Sparky - Kendin Yap Web Tabanlı Telepresence Robotu: 15 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Sparky adı, 90'ların başında başlayan bir sanat projesi için garip bir başlık olan Self Portrait Artifact Roving Chassis I'in kısaltmasına dayanmaktadır. O zamandan beri Sparky, birkaç bebek monitörlü video kameralı büyük boyutlu bir RC oyuncağından tamamen web özellikli, otonom bir telepresence robotuna dönüştü. Yıllar boyunca, çok çeşitli teknolojiler ve çözümler kullanan, ancak her zaman aynı hedefi olan, canlı video telepresence ve uzaktan otonom fitil için bir platform sağlama hedefiyle birçok farklı versiyon olmuştur. Bu proje için gereken donanımın çoğu hazır ve kullandıklarımın çoğu daha önceki projelerden dükkanımdaydı, umarım benzer donanımlara sahip olursunuz, ancak doğaçlama yapmaya, çöpe atmaya veya Craigslist'i kaçırdığınız için vurmaya hazır olun. Parts. Sparky, görüntülü sohbetin temeli olarak Skype'ı ve ayrıca temel direksiyon servo kontrolleri için sağladığımız bazı özel yazılımları (ve kaynak kodunu) kullanır. Bu kodu robotunuza işlevsellik eklemek için özelleştirebilirsiniz - daha fazla servo, kavrayıcı kol ve sensör dahil. Yalnızca hayal gücünüz ve yaratıcılığınız ile sınırlısınız. Her robotun farklı olacağını unutmayın, bu nedenle bu kılavuz hiçbir şekilde eksiksiz talimatlar değildir. Bunu bir başlangıç noktası, üzerine kendi benzersiz Sparky eserinizi tasarladığınız ve inşa ettiğiniz bir temel olarak düşünün.

1. Adım: Parçalar - Şasi ve Aktarma Organı

Şasi ve Aktarma Organı: Vex, popüler eğitici robotik kittir. Gelişmiş servo motorlar, tekerlekler ve dişlilerin eklenmesiyle geleneksel bir Erector setine çok benzer (VEX ayrıca eksiksiz robotlar yapmak için kendi programlama dilini ve bilgisayar kartını içerir, ancak bunları Sparky için kullanmıyoruz).

2. Adım: Parçalar - Güç

Güç: Kompakt bir 12v, 7Ah hobi pili. Sıradan bir DC'den AC'ye güç çevirici ile birleştiğinde, robotu tek bir şarjla birkaç saat çalıştırmaya yetecek kadar enerji sağlar.

Adım 3: Parçalar - Beyin

Beyin: Birinci nesil Mac Mini ucuzdur ve WiFi, Bluetooth ve her şeyi bağlamak için yeterli bağlantı noktası (USB, Ethernet, FireWire, ses) içeren küçük bir pakette harika güç ve işlevsellik sunar.

Adım 4: Parçalar - Sinir Sistemi

Sinir Sistemi: Bilgisayar ve servo motorlar arasındaki boşluğu kapatmak için Sparky, bir MAKE Denetleyici kartı kullanır.

Adım 5: Yazılım

Yazılım: Sparky, mevcut telepresence kurulumunun temeli olarak popüler ücretsiz VoIP ve görüntülü sohbet yazılımı olan Skype'ı kullanır, ancak servomotor kontrolü ekleyen özel yazılımla sohbet işlevselliğini artırdık. Bu dosyalar değiştirilebilir, böylece sensörler, kavrayıcı kollar ve daha fazlası gibi ek işlevler ekleyebilirsiniz.

Adım 6: Diğer Bileşenler

Diğer Bileşenler: LCD monitör, fare, klavye Web kamerası Kabloları - USB, Firewire, Ethernet, güç, video, ses Servo gücünü artırmak için ayarlanabilir güç kaynağı Tekerlek tekerlekleri

7. Adım: Araçlar

Araçlar: Vex Tornavida Snips için alyan anahtarı Çeşitli fermuarlar

Adım 8: ŞASİ & SÜRÜCÜ TREN -1

Sparky'nin şasisinin eski sürümleri, kaynaklı çelik, legolar ve daha fazlası dahil olmak üzere farklı malzemelere dayanıyordu. Sparky'nin mevcut sürümü, Erector Set benzeri çelik kirişler, plakalar ve somunlar/cıvataların yanı sıra birlikte verilen dişliler, tekerlekler ve aksları kullanarak VEX Robotik Tasarım Sisteminden yararlanır. Bu kitler, botunuzun tam boyutlarını belirlerken çok zaman kazandırır. Birkaç genel tekerlek, dar dönüşlerde çeviklik sağlar. Benzer oyuncak ölçekli malzemelerle inşa edebilir veya orijinal Sparky gibi kaynaklı çelikten daha sağlam bir çerçeve üretmeyi seçebilirsiniz.

