SOLARBOI - 4G Solar Rover Out Kuchunguza Ulimwengu !: Hatua 3 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Tangu nilikuwa mchanga, nimekuwa nikipenda sana kuchunguza. Kwa miaka mingi, nimeona ujenzi mwingi wa gari za kudhibiti kijijini zinazodhibitiwa juu ya WiFi, na zilionekana kufurahisha vya kutosha. Lakini nilikuwa na ndoto ya kwenda mbali zaidi - kwenda kwenye ulimwengu wa kweli, mbali zaidi ya mipaka ya nyumba yangu, barabara yangu, au hata kitongoji changu. Nilitamani kujenga roboti ambayo inaweza kwenda mbali zaidi. Ili kufanya hivyo, nilichapa roboti iliyotengwa na kamera, unganisho la data la 4G, na mfumo wa umeme wa jua unaoweza kuwezesha ujumbe wa siku, wiki, au hata miezi ndefu. Sasa mimi hutiririka mara kwa mara ujumbe wa moja kwa moja kwenye Twitch.tv, na SOLARBOI hufanya sehemu yake katika kujaribu kwenda zaidi mashambani mwa Australia kuliko roboti yoyote iliyowahi kuwa nayo! Lengo la SOLARBOI ni kuachwa katika mji wa nchi ya Australia, na kusafiri nje, kuingia mashambani, na kuendelea na mielekeo zaidi. Haiwezi kupokea msaada wowote kutoka kwa ujumbe wake, vinginevyo inachukuliwa kuwa imeshindwa. Lazima ifike njia yake, kilomita kwa kilomita, kwa siku na wiki, ikitegemea jua tu kuchaji na mtandao wa 4G kwa mawasiliano kurudi nyuma. Wakati misingi ya mradi inasikika rahisi, kuiondoa ni ngumu sana! Mwongozo huu hutumika kuelezea misingi ya jinsi SOLARBOI inavyofanya kazi, na kuwasilisha maoni juu ya jinsi ya kuunda jukwaa la roboti ambalo linaweza kuishi nje kwa wiki kwa mwisho. Sio mwongozo halisi wa hatua kwa hatua juu ya jinsi ya kuunda yako mwenyewe; badala yake, ni hatua ya kuruka ambayo unaweza kutumia kukagua miundo yako mwenyewe na miundo.

Hatua ya 1: Hatua ya 1: Vifaa

Kwanza kabisa, utahitaji chasisi kwa roboti yako. Wakati wengi wanajaribu miundo ya rover iliyochapishwa ya 3D, nilichagua kutumia toy inayopendwa kutoka utoto wangu. Redio RAMINATOR ilionekana baridi, na matairi makubwa, gari-gurudumu nne, na kusimamishwa kwa kazi nje ya sanduku. Ingawa imeboreshwa kwa kasi juu ya kasi, niliamua kuwa hii itafanya vizuri kama msingi wa mradi wangu wa rover. Baada ya kung'oa vifaa vya RC vya daraja la kuchezea, nilibadilisha ESC ya Hobbyking iliyosafishwa kwa gari, wakati niliondoa usanidi wa usukani wa asili na kuibadilisha na servo ngumu. Betri za polima za lithiamu ziliwekwa ili kuipa SOLARBOI nguvu ya kuendesha kwa masaa kwa wakati mmoja.

Na mitambo iko nje, amri na udhibiti ni jambo kuu linalofuata. Kwa hili, nilikaa kwenye Raspberry Pi Zero. Iliyoundwa na kunywa kiasi kidogo cha nishati, inaambatana na vifaa vya pembejeo vya USB na ni kamili kwa mradi uliounganishwa na mtandao. Kama bonasi, inafanya kazi vizuri na pembeni ya kamera ya Raspberry Pi, ufunguo wa kutupa maoni ya mazingira ya roboti tunapokuwa nje ya uwanja. Nilichagua lensi ya kamera ya macho ya samaki kwa SOLARBOI, ikitupatia mtazamo mzuri wa kusaidia kuzunguka ulimwengu kwa jumla. Kwa unganisho kurudi kwa msingi wa nyumbani, tunategemea dongle ya 4G, ambayo inatupa upeo wa juu tunahitaji kutuma amri kwa roboti na kupokea video tena.

