Raspberry Pi, Android, IoT және Bluetooth қуатты дроны: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Борттық логика үшін Raspberry Pi көмегімен бұл ықшам, мобильді компьютер нақты уақыттағы бейнені ағынмен жіберетін жергілікті портты жасайды, сонымен қатар Android ұялы қосымшасы жіберетін мәндерді оқу үшін Bluetooth ұяларын жасайды. Қолданба дронмен синхрондалады және дронға нұсқауларды бірден жіберу үшін пайдаланушының енгізуін қолданады.

Бұл жобаны нөлден бастау өте қиын. Келесі ақпарат бірнеше дрондық қосымшалар туралы түсінік береді деп үміттенеміз. Бұл жобаға қатысты барлық бағдарламалық қамтамасыз ету мен схемалар ұсынылған. Кодты өз қалауыңыз бойынша өзгертіңіз және бөлісіңіз. Берілген ақпаратты жауапкершілікпен қолданыңыз және төменде түсініктеме қалдырыңыз.

1 -қадам: аппараттық құрал

Төменде мен қолданған аппараттық құралдардың тізімі берілген.

• Raspberry Pi 3 моделі B.
• Raspberry PI камера модулі
• L298N мотор драйвері
• 2, DC моторлары
• Пернетақта, кез келген монитор, тінтуір, Ethernet кабелі және HDMI кабелі (pi үшін)
• 8 ГБ MicroSD картасы
• Бұрандалар, таспа, т.б.
• 2 дөңгелектер
• Android Bluetooth құрылғысы (менің телефоным)
• 2, 18650 ұяшықтар
• 5 вольтты реттегіш
• Бағдарламаны қосатын компьютер

A Raspberry Pi: Ағынның жоғары ажыратымдылығы үшін (немесе жаңадан бастағандар үшін) мен B моделінің ең жаңа нұсқасын ұсынар едім, ал ықшам нұсқаларда A+ немесе Pi Zero (Камера нұсқасы) жаңа моделі қолданылуы мүмкін. Есіңізде болсын, егер сіз таңқурай pi нөлін қолдансаңыз, ол үшін сізге Bluetooth және/немесе WiFi кілті қажет болады. Бұл оқулықта сіз Raspberry Pi 3 B қолданатын боласыз.

Мотор жүргізушісі: Мен L298N қолдандым, бірақ кез келген мотор жүргізушісі жұмыс істеуі керек. Ол сіздің қозғалтқыштарыңыздың кернеуі мен токын басқара алатынына көз жеткізіңіз.

2 DC қозғалтқышы: олар сіздің ұшқышсыз ұшақтың салмағын көтере алатынына көз жеткізіңіз.

Корпус: Барлық компоненттерді ұстау үшін қолданылады. Әдетте қатты пластик немесе алюминий - бұл берік, жеңіл материал. Оңтайлы нәтижеге жету үшін 3D принтерін де қолдануға болады.

Қуат көзі: Бөлшектерді таңдауда әрқашан ең қатал шешім. Қажетті батарея ағымдағы тартылуына байланысты. Төмен қуатты қосымшалар үшін (мысалы, 1 немесе 2 ампер) 9В батарея жеткілікті болуы керек. Жоғары ток күші үшін мен 18650 литий -ионды ұяшықты немесе литий -полимерлік батареяны ұсынамын, себебі олар жеңіл, көлемі бойынша үлкен қуатқа ие және қайта зарядталатын.

2 доңғалақ: Дөңгелектеріңіздің қозғалтқыш білігімен бірдей тесік болатынына көз жеткізіңіз. Сондай -ақ, дөңгелектердің диаметрі сіздің ұшқышсыз ұшу үшін жеткілікті үлкен екеніне көз жеткізіңіз. Бұл жобаның мүмкін болатын вариациялары мен конструкциялары көп болғандықтан, олардың дөңгелектері мен өлшемдері әр түрлі.

Кернеу реттегіштері: пиді батарея арқылы қуаттандыру үшін 5 вольтты реттегіш қажет. Мен LM2596 DC-DC түрлендіргішін қолдандым.

