Тинку: жеке робот: 9 қадам (суреттермен)

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

Sw4pFollow бойынша Автордың толығырақ:

Сәлеметсіз бе, Тинку - бұл робот қана емес; бұл жеке робот. Бұл барлығы бір пакетте. Ол көре алады (компьютерлік көру), тыңдау (сөйлеуді өңдеу), сөйлеу және жағдайға жауап беру. Ол эмоцияларды білдіре алады және ол жасай алатын нәрселердің тізімін жалғастырады. Мен оған ат қойдым; Мен оны Тинку деп атаймын.

Бұл не істей алатыны туралы қысқаша кіріспе

1. Компьютерлік көру

   • Бетті анықтау
   • Бетті бақылау
   • Фотоға түсіріп, видеоға түсіріңіз
   • ArUco маркерлерін тану

2. Сөйлеуді өңдеу

   • Сөйлеуді офлайн өңдеу (жедел сөзді анықтау)
   • Ол сіздің ыстық сөздерді анықтау арқылы не айтып тұрғаныңызды түсінеді.

3. Экспресс эмоциялар

   • Ол басын вербальды емес қарым-қатынасқа және сезімдерді білдіруге итермелейді.
   • Ол ағымдағы сезімді қолдау үшін экранда суреттер мен гифтерді көрсетеді.

4. Айнала қозғалу

   Ол дөңгелектерінің көмегімен жүгіре алады және ArUco маркерлерінің көмегімен орындарды анықтай алады

5. Кедергілерден аулақ болу

   Оның дыбыс сенсорлары бар, сондықтан ол әрқашан айналаны біледі және кедергілерден аулақ бола алады

Ол көп нәрсені жасай алады. Сіз сондай -ақ өзіңіз қалаған жаңа функцияларды жүзеге асыра аласыз.

Әңгіме жеткілікті.

EDIT: Тинкудің денесі жарыла бастады, сондықтан мен оны толығымен қайта жобалауға тура келді. Міне, жаңа бейнелер, мүлдем жаңа және жақсы Тинку. Кешіріңіз, менде Tinku -ны қайта жобалау қадамдарының суреттері жоқ.

1 -қадам: Сізге қажет заттар

Роботтың денесі

1. Акрил парағы
2. МДФ тақтасы
3. Кішкене L қысқыштары
4. Гайка мен бұранданың пакеті

Серверлер, моторлар мен дөңгелектер

1. Dynamixel AX-12A (3 дана)
2. Болоидтар мен гайкалар жиынтығы
3. Қозғалтқыштар (2 дана)
4. Жолдар (2 пакет)
5. Жол дөңгелектері (4 дана)
6. Қозғалтқыштарға арналған қысқыштар (2 дана)
7. L дөңгелек білікке арналған қысқыш (2 дана)
8. Дөңгелек білік (2 дана)
9. Биолоидты жақтау F8
10. Биолоидты жақтау F3 (2 дана)
11. Биолоидты жақтау F2
12. Биолоидты жақтау F10

Электроника

1. Ардуино
2. Raspberry Pi немесе Udoo Quad
3. Мотор жүргізушісі
4. Logitech веб-камерасы-c270 (микрофонмен салынған)
5. Ультрадыбыстық қашықтық датчиктері (6 дана)
6. Липо батареясы (3300 Mah 3S)
7. Күшейткіш кернеу реттегіші (DC-DC)
8. Төмендететін кернеу реттегіші (DC-DC)
9. Сенсорлық экран (7 дюйм)
10. USB хаб
11. 7404 он алтылық инверторлық IC
12. 74HC244 IC
13. 14 істікшелі IC негізі
14. 20 істікшелі IC негізі

