Tinku: Roboti ya Kibinafsi: Hatua 9 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Fuata Zaidi na mwandishi:

Habari, Tinku sio roboti tu; ni roboti ya kibinafsi. Ni kifurushi kimoja. Inaweza kuona (maono ya kompyuta), sikiliza (usindikaji wa hotuba), zungumza na ujibu hali hiyo. Inaweza kuelezea hisia, na orodha ya mambo ambayo inaweza kufanya inaendelea. Niliipa jina; Ninaiita Tinku.

Utangulizi mfupi wa kile inaweza kufanya ni

1. Maono ya Kompyuta
   • Kugundua uso
   • Ufuatiliaji wa uso
   • Piga picha na urekodi video
   • Tambua alama za ArUco
2. Usindikaji wa Hotuba
   • Usindikaji wa usemi wa nje ya mtandao (Kugundua Hotword)
   • Inaweza kuelewa unachosema kwa kugundua Hotwords.
3. Eleza Hisia
   • Inasonga kichwa chake kwa mawasiliano yasiyo ya maneno na kuelezea hisia.
   • Inaonyesha picha na zawadi kwenye skrini yake ili kuunga mkono maoni ya sasa.

4. Zunguka Karibu

   Inaweza kuzunguka kwa kutumia magurudumu yake na kutambua maeneo kwa kutumia alama za ArUco

5. Kuepuka Kizuizi

   Inayo sensorer za sonar kwa hivyo inajua kila wakati mazingira yake na inaweza kuzuia vizuizi

Inaweza kufanya vitu vingi zaidi. Unaweza pia kutekeleza kazi gani mpya unayotaka.

Majadiliano ya kutosha yanatengeneza.

BONYEZA: Mwili wa Tinku ulianza kupasuka kwa hivyo ilibidi nimtengenezee upya kabisa. Hapa kuna picha mpya, safi kabisa na bora Tinku. Samahani, sina picha za hatua za kuunda upya Tinku.

Hatua ya 1: Vitu Utakavyohitaji

Mwili wa Robot

1. Karatasi ya Acrylic
2. Bodi ya MDF
3. Ndogo L clamps
4. Pakiti ya nut na screw

Servos, Motors, na Magurudumu

1. Dynamixel AX-12A (vipande 3)
2. Bolt ya bioloid na kuweka nut
3. Motors (vipande 2)
4. Nyimbo (pakiti 2)
5. Fuatilia magurudumu (vipande 4)
6. L clamp kwa motors (vipande 2)
7. L clamp kwa shimoni la gurudumu la dummy (vipande 2)
8. Shimoni la gurudumu la dummy (vipande 2)
9. Mfumo wa Bioloid F8
10. Fremu ya Bioloid F3 (vipande 2)
11. Mfumo wa Bioloid F2
12. Mfumo wa Bioloid F10

Umeme

1. Arduino
2. Raspberry Pi au Udoo Quad
3. Dereva wa magari
4. Logitech webcam-c270 (Imejenga kwa mic)
5. Sensorer za umbali wa Ultrasonic (vipande 6)
6. Lipo betri (3300 Mah 3S)
7. Ongeza mdhibiti wa voltage (DC-DC)
8. Mdhibiti wa voltage ya kushuka (DC-DC)
9. Skrini ya Kugusa (inchi 7)
10. USB hub (Ikiwa unatumia Udoo Quad kwa sababu ina bandari 2 tu za USB)
11. Inverter ya 7404 hex IC
12. 74HC244 IC
13. Pini 14 msingi wa IC
14. Pini 20 msingi wa IC

