Roberi ya Zero ya Raspberry Pi iliyochapishwa ya 3D: Hatua 12

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Je! Umewahi kutaka kujenga roboti, lakini tu hakuwa na vifaa vyote vya kuijenga bila kuishia na chasisi isiyo ya lazima? Printa za 3D ziko hapa kuokoa siku! Sio tu wanaweza kuunda sehemu zinazoendana na karibu vifaa vyovyote, wanaweza kuifanya kwa njia nzuri sana ya nafasi. Hapa nitakuonyesha jinsi ya kuunda roboti ya msingi sana ambayo ina sehemu za 3D zilizochapishwa, Raspberry Pi Zero, na Kamera ya Pi. Napenda kukuhimiza kuchukua na kurekebisha kile nilichofanya ili kukidhi mahitaji yako ya vitendo au burudani. Kudhibiti roboti na kuona malisho ya kamera, niliunda programu ya IOS (programu ya PiBotRemote) ambayo unaweza kujisikia huru kutumia na kurekebisha. Walakini, nguvu halisi katika miradi kama hii inatokana na utofauti katika uwezekano wa vifaa na programu. Kwa hivyo ningekuhimiza uwe mbunifu na uongeze kwa kile nimefanya kulingana na kile unajua kufanya. Kwa mfano, nadhani itakuwa nzuri kuifanya roboti hii itumie maono ya mashine kutambua mazingira yake na nenda sawa na gari inayojiendesha.

Hatua ya 1: Mahitaji

• Vifaa

  • Inahitajika (takriban $ 75)

    • Raspberry Pi Zero W ($ 10)
    • Kadi ndogo ya SD ($ 8.25)
    • Kichwa cha Pini 40 ($ 3.25)
    • Waya za Jumper ($ 6.86)
    • Betri ya USB ($ 5.00)
    • 900 RPM Micro Gearmotor x 2 ($ 12.95 kila mmoja)
    • Dereva wa Magari ($ 4.95)
    • Magurudumu ($ 6.95)
    • Kuzaa Mpira wa Chuma cha 14mm ($ 0.62)
    • Screws, Karanga, na Standoffs (tazama hapa chini)

  • Hiari (takriban $ 45)

    • LEDs
    • Kamera ya Raspberry Pi ($ 29.95)
    • Adapter ya Kamera ya Pi Zero ($ 5.95)
    • Servo Motor ($ 8.95)
  • Zana
    • Printa ya 3D & Filament
    • Kompyuta (nitatumia mac, na utahitaji moja ikiwa unataka kutumia programu ya Kijijini ya PiBot)
    • iPhone / iPad / iPod Touch (Ikiwa utatumia programu hiyo)
    • Kuchimba
    • Screwdriver na vidokezo vinavyobadilika