Қосқыштар мен кабельдер

1. Т-штепсель ерлер батарея қосқышы
2. Икемді HDMI кабелі (экранда HDMI қосқышы болса ғана)
3. Микро USB кабелі
4. Үш түйреуіш әйелдер мен аналықтар кабелі (6 дана)
5. DC баррель ұясы еркек ашасы (2 дана)
6. Dynamixel серво коннекторлары (3 дана)
7. USB A - B кабелі (егер ол Arduino -мен бірге келмесе)
8. Өткізгіш сымдар
9. Нанға арналған сымдар
10. Бург жолақтары

ПХД жасау үшін

1. Мыс қапталған ламинат
2. ПХД эфирі (Fecl3)
3. Перфорацияланған ПХД
4. 1 мм бұрғылау ұшы

Әр түрлі

1. Желім
2. Салқындатқыш түтіктер
3. Қарсылықтар

Ескертпе: Мен мұнда Udoo тақтасын қолданамын, себебі ол менің таңқурай пи 2 -ге қарағанда жақсы есептеу жылдамдығына ие. Мен Udoo тақтасының Arduino -да орнатылғаннан гөрі сыртқы Arduino қолданамын, себебі менің барлық сенсорлар мен модульдер 5v үйлесімді, ал Arduino Udoo тақтасы 3В үйлесімді.

2 -қадам: роботтың корпусы

Роботтың корпусын дайындау үшін мен акрил парағын қолдандым және оны қорап тәрізді қорап жасау үшін оны белгіленген мөлшерде кесіп алдым. Мен суретте дененің әр жағының өлшемін айттым.

1. Акрил парағын көрсетілген мөлшерге сәйкес кесіңіз.
2. Қозғалтқыштарды, датчиктерді, ілмектерді орнату және әр пластинаны біріктіру үшін белгілі бір жерлерде тесіктер бұрғылаңыз.
3. Кабельдерді өткізу үшін табақша мен үстіңгі тақтаға үлкен тесік бұрғылаңыз.
4. Ультрадыбыстық датчиктен келетін сымдар өтуі үшін алдыңғы және артқы панельдің төменгі жағына кішкене ойық жасаңыз.

Қозғалтқыштар мен рельстерді дайындауға және орнатуға уақыт келді.

1. Қосымша сымдарды қозғалтқыш түйреуіштеріне сымның драйверлерге жетуі үшін дәнекерлеңіз.
2. Қозғалтқыштың қысқыштары мен дөңгелек білігінің қысқыштарын роботтың негізгі тақтасына орнатыңыз.
3. Қозғалтқыштарды және дөңгелек білікті қысқыштарға жалғаңыз, содан кейін дөңгелектерді қосыңыз.
4. Жолдарды жинап, ілмек жасаңыз.
5. Дөңгелектегі белдік жолы. Есіңізде болсын, трек босаңсымайды және кернеуі жеткілікті.

Енді шағын L қысқыштар көмегімен негізгі панельде алдыңғы, артқы және бір бүйірлік панельді біріктіріңіз. Жоғарғы панельді және бір бүйірлік панельді электрониканы роботқа орнатуға жеткілікті орын қалмайтын етіп орнатпаңыз.

3 -қадам: Роботтың басы мен беті

Біз роботқа корпус пен дөңгелектерді бердік. Енді оған бас, мойын және бет беру уақыты келді.

Мойын:

Роботтың басындағы ең күрделі бөлігі - мойын. Сондықтан біз алдымен оны дайындаймыз. Dynamixel сервосы жұмыс істеуде біршама түсініксіз, бірақ олар сенімді және берік. Ол үшін көптеген монтаждау қысқыштары бар, сондықтан оларды кез келген жолмен қосуға болады.

Динамиксель сервосын қалай қосуға болатынын түсіндіру үшін осы бейнені қараңыз.

1. Динамиксельді сервоға жаңғақтарды салыңыз.
2. Жоғарғы панельдің ортасына F8 биоидты жақтауын қойып, бұрғылау тесіктерін белгілеп, оларды бұрғылаңыз.
3. F8 биоидты жақтауын сервоприводтардың біріне бекітіңіз, содан кейін биоидты жақтауды F8 жоғарғы панельге орнатыңыз.
4. Әр жақтауды қолданып, әр серводы біріктіріп, мойынды дайындаңыз.
5. Динамиксельді үш істікшелі серво коннекторларының көмегімен сервоприводтарды бір-біріне қосыңыз.

