SOLARBOI - әлемді зерттеуге арналған 4G Solar Rover !: 3 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Мен жас кезімнен ізденісті ұнататынмын. Осы жылдар ішінде мен WiFi арқылы басқарылатын қашықтан басқару машиналарының көптеген конструкцияларын көрдім және олар өте қызықты көрінді. Бірақ мен одан да көп нәрсені - шынайы әлемге, үйімнің, көшенің немесе тіпті қала маңының шегінен тысқары жерлерге баруды армандадым. Мұны істеу үшін мен камера, 4G деректер байланысы және бірнеше күн, апта немесе тіпті ай бойы миссияларды іске қосуға қабілетті күн энергиясынан тұратын роботты ұрдым. Мен қазір Twitch.tv -де тікелей миссияларды жіберемін, ал SOLARBOI Австралияның ауылдық жерлеріне бұрын -соңды болмаған роботтармен бірге баруға тырысады! SOLARBOI -дің мақсаты - австралиялық қалашықта қалу және одан шығуға, ауылдық жерлерге және басқа бағыттарға бару. Ол өзінің миссиясы бойынша сыртқы көмек ала алмайды, әйтпесе ол сәтсіз болды деп есептеледі. Ол күн мен апта ішінде күндізгі зарядқа және байланысқа қайта оралу үшін 4G желісіне сүйене отырып, километрден километрге қарай жүруі керек. Жобаның негіздері оңай болып көрінгенімен, оны алу өте қиын! Бұл нұсқаулық SOLARBOI жұмысының негіздерін түсіндіруге және бірнеше апта бойы ашық ауада өмір сүре алатын робот платформасын қалай жасау керектігін түсіндіруге арналған. Бұл өз қолыңызбен жасау туралы нақты қадамдық нұсқаулық емес; оның орнына, бұл сіздің жеке конструкцияларыңыз бен конструкцияларыңызды зерттеу үшін қолдануға болатын секіру нүктесі.

1 -қадам: 1 -қадам: аппараттық құрал

Ең алдымен, сізге робот үшін шасси қажет. 3D басып шығарылған ровер дизайнымен көптеген эксперименттер жүріп жатқанда, мен бала кезімнен сүйікті ойыншықты қолдануды таңдадым. Radio Shack RAMINATOR керемет көрінді, үлкен дөңгелектері, төрт доңғалақты жетегі және қораптан жұмыс суспензиясы. Ол айналу моментінің жылдамдығына оңтайландырылған болса да, мен бұл ровер жобасының негізі ретінде жақсы болатынын шештім. Ойыншықтарға арналған RC аппаратурасын алып тастағаннан кейін мен қозғалтқышты Hobbyking щеткасымен ауыстырдым, ал мен рульдің бастапқы қондырғысын алып тастадым және оны сервоға ауыстырдым. Литий -полимерлі аккумуляторлар SOLARBOI -ге бірнеше сағат бойы көлік жүргізу құқығын беру үшін орнатылды.

Механикалар жұмыс істемей тұрғанда, келесі маңызды мәселе - басқару мен басқару. Ол үшін мен Raspberry Pi Zero -ға қоныстандым. Кішкене энергияны жұтуға арналған, ол USB перифериялық құрылғыларымен үйлесімді және интернетке қосылған жоба үшін өте қолайлы. Бонус ретінде ол Raspberry Pi камерасымен жақсы жұмыс істейді, бұл далада жүргенде роботтың айналасын көруге мүмкіндік береді. Мен SOLARBOI үшін балық көзіне арналған камера линзасын таңдадым, бұл бізге әлемді шарлауға көмектесетін кең көрініс береді. Үйге қайта қосылу үшін біз 4G кілтіге сүйенеміз, ол бізге роботқа пәрмендерді жіберуге және бейнені қайтаруға қажет жоғары өткізу қабілеттілігін береді.

Күн энергиясы SOLARBOI миссиясының кілті болып табылады, сондықтан оның атауы. 20 Вт күн панелі күнді мүмкіндігінше жақсы пайдалану үшін орнатылған, тіпті бұлтты күндерге қарағанда бұлтты. Ол күндізгі уақытта батареяларды зарядтау үшін пайдаланылады, сондықтан SOLARBOI түнде көлік жүргізе алады, көзге көрінбейтін және зиянды интерполерлерден аулақ болады. басқа уақытта біз батареяларды тез бітіреміз. Осылайша, Pi көп жағдайда өшірілуі керек, бірақ SOLARBOI позициясын хабарлау үшін мезгіл -мезгіл қосылып тұрады және бізге қалаған кезде кіруге және роботты басқаруға мүмкіндік береді. Бұған қол жеткізу үшін Arduino Pro Micro арнайы бағдарламаны іске қосады, ол әр сағаттың алғашқы 5 минутында SOLARBOI қосады. Егер біз роботқа Mission Control -тен кіретін болсақ, ол миссияны орындауға мүмкіндік беретін күйінде қалады. Егер ол қосылымды анықтамаса, ол Raspberry Pi -ді энергияны үнемдеуге және күн энергиясын барынша тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. GPS сонымен қатар Mission Control -тың SOLARBOI позициясын үнемі білетініне көз жеткізу үшін қолданылады. Қараңғы түнде ауылдық жерде көлікпен жүру, тек көрнекі белгілер арқылы жүру өте қиын болуы мүмкін. Осылайша, GPS роботтың орналасқан жерін анықтауға және біздің мақсатымызға Австралияның терең аймақтарына жетуге мүмкіндік береді.

