Sparky - Robot Telepresence Berasaskan Web DIY: 15 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:13

Nama Sparky didasarkan pada singkatan untuk Self Portrait Artifact Roving Chassis I tajuk canggung untuk projek seni yang dimulakan pada awal 90-an. Sejak masa itu Sparky telah berkembang dari mainan RC yang besar dengan beberapa kamera video monitor bayi menjadi robot telepresence autonomi yang diaktifkan sepenuhnya di web. Telah ada banyak versi yang berlainan selama bertahun-tahun, menggunakan berbagai teknologi dan penyelesaian, tetapi selalu dengan tujuan yang sama untuk menyediakan platform untuk telepresensi video langsung dan perjalanan jauh autonomi. Sebilangan besar peralatan yang diperlukan untuk projek ini tersedia di luar rak dan sebahagian besar dari apa yang saya gunakan sudah ada di kedai saya dari projek sebelumnya, semoga anda mempunyai peralatan yang serupa, tetapi bersiaplah untuk memperbaiki, menyelam sampah atau memukul Craigslist kerana hilang parts. Sparky menggunakan Skype sebagai asas untuk sembang video, serta beberapa perisian tersuai (dan kod sumber) yang kami sediakan untuk kawalan servo memandu roda asas. Anda boleh menyesuaikan kod ini untuk menambahkan fungsi pada robot anda - termasuk lebih banyak servo, lengan gripper dan sensor & Anda hanya dibatasi oleh imaginasi dan kepintaran anda. Perlu diingat bahawa setiap robot akan berbeza, jadi panduan ini sama sekali tidak lengkap. Anggaplah ia sebagai titik permulaan, asas di mana anda merancang dan membina ciptaan Sparky yang unik.

Langkah 1: Bahagian - Casis dan Kereta Api

Chassis and Drive Train: Vex adalah kit robotik pendidikan yang popular. Ini mirip dengan set Erector tradisional, dengan tambahan motor servo, roda dan roda gigi yang canggih (VEX juga termasuk bahasa pengaturcaraan sendiri dan papan komputer untuk membuat robot lengkap, tetapi kami tidak menggunakannya untuk Sparky).

Langkah 2: Bahagian - Kuasa

Kuasa: Bateri hobi 12v, 7Ah yang ringkas. Ditambah dengan penyongsang kuasa DC ke AC, ia menyediakan jus yang mencukupi untuk menjalankan robot selama beberapa jam dengan sekali cas.

Langkah 3: Bahagian - Otak

Otak: Mac Mini generasi pertama adalah murah dan menawarkan kekuatan dan fungsi hebat dalam pakej kecil termasuk WiFi, Bluetooth, dan port yang mencukupi untuk menghubungkan semuanya (USB, Ethernet, FireWire, audio).

Langkah 4: Bahagian - Sistem Saraf

Sistem Saraf: Untuk merapatkan jurang antara komputer dan motor servo, Sparky menggunakan papan MAKE Controller.

Langkah 5: Perisian

Perisian: Sparky menggunakan Skype, perisian VoIP dan sembang video percuma yang popular sebagai asas untuk penyediaan telepresence semasa, tetapi kami telah meningkatkan fungsi sembangnya dengan perisian khusus yang menambahkan kontrol servomotor. Fail-fail ini dapat diubahsuai sehingga anda dapat menambahkan fungsi tambahan seperti sensor, lengan gripper dan banyak lagi.

Langkah 6: Komponen Lain

Komponen lain: Monitor LCD, tetikus, papan kekunci Kabel Webcam - USB, Firewire, Ethernet, power, video, audio Catu daya laras untuk meningkatkan kekuatan servo Roda kastor

Langkah 7: Alat

Alat: Allen wrench untuk Vex Screwdriver Snips Ikatan zip pelbagai jenis

Langkah 8: CHASSIS & DRIVE TRAIN -1

Versi sasis Sparky yang lalu didasarkan pada bahan yang berbeza, termasuk keluli yang dikimpal, lego dan banyak lagi. Versi Sparky terkini memanfaatkan Sistem Reka Bentuk Robot VEX, menggunakan gelang keluli, plat dan kacang / bolt seperti Erector Set, serta roda gigi, roda dan gandar yang disertakan. Kit ini menjimatkan banyak masa semasa anda mengetahui dimensi bot anda yang tepat. Beberapa roda kastor generik memberikan ketangkasan dalam putaran yang ketat. Anda boleh membina dengan bahan skala mainan yang serupa, atau anda boleh memilih untuk membuat bingkai yang lebih kukuh dari keluli yang dikimpal seperti Sparky yang asal.