Көз және құлақ:

Мен Logitech-c270 веб-камерасын роботымның көзі ретінде қолданамын. Бұл 720p суретке түсіруге және бейнеге түсіруге болатын жақсы камера. Ол микрофонмен жабдықталған, сондықтан ол менің роботымның құлағына айналады. Ұзақ ми шабуылынан кейін мен камераны орнатудың ең жақсы жері экранның үстінде екенін білдім. Бірақ камераны орнату үшін маған камера бекіткіші қажет. Сондықтан біреуін жасайық.

1. Веб -камерадан салмақ түсіру үшін берілген металл бөліктерін алыңыз.
2. МДФ тақтасынан суретте көрсетілген өлшемдері бар екі бөлікті, бір шаршы мен үшбұрышты кесіңіз.
3. Веб -камераның түбінде және MDFpiece төртбұрышында тесік жасаңыз. Веб -камераның сымын кірістіру үшін төртбұрышты бөлікке ойық жасаңыз.
4. МДФ бөлшектерін желімдеп, Т-пішінін жасаңыз. Камера бекіткіші дайын.
5. Камера бекіткіші мен камераны біріктірмес бұрын алдымен басын дайындаңыз.

Басшы:

Роботтың басы сервоға қосылған. Басы сервоға көп жүктеме түсірмеуі үшін ол мүмкіндігінше жеңіл болуы керек. Сондықтан мен акрилді парақтың орнына MDF тақтасын қолдандым.

1. Өлшемі (18см x 13см) бар MDF тақтасының бір бөлігін кесіңіз және экранды бекіту үшін тесіктер бұрғылаңыз.
2. МДФ тақтасының ортасына F10 биоидты жақтауын қойып, бұрғылау тесіктерін белгілеп, оларды бұрғылаңыз.
3. MDF тақтасының әр жағына биоидты F10 мен F2 биоидті жақтауын орнатып, оларды гайка мен бұранда көмегімен біріктіріңіз.
4. Енді тақтаның артқы жағындағы камера бекіткішін жабыстырыңыз.
5. Серво конфигурациясының соңы бар F2 биоидты жақтауына қосылыңыз.
6. Стендтерді қолдана отырып, экранды MDF тақтасына орнатыңыз.
7. Веб -камераны камера бекіткішіне бекітіңіз.

Қазір біздің роботтың басы мен беті толық.

4 -қадам: теңшелетін ПХД

Енді fecl3 ерітіп, кейбір ПХД шығаратын уақыт келді.

Неліктен мен теңшелетін ПХД жасадым?

• Менде динамиксельді серво контроллері жоқ, сондықтан мен оны жасауым керек.
• Мен көптеген сенсорларды Arduino -ға таза түрде қосуым керек, сондықтан мен Arduino үшін қалқан жасадым.

Жасайық.

1. ПХД файлдарын жүктеп алып, мыс қапталған ламинатқа басып шығарыңыз.
2. Мыс қапталған ламинатты fecl3 көмегімен өңдеңіз
3. IC және burg жолағын орнату үшін 1 мм тесіктер бұрғылаңыз.
4. Қалқанды жинау үшін тақырыптарды пластмассалық тығындардан түйреуіштердің соңына қарай сырғытыңыз.
5. ПХД -да IC негіздері мен бург жолағын дәнекерлеңіз.
6. Мен схеманы анықтамалық мақсатта ұсындым.

Ескертпе.pcb ашу үшін Express PCB бағдарламалық жасақтамасын және.sch файлын ашу үшін Express SCH бағдарламалық құралын пайдаланыңыз.