Viunganishi na nyaya

1. T-kuziba kiunganishi cha betri ya kiume
2. Cable ya HDMI inayobadilika (Ikiwa skrini yako tu ina kiunganishi cha HDMI)
3. Cable ndogo ya USB
4. Pini tatu kebo ya faraja ya kike na kike (vipande 6)
5. Pipa ya DC kuziba nguvu ya kiume (vipande 2)
6. Viunganishi vya servo ya nguvu (vipande 3)
7. Kebo ya USB A hadi B (ikiwa tu haikuja na Arduino)
8. Waya za jumper
9. Waya za mkate
10. Vipande vya wizi

Kwa kutengeneza PCB

1. Laminate ya shaba iliyofunikwa
2. Kitoweo cha PCB (Fecl3)
3. PCB iliyotobolewa
4. Kuchimba visima 1 mm

Mbalimbali

1. Gundi
2. Mirija ya Heatsink
3. Kusimama

Kumbuka: Hapa ninatumia bodi ya Udoo kwa sababu ina kasi ya kompyuta bora kuliko pi yangu ya rasipberry 2. Ninatumia Arduino ya nje badala ya iliyojengwa katika Arduino ya bodi ya Udoo kwa sababu sensorer na moduli zangu zote zinaendana na 5v, na Arduino katika Bodi ya Udoo inaendana na 3v.

Hatua ya 2: Mwili wa Robot

Ili kuandaa mwili wa roboti, nilitumia karatasi ya akriliki na kuikata kwa saizi maalum ili kutengeneza sanduku kama muundo. Nilitaja ukubwa wa kila upande wa mwili kwenye picha.

1. Kata karatasi ya akriliki kulingana na saizi maalum.
2. Piga mashimo mahali maalum ili kuweka motors, sensorer, standoffs na kuunganisha kila sahani pamoja.
3. Piga shimo kubwa kwenye bamba la msingi na sahani ya juu kupitisha nyaya.
4. Fanya notch ndogo upande wa chini wa jopo la mbele na la nyuma ili waya zinazotoka kwenye sensorer ya ultrasonic zipite.

Ni wakati wa kuandaa na kuweka gari na nyimbo.

1. Solder waya za ziada kwenye pini za magari ili waya iweze kufikia madereva wa magari.
2. Weka vifungo vya gari na vifungo vya shimoni la dummy kwenye bamba la msingi la roboti.
3. Unganisha motors na shimoni la gurudumu la dummy kwa clamps kisha unganisha magurudumu.
4. Kukusanya nyimbo na ufanye kitanzi.
5. Ufuatiliaji wa kamba kwenye magurudumu. Kumbuka kuwa wimbo huo hauchelezi na una mvutano wa kutosha juu yake.

Sasa jiunge mbele, nyuma na jopo moja la upande kwenye jopo la msingi ukitumia viboreshaji vidogo vya L. Usipandishe jopo la juu na jopo moja la upande ili tuwe na nafasi ya kutosha ya kuweka elektroniki kwenye roboti.

Hatua ya 3: Kichwa na Uso wa Robot

Tayari tulipa mwili na magurudumu kwa roboti yetu. Sasa ni wakati wa kuipatia kichwa, shingo na uso.

Shingo:

Sehemu ngumu zaidi kwenye kichwa cha roboti ni shingo. Kwa hivyo tutaiandaa kwanza. Servos ya Dynamixel ni ya kutatanisha kufanya kazi nayo, lakini ni ya kuaminika na ya kudumu. Kuna tani za kufunga zinazopatikana kwa hiyo unaweza kuziunganisha pamoja kwa njia yoyote.

Tazama video hii kwa ufafanuzi mzuri wa jinsi ya kuunganisha servos za baruti pamoja.

1. Ingiza karanga kwenye servos za baruti ili kuzipaka na muafaka.
2. Weka fremu ya bioloid F8 katikati ya jopo la juu na weka alama kwenye mashimo ya kuchimba visima na uvichimbe.
3. Ambatisha fremu ya bioloid F8 kwa moja ya servos kisha weka fremu ya bioloid F8 kwenye jopo la juu.
4. Jiunge na kila servo pamoja kwa kutumia muafaka tofauti na andaa shingo.
5. Unganisha servos kwa kila mmoja kwa kutumia viunganisho vya servo za pingu tatu za pingu.

