Robot Rumah Bertenaga EWON Raspberry Pi: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Oleh sharathnaikSharathnaik.com Ikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Kejuruteraan dan Reka Bentuk Lebih Lanjut Mengenai sharathnaik »

Saya baru-baru ini menyaksikan banyak siri Netflix kerana keadaan semasa, saya harap anda semua selamat, dan saya melihat bahawa musim 5 Black Mirror dilancarkan. Siri antologi yang berkisar pada kehidupan peribadi sekumpulan orang dan bagaimana teknologi memanipulasi tingkah laku mereka.

Dan salah satu episod yang menarik perhatian saya adalah Rachel, Jack, dan Ashley Too. Salah satu watak utama siri ini adalah robot rumah tangga yang bernama Ashley O dan robot itu mempunyai banyak watak di sekitarnya dan saya fikir saya harus membina satu, ini adalah projek yang baik untuk memulakan pengaturcaraan jika tidak maka sekurang-kurangnya Saya boleh memprogramnya untuk mentertawakan jenaka saya.!

Apa / Siapa Ewon? Apa yang boleh dilakukannya?

Oleh itu sebelum saya mula mengerjakan projek ini, saya menetapkan beberapa peraturan asas yang harus dipatuhi. Projek ini semestinya

• Mudah untuk dicuba oleh semua orang
• Bukan hanya untuk menjadi comel tetapi juga berguna sehingga tidak berakhir di rak
• Modular, supaya anda dapat terus menambahkan ciri baru.

Setelah menetapkan peraturan ini, saya memutuskan untuk menggunakan SDK Google Assistant. SDK ini menyediakan banyak ciri yang saya cari dan jika anda bosan dengan Ewon, teksi anda selalu menggunakannya sebagai peranti Google Home dan melakukan apa yang dilakukan oleh rumah Google.

Apa yang akan dilakukan Ewon ialah menambahkan watak pada pembantu Google. Itu menunjukkan emosi dan bertindak balas terhadap apa yang pengguna katakan. Sekarang bukan hanya suara yang anda dengar tetapi anda juga dapat melihat bagaimana reaksi.

CATATAN: Instruksional ini sedang dibangunkan. Saya akan segera memuat naik semua fail yang berkaitan. Terima kasih

Langkah 1: Bahagian yang Diperlukan untuk Ewon

ELEKTRONIK

• Pai raspberi
• Servo SG90 (x4)
• Servo MG995 - standard (x2)
• Pemacu Servo 16-Saluran PCA9685
• Kad bunyi USB
• Mikrofon
• Pembesar suara (Mana-mana pembesar suara kecil akan melakukan perkara seperti ini)
• Penyambung header pin lelaki dan wanita
• Papan roti
• Paparan Nextion

PEMAKAI DAN PEKERJAAN

• M3 * 10mm (x10)
• M3 * 8mm (x10)
• Kacang M3 (x20)

• Galas

  • OD: 15mm ID: 6mm Lebar: 5mm (x2)

  • OD: 22mm ID: 8mm Lebar: 7mm (x2)

BAHAN LAIN

• Kebuntuan

  • 40mm (x4)
  • 30mm (x4)

ALAT

Pencetak 3D

Langkah 2: Memahami Ewon dan Pengaturcaraan

Sebelum saya memulakan dengan aspek pengaturcaraan, izinkan saya menerangkan secara ringkas gambarajah blok litar Ewon.

RPI (Raspberry pi) adalah otak sistem. Pemacu servo yang dikendalikan oleh RPI memacu servo. Paparan dikendalikan oleh RPI dengan komunikasi bersiri untuk menunjukkan emosi dan terakhir, mikrofon dan pembesar suara digunakan untuk berkomunikasi dengan Ewon. Sekarang kita tahu apa perkakasan melakukan apa yang mari kita mulakan pengaturcaraan Ewon.

Memasang SDK pembantu google

Izinkan saya menerangkan dua sebab mengapa saya merancang untuk menggunakan Pembantu Google:

• Saya mahu Ewon bukan hanya menjadi robot yang menyeronokkan tetapi juga robot yang berguna. SDK Pembantu Google sudah mempunyai banyak sumber yang boleh anda gunakan untuk meningkatkan fungsi Ewon.
• Anda juga dapat menggunakan tindakan di google dan aliran dialog untuk memberi Ewon kemampuan untuk berbual dengan respons yang telah ditentukan. Buat masa ini, kami akan menumpukan perhatian hanya pada SDK asas.