Maelezo zaidi juu ya sehemu

• Pi Zero: Ikiwa unataka kutumia Pi Zero kwa mradi huu tu, utakuwa sawa na kukimbia bila kichwa kila wakati. Vinginevyo, ikiwa utataka kuunganisha pato la HDMI au pembeni ya USB utahitaji kununua adapta za ziada. Katika kesi hii, kuna uwezekano wa chaguo la gharama nafuu kununua kititi cha Pi Zero, kama hii ($ 24) moja, nilinunua amazon. Ingawa bado nililazimika kununua kadi ndogo ya SD, kit hiki kilikuja na Pi Zero, adapta zote muhimu, na vichwa vingi tofauti. Yote ambayo inaweza kuwa muhimu.
• Kadi ya Micro SD: Unaweza kutumia kadi yoyote ya Micro SD maadamu ina kiwango cha chini cha 8GB ya uhifadhi.
• Waya za Jumper: Ninapenda kuruka kama hizi kwa sababu huja kama kifungu kilichounganishwa. Hii inaniruhusu kutenganisha, kusema, sehemu ya waya 9, na unganisha vizuri Pi na dereva wa gari.
• Betri ya USB: Betri niliyonunua Sparkfun imekuwa imekoma. Kama matokeo, utahitaji kupata moja mahali pengine. Ile niliyounganisha ilionekana sawa na yangu lakini sijainunua, na huenda ukahitaji kurekebisha faili za kuchapisha ili kutoshea betri yako. Hakikisha kupata betri na kebo ndogo iliyounganishwa ya USB, kwani hii hukuruhusu kuziba moja kwa moja kwenye pi bila waya wa ziada.
• Dereva wa Magari: Ningependekeza utumie diver niliyounganisha nayo kwa kuwa ni ya bei rahisi, na uchapishaji umeundwa kutoshea bodi hiyo. Kwa kuongezea, bodi zingine zinaweza kufanya kazi tofauti, na unaweza kuwa na matokeo tofauti.
• Mpira wa Chuma cha 14mm: Nilitumia mpira huu kwa sababu tu nilikuwa na mmoja amelala karibu. Jisikie huru kutumia saizi zingine, lakini unaweza kuhitaji kubadilisha saizi ya tundu. Mpira utatumika kama gurudumu la 3 kwa roboti yetu. Hili ni moja ya maeneo ya muundo kwenye roboti yangu ambayo ndiyo yenye shida zaidi hivi sasa na inaweza kutumia uboreshaji zaidi. Ingawa inafanya kazi vizuri kwenye nyuso laini na ngumu, ina shida kwenye mazulia na nyuso zenye nguvu. Jisikie huru kubadilisha eneo hili la muundo wako.
• Screws, Karanga, Standoffs: Unaweza kuhitaji kufanya kazi kidogo kupata visu zinazokufaa. Nilipata tu screws zilizopanda Pi, na vile vile visu vinaweka Kamera ya Pi pamoja katika mkusanyiko wa baba yangu. Kwa milima na soketi za magari, nilitumia screws hizi ($ 2.95), na hizi karanga ($ 1.50), ambazo zinapatikana Sparkfun. Kusimama na screws 8 (kwa bahati mbaya nilijumuisha 4 tu kwenye picha) ambayo inashikilia roboti pamoja nilichukua kutoka kwa vifaa vya VEX vya shule yangu ambavyo havikutumika.
• LEDs: Nina hakika unajua ni wapi unaweza kupata kwa urahisi LEDs. Chagua rangi yoyote unayotaka kuwakilisha kazi: nguvu, unganisho, njia ya kurudia ya roboti, na maagizo ya kupokea roboti.
• Kamera na Servo: Kulingana na kile unachotaka kufanya na roboti yako, unaweza kuchagua kutojumuisha Kamera na Servo kwani sio lazima kwa harakati za kimsingi, na ongeza $ 45 kwa gharama ya roboti.

Hatua ya 2: Usanidi wa Pi Zero

Fuata kiunga hiki kusanidi usakinishaji bila kichwa kwenye Raspberry yako Pi Zero W

• Usisahau kwamba Pi Zero haiwezi kuungana na mtandao wa Wi-Fi wa 5GHz
• Hakikisha kufuata maagizo ya Raspbian Stretch au baadaye

Mara tu ukiunganisha vizuri kupitia SSH kwenye pi yako, kimbia

Sudo raspi-config

na ubadilishe usanidi ufuatao:

• Badilisha nenosiri lako. Ni hatari sana kuacha rasipiberi ya nywila chaguo-msingi. Hakikisha unakumbuka nenosiri hili.
• Katika chaguzi za Mtandao, badilisha jina la mwenyeji kutoka raspberrypi hadi kitu kifupi kama pizero, au pibot. Nitatumia pibot kwa mafunzo haya yote. Hakikisha kukumbuka kile unachoweka hapa.
• Katika chaguzi za Boot -> Desktop / CLI, chagua Console Autologin
• Nenda kwenye chaguzi za kuingiliana na uwezeshe Kamera

Chagua Maliza na uwashe tena kifaa.