Langkah 9: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 2

Kit VEX merangkumi banyak bahagian hebat, termasuk servo standard dengan jarak gerakan 180 * terhad, tetapi juga dua servo motor putaran penuh yang berputar sepenuhnya seperti motor DC. Ini mudah kerana mereka mempermudah keperluan untuk membuat gerakan roda putaran penuh. (Robot Sparky yang asli mempunyai 2 servo jarak terhad, tetapi ini tidak menggerakkan roda robot secara langsung. Sebaliknya mereka secara fizikal menggerakkan potensiometer yang disambungkan ke kerusi roda asal mengendalikan penyelesaian seperti Rube Goldberg yang kelihatannya rumit dan telah berfungsi dengan baik selama bertahun-tahun. tetapi masih membuat kebanyakan jurutera gugup!).

Langkah 10: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 3

Servo VEX tidak begitu kuat, tetapi dengan menggunakan gear tertutup, mereka masih dapat memberikan tork yang cukup pada roda walaupun dengan pengorbanan kepantasan. Ia berfungsi dengan cukup baik di permukaan yang keras tetapi bergelut di permaidani atau bahkan di atas lebam kecil. Langkah seterusnya adalah dengan menambahkan beberapa servo putaran penuh yang lebih kuat, atau bahkan membuat lompatan ke motor DC walaupun itu memerlukan pengaturcaraan tambahan juga.

Langkah 11: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 4

Cukup banyak masa telah dihabiskan untuk menyusun semula casis VEX agar tetap ringan dan mungkin semua bahagiannya sesuai. Terutama yang mencabar adalah pilihan monitor. Pada mulanya saya menggunakan skrin LCD 7 ringan, tetapi mempunyai resolusi rendah sehingga mustahil untuk dilihat dengan baik. Pada akhirnya, 17 LCD lama melakukan muslihatnya, walaupun dengan jumlah pertambahan yang cukup besar. Isu binaan lain ialah pengagihan berat badan. Bateri, penyongsang dan bekalan kuasa mesti diletakkan sehingga beratnya berpusat di antara roda dan tidak terlalu banyak tekanan pada salah satu roda. Semua masalah ini bergabung untuk membuat teka-teki yang mencabar dari komponen yang kemas dan kabel yang diikat dengan zip.

Langkah 12: KOMPUTER & PERIPHERAL

Salah satu sebab mengapa Sparky sekarang sangat kecil adalah kerana saiz Mac Mini yang inspiratif. Ini adalah kesedaran yang luar biasa bahawa kekuatan pengkomputeran yang diperlukan untuk memacu projek ini menjadi semakin kecil. Usaha sebelumnya termasuk desktop G4 bersaiz penuh, Luxo Lamp iMac, dan juga Mac Cube yang jarang dilihat. Saya bahkan mula memikirkan idea iPhone Sparky, tetapi ia mempunyai masalah sendiri & Menyambungkan perkakasan komputer sangat mudah. Melihat bahagian belakang Mac dari L ke R, terdapat kabel kuasa, Ethernet (ke MAKE Controller), Firewire (iSight), kabel monitor, USB (MAKE Controller), USB lain (papan kekunci & tetikus). Semua kelebihan kabel, batu bata kuasa, dan lain-lain & diikat zip dan dimasukkan ke dalam casis. Terdapat tiga kabel kuasa AC Mac, monitor LCD dan papan MAKE yang semuanya masuk ke pemisah 3 arah yang disambungkan ke penyongsang DC-ke-AC, dibungkus dengan pantas di sebelah bateri 12 v. Sambungan kabel Ethernet dan USB ke MAKE Controller, satu untuk data, yang lain untuk kuasa. Pada ketika ini, ia berfungsi menggunakan komputer WiFi, yang dikuasakan oleh bateri, disambungkan ke papan MAKE dan duduk di atas roda (tetapi belum dapat dipacu). Sekarang adalah masa yang tepat untuk menguji sesuatu. Nyalakannya dan selesaikan masalah dengan audio, video, WiFi, dll & Muat turun dan gunakan Skype untuk membuat panggilan video. Pastikan untuk membersihkan semua gangguan yang berpotensi ini sebelum beralih ke fasa seterusnya.