Mari mulakan dengan memasang SDK pembantu google. Ini tidak semestinya sukar kerana terdapat banyak sumber untuk membantu anda menyediakan SDK Google Assistant di RPI. Anda boleh mengikuti tutorial ini bersama:

Tutorial:

Selepas akhir proses di atas, anda seharusnya dapat mengklik enter pada papan kekunci dan bercakap dengan pembantu. Itu sahaja mengenai pemasangan SDK Pembantu Google.

Apa yang perlu saya namakan? Ewon?

Hai Google! Itulah yang digunakan untuk mula bercakap dengan pembantu google dan malangnya google tidak membenarkan kata bangun khas lain digunakan. Oleh itu, mari kita lihat bagaimana kita dapat mengubahnya supaya pembantu google dicetuskan ketika seseorang memanggil Ewon.

Snowboy: enjin pengesanan kata panas yang sangat disesuaikan yang disertakan dalam masa nyata yang serasi dengan Raspberry Pi, (Ubuntu) Linux, dan Mac OS X.

Kata panas (juga dikenali sebagai kata bangun atau kata pemicu) adalah kata kunci atau frasa yang selalu didengar oleh komputer sebagai isyarat untuk mencetuskan tindakan lain.

Mari mulakan dengan memasang Snowboy di RPI. Ingatlah untuk mengaktifkan persekitaran maya untuk memasang Snowboy seperti yang anda lakukan untuk memasang Assistant SDK. Semua yang kita pasang dari sini mesti dipasang di persekitaran maya. Memasang Snowboy agak sukar tetapi pautan ini akan membantu anda memasangnya tanpa masalah. Pautan:

Berikut adalah proses pemasangan ringkasan sekiranya pautan di atas menjadi membingungkan atau pemasangan gagal.

$ [sudo] apt-get install libatlas-base-dev swig $ [sudo] pip install pyaudio $ git clone https://github.com/Kitt-AI/snowboy $ cd snowboy / swig / Python3 $ buat $ cd.. /.. $ python3 setup.py build $ [sudo] python setup.py pasang

Setelah Dipasang, jalankan fail demo [terdapat dalam folder - snowboy / samples / Python3 /] untuk melihat apakah semuanya berfungsi dengan sempurna.

Nota: anda juga boleh menukar nama robot anda dengan nama lain. Yang mesti anda lakukan ialah pergi ke https://snowboy.kitt.ai/ dan latih kata cepat tersuai dan kemudian letakkan kata panas itu dalam folder yang sama dengan ewon.pmdl.

Bolehkah Ewon memahami emosi?

Sekarang Ewon mempunyai nama saya akan menggunakan Ewon dan bukannya memanggilnya robot. Baiklah, jadi emosi, jawapan pendek tidak, Ewon tidak dapat memahami emosi jadi apa yang akan kita lakukan di sini adalah membuat Ewon mengesan emosi dalam ucapan kita menggunakan kata kunci dan kemudian memainkan ekspresi wajah yang sesuai dengannya.

Untuk mencapai ini, apa yang telah saya lakukan adalah skrip analisis sentimen sederhana. Terdapat 6 kelas emosi yang berbeza.

Senang, Sedih, Marah, Takut, Jijik, dan Terkejut. Ini adalah kelas emosi utama dan masing-masing mempunyai senarai kata kunci yang berkaitan dengan emosi tersebut. (contohnya baik, baik, bersemangat, semua berada di bawah emosi gembira).

Oleh itu, setiap kali kita mengatakan mana-mana kata kunci dalam kelas emosi, emosi yang sesuai akan dicetuskan. Oleh itu, apabila anda berkata "Hei Ewon!" dan tunggu Ewon bersuara dan saya terus berkata "Hari ini adalah hari yang baik!", ia mengambil kata kunci "Bagus" dan mencetuskan emosi 'Happy' yang sesuai yang mencetuskan ekspresi wajah untuk Happy.

Adakah telinga pada Ewon?