Nguvu ya jua ni ufunguo kwa utume wa SOLARBOI, kwa hivyo jina. Jopo la jua la 20W limewekwa ili kufanya jua zaidi ipatikane, hata siku ambazo zimefunikwa zaidi kuliko jua. Inatumika kuchaji betri wakati wa mchana, ili SOLARBOI iweze kuendesha usiku, mbali na macho ya macho na viingilizi vibaya. wakati mwingine tungetoa betri haraka sana. Kwa hivyo, Pi inahitaji kuwezeshwa chini wakati mwingi, lakini inawashwa mara kwa mara kuripoti msimamo wa SOLARBOI, na kuturuhusu kuingia na kuendesha roboti tunapotaka. Ili kufanikisha hili, Arduino Pro Micro inaendesha programu maalum ambayo inawasha SOLARBOI kwa dakika 5 za kwanza za kila saa. Ikiwa tunaingia kwenye roboti kutoka kwa Udhibiti wa Misheni, itakaa juu, ikituwezesha kutekeleza utume. Ikiwa haitambui unganisho, inawezesha Raspberry Pi kurudi chini ili kuokoa nishati na kutumia nguvu ya jua ipatikane. GPS pia hutumiwa ili kuhakikisha Udhibiti wa Ujumbe daima unafahamu msimamo wa SOLARBOI. Kuendesha gari mashambani wakati wa usiku, inaweza kuwa ngumu sana kusafiri kwa njia za kuona peke yako. Kwa hivyo, GPS inaturuhusu kudumisha urekebishaji kwenye eneo la roboti, na kufikia malengo yetu ndani kabisa ya mkoa wa Australia.

Hatua ya 2: Hatua ya 2: Programu

Kwa wazi, ni vizuri kuwa na rover, lakini inahitaji programu kuifanya ifanye kazi. Programu ya SOLARBOI iko chini ya maendeleo ya kila wakati, kuwezesha utendaji bora na kuboresha urahisi wa matumizi kwa muda.

Rover hutumia Raspbian, OS chaguo-msingi ya Raspberry Pi Zero. Udhibiti wa Ujumbe unatekelezwa kwenye Windows. Hii inasababisha maswala kadhaa na huduma anuwai za Linux zinazopaswa kuwekwa kwenye Udhibiti wa Ujumbe. Mwishowe, hata hivyo, usanidi huu umeturuhusu kuendesha kilometa nyingi zilizofanikiwa na SOLARBOI, na inafanya kazi hiyo vizuri. Video hutiririka kutoka kwa roboti kurudi Udhibiti wa Misheni kupitia Gstreamer. Ni ngumu kutumia, na sio kumbukumbu nzuri kwa anayeanza. Walakini, inatuwezesha kuwa na mkondo wa chini wa sauti na video kutoka kwa roboti hiyo ni karibu tu ya kutosha kutuendesha bila shida nyingi. Wanaacha masomo hufanyika, na kuna bakia kidogo, lakini wakati unaunda roboti za kwanza ulimwenguni kuchunguza vijijini, unafanya vizuri zaidi ya kile ulicho nacho! Utiririshaji unafanywa kwa H264 ya asili kutoka kwa Kamera ya Raspberry Pi, ili kuzuia kuweka mzigo mwingi kwenye Pi Zero kwa kupitisha msimbo juu ya nzi. Udhibiti wa roboti ni kupitia nambari maalum ya chatu, na usanifu wa seva / mteja. Kutumia maktaba kama PiGPIO na Servoblaster, tunaweza kudhibiti mfumo wa kuendesha roboti na kazi zingine kwa wakati halisi. Ufungaji ni cinch, shukrani kwa mfumo wa mazingira wa Raspberry Pi uliotengenezwa vizuri.