Jicho na Sikio:

Ninatumia kamera ya wavuti ya Logitech-c270 kama jicho la roboti yangu. Ni kamera nzuri ambayo inaweza kuchukua picha na kurekodi video katika 720p. Pia ina kipaza sauti iliyojengwa ndani, kwa hivyo inakuwa sikio kwa roboti yangu pia. Baada ya kujadili kwa muda mrefu, niligundua kuwa mahali pazuri pa kuweka kamera ni juu ya skrini. Lakini kwa kuweka kamera, ninahitaji kupanda kamera. Basi hebu tufanye moja.

1. Ondoa vipande vya chuma kutoka kwa kamera ya wavuti ambayo hutolewa kuipatia uzito.
2. Kata vipande viwili kutoka kwa bodi ya MDF, mraba mmoja na pembetatu na vipimo vilivyoonyeshwa kwenye picha.
3. Piga shimo kwenye msingi wa kamera ya wavuti na kwenye mraba wa MDFpiece. Tengeneza notch kwenye kipande cha mraba kuingiza waya wa webcam ndani yake.
4. Gundi vipande vya MDF pamoja ili kuunda umbo la T. Mlima wa kamera uko tayari.
5. Kabla ya kushikamana na kamera na kamera pamoja, andika kichwa kwanza.

Mkuu:

Kichwa cha robot kimeunganishwa na servos. Inahitaji kuwa nyepesi iwezekanavyo ili kichwa kisitumie mzigo mwingi kwenye servos. Kwa hivyo nilitumia bodi ya MDF mahali pa karatasi ya akriliki.

1. Kata kipande cha bodi ya MDF na mwelekeo (18cm x 13cm) na utobolee mashimo ili kuweka skrini.
2. Weka fremu ya bioloid F10 katikati ya bodi ya MDF na uweke alama kwenye mashimo ya kuchimba visima na uichimbe.
3. Weka fremu ya bioloid F10 na fremu ya bioloid F2 kila upande wa bodi ya MDF na ujiunge pamoja kwa kutumia nut na screw.
4. Sasa gundi kilima cha kamera upande wa nyuma wa ubao.
5. Jiunge na fremu ya bioloid F2 na mwisho wa usanidi wa servo.
6. Weka skrini kwenye ubao wa MDF ukitumia msimamo.
7. Ambatisha kamera ya wavuti kwenye mlima wa kamera.

Sasa kichwa na uso wetu wa roboti umekamilika.

Hatua ya 4: PCB za kawaida

Sasa ni wakati wa kufuta fecl3 na kuweka PCB kadhaa.

Kwa nini nilifanya PCB za kawaida?

• Sina mdhibiti wa servoamu ya baruti, kwa hivyo ninahitaji kutengeneza moja.
• Lazima niunganishe sensorer nyingi kwa Arduino kwa njia safi, kwa hivyo nikamtengenezea Arduino ngao.

Wacha tufanye.

1. Pakua faili za PCB na uzichapishe kwenye laminate iliyofunikwa na shaba.
2. Weka laminate iliyofunikwa kwa shaba ukitumia fecl3
3. Piga mashimo 1mm kwa kuweka IC na ukanda wa burg.
4. Ili kufanya vichwa vya kuweka ngao viteleze chini vya vizuizi vya plastiki vya ukanda wa burg kuelekea mwisho wa pini.
5. Solder besi za IC na ukanda wa burg kwenye PCB.
6. Nilitoa skimu kwa madhumuni ya kumbukumbu.

Kumbuka - Tumia programu ya Express PCB kufungua programu ya.pcb na Express SCH kufungua faili ya.sch.