2 -қадам: 2 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Әлбетте, ровердің болуы жақсы және жақсы, бірақ оның жұмыс істеуі үшін бағдарламалық қамтамасыз ету қажет. SOLARBOI бағдарламалық қамтамасыз етуі үнемі жетілдірілуде, бұл уақыт өте келе өнімділікті жақсартуға және пайдаланудың қарапайымдылығын арттыруға мүмкіндік береді.

Роверде Raspberry Pi Zero әдепкі ОЖ Raspbian қолданылады. Mission Control Windows жүйесінде жұмыс істейді. Бұл әр түрлі Linux утилиталарында Mission Control -те арнайы орнатылатын кейбір мәселелерді тудырады. Ақыр соңында, бұл орнату бізге SOLARBOI көмегімен көптеген табысты километрлерді жүріп өтуге мүмкіндік берді және бұл жұмысты жақсы атқарады. Бейне роботтан Gstreamer арқылы Mission Control -ке оралады. Қолдану қиын және жаңадан бастаушы үшін жақсы құжатталмаған. Дегенмен, бұл бізге роботтан өте кідіріссіз аудио және бейне ағыны алуға мүмкіндік береді, бұл бізге өте көп қиындықсыз көлік жүргізуге жеткілікті. Оқуды тастап кету орын алады, ал біршама кідіріс болады, бірақ сіз ауылдық жерлерді зерттеу үшін әлемдегі бірінші роботтарды құрып жатқанда, сізде бар нәрсені жақсартасыз! Тікелей кодтау арқылы Pi Zero -ға шамадан тыс жүктеме түспеу үшін Raspberry Pi камерасынан H264 түпнұсқалық ағыны жасалады. Роботты басқару Python коды арқылы, сервер/клиент архитектурасы арқылы жүзеге асады. PiGPIO және Servoblaster сияқты кітапханаларды қолдана отырып, біз роботтың жетек жүйесін және басқа функцияларды нақты уақытта басқара аламыз. Жақсы дамыған Raspberry Pi экожүйесінің арқасында орнату-бұл өте қиын.

Біз телеметрияны экранда көрсету үшін Python -да әр түрлі кітапханаларды қолданамыз. Маңыздысы - бұл біздің миссиямызды бақылаудағы SOLARBOI -дің өнімділігін бақылауға мүмкіндік беретін біздің графикалық графигімізді салатын MatPlotLib.

3 -қадам: 3 -қадам: далада ғана үйренетін нәрселер

Ешқандай жоспар, олар айтқандай, жаумен алғашқы қарым -қатынастан аман қалмайды. Дәл осындай түрде, SOLARBOI Жаңа Оңтүстік Уэльстің ауылында орналасқан ескірген телефон қорабына өтуге талпынуда көптеген сынақтардан өтті. Бұл сабақты көбінесе тек қана далада үйренуге болады, ал біз қиын жолмен үйрендік. Құндылық басты назарда. Егер робот айналасынан ерекшеленсе, оны күндіз зарядтау кезінде өтіп бара жатқандар оңай табады. Платформаның көлемі мен салмағының аздығына байланысты SOLARBOI оңай ұрлануы немесе жойылуы мүмкін, осылайша өз миссиясын орындамады. Бұл біз табиғатта қолданған сайын алатын тәуекел. Бұл жағдайды жеңілдету үшін SOLARBOI жасыл түске боялған. Күн сәулесімен зарядталатын қауіпсіз кеңістік табу, бірақ ең аз көріну - бұл үнемі қиындық. өз жолында. Бұрын бізде тастарға жабысып қалу немесе кішкентай ағаштарға соғылу мәселелері болған. Көбінесе бұл көру қабілеті нашар, түнде жарық деңгейі төмен және оператордың қатты шаршауы бар камераға байланысты. Біздің фаралар мен көзге арналған линзаларды жақсарту біздің болашақта бұл мәселені шешуге бағытталған. Жылдам жылдамдықпен емес, баяу және тұрақты прогресс 500 м жылдамдықтағы видео кідіріспен келе жатқанда объектілерге соғылмау үшін өмір сүрудің жақсы мантра болып табылады. Бұл SOLARBOI қондырғысына бірнеше сағаттық сапар босқа кетпеуі үшін оның жоғарғы бөлігінде болуы керек дегенді білдіреді. Бұл бізге бензин мен өткен миссияларға көп уақыт жұмсады, және біз болашақта қатаң тестілеуден аулақ болғымыз келеді. Дегенмен, роботты алыс жерге орналастыру кезінде ескеру керек, ақырында, Mission Control -тегі жақсы қондырғылар міндетті болып табылады. Кафиен экипаждың өткір және сергек болуын қамтамасыз ету үшін, сондай -ақ тиісті ылғалдандыру үшін су болуы керек. Таза және жаңартылған телеметрия ақауларды тез диагностикалауға да көмектеседі, ал оқуын тастамайтын, кідірісі аз бейне таспа Австралия даласында жеңіл жүру үшін ең қолайлы болып табылады, бұл сонымен қатар жүргізушіге қажет болған жағдайда SOLARBOI жылдамдығын тиімді пайдалануға мүмкіндік береді., біз өтіп бара жатқан көліктерден, жабайы табиғаттан немесе мысық Шаклтоннан аулақ болу үшін, біз 1 -миссияда кездестік. Жалпы алғанда, SOLARBOI -дің болашақ миссияларына бару үшін әлдеқайда алысы бар, ал ең дұрысы, далада көптеген айларды зерттеп, алыс жерлерді зерттейді. SOLARBOI саяхатын қадағалау үшін Twitch.tv мен Youtube -ті қадағалаңыз және төмендегі миссиялардан ләззат алыңыз! Әдеттегідей, SOLARBOI дамып, үйден әрі қарай әрі қарай саяхаттаған кезде көптеген қызықты оқиғалар болады!