Hatua ya 3: Sanidi Mtandao wa AdHoc

Kwa kuanzisha mtandao wa AdHoc, tutaweza kuunganisha kifaa chetu cha kudhibiti moja kwa moja na roboti bila waombezi wowote. Hii itaruhusu utiririshaji wa haraka wa video na ucheleweshaji wa chini wa udhibiti. Walakini, hatua hii sio lazima kwani kila kitu bado kitafanya kazi kupitia mtandao wa kawaida wa wifi.

Kwanza, utahitaji kupakua na kufungua zip faili zote muhimu kutoka GitHub. Katika terminal, nenda kwenye folda iliyopakuliwa na tuma folda ya PiBotRemoteFiles kwa pi na amri:

scp -r PiBotRemoteFiles / [email protected]: Desktop /

Hii inapeleka faili zote muhimu kwa roboti ambayo itaidhibiti na kuanzisha mtandao wa AdHoc. Hakikisha kuwa faili ziko kwenye folda inayoitwa "PiBotRemoteFiles" ambayo iko kwenye eneo-kazi; vinginevyo vitu vingi vitashindwa kufanya kazi barabarani. Ikiwa utatumia programu ya Kijijini ya PiBot, unaweza kubadilisha kati ya Wi-Fi ya kawaida na mtandao wa AdHoc katika mipangilio ya programu. Vinginevyo, unaweza kuibadilisha kwa njia ya SSH na moja ya amri zifuatazo:

Sudo bash adhoc.sh

Sudo bash wifi.sh

Kwa kweli, hakikisha umesonga kwenye folda ya PiBotRemoteFiles kabla ya kutekeleza amri zilizotangulia. Mabadiliko yoyote kati ya AdHoc na Wi-Fi yataanza kutumika tu baada ya kuanza upya tena. Ikiwa AdHoc imewekwa, basi unapaswa kuona mtandao wa PiBot ukionekana wakati buti za Zero.

Hatua ya 4: Ongeza Power LED

Ingawa hakika haifai, inaweza kuwa na faida kuwa na taa ya umeme. Ili kuamsha hii, SSH kwenye Pi Zero na endesha amri:

Sudo nano /etc/bash.bashrc

Na ongeza laini ifuatayo hadi mwisho wa faili:

python / nyumba / pi / Desktop / PiBotRemoteFiles/startup.py

Baadaye tutabadilisha pini ya GPIO inayohusishwa na LED ya nguvu.

Hatua ya 5: Usanidi wa Kiolesura cha RPi Cam

Ili kugonga mkondo wa video wa Kamera za Raspberry Pi, tutatumia RPi-Cam-Web-Interface. Habari juu ya moduli hii inaweza kupatikana hapa na nambari yao iko kwenye GitHub. Ili kufunga moduli sisi kwanza tunahitaji kusasisha Pi yetu. Hii inaweza kuchukua hadi dakika 10.

Sudo apt-pata sasisho

sudo apt-kupata dist-kuboresha

Kisha tunahitaji kufunga git:

Sudo apt-get kufunga git

Na mwishowe tunaweza kufunga moduli:

clone ya git

RPi_Cam_Web_Interface / install.sh

Baada ya moduli kusanikishwa, dirisha la usanidi litaonekana. Ikiwa unataka kuongeza jina la mtumiaji na nywila, hakikisha unatumia jina la mtumiaji na nywila sawa na akaunti ya pi yako. Vinginevyo, programu ya Mbali ya PiBot haitaweza kupokea mkondo wa kamera.

Sasa, ukienda kwa kivinjari kwenye kifaa kwenye mtandao sawa na Pi na ikiwa kamera imeunganishwa na pi, unaweza kupokea mkondo kwa kwenda https://pibot.local/html/#. Muunganisho wa RPi unaruhusu udhibiti rahisi wa kamera, na kwa kugonga au kubonyeza video, inaweza kuwa skrini kamili. Tutatumia hii baadaye na programu ya mbali ya PiBot.