Langkah 13: MEMBUAT PENGAWAL

Papan pengawal diperlukan untuk membuat sambungan fizikal antara Mac dan motor servo. Papan menerima arahan dari komputer dan mengubahnya menjadi impuls elektrik yang memutarkan motor. Ia juga dapat mengambil isyarat dari sensor (inframerah, sentuhan, cahaya) dan menghantar data tersebut kembali ke komputer. Terdapat banyak pengawal yang berbeza. Salah satu yang paling popular mungkin Arduino, sebuah papan pengawal sumber terbuka yang murah dan disukai oleh banyak orang. Saya menerima papan MAKE beberapa tahun yang lalu ketika hampir tidak keluar dari tahap prototaip. Versi papan yang lebih baru serupa, tetapi mungkin sedikit lebih mudah untuk disediakan. Saya sangat mengesyorkan melawat laman web MakingThings untuk firmware terkini dan kemas kini lain ke papan. Satu perkara yang baik mengenai pengawal MAKE adalah semua kemudahan yang terdapat di dalamnya, seperti sebilangan besar port analog dan digital untuk input dan output. Yang terbaik untuk Sparky ialah 4 slot servo plug-and-play. Palam servo VEX masuk ke slot 0 dan 1, menjimatkan banyak masa dan usaha untuk membuat sambungan dari awal. Papan MAKE juga mempunyai beralih mudah untuk kuasa servo, yang dapat langsung keluar dari papan MAKE pada 5v, atau bekalan kuasa luaran dapat disambungkan untuk meningkatkan jus hingga 9v. Motor Sparky s VEX dibebani dengan berat lebih banyak daripada yang dinilai, jadi kuasa tambahan membantu memutar roda (Motor sepertinya mempunyai litar pemotongan dalaman yang menghalangnya daripada terbakar jika terlalu banyak tenaga digunakan). Sekiranya anda menggunakan Arduino atau papan pengawal lain, cari dalam talian untuk mencari maklumat yang diperlukan untuk menggerakkan servo. Ia semestinya senang dicari.

Langkah 14: PERISIAN

Penggunaan Sparky sebenarnya memerlukan dua komputer - Mac Mini onboard, dan beberapa komputer lain yang disokong oleh web dan sembang video. Fikirkan komputer kedua ini sebagai ruang kawalan Sparky. Saya menggunakan buku kuasa lama dan kamera iSight. Kedua-dua komputer memerlukan Skype. Projek Sparky menggunakannya untuk sembang video, tetapi juga mengeksploitasi fungsi sembang teksnya untuk memerintahkan perintah kawalan motor melalui sambungan Skype - jadi jika Skype menyambung, robot itu dapat dipacu tanpa sambungan tambahan di antara mereka diperlukan. Bagaimana ia berfungsi: Selain itu ke Skype, Sparky memerlukan perisian pemalam tersuai. Plugin bilik kawalan dilengkapi dengan gaya permainan video, kawalan WASD dipetakan ke papan kekunci. Penekanan kekunci dari bilik dikirim sebagai pesan teks dalam Skype ke Sparky s on Mac Mini, di mana salinan pemalam lain menerima pesanan teks dan menerjemahkannya ke dalam perintah gerakan yang dikirimkan ke pengawal MAKE, yang mengirimkan daya ke servo. Berikut adalah perisian khas Berikut adalah arahan perisian

Langkah 15: MENJADI SPARKY

Mengemudi Sparky adalah pengalaman unik, gabungan sim Martian rover dan rangkaian sosial langsung dengan latihan teknikal yang kerap. Ini membuat orang berfikir tentang ketakutan dan tarikan mereka terhadap idea hibrid mesin-manusia. Tetapi sangat mengagumkan betapa cepatnya orang lupa bahawa mereka bercakap dengan cyborg setengah mesin dan dalam beberapa pertukaran, Sparky dapat mewujudkan hubungan sesama manusia antara peserta. Selama bertahun-tahun, versi Sparky telah berfungsi sebagai pemandu pelancong galeri, penyanyi jazz dan bandleader, tuan rumah pesta dan peserta Burning Man maya. Tetapi potensi untuk Sparky jauh lebih besar daripada contoh-contoh ini. Apa yang boleh anda buat Sparky? Di mana anda akan mengambilnya? Bagaimana anda melihat robot telepresence mempengaruhi cara anda berinteraksi dengan dunia?