Langkah seterusnya adalah menggunakan emosi yang dipicu untuk menjalankan ekspresi wajah masing-masing. Dengan Ewon, ekspresi wajah hanya terlihat tetapi menggerakkan telinga dan lehernya menggunakan servo dan mengubah paparan untuk mengubah pergerakan mata.

Pertama, untuk menjalankannya, cukup mudah anda boleh mengikuti tutorial ini untuk menubuhkan perpustakaan servo Adafruit. Pautan:

Kemudian kami memberikan nilai maksimum dan minimum untuk semua servo. Ini dilakukan dengan memindahkan setiap servo secara manual dan memeriksa hadnya. Anda boleh melakukan ini setelah anda mengumpulkan Ewon.

Mata untuk Ewon

Untuk mata, saya menggunakan paparan Nextion yang mempunyai banyak gambar seperti di bawah.

Ini adalah urutan gambar yang saya reka di photoshop yang ketika dimainkan secara berurutan membuat animasi. Urutan serupa dibuat untuk semua emosi. Sekarang untuk memaparkan emosi apa pun yang harus anda lakukan ialah memanggil urutan gambar tertentu yang membentuk animasi. Fail berada di dalam folder 'Paparkan fail', pautan muat turun di bawah.

Akhirnya

Menggabungkan semuanya ketika emosi gembira dipicu oleh skrip, fungsi gembira dipanggil dan servo bergerak ke sudut yang sudah ditetapkan dan paparan memainkan animasi mata gembira. Jadi ini adalah bagaimana kita mencapai "pemahaman" emosi manusia. Kaedah ini bukanlah yang terbaik dan ada kalanya kata kunci tidak berada dalam emosi yang sama seperti yang telah ditentukan, tetapi buat masa ini, ini berfungsi dengan cukup baik dan anda sentiasa dapat menambahkan lebih banyak kata kunci untuk meningkatkan ketepatan pengesanan. Selanjutnya, ini dapat diganti dengan model analisis emosi yang jauh lebih terlatih seperti model analisis Paralleldots Emotion untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Tetapi ketika saya mencubanya ada banyak kelewatan yang akan membuat Ewon bertindak balas lebih perlahan. Mungkin Ewon versi 2.0 akan mempunyai sesuatu seperti ini.

Ini adalah LINK ke semua fail yang diperlukan untuk menjalankan EWON. Muat turun fail dan ikuti langkah berikut:

• Buka zip fail tempatkan folder ini (Ewon) di rumah / pi /
• Tambahkan Id Peranti dan ID Model dalam fail main.py. ID diperoleh semasa memasang SDK pembantu google.
• Buka command prompt dan jalankan sumber arahan berikut:

sumber env / bin / activatepython main.py models / Ewon.pmdl

Langkah 3: Mencetak Badan

Anda boleh mendapatkan fail 3d di sini:

Sekarang kita semua sudah siap dengan otak Ewon waktunya untuk mencetak badannya. Terdapat 18 bahagian unik untuk dicetak, kebanyakannya cukup kecil, dengan jumlah masa mencetak sekitar 15-20 jam. (tidak termasuk kes).

Saya menggunakan PLA putih dengan 50% isi dan ketinggian lapisan 2mm. Anda boleh mengubah nilai-nilai ini jika diperlukan ia harus berfungsi dengan baik tetapi pastikan bahagian-bahagian kecil mempunyai 100% pengisian, untuk kekuatan.

Selepas fail dicetak, anda boleh menggunakan kertas pasir atau fail tangan dan membersihkan bahagian yang dicetak terutamanya pautan di mana bahagian-bahagian itu saling meluncur. Melicinkan sendi akan menjadikan mekanisme lancar dan kurang memberi ketahanan terhadap servo. Proses ini boleh berlangsung selama yang anda mahukan kerana seseorang boleh hilang berusaha menjadikan bahagian yang dicetak kelihatan sempurna.

Catatan tambahan: Anda boleh menggerudi semula lubang pada bahagian bercetak 3d menggunakan bit 3mm. Semua lubang mempunyai ukuran yang sama. Ini akan menjadikannya lebih mudah semasa memasang mur di kemudian hari.

Langkah 4: Menggabungkan Ewon

Sebelum kita memulakan dengan pemasangan, terdapat sedikit pengubahsuaian pada bahagian yang dicetak. Fail yang dinamakan pautan servo harus dilengkapi dengan pautan servo yang disertakan dengan servo, ini menjadikan pautan dicetak 3d dapat disambungkan dengan baik dengan servo.