5 -қадам: Қуат көзі

Роботтың әр түрлі электронды модульдері мен қозғалтқыштарында тұрақты қуатты ұстап тұру өте қажет. Егер кез келген модульде қуат шектеулі мәннен төмен түссе, ол ақаулық тудырады және оның себебін анықтау өте қиын.

Бұл роботтағы негізгі энергия көзі - 2200 мАч 3S Lipo батареясы. Бұл батареяда үш ұяшық бар, кернеу 11,1 вольт. Udoo тақтасына 12 вольт қажет, ал Arduino тақтасына 5 вольт қажет. Сондықтан мен екі кернеу реттегішін қолдануды таңдаймын, біреуі-жоғарылату, екіншісі-төмендету. Бірі 12 вольтты модульдердің барлығын, ал екіншісі 5 вольтты модульдердің барлығын сақтайды.

Суретте қолдан сызылған схемалар бар.

• Перфорацияланған ПХД тақталарында кернеу реттегіштерін дәнекерлеңіз.
• Т-штепсель еркек аккумуляторын екі кернеу реттегішінің кірісіне дәнекерлеңіз.
• Реттегіштердің екеуінің де 'жердегі' шығысын қосыңыз.
• Тұрақты ток баррельдік домкраторларды реттегіштің әр шығысына қосыңыз. Сымдардың ұзындығын Udoo/Raspberry Pi және Arduino тақтасына жететіндей етіп сақтаңыз.
• Регулятордың әрбір шығысына дәнекерлеу бұрышы, егер бізге болашақта өзгерту қажет болса, қосымша қуат көзі ретінде.
• Қуат көзін кез келген электронды модульге қоспас бұрын, дәл 12в және 5в кернеулі потенциометр көмегімен әр реттегіштің шығуын калибрлеңіз.

6 -қадам: Қорытынды жиналыс

Қазір уақыт келді. Көптеген қадамдардан кейін әр модульді бірге жинау уақыты келді. Көңілді ме? Ал, мен.

• МДФ тақтасының өлшемі (30см х 25см) тікбұрышты кесіндісін кесіңіз. Бұл тақта электронды модульдерді орнатуға негіз болып табылады. Негізгі акрил пластинасында көп тесік бұрғым келмейді, сондықтан мен MDF тақтасын қолданамын. Бұл сонымен қатар роботты ұқыпты және таза етіп көрсету үшін оның астындағы сымдарды жасыруға көмектеседі.
• Модульдерді MDF тақтасына қойып, бекіту тесіктерін белгілеп, оларды бұрғылаңыз. Сымдарды МДФ тақтасының астынан өткізу үшін қосымша тесіктер жасаңыз.
• Мен саңылауларға сандар тағайындадым, сондықтан оларға сілтеме жасау мен сізге сымдардың схемасын түсіну оңайға түседі.

Нәр беруші:

• Қуат беру модулін тақтаға орнатыңыз және 12в және 5в ұясын нөмірі 1 тесіктен өткізіңіз және 12в ұясын №2 тесіктен шығарыңыз және 5в ұяшықты нөмірі 3 тесіктен шығарыңыз.
• Мен аккумуляторды босатып қойдым, себебі оны кейде алып тастау және зарядтау қажет.

Мотор жүргізушісі:

• 4 -ші тесік арқылы қозғалтқыштарға қосылған сымдарды шығарып, оларды қозғалтқыш тақтасына қосыңыз.
• Двигательдің 12в және GND істікшесін 12в кернеу реттегішінің шығысымен жалғау үшін қозғалтқыштарға 12в қуат көзі қажет.
• Мотор драйверінің түйреуіштерін код бойынша Arduino -ға қосыңыз.