Sasa tumemaliza kuanzisha Pi Zero, kwenye mambo ya kufurahisha!

Hatua ya 6: Chapisha kila kitu nje

Ingawa nilitumia printa ya Dremel 3D na filamenti ya PLA, jisikie huru kutumia printa zako na vifaa. Faili zote za STL ziko kwenye folda uliyopakua kutoka GitHub. Niliweza kuchapisha kila kitu kwa mafungu manne: sahani ya juu, sahani ya chini, milima yote na soketi, na pete. Kuwa mbunifu katika chaguo lako la rangi na utumie kikamilifu uwezo wa printa za 3D. Printa yangu haikuwa na extrusion mbili au vitu vyovyote vya kupendeza, lakini ikiwa unapata printa kama hiyo, ningependekeza kuchapisha mapambo juu ya bamba la juu kwa rangi tofauti. Labda utahitaji kufungua na kuchimba ili kufanya vipande vingine viwe sawa.

Jisikie huru kupaka sahani ya juu ili kufanya alama na mapambo ya LED ionekane.

Labda umeona milima miwili kwenye ncha za sahani ya chini ambayo inafanana na mfumo wa kuweka GoPro. Jisikie huru kutumia hizi kushikamana na chochote unachopenda mbele au nyuma ya roboti. Katika faili ya blender, unaweza kupata mlima wa alama ya kufuta kavu niliyotumia, pamoja na kitu cha templeti unachoweza kurekebisha kushikilia kitu chako.

Pia, jisikie huru kufafanua mwelekeo wowote kama mbele; Nimebadilishana angalau mara tatu hadi sasa.

Hatua ya 7: Solder kwenye Vichwa

Ingawa nilichagua kuuza kwenye vichwa vya kichwa kwenye PiZero, unaweza kuziunganisha waya zako moja kwa moja kwa pi. Ikiwa unachagua kuweka vichwa vya kichwa kama nilivyofanya, ningependekeza utumie moja na pembe sawa kama yangu. Inaweka waya wazi zaidi na inafanya kila kitu kuonekana nadhifu zaidi.

Sasa ni wakati wa kuuza dereva wa gari. Sahani ya chini imeundwa haswa kwa dereva huyu wa Sparkfun, na inaruhusu nafasi ya kichwa cha pini kushika chini. Hii inaruhusu mabadiliko rahisi ya pini za magari ili uweze kubadilishana kushoto na kulia, na mbele na nyuma. Ingawa ninajumuisha hatua ifuatayo sasa, ningependekeza sana kusubiri hatua chache mpaka ujue waya wako lazima uwe wa muda gani. Kata sehemu ya waya-9 ya pini za kuruka ambazo zinaambatana na pini za kichwa ambazo umeuza tu kwenye pi. Suuza kwa uangalifu kila waya ili kikundi kiwe pamoja kitanda sawa na kuzunguka betri. Pima urefu wa waya kabla ili usiishie kidogo au nyingi.

Mwishowe, ni wakati wa kuuza taa za LED. Zibandike katika maeneo yao kwenye sahani ya juu, na pindisha pini zote za ardhi juu ya kila mmoja. Solder waya moja chini, na waya moja kwa kila LED. Kutoka kushoto kwenda kulia, kazi za LED ni: nguvu ya roboti, uunganisho wa programu kwa roboti, roboti inarudia njia iliyohifadhiwa, na maagizo yanapokelewa na roboti.

Pia waya za solder kwa kila motor ili waweze kuziba kwenye vichwa vinavyotokana na dereva wa gari.