Perhimpunan Ewon harus lurus ke hadapan. Saya telah melampirkan gambar untuk anda ikuti.

Catatan tambahan: Pastikan anda tidak mengetatkan bolt atau skru mana-mana kerana ini boleh pecah dan memakai bahagian yang dicetak.

Langkah 5: Pendawaian Ewon

Kami berada di langkah terakhir untuk menjadikan Ewon hidup kembali. Berikut adalah rajah pendawaian untuk komponen serta gambar yang menunjukkan sambungannya.

• Pemacu servo disambungkan ke pin I2C iaitu SDA dan SCL dari RPI.
• Paparan disambungkan ke pin RX dan TX RPI
• Mikrofon dan pembesar suara disambungkan ke kad Bunyi USB yang disambungkan ke RPI melalui port USB.

Amaran: Berhati-hati memendekkan RPI anda. Periksa semua sambungan anda dua kali dan pastikan anda tidak melakukan kesalahan. Semua aksesori yang terdiri daripada pembesar suara, pemacu servo, dan paparan dikuasakan oleh bateri 5v yang berasingan dan tidak menggunakan garisan Raspberry Pi 5v. Raspberry pi hanya digunakan untuk menghantar data ke aksesori tetapi tidak untuk mengaktifkannya.

Langkah 6: Hei Ewon! Bolehkah Anda Mendengar Saya?

Oleh itu, kami telah melampirkan semua aksesori kami dan memasang semua perpustakaan yang diperlukan. Anda boleh memulakan Ewon dengan menjalankan skrip shell menggunakan./run Ewon.sh Tetapi apakah skrip.sh ini? Ewon menggunakan banyak perpustakaan yang berbeza dengan skrip yang berbeza (pembantu Google SDK, Snowboy, Adafruit, dll). Semua skrip diletakkan di folder masing-masing. (Kami dapat memindahkan semua fail dalam jalur yang sama dan mengatur semua skrip tetapi pada masa ini, beberapa perpustakaan tidak membenarkan memindahkan fail sumber, jadi, buat masa ini, kami hanya akan menyimpannya di lokasi masing-masing).sh adalah skrip shell yang menjalankan semua skrip ini satu per satu dari setiap lokasi sehingga anda tidak perlu pergi ke setiap lokasi secara manual dan menjalankan skrip. Ini menjadikannya lebih mudah untuk menangani semua perintah.

Sebaik sahaja anda menjalankan skrip shell, katakan "Hey Ewon!" dan anda mesti melihat Ewon mula mendengar anda. Sekarang anda boleh menggunakan Ewon sebagai pembantu google dan bercakap dengannya dan anda dapat melihat Ewon mengubah ungkapan dari apa yang anda katakan. Cubalah sesuatu seperti "Hei Ewon! Saya sedih hari ini "dan anda dapat melihat Ewon sedih dengan anda. Tanya Ewon untuk jenaka dan melihatnya mentertawakan jenaka itu.

Langkah 7: Apa Seterusnya?

Ewon tidak berhenti di sini. Ewon kini mempunyai cara untuk mengesan dan menunjukkan emosi tetapi kita dapat memilikinya dengan lebih banyak lagi. Ini hanya permulaan.

Dalam kemas kini yang akan datang, kami akan mengusahakan cara membuat

• Ewon mengesan wajah dan mengesan wajah anda dan bergerak bersama dengan wajah anda.
• Kami akan menambahkan kesan bunyi untuk memberi kedalaman tambahan kepada watak.
• Tambahkan mobiliti supaya Ewon dapat bergerak bersama anda.

Catatan: Oleh kerana keadaan semasa, menjadi sukar untuk mencari bahagian untuk projek tersebut. Ini menjadikan saya mengubah reka bentuk dan fungsi memandangkan pemikiran yang saya ada dalam inventori saya. Tetapi sebaik sahaja saya mendapat perhatian pada semua bahagian, saya akan mengemas kini projek di atas.

Kemas kini:

• Membuat beberapa perubahan dalam kod, skrip shell dikeluarkan.
• Menambah badan segi empat tepat untuk EWON.