Сілтемелердегі өнімдердің көпшілігі осы жобада қолданылды және мен сол кезде таба алатын ең жақсы мәмілелер болды.

Енді сізге қажет нәрсенің бәрі бар, pi орнатуға рұқсат етіңіз.

2 -қадам: Raspberry Pi орнату

Бұл қадам сізге кодтауды бастау үшін Raspberry Pi қалай орнату керектігін көрсетеді. Егер сізде Raspbian -мен pi қондырғысы болса, келесі қадамға өтіңіз.

Алдымен сіз таңқурайға арналған операциялық жүйені жүктеп алуыңыз керек. Егер сіз жаңадан бастаушы болсаңыз, NOOBS алыңыз. Егер сізде таңқурай пи тәжірибесі бар болса, онда сізге Raspbian қызықты болуы мүмкін. Сіз бұл оқулық үшін NOOBS қолданасыз деп ойлаймын.

Бұл жүктеу кезінде SD картасын SD Formatter көмегімен пішімдеңіз.

Енді жүктеу мазмұнын шығарып, SD картасының түбіріне көшіріңіз. Түбір жай ғана оның қалталарда жоқ екенін білдіреді. Егер барлық шығарылған файлдарды сақтау үшін жаңа қалта жасалса, сол файл бойынша көшіріңіз.

Содан кейін SD картасын pi -ге бекітіңіз. Енгізу кезінде ол «шертуі» керек немесе жай ғана пидің төменгі жағына отыру керек.

Тінтуір мен пернетақтаны pi -ге қосыңыз. Содан кейін монитордан pi кабеліне HDMI кабелін қосыңыз. Соңында pi -ге 3 амперлік микро USB розетка адаптерін қосыңыз. Қабырғаға розетка ұсынылғанымен, мен ноутбукты қуат көзі ретінде пайдаландым (ноутбуктен USB -ге микро USB -ге дейін).

Пи өз ісімен айналыссын. Егер сұралса, Raspbian таңдаңыз және оны орнатуға рұқсат етіңіз. Орнатқыштағы нұсқауларды орындаңыз. Аяқтауға біраз уақыт кетуі мүмкін. Егер бәрі дұрыс болса, жоғарыда көрсетілгенге ұқсас жұмыс үстелінің экранын көру керек.

Маршрутизатордан Ethernet кабелін pi -ге қосыңыз. Содан кейін пәрмен жолын ашыңыз (экранның жоғарғы жағындағы қара «қорап» белгісі). Сымсыз желіге қосылу үшін пиді сымды желі арқылы жаңарту қажет болады.

Содан кейін экранның жоғарғы жағындағы Кабель белгішесін нұқыңыз. Сұралған жерде желі мәліметтерін енгізіңіз.

Келесі жолға мәтінді дәл көрсетілгендей енгізіңіз және enter пернесін басыңыз. Бұл pi жаңартылады. Біраз уақыт кетуі мүмкін. Тек өз ісімен айналысуға рұқсат етіңіз.

sudo apt-get жаңартуы

Содан кейін келесі жолға кодты енгізіңіз. Бұл да біраз уақытты алады. Ол аяқталғанша ештеңе жасамаңыз.

sudo apt-get dist-upgrade

Енді сіз Ethernet кабелін ажыратып, экранның жоғарғы жағындағы сымсыз байланыс белгісін шертіп, желілер туралы ақпаратты енгізіп, сымсыз желіге қосыла аласыз.

Енді дронның қозғалысты басқаратын бөлігін кодтауға рұқсат етіңіз.

3 -қадам: Қозғалыстарды өңдеу (Bluetooth сервері)

Қозғалыстарды өңдеу үшін «Python 3» бағдарламалау тілі қолданылады. Роботқа қозғалуды айтатын хабарламалар Bluetooth арқылы қосымшадан жіберіледі.

Алдымен Bluetooth кітапханасын орнату керек. Ол үшін келесі пәрмендерді теріңіз.

sudo apt-get жаңартуы

sudo apt-get bluetooth орнатыңыз

sudo apt-get install bluez

sudo apt-get install python-bluez

Енді жұмыс үстелінен бастау мәзірінің белгішесін, содан кейін Бағдарламалауды, содан кейін Python 3 түймесін басыңыз. Содан кейін құралдар тақтасынан Файл, жаңа түймесін басыңыз. Жаңа терезе пайда болуы керек.