Ардуино:

• Arduino орнатпас бұрын үш ультрадыбыстық датчиктердің сымдарын артқы панельден өткізіп, қалған үш ультрадыбыстық датчиктердің сымдарын алдыңғы панельден өткізіп, оларды №3 тесіктен шығарыңыз.
• Arduino орнатыңыз және оған сенсорлық қалқаны бекітіңіз.
• Мен барлық ультрадыбыстық сенсорлық сымдарға нөмір бердім, осылайша кез келген қате болған жағдайда отладтау оңай. Сенсорлық түйреуіштерді қалқанға 1 -ден 6 -ға дейін қатарынан қосыңыз.
• 5V қуат ұясын Arduino -ға қосыңыз.

Dynamixel Servo Controller:

• Динамиксельді серво контроллерін тақтаға орнатыңыз.
• Серво контроллерінің 12в және GND істікшесін 12в кернеу реттегішінің шығысымен қосыңыз.
• 5в кернеу реттегішінің шығысымен серво -контроллердің 5в және GND түйреуішін қосыңыз.
• Серво контроллері мен Arduino түйреуіштерін кодқа сәйкес қосыңыз.
• Серво шығысының түйреуішін әзірше ажыратылған күйде қалдырыңыз. Роботтың жоғарғы панелін орнатқаннан кейін оны қосыңыз.

Udoo / Raspberry Pi:

Ескерту: Төмендегі қадамдарды орындамас бұрын, ОЖ -ны MicroSD картасына орнатып, Udoo / Raspberry Pi тақтасына орналастырғаныңызға көз жеткізіңіз. Олай болмаған жағдайда, Raspberry Pi -ге Raspbian немесе Udoo тақтасына Udoobuntu орнату үшін сілтемелерді орындаңыз.

• Udoo / Raspberry Pi тақтасына орнатыңыз және оған қуат ұясын қосыңыз.
• Егер сіз Udoo қолдансаңыз, USB хабын оның USB ұясының біріне жалғаңыз.
• HDMI кабелі мен микро USB кабелін қосыңыз. Бұл түйреуіштер экранға деректер мен қуат беру үшін қолданылады.
• Arduino -ны Udoo / Raspberry Pi -ге A -B USB кабелі арқылы қосыңыз.

Жоғарғы панель:

• Жоғарғы панельді L қысқыштар көмегімен роботтың бүйіріне, алдыңғы және артқы тақталарына бекітіңіз.
• HDMI кабелін, микро USB кабелін экранға және веб -камераны Udoo / Raspberry Pi тақтасына қосыңыз.
• Динамиксельді негізгі серводан келетін үш істікшелі серво коннекторын серво контроллерімен қосыңыз. DATA, GND және +12v қандай түйреуіш екеніне назар аударыңыз. Жақсырақ ақпарат алу үшін «Роботтың басы мен беті» бөліміндегі суреттерді қараңыз. Егер сымдарды қарама -қарсы ретпен қоссаңыз, ол сервоприводтарға зақым келтіруі мүмкін.

Ультрадыбыстық қашықтық сенсорлары:

Жұмбақтың соңғы бөлігі. Осыдан кейін біздің жиналыс аяқталуға жақын.

• МДФ тақтасының/акрил парағының (6см х 5см) алты тікбұрышты алты бөлігін кесіңіз.
• Оларға қажетті жерлерде тесіктер бұрғылаңыз.
• Тақтаға ультрадыбыстық датчиктерді бекітіңіз және барлық тақталарды роботтың негізгі панелімен бекітіңіз.
• Сенсорларды коннектормен қосыңыз.

Ақырында, ол жасалды. Батареяны қосыңыз және Udoo/Raspberry Pi жүктеңіз

7 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Жабдық толық, бірақ бағдарламалық қамтамасыз етусіз бұл робот жәшік қана. Бізге қажет бағдарламалық қамтамасыз етудің тізімі

• TightVNC
• Python
• OpenCV
• Ақшақар

• Кейбір питон пакеттері

  • Пяутогуи
  • ессіз
  • pyserial
  • пяудио

TightVNC:

TightVNC - бұл қашықтан басқарудың ақысыз бағдарламалық жасақтамасы. TightVNC көмегімен сіз қашықтағы машинаның жұмыс үстелін көре аласыз және оны компьютердің алдында отырғандай жергілікті тінтуір мен пернетақта арқылы басқара аласыз.