Adım 9: ŞASİ VE SÜRÜCÜ TREN - 2

VEX kiti, sınırlı 180* hareket aralığına sahip standart servolar ve aynı zamanda DC motorlar gibi tamamen dönen iki tam dönüşlü motor servoları da dahil olmak üzere birçok harika parça içerir. Bunlar uygundur çünkü tam dönüşlü tekerlek hareketi oluşturmak için gereksinimleri basitleştirirler. (Orijinal Sparky robotunun 2 sınırlı menzilli servosu vardı, ancak bunlar robot tekerleklerini doğrudan sürmüyordu. Bunun yerine, orijinal tekerlekli sandalye kontrollerine bağlı potansiyometreleri fiziksel olarak hareket ettirdiler, görünüşte karmaşık bir Rube Goldberg benzeri çözüm, şaşırtıcı bir şekilde yıllarca işe yaradı. ama yine de çoğu mühendisi tedirgin ediyor!).

Adım 10: ŞASİ & SÜRÜCÜ TREN - 3

VEX servoları çok güçlü değildir, ancak kapalı dişlileri kullanarak, hızdan fedakarlık etse de tekerleklere hala yeterli tork sağlayabilirler. Sert yüzeylerde yeterince iyi çalışır ancak halıda ve hatta küçük tümseklerde zorlanır. Bir sonraki adım, daha güçlü tam dönüşlü servolar eklemek veya hatta ek programlama gerektirse de DC motorlara geçiş yapmak olabilir.

Adım 11: ŞASİ VE SÜRÜCÜ TREN - 4

VEX şasisini mümkün olduğunca hafif tutmak ve tüm parçaların yerine oturmasını sağlamak için yeniden çalışmak için oldukça fazla zaman harcandı. Özellikle zorlayıcı olan monitör seçimiydi. Başlangıçta hafif bir 7 LCD ekran kullandım, ancak çözünürlüğü o kadar düşüktü ki iyi görmek imkansızdı. Nihayetinde, eski bir 17 LCD hile yaptı, ancak ilave ağırlıkta önemli bir ücret aldı. Başka bir yapı sorunu ağırlık dağılımıdır. Akü, invertör ve güç kaynakları, ağırlıkları tekerlekler arasında ortalanacak ve ikisine de fazla yük bindirmeyecek şekilde yerleştirilmelidir. Tüm bu sorunlar, sıkı bir şekilde paketlenmiş bileşenler ve fermuarlı kablolardan oluşan zorlu bir yapboz oluşturmak için bir araya gelir.

Adım 12: BİLGİSAYAR VE ÇEVRE BİRİMLERİ

Mevcut Sparky'nin bu kadar küçük olmasının bir nedeni, Mac Mini'nin ilham verici boyutudur. Bu projeyi yürütmek için gereken bilgi işlem gücünün giderek küçüldüğü dikkat çekici bir gerçekti. Önceki çabalar arasında tam boyutlu bir G4 masaüstü, bir Luxo Lamp iMac ve hatta nadiren görülen Mac Cube vardı. Bir iPhone Sparky fikri üzerinde kafa yormaya bile başladım, ama bunun kendine has sorunları var ve bilgisayar donanımını bağlamak çok kolay. Mac'in arkasına Soldan Sağa bakıldığında, bir güç kablosu, Ethernet (DENETLEYİCİ YAPMAK), Firewire (iSight), monitör kablosu, USB (Denetleyici YAP), başka bir USB (klavye ve fare) var. Tüm fazla kablolar, güç tuğlaları, vb&&; fermuarla bağlanmış ve kasaya sıkıştırılmıştır. Üç AC güç kablosu vardır; Mac, LCD monitör ve MAKE kartı, tümü DC'den AC'ye çeviriciye takılı 3 yollu bir ayırıcıya girer ve 12 v. pilin yanında sıkıca paketlenmiştir. Ethernet ve USB kablosu, biri veri, diğeri güç için olmak üzere MAKE Denetleyicisine takılır. Bu noktada, MAKE panosuna bağlı ve tekerlekler üzerinde oturan (ancak henüz sürülemeyen) pille çalışan, WiFi özellikli çalışan bir bilgisayardır.). Şimdi bir şeyleri test etmek için iyi bir zaman. Çalıştırın ve ses, video, WiFi vb. ile ilgili sorunları giderin& Görüntülü arama yapmak için Skype'ı indirin ve kullanın. Bir sonraki aşamaya geçmeden önce tüm bu olası sıkıntıları giderdiğinizden emin olun.