Tunatumia maktaba anuwai katika Python kuonyesha telemetry kwenye skrini. Muhimu zaidi ni MatPlotLib, ambayo inaunda grafu zetu za betri katika Udhibiti wa Misheni ambayo inatuwezesha kufuatilia utendaji wa SOLARBOI wakati wa ujumbe wa moja kwa moja.

Hatua ya 3: Hatua ya 3: Vitu Unavyojifunza Kwenye Shamba tu

Hakuna mpango wowote unaosalia kwa mawasiliano ya kwanza na adui, kama wanasema. Kwa mtindo kama huo, SOLARBOI imepitia majaribu mengi katika majaribio yake ya kuelekea kwenye sanduku la zamani la simu ndani ya vijijini New South Wales. Hizi ni masomo ambazo zinaweza kujifunza tu kwenye uwanja, na zile ambazo tumejifunza kwa njia ngumu. Utaalam ni jambo la msingi. Ikiwa roboti inasimama kutoka kwa mazingira yake, inaweza kupatikana kwa urahisi na wapita njia wakati wa kuchaji wakati wa mchana. Kwa sababu ya ukubwa mdogo na uzito wa jukwaa, SOLARBOI inaweza kuibiwa au kuharibiwa kwa urahisi, na hivyo ikashindwa utume wake. Hii ni hatari tunayochukua kila wakati tunapopeleka porini. Ili kupunguza jambo hili, SOLARBOI imechorwa kwenye kumaliza kijani kibichi ili kujaribu kuchanganika. Kupata nafasi salama ya kuchaji na jua nyingi lakini mwonekano mdogo ni changamoto endelevu. Licha ya sifa kali za SOLARBOI, haiwezi kushinda kila kikwazo katika njia yake. Tumekuwa na shida hapo zamani kukwama kwenye miamba, au kugonga miti midogo. Mara nyingi, hii iko chini ya kamera iliyo na uwanja duni wa maoni, viwango vya taa vya chini wakati wa usiku, na uchovu mkali kwa mwendeshaji. Uboreshaji wetu kwa taa bora za taa na lensi za fisheye zinalenga kumaliza shida hii baadaye. Maendeleo polepole na thabiti, badala ya kasi ya moja kwa moja, pia ni mantra nzuri kuishi kwa kuzuia kugonga vitu wakati unaendesha na ucheleweshaji wa video 500ms. Kupeleka tu nchini huleta shida zake. Inamaanisha kuwa vifaa vya SOLARBOI lazima viwe katika hali ya juu, isije safari ya masaa mengi kwenda kwenye eneo la kupelekwa ikawa bure. Hii imetugharimu petroli na wakati katika misioni zilizopita, na kitu tunakusudia kuepusha na upimaji mkali wakati ujao. Walakini, ni jambo la kuzingatia wakati wa kupeleka roboti mbali. Mwishowe, vifaa bora katika Udhibiti wa Misheni ni lazima. Caffiene lazima iwepo ili kuweka wafanyakazi mkali na waangalifu, na pia maji kudumisha unyevu sahihi. Telemetry wazi na ya kisasa pia inasaidia kugundua shida haraka, na chakula cha video cha hali ya chini kisicho na kuacha ni bora kwa kuendesha gari laini katika jangwa la Australia. Hii pia inamruhusu dereva kutumia vyema kasi ya SOLARBOI, inapobidi, kukwepa magari yanayopita, wanyama pori, au Shackleton Paka, ambaye tulikutana naye katika Misioni 1. Kwa ujumla, SOLARBOI ina mbali zaidi kwenda katika misheni za siku zijazo, na kwa kweli, itatumia miezi mingi shambani kuchunguza mbali na mbali. Ili kufuata safari ya SOLARBOI, fuata kwenye Twitch.tv na Youtube, na ufurahie ujumbe hapa chini! Kama kawaida, kutakuwa na vituko zaidi kama SOLARBOI inavyoendelea na kusafiri zaidi na zaidi kutoka nyumbani!