Hatua ya 8: Parafuja gari na tundu

Kwanza, ingiza kila gari kwenye mlima wa magari. Kisha ingiza kila screw sehemu, mpaka ncha ifike kwenye uso wa mlima au tundu. Halafu, kwa kila screw, shikilia nati upande wa pili wa sahani unapoimarisha kila screw. Kumbuka kuweka kuzaa katikati ya soketi mbili wakati unazunguka ya pili. Weka dereva wa gari katika nafasi yake na unganisha motors. Haijalishi ni gari gani imechomekwa katika kila pato kwani unaweza kubadilisha kwa urahisi kwamba mara tu roboti inapoendelea na inaendesha.

Hatua ya 9: Tayari Kamera na Servo

Chomeka utepe wa adapta ya Pi Zero kwenye kamera na unganisha kesi ya kamera pamoja. Weka servo katika nafasi yake. Unaweza kuchimba mashimo ya screw kwa servo, lakini ni mengi ya kutosha. Ambatisha kamera kwa servo kwa njia yoyote unayopata bora. Hivi sasa, nina mashimo mawili mlimani, na chakula kikuu kinapita kwenye pembe ya servo na kesi ya kamera. Walakini, hiyo inaacha chumba cha kubembeleza sana ili uweze kutaka kutumia gundi kubwa. Elekeza kamera kwa mwelekeo wowote unayotaka, na piga pembe ya servo mahali pake. Fanya utepe wa kamera kupitia taswira na rasiberi, na uiingize kwenye pi. Mwishowe, pindisha Ribbon ili iwe gorofa dhidi ya betri.

Hatua ya 10: Kuweka Kila kitu Pamoja

Mwishowe ni wakati wa kila kitu kuwa kipande kimoja. Chomeka waya kutoka kwa LEDs, dereva wa gari, na servo ndani ya Pi kwa njia ambayo utatumia pini halali tu, lakini ziweke karibu na njia yao ya kutoka. Kisha weka waya kupitia nafasi zao na uangaze pi mahali. Hii imeundwa kuwa sawa ili kuweka mambo nadhifu, kwa hivyo usikate tamaa wakati inavyoonekana hakuna nafasi ya kutosha ya pini hizo kubwa za kuruka.

Parafujo katika kila pambano kwenye bamba la chini ili kila mmoja awe salama. Ingiza betri na uhakikishe kuwa kebo ya umeme inaweza kutoshea kwenye nafasi na kwenye bandari ya nguvu ya Pi Zero. Funga waya za dereva wa gari kuzunguka na utoshe pete ya pete kuzunguka kila kitu. Mara tu unapobana waya zote kwenye nafasi kati ya betri na bamba la juu, tuta ndogo kwenye bamba la chini ndani ya pete, na alama mbili ndefu kwenye pete kwenye bamba la juu. Sasa unaweza kusonga sahani ya juu vizuri na umejenga roboti yako!

Hatua ya 11: Fungua Mradi wa Xcode

Hatua chache zifuatazo zinatumika tu ikiwa utatumia programu ya Kijijini ya PiBot, ambayo inahitaji Mac na kifaa cha IOS.

Kwa sababu mimi ni rahisi na sijalipa akaunti ya Msanidi Programu wa Apple, ninaweza kushiriki tu mradi wa Xcode, sio programu yenyewe. Kisha unaweza kufungua mradi mwenyewe, kubadilisha saini, na kuizindua kwenye kifaa chako mwenyewe.

Ikiwa huna Xcode tayari, ipakue kutoka duka la programu kwenye Mac yako. Mara tu mzigo wa Xcode, chagua "Fungua mradi mwingine" kwenye kona ya chini ya mkono wa kulia, na uende kwenye folda ya "PiBot Remote" kwenye upakuaji wa GitHub.

Mara tu mradi unafunguliwa, bonyeza faili ya mizizi katika mtazamo upande wa kushoto ulioitwa "PiBot Remote".

Badilisha "Kitambulisho cha Mafungu" kuwa kitu cha kipekee. Unaweza kubadilisha jina langu na lako, au kuongeza kitu hadi mwisho.

Badilisha Timu, kwa akaunti yako ya kibinafsi. Ikiwa huna moja, chagua "Ongeza akaunti".