«Bluetoothpi.rtf» қосымшасының мазмұнын терезеге көшіріңіз.

Құралдар тақтасында Файл, Басқаша сақтау түймешігін басыңыз. Оны/home/pi/Desktop/каталогында қозғалыстар.py ретінде сақтаңыз.

Енді кодты тексеру үшін экранның жоғарғы оң жақ бұрышындағы Bluetooth белгішесін нұқыңыз. Таңқурай пиін андроид құрылғымен жұптаңыз. Android құрылғысына BlueTerm деп аталатын қосымшаны жүктеңіз. Содан кейін пәрмен жолына қалың кодпен келесі кодты енгізіңіз. Бұл python кодын орындайды.

sudo python /home/pi/Desktop/movements.py

«Қосылымдар күтілуде» мәтіні pi -де пайда болуы керек.

BlueTerm бағдарламасын іске қосыңыз және параметрлер белгішесін, содан кейін «Қосылымдарды іздеу» түймесін басыңыз.

Қолданбада сіздің таңқурай пи есімі пайда болуы керек. Пи аты бар түймені басыңыз. «Қабылданған байланыс» мәтіні pi -де пайда болуы керек, содан кейін оның мекен -жайы. Енді телефонға не терсеңіз, pi -де көрсетілуі керек.

Сіз өзіңіздің Bluetooth серверлік розеткаңызды сәтті кодтадыңыз!

4 -қадам: Android қолданбасы (Bluetooth клиенті)

Android Studio бағдарламасын мына жерден жүктеп алыңыз. Оны орнатыңыз және орнатушыда берілген нұсқауларды орындаңыз.

Жаңа жобаны бастаңыз. MainActivity деп аталатын бос әрекетті жасаңыз.

«MainActivity.java» файлындағы «Logic.txt» қосымшасының мазмұнын көшіріңіз (қойынды). Бұл қосымшаның барлық логикасын қамтиды. Файлдың төменгі жағындағы құрылғының атауын өзгерту қажет болуы мүмкін.

Содан кейін «GUI» файлының мазмұнын «activity_main.xml» файлына (қойындыға) көшіріңіз. Бұл бағдарлама үшін өте қарапайым GUI бар.

Енді сізге көрсеткі түймелерін (суреттерді) қосымшаға импорттау қажет болады. Arrows.zip тіркемесін ашыңыз. Android студиясының сол жағында қосымшаны, шешімдерді, шағын картаны көру үшін файл құрылымын ашыңыз. Көрсеткі суреттерін көшіріңіз-p.webp

Соңында «Манифест» файлының мазмұнын «AndroidManifest.xml» файлына көшіріңіз (қойынды).

Бағдарламаны тексеру үшін оны құрылғыда іске қосу қажет. Мұны істеу үшін сізге құрылғыны әзірлеуші режиміне қою және USB күйін келтіруді қосу қажет. Көптеген құрылғылар үшін «Параметрлер», «Телефон туралы» бөліміне өтіп, төменге қарай жылжып, «Сіз қазір әзірлеушісіз!» Деген хабарламаны көрмейінше, «Құру нөмірін» жеті рет басыңыз. Артқа қайтыңыз, енді сіз «Әзірлеуші параметрлері» қойындысын көресіз. Оны нұқыңыз және USB күйін келтіруді қосыңыз.

Android құрылғысын компьютерге USB арқылы қосыңыз, Android Studio студиясында іске қосу белгішесін нұқыңыз және құрылғыны таңдаңыз.

Пи -де 3 -қадамда жасалған питон кодын қара команданы теру арқылы бастаңыз:

sudo python /home/pi/Desktop/movements.py

Содан кейін бағдарламадағы қосылу түймесін басыңыз. Қосылған кезде кейбір көрсеткілер енді қолданбада пайда болуы керек. Сіз біреуін басқан сайын, ол pi -дің «жылжу» күйін жаңартады.

Қолданбаның фонында қате болса, бәрі жақсы. Бұл кейінірек түзетіледі.