Hatua ya 5: Ugavi wa Umeme

Kudumisha nguvu thabiti katika moduli tofauti za elektroniki na motors ni muhimu sana. Ikiwa nguvu inashuka chini ya thamani inayopunguza katika moduli yoyote ambayo itasababisha glitch na ni ngumu sana kutambua sababu iliyo nyuma yake.

Chanzo cha msingi cha nishati katika roboti hii ni betri ya 2200mAh 3S Lipo. Betri hii ina seli tatu, na pato la voltage ni 11.1 volt. Bodi ya Udoo inahitaji usambazaji wa 12v, na bodi ya Arduino inahitaji usambazaji wa 5v. Kwa hivyo mimi huchagua kutumia vidhibiti viwili vya voltage, moja ni hatua-juu, na nyingine ni chini. Mmoja atadumisha usambazaji wa sasa kwa moduli zote 12v, na ile nyingine itaweka usambazaji kwa moduli zote 5v.

Picha hiyo ina skimu zilizochorwa kwa mikono.

• Solder vidhibiti vya voltage kwenye bodi za PCB zilizopigwa.
• Solder kiunganishi cha betri ya kiume T kwa kuziba kwa vidhibiti vyote vya voltage.
• Unganisha pato la 'Ardhi' ya wasimamizi wote.
• Unganisha vifurushi vya pipa la DC kwa kila pato la mdhibiti. Weka urefu wa waya wa kutosha ili iweze kufikia Udoo / Raspberry Pi na bodi ya Arduino.
• Solder burg strip kwa kila pato la mdhibiti kama pato la ziada la nguvu ikiwa tutahitaji katika muundo wa siku zijazo.
• Kabla ya kuunganisha usambazaji wa umeme kwa moduli yoyote ya elektroniki, linganisha pato la kila kontena kwa kutumia potentiometer trim iliyotolewa kwa 12v na 5v haswa.

Hatua ya 6: Mkutano wa Mwisho

Ni wakati sasa. Baada ya hatua nyingi ni wakati wa kukusanyika kila moduli pamoja. Msisimko? Naam, mimi ndiye.

• Kata kipande cha mstatili wa bodi ya MDF na mwelekeo (30cm x 25cm). Bodi hii ni msingi wa kuweka moduli za elektroniki. Sitaki kuchimba mashimo mengi kwenye bamba ya msingi ya akriliki, kwa hivyo ninatumia bodi ya MDF. Inasaidia pia kuficha waya chini yake ili kufanya roboti yetu ionekane nadhifu na safi.
• Weka moduli kwenye ubao wa MDF na uweke alama kwenye mashimo yanayopanda na uitobole. Fanya mashimo ya ziada kupitisha waya chini ya bodi ya MDF.
• Niliweka nambari kwa mashimo kadhaa, kwa hivyo inakuwa rahisi kwangu kuzirejelea na wewe kuelewa skhematics za wiring.

Ugavi wa Umeme:

• Panda moduli ya usambazaji wa umeme kwenye ubao na upitishe kijiti cha 12v na 5v kupitia shimo namba 1 na uvute kijiti cha 12v kupitia nambari ya shimo 2 na uvute jack 5v kupitia shimo namba 3.
• Niliweka betri wazi kwa sasa kwa sababu ninahitaji kuondoa na kuchaji wakati mwingine.

Dereva wa Magari:

• Vuta waya zilizounganishwa na motors kupitia shimo namba 4 na uziunganishe na bodi ya dereva wa gari.
• Motors zinahitaji usambazaji wa umeme wa 12v ili kuendesha vizuri ili unganisha pini ya 12v na GND ya dereva na pato la mdhibiti wa voltage 12v.
• Unganisha pini za dereva wa gari kwa Arduino kulingana na nambari.