Adım 13: DENETLEYİCİ YAPIN

Mac ve servo motorlar arasında fiziksel bir bağlantı kurmak için bir kontrol kartı gereklidir. Kart, bilgisayardan komutlar alır ve bunları motorları döndüren elektriksel darbelere dönüştürür. Ayrıca sensörlerden (kızılötesi, dokunma, ışık) gelen sinyalleri alabilir ve bu verileri bilgisayara geri gönderebilir. Birçok farklı kontrolör mevcuttur. En popüler olanlardan biri muhtemelen birçok insanın tercih ettiği ucuz, açık kaynaklı bir kontrol kartı olan Arduino'dur. Birkaç yıl önce, prototip aşamasından daha yeni çıkmışken bir MAKE panosu aldım. Tahtanın daha yeni sürümleri benzerdir, ancak muhtemelen kurulumu biraz daha basittir. Karttaki en son aygıt yazılımı ve diğer güncellemeler için MakingThings sitesini ziyaret etmenizi şiddetle tavsiye ederim. MAKE denetleyicisinin güzel bir yanı, giriş ve çıkış için çok sayıda analog ve dijital bağlantı noktası gibi doğrudan içine yerleştirilmiş tüm kolaylıklardır. Sparky için en iyisi 4 tak ve çalıştır servo yuvasıdır. VEX servoları, 0 ve 1 numaralı yuvalara takılır ve bağlantıları sıfırdan oluşturmak için çok fazla zaman ve çaba tasarrufu sağlar. MAKE panosu ayrıca 5v'de doğrudan MAKE panosundan çıkabilen servo gücü için uygun bir geçişe sahiptir veya suyu 9v'a kadar artırmak için harici bir güç kaynağı bağlanabilir. Sparky'nin VEX motorları, derecelendirildiklerinden daha fazla ağırlığa sahiptir, bu nedenle eklenen güç, tekerleklerin dönmesine yardımcı olur (Motorlarda, çok fazla güç uygulandığında yanmalarını önleyen dahili bir kesme devresi var gibi görünüyor). Arduino veya başka bir kontrol kartı kullanıyorsanız, servoları sürmek için gereken bilgileri bulmak için çevrimiçi bakın. Bulmak oldukça kolay olmalı.

Adım 14: YAZILIM

Sparky aslında iki bilgisayar gerektirir - yerleşik Mac Mini ve web özellikli ve görüntülü sohbete hazır başka bir bilgisayar. Bu ikinci bilgisayarı Sparky'nin kontrol kabini olarak düşünün. Eski bir powerbook ve iSight kamera kullanıyorum. Her iki bilgisayar da Skype gerektiriyor. Sparky projesi bunu görüntülü sohbet için kullanır, ancak aynı zamanda Skype bağlantısı aracılığıyla motor kontrol komutlarını desteklemek için metin sohbeti işlevini kullanır - böylece Skype bağlanıyorsa, robot aralarında ek bir bağlantı gerekmeden sürülebilir. Nasıl çalışır: Ek olarak Skype için Sparky, özel eklenti yazılımı gerektirir. Kontrol kabini eklentisi, klavyeye eşlenmiş video oyunu tarzı WASD kontrolleriyle birlikte gelir. Kabindeki tuş vuruşları, Skype'tan Sparky'nin yerleşik Mac Mini'sine metin mesajları olarak gönderilir; burada eklentinin başka bir kopyası metin mesajlarını alır ve bunları servolara güç gönderen MAKE denetleyicisine gönderilen hareket komutlarına dönüştürür. İşte özel yazılımİşte yazılım talimatları

Adım 15: PARLAK OLMAK

Driving Sparky benzersiz bir deneyimdir, Marslı gezici sim ve sık teknik yangın tatbikatlarıyla dolu canlı sosyal ağların bir karışımıdır. İnsanların hem korkuları hem de insan-makine melezi fikrine olan ilgileri hakkında düşünmelerini sağlıyor. Ancak insanların yarı makine bir siborgla konuştuklarını bu kadar çabuk unutması şaşırtıcı ve birkaç değişim içinde Sparky, katılımcılar arasında gerçek, insani bir bağlantı kurabiliyor. galeri tur rehberi, caz şarkıcısı ve grup lideri, parti sunucusu ve sanal Burning Man katılımcısı. Ancak Sparky'nin potansiyeli bu örneklerden çok daha büyük. Sparky'ye ne yaptırabilirsin? Onu nereye götürürsün? Dünyayla etkileşim şeklinizi etkileyen telepresence robotlarını nasıl görüyorsunuz?