Piga amri-B kujenga, na tumaini kwamba kila kitu kinafanya kazi kwa usahihi. Mara tu umefanikiwa kujenga mradi, ingiza kifaa chako kwenye kompyuta yako. Bonyeza kitufe cha kulia cha uchezaji na uache vitufe kwenye kona ya juu kushoto, na uchague kifaa chako.

Piga amri-R na programu inapaswa kuzindua kwenye kifaa chako. Kifaa chako kinaweza kuhitaji kuthibitisha vitambulisho kabla ya kuanza na kitahitaji ufikiaji wa mtandao kwa wakati huu tu.

Hatua ya 12: Marekebisho ya Mwisho

Unaweza kurekebisha nambari za siri kwa kila kitu isipokuwa kwa nguvu ya LED katika programu ya Kijijini ya PiBot. Kubadilisha pini kwa taa ya umeme, SSH ndani ya PI, na utumie amri:

/ nyumbani/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

Badilisha matukio mawili ya 36 kuwa pini yoyote ya GPIO uliyotumia. Kisha piga kudhibiti-X, y, ingiza.

Programu na seva zote zinakabiliwa na makosa. Tumia koni katika hali ya utatuzi kujua nini kinaendelea. Ikiwa una shaka, jaribu kuanzisha tena Pi na / au kuanzisha tena programu. Wakati mwingine baada ya kutofaulu kwa msimbo, programu haiwezi kushikamana tena kwa sababu anwani tayari inatumika. Katika kesi hii, badilisha bandari na programu inapaswa kuunganishwa.

Pia, wakati wa kuendesha roboti na kiboreshaji kwenye kifaa chako, lazima utumie ishara zingine zisizofaa kurekebisha, kusimamisha / kuanza, kurekebisha kamera, na kuonyesha / kuficha upau wa kichupo

• Sanibisha: Gusa na ushikilie kwa vidole viwili kwa sekunde.5 (ikiwa kifaa chako kinaiunga mkono, utahisi maoni ya haptic mara tu kifaa kikiwa kimepima
• Kurekebisha Kamera: Ishara ngumu zaidi, fanya kile kilichoelezewa hapo awali ili urekebishe, kisha buruta vidole vyako juu ili kusogeza kamera juu, na uburute chini kusogeza kamera chini. Marekebisho yatafanywa mara tu utakapoinua vidole vyako.
• Acha / Anza Kugeuza: Unapoenda kwenye mwonekano wa kasi, mwanzoni roboti imewekwa kupuuza amri za harakati. Ili kubadilisha mpangilio huu, gonga mara mbili kwa vidole viwili.
• Onyesha / Ficha Upau wa Kichupo: Ili kuwezesha kutazama kwa skrini nzima wakati wa kuendesha gari kwa kasi, kichupo cha kichupo kitajificha kiatomati baada ya sekunde chache. Ili kuionyesha tena, telezesha kidole juu. Ili kuificha, telezesha chini.

Ikiwa utasikitishwa na shida na shida zinazohusiana na programu yangu, kumbuka tu kwamba sikuwa na elimu rasmi katika programu ya aina yoyote. Kwa hivyo nakaribisha ushauri na maoni. Jisikie huru uma uma faili zangu za GitHub.

Ikiwa nitafanya marekebisho yoyote kwenye GitHub, itumie kwenye roboti kwa kupakua faili na kuzituma kupitia SCP ya kurudia kwa Pi katika eneo linalofaa. Ikiwa uliunda mradi wa Xcode vuta tu mabadiliko. Vinginevyo, unaweza kupakua mradi na kufuata hatua ya 11 kufungua programu kwenye kifaa chako.

Ikiwa unafanya chochote cha kupendeza na mafunzo haya, tafadhali nijulishe kwenye maoni, ninavutiwa kuona jinsi inaweza kutumika kama kiolezo kwa kila aina ya miradi ya kupendeza.