Arduino:

• Kabla ya kuweka Arduino kupitisha waya wa sensorer tatu za ultrasonic kupitia jopo la nyuma na kupitisha waya wa sensorer tatu za ultrasonic zilizobaki kupitia jopo la mbele na uzivute kupitia shimo namba 3.
• Panda Arduino na ushikamishe ngao ya sensorer juu yake.
• Nilitoa nambari kwa waya zote za sensorer ya ultrasonic ili iwe rahisi kutatua ikiwa kuna mdudu wowote. Unganisha pini za sensorer kwa ngao kuanzia nambari 1 hadi 6 mfululizo.
• Unganisha jack ya nguvu ya 5v kwa Arduino.

Mdhibiti wa Dynamixel Servo:

• Panda mtawala wa servoamu ya baruti kwenye ubao.
• Unganisha pini ya 12v na GND ya mtawala wa servo na pato la mdhibiti wa voltage 12v.
• Unganisha pini ya 5v na GND ya mtawala wa servo na pato la mdhibiti wa 5v.
• Unganisha pini za mtawala wa servo na Arduino kulingana na nambari.
• Acha pini ya pato la servo bila kufunguliwa kwa sasa. Chomeka baada ya kuweka jopo la juu la roboti.

Udoo / Raspberry Pi:

Kumbuka: Kabla ya kufuata hatua zilizo hapa chini hakikisha kuwa tayari umeweka OS kwenye kadi ya MicroSD na kuiweka kwenye bodi ya Udoo / Raspberry Pi. Ikiwa sivyo basi fuata viungo vya kusanidi Raspbian kwenye Raspberry Pi au Udoobuntu kwenye bodi ya Udoo.

• Panda Udoo / Raspberry Pi kwenye ubao na unganisha jack ya nguvu kwake.
• Ikiwa unatumia Udoo, basi unganisha kitovu cha USB kwenye moja ya jack yake ya USB.
• Unganisha kebo ya HDMI na kebo ndogo ya USB kwake. Pini hizi hutumiwa kusambaza data na nguvu kwenye skrini.
• Unganisha Arduino na Udoo / Raspberry Pi ukitumia kebo ya USB A hadi B.

Jopo la Juu:

• Ambatisha jopo la juu kwa paneli za upande, mbele na nyuma za roboti kwa kutumia clamps L.
• Unganisha kebo ya HDMI, kebo ndogo ya USB kwenye skrini na kamera ya wavuti kwenye bodi ya Udoo / Raspberry Pi.
• Unganisha kontakt ya servo ya pini tatu inayotoka kwenye servo ya msingi ya baruti na mdhibiti wa servo. Tafadhali chukua pini ni DATA, GND, na + 12v. Rejea picha katika sehemu ya "Kichwa na Uso wa Roboti" kwa marejeo bora. Ukiunganisha waya kwa mpangilio tofauti, inaweza kuharibu huduma.

Sensorer za Umbali wa Ultrasonic:

Kipande cha mwisho cha fumbo. Baada ya haya, mkutano wetu umekaribia kumalizika.

• Kata vipande sita vya mstatili wa bodi ya MDF / karatasi ya akriliki na mwelekeo (6cm x 5cm).
• Piga mashimo ndani yao katika sehemu zinazohitajika.
• Ambatisha sensorer za ultrasonic kwa kila bodi na ambatanisha bodi zote na jopo la msingi la roboti.
• Unganisha sensorer na viunganisho.

Mwishowe, imefanywa. Unganisha betri na boot Udoo / Raspberry Pi

Hatua ya 7: Programu

Vifaa vimekamilika, lakini bila programu, roboti hii ni sanduku tu. Orodha ya programu tunayohitaji ni

• TightVNC
• Chatu
• OpenCV
• Mtoto wa theluji

• Pakiti zingine za chatu

  • Pyautogui
  • numpy
  • pyserial
  • sauti

TightVNC:

TightVNC ni kifurushi cha bure cha programu ya kudhibiti kijijini. Ukiwa na TightVNC, unaweza kuona eneo-kazi la mashine ya mbali na kuidhibiti na kipanya chako na kibodi, kama vile ungefanya ukikaa mbele ya kompyuta hiyo.