Сіз өзіңіздің жеке қосымшаңыз бен Bluetooth клиентін құрдыңыз.

5 -қадам: Жабдықты қосу

Қосылымдарды жоғарыдағы диаграммада дәнекерлеңіз. Камера модулін де pi -ге бекітіңіз.

Бағдарламаны іске қосыңыз және қозғалыстар.py файлын орындаңыз. Егер қосымшаны қолданған кезде қозғалтқыштар дұрыс қозғалса, онда барлық компоненттерді дронға арналған соңғы қабыққа салыңыз. Дұрыс қозғалуы үшін сізге «HIGH» және «LOW» кодтарын өзгерту қажет болуы мүмкін.

Келесі қадамда біз дронның ағындық мүмкіндігін қосамыз.

6 -қадам: Трансляция

Бұл Pi көмегімен бейнені ағынмен жіберудің көптеген әдістері, бірақ uv4l пайдалану - бұл кідіріссіз ең оңай әдіс.

Ескертпе, егер сіз дронды бір жерге жинап қойсаңыз және оны монитор мен пернетақтаға байланыстыра алмасаңыз, сізге дронға SSH енгізу қажет болады. Ол үшін компьютерге Putty жүктеп алыңыз. Оны ашыңыз және таңқурайдың IP мекенжайын енгізіңіз (ifconfig пәрменін енгізу арқылы IP мекенжайын табыңыз). Ол сізге пайдаланушы аты мен құпия сөзді сұрайды. Әдепкі пайдаланушы аты мен пароль тиісінше pi және таңқурай. Енді сіз пәрмен жолағына не терсеңіз, команданы тікелей дронға енгізгендей боласыз.

uv4l орнату

Бұл пәрменді теріңіз:

sudo nano /etc/apt/sources.list

Файлдың соңғы жолына келесі жолды қосыңыз.

deb https://www.linux-projects.org/listing/uv4l_repo/raspbian/ jessie main

Ctrl-X пернелер тіркесімін басып, Иә деп теру арқылы файлдан шығыңыз және сақтаңыз.

Содан кейін келесі жолды теріп, enter пернесін басыңыз.

sudo apt-get жаңартуы

содан кейін бұл:

sudo apt-get uv4l uv4l-raspicam орнатыңыз

Келесі пәрмендерді жол -жолға енгізіңіз. Келесі жолға термес бұрын, ол не істеп жатқанын күтіңіз.

sudo apt-get uv4l-raspicam-extras орнатыңыз

sudo қызметі uv4l_raspicam қайта іске қосыңыз

sudo rpi-update

sudo apt-get uv4l-server uv4l-uvc uv4l-xscreen uv4l-mjpegstream uv4l-dummy uv4l-raspidisp орнатыңыз

sudo apt-get uv4l-webrtc орнатыңыз

sudo apt-get uv4l-xmpp-bridge орнатыңыз

sudo apt-get uv4l-raspidisp-extras орнатыңыз

Осыдан кейін, ағынды бастау үшін келесі пәрменді енгізу жеткілікті («таңқурайдың» орнына таңқурайдың IP -мекен -жайын/ желінің хост атауын қойыңыз)

cvlc https:// raspberrypi: 8080/stream/video.mjpeg

Бұл нақты уақытта 8080 портында ағынды бастайды. Ағынды қазір сіздің қолданбаның фонында көру керек. Ағынды кез келген браузерде көру үшін осы URL мекенжайын енгізіңіз (бұл жерде «raspberrypi» - сіздің дрондардың IP мекенжайы).

https:// raspberrypi: 8080/stream/video.mjpeg

Құттықтаймыз, сіз ұшқышсыз ұшу аппаратын аяқтадыңыз.

7 -қадам: Жүріңіз

Қуат қосқышын аударыңыз және зерттеуді бастаңыз.

Егер сіз басқа нәрсе жасауды білгіңіз келсе, менен сұраңыз, мен не істей алатынымды көремін.

Егер сізде сұрақтар туындаса, төменде түсініктеме беріңіз, мен оларға жауап беруге бар күшімді саламын.

Оқығаныңыз үшін рахмет!