter. Dit is ook 'n goeie idee om 'n weerstand te gebruik om te voorkom dat u LED brand.

Daar is 'n gedetailleerde instruksie hier oor hoe u LED's moet bedraad.

Soos die prentjie toon, gebruik ek 'n Lego -blok met 'n gat daarin as 'n maklike manier om die LED op die kop van die robot te monteer.

Stap 12: Skep die kop met neus-nok en ligte

Skep 'n kopbehuizing vir die kamera. Ek sal hier nie te spesifiek wees nie, want dit is tyd dat u kreatief is. U moet egter rondom die kamera bou. Dog bot integreer die kamera in sy neus en het die oë as LED's. Maak seker dat u 'n gaatjie agter in die kop laat om die drade uit te lei.

Stap 13: Voltooi die liggaam

Nou is u bly dat die hondebot basies beweeg, u kan 'n behuising vir die batterypakke skep. Ek het 'n pak van 4 AA -batterye (saam met die wiele en basis) en 'n noodopgawe -telefoonoplaaier gebruik. Die AA -batterye is vir die GS -motors vir die wiele en die selfoonpakket is vir die Pi. Dit is 'n goeie idee om die batterye maklik toeganklik te maak, aangesien u toegang moet kry om dit te herlaai en te vervang.

As jy gelukkig is, sit jy 'n dak oor die Pi. Ek is nie te veel bekommerd oor die wegsteek van die drade en stroombane nie, want dit is deel van die beeld van die robot. Op hierdie stadium is dit egter alles aan u. U wil dalk oorweeg hoe swaar u bot word, hoe swaarder hoe stadiger dit beweeg.

Stap 14: Monteer die kop

Dit is tyd om alles aan te sluit.

Koppel die webkamera se USB -kabel aan die voorkant van die bot met behulp van die toegangsgate wat u gemaak het. U kan draad aan die robot vasmaak deur 'n Lego -behuising te skep. Ek het ook die USB-koord ingekort deur dit te sny en weer te soldeer, maar doen dit slegs as u regtig 'n drang het om 4 klein drade saam te soldeer. Dit kan makliker wees om 'n kort USB -kabel te koop en dit weer aan die agterkant van die kamera te koppel.

U moet ook die LED -ligte aansluit op die Pis GPIO -penne wat nie deur die motorbestuurder geneem word nie. Dit is GPIO -penne 20 en 21 en die twee ekstra grondpenne daar naby. Gebruik die ekstra grondpenne in die omgewing. As die lig nie werk nie, probeer dan om die grond te skakel met die GPIO -uitset. Om uit te vind watter penne u aan Google moet koppel, 'n goeie GPIO -diagram.

Stap 15: Toets die LED's en die neuskamera

Om die webkamera sagteware te begin:

sudo beweging

Maak ook seker dat u die robot.py -script begin het (soos uiteengesit in die vorige instruksies):

sudo python robot.py

U moet nou die ligskakelaar op die beheerder kan gebruik om die ligte aan en af te skakel.

Die webkamera moet op u Pis IP -adres op poort 8080 uitgesaai word, so tik byvoorbeeld die volgende in u webblaaier.

192.168.1.2:8081

Ek het die Pi -IP -adres gevind deur as admin by my router aan te meld en na die aangehegte toestelle te kyk. Instruksies oor hoe u dit moet doen, is gewoonlik agter op die router, of verwys aanlyn na u routers se instruksies.

u kan die konfigurasie -instellings van die bewegingsagteware ondersoek, soos beskryf in die vorige stap. Ek vind dat die streaming soms onderbreek, maar oor die algemeen werk dit goed.

U het toegang tot hierdie videostroom vanaf alles wat 'n blaaier met u Wifi -netwerk gebruik.

Stap 16: Voltooi

Aanlyn toegang

U behoort die robot nou vanuit 'n blaaier op 'n rekenaar te kan beheer. Dit is egter lekker om die bot te beheer vanaf enige aanrakingstoestel soos Ipad of telefoon.

Om dit te kan doen, moet u die kliëntlêers (buttons.html, ens) op 'n webbediener huisves.

Ek het begin deur 'n webbediener op die Pi te installeer, wat goed werk. Dit is egter makliker om die HTML -lêer na enige ander webbediener op te laai. Ek het die HTML -lêer eenvoudig na my openbare blou gasheerrekening gekopieer. U wil moontlik toegang tot hierdie lêers beskerm deurdat dit die pubsubsleutels van u pub -nub -kanaal bevat. Sodra u dit gedoen het, kan u vanaf elke toestel toegang tot die beheerder kry, selfs van buite u huis.

Outomatiese opstart

'N Ander nuttige ding om te doen is om die / etc / rc.local script op u framboos Pi op datum te bring; voeg hierdie twee reëls by:

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

Dit word uitgevoer elke keer as die Pi begin, dus u hoef nie die opdrag handmatig uit te voer nie.

Stap 17: Om pret te hê

Dit is alles.

Lewer gerus kommentaar as u vasval, en as u enige van die sagteware wil verbeter, kan u bydra tot die github -bewaarplek. Ek sal aan hierdie projek werk en hier is 'n paar idees:

• 'N "Big trak" -stylbeheerder, waar u 'n reeks opdragte soos "links 10, vorentoe 6, agteruit 2 …" programmeer en dan "hardloop" druk en die robot die opdragte uitvoer.
• 'N Kantelende nek sodat u met die webcam na bo kan kyk
• 'N Spreker wat teks van die beheerder na spraak vertaal
• Stembeheerde beheer

Cheers

Petrus