Ikiwa una kibodi na panya ya ziada, hiyo ni nzuri. Ikiwa sivyo basi sakinisha TightVNC kwenye kompyuta yako ndogo na ufuate hatua hizi.

Kwa mara ya kwanza unganisha kibodi na panya kwenye Udoo / Raspberry Pi. Unganisha kwenye mtandao wa wifi. Fungua Kituo na andika

$ ifconfig

• Kumbuka anwani ya IP ya roboti.
• Fungua TightVNC kwenye kompyuta yako ndogo. Ingiza anwani ya IP kwenye uwanja unaohitajika na bonyeza Enter. Voila! Umeunganishwa sasa. Tumia kitufe cha kugusa cha kompyuta yako ndogo na kibodi kufikia roboti.

Chatu:

Chatu ni lugha maarufu sana na inayobadilika na ndio sababu ninaitumia kama lugha ya msingi ya programu ya roboti hii.

Hapa ninatumia chatu 2.7 lakini ikiwa unataka pia unaweza kutumia chatu 3. Kwa bahati nzuri Python huja kusanikishwa katika Udoobuntu na OS ya Raspbian. Kwa hivyo hatuitaji kuisakinisha.

OpenCV:

OpenCV ni maktaba ya chanzo wazi inayolenga maono ya kompyuta ya wakati halisi. OpenCV na Python ni rahisi sana kutumia. Kuweka OpenCV ni ngumu sana, lakini kuna mengi ya rahisi sana kufuata miongozo inayopatikana. Mpendwa wangu wa kibinafsi ni hii. Mwongozo huu ni wa Raspberry Pi, lakini pia unaweza kuitumia kwa bodi ya Udoo.

Mtoto wa theluji:

Snowboy ni maktaba iliyoandikwa na wavulana wa Kitt.ai, haswa inayolenga usindikaji wa hotuba nje ya mtandao / kugundua hotword. Ni rahisi sana kutumia. Fuata kiunga hiki kusanikisha kijana wa theluji kwenye Raspberry Pi. Ikiwa unatumia bodi ya Udoo, nenda kwenye mradi huu, ulioandikwa na meto install snowboy katika Udoo.

Vifurushi vya chatu:

Fuata miongozo hii rahisi ya kutumia kusanikisha vifurushi vya chatu.

1. Pyautogui - Pyautogui ni kifurushi cha kuiga vitufe vya kibodi au mwanya wa panya.
2. Numpy - aina "pip install numpy" kwenye ganda la Linux na bonyeza Enter. Ni rahisi sana.
3. Pyserial - Pyserial ni kifurushi kinacholenga mawasiliano ya serial kupitia chatu. Tutatumia kuwasiliana na Arduino.

Hatua ya 8: Nambari

Sehemu ya vifaa imekamilika. Sehemu ya programu imekamilika. Sasa ni wakati wa kutoa roho kwa roboti hii.

Wacha tuandike.

Nambari ya robot hii ni ngumu sana, na kwa sasa ninaongeza kazi zaidi kwake. Kwa hivyo, nimekaribisha nambari kwenye hazina yangu ya Github. Unaweza kuiangalia na kuiga / kupakua nambari kutoka hapo.

Sasa sio roboti tu; ni Tinku sasa.

Hatua ya 9: Maonyesho

Maonyesho. yeeeeee !!

Hizi ni baadhi ya demos za kimsingi. Kuna mengi ya kupendeza zaidi yanayokuja.

Endelea kufuatilia sasisho zaidi na ikiwa una shaka yoyote, jisikie huru kutoa maoni.

Asante kwa kusoma mradi wangu. Wewe ni wa kushangaza.

Ikiwa unapenda mradi huu basi tafadhali piga kura katika shindano la Microcontroller na Robotic

Kufanya Furaha;-)