Егер сізде қосымша пернетақта мен тінтуір болса, бұл жақсы. Олай болмаса, ноутбукке TightVNC орнатыңыз және осы қадамдарды орындаңыз.

Пернетақта мен тінтуірді Udoo / Raspberry Pi -ге алғаш рет қосыңыз. Wi -Fi желісіне қосылыңыз. Терминалды ашып, теріңіз

$ ifconfig

• Роботтың IP мекенжайын жазыңыз.
• Ноутбукте TightVNC ашыңыз. IP мекенжайын қажетті өріске енгізіп, Enter пернесін басыңыз. Воила! Сіз қазір қосылдыңыз. Роботқа қол жеткізу үшін ноутбуктің сенсорлық тақтасы мен пернетақтасын пайдаланыңыз.

Python:

Python - өте танымал және әмбебап тіл, сондықтан мен оны осы роботтың негізгі бағдарламалау тілі ретінде қолданамын.

Мұнда мен python 2.7 қолданамын, бірақ қаласаңыз, python 3 -ті де қолдана аласыз. Бақытымызға орай, Python Udoobuntu және Raspbian ОЖ -де алдын ала орнатылған. Сондықтан бізге оны орнатудың қажеті жоқ.

OpenCV:

OpenCV-бұл нақты уақытта компьютерді көруге бағытталған ашық көзі бар кітапхана. Python көмегімен OpenCV қолдану өте оңай. OpenCV орнату өте қиын, бірақ нұсқауларды орындауға болатын көптеген нұсқаулар бар. Менің жеке сүйіктім - бұл. Бұл нұсқаулық Raspberry Pi -ге арналған, бірақ сіз оны Udoo тақтасы үшін де пайдалана аласыз.

Ақшақар:

Snowboy - бұл Kitt.ai жігіттері жазған кітапхана, негізінен сөйлеуді офлайн өңдеуге/ыстық сөзді анықтауға бағытталған. Қолдану өте оңай. Raspberry Pi -ге сноуборд орнату үшін осы сілтемені орындаңыз. Егер сіз Udoo тақтасын қолдансаңыз, онда Udoo сноубойын орнату үшін meto жазған осы жобаға өтіңіз.

Python пакеттері:

Кейбір питон пакеттерін орнату үшін мына қарапайым нұсқауларды орындаңыз.

1. Пяутогуи - Пяутогуи - бұл пернетақтаның немесе тінтуірдің жылжуын басуға арналған модель.
2. Numpy - Linux қабығына «pip install numpy» деп теріп, enter пернесін басыңыз. Бұл соншалықты қарапайым.
3. Pyserial - Pyserial - бұл питон арқылы сериялық байланысқа арналған пакет. Біз оны Arduino -мен байланысу үшін қолданамыз.

8 -қадам: кодтар

Аппараттық бөлік аяқталды. Бағдарламалық қамтамасыз ету бөлігі аяқталды. Енді бұл роботқа жан сыйлаудың уақыты келді.

Код жасайық.

Бұл роботтың коды біршама күрделі, мен қазір оған қосымша функцияларды қосамын. Сондықтан мен Github репозиторийінде кодтарды орналастырдым. Сіз оны тексеріп, кодтарды сол жерден көшіре/жүктей аласыз.

Енді бұл жай робот емес; бұл қазір Тинку.

9 -қадам: демо

Демо. ееееее !!

Бұл кейбір негізгі демонстрациялар. Алда әлі талай қызықтар бар.

Қосымша жаңартуларды күтіңіз, егер күмәніңіз болса, түсініктеме беріңіз.

Менің жобамды оқығаныңыз үшін рахмет. Сіз таңғажайыпсыз.

Егер сізге бұл жоба ұнайтын болса, онда микроконтроллер мен робототехника байқауында дауыс беріңіз

Бақытты жасау;-)