Браузер басқаратын Roomba роботы Raspberry Pi Model 3 A+: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Шолу

Бұл нұсқаулық өлі Roomba -ға жаңа ми (Raspberry Pi), көз (веб -камера) беруді және барлығын веб -браузерден басқарудың әдісін қарастырады.

Сериялық интерфейс арқылы басқаруға мүмкіндік беретін көптеген Roomba хакерлері бар. Маған микробағдарламалық жасақтамасы немесе жұмыс тақтасы бар Roomba -ны кездестіру бақыты бұйырмады. Немесе Roomba тым ескі немесе Roomba өлі. Мен осы жоба үшін қолданған Roomba дүкенін жергілікті дүкендегі 5 долларлық сауда қоқыс жәшігінен таптым. Ол әлі де жақсы батареяға ие болды, бірақ аналық плата өлі. (Мен веб -камераны сол дүкеннен шамамен 5 долларға таптым). Мен түпнұсқалық Roomba -дан тек қозғалтқыштар, шасси мен аккумуляторды қолданамын. Бұл жоба үшін сізге Roomba қолданудың қажеті жоқ. Қаласаңыз, сіз әртүрлі қозғалтқыштарды, дөңгелектер мен шассиді қолдана аласыз. Мен жай ғана қоқысты қажет нәрсеге айналдырғым келеді.

Бұл құрастыру үшін мен Raspberry Pi Model 3 A+ мен Riorand мотор контроллерін қолдандым. Мен өзгерткен Dexter Industries шолғышпен басқарылатын роботының кодын қолданамын. Dexter Industries нұсқасы Pi -ді басқа компьютерде жұмыс істейтін клиенттік html файлынан роботты (кірпіш pi платформасын) басқаруға мүмкіндік беретін веб -сервер ретінде орнатады.

Мен GPIO түйреуіштерін пайдаланатын кодты өзгерттім және браузерде батырманы басқанда / қашу пернесін басқанда Pi -ді өшіру әдісін қостым. Мен роботты бір бетте басқара отырып, iframe арқылы қозғалыс ағынын көруге мүмкіндік беретін басқару веб -бетіне кейбір өзгерістер енгіздім. Мен желідегі кез келген компьютерді немесе құрылғыны пайдаланып қосылу үшін клиенттік файлды орналастыру үшін статикалық IP көмегімен Pi орнаттым.

Мен бұл жерде процесті құжаттаймын, қарапайым, арзан базалық роботты қалай жасау керектігін көрсетемін.

Қолданылатын бөлшектер

Raspberry Pi 3 A+ (Adafruit Link) 30 доллар

Riorand қос моторлы драйвер контроллері H-Bridge (Amazon Link) $ 22

Қозғалтқыштар үшін 12В батарея (Amazon Link) 19 доллар

Raspberry Pi үшін 5В батарея (Amazon Link) $ 10

8 ГБ Micro SD картасы (Amazon Link) $ 5

Jumper Wires (Amazon Link) $ 7

Roomba 500 сериясы

. Барлығы бірге 100 доллардан аспайды.

1 -қадам: Raspbian орнатыңыз және тұрақты IP мекенжайын орнатыңыз

Мен Raspbian Stretch Lite қолдандым. Мен жұмыс үстелінің қажеттілігін көрмедім, бірақ қаласаңыз, жұмыс үстелінің нұсқасын орнатуға болады.

Сіз Raspbian -ды қалай орнатуды білесіз деп ойлаймын. Егер сізге көмек қажет болса, Raspberry Pi Foundation нұсқаулығын мына жерден таба аласыз.

Raspbian қосылғаннан кейін raspi-config бағдарламасына кіріп, оны іске қосыңыз.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo raspi-config

WiFi қосылымын raspi-config арқылы орнатыңыз

Таңдаңыз

2 Желілік опциялар

Таңдаңыз

N2 Wi-Fi

Елді таңдаңыз, SSID енгізіңіз және құпия фразаны енгізіңіз

Raspi-config жүйесінде SSH орнатыңыз

Мен бастапқы конфигурацияны жасағаннан кейін, бәрін бассыз орнату үшін SSH қолдандым. (Егер сіз мониторды қолдансаңыз, мұны өткізіп жіберуге болады. Роботты тоқтатып, оны мониторға қоспай -ақ, кодқа өзгерістер енгізу маған оңай болды.)

Raspi-config негізгі мәзіріне оралыңыз

Таңдаңыз

5 Интерфейс параметрлері

Таңдаңыз

P2 SSH

Таңдаңыз

Иә

Негізгі мәзірден raspi-config таңдаңыз

Желіге қосылғаныңызды тексеріңіз

pi@raspberrypi: ~ $ ifconfig

Сіз осыған ұқсас шығуды алуыңыз керек. (IP мекенжайын ескеріңіз; сізге кейінірек қажет болуы мүмкін. Мысалы, 192.168.1.18)

wlan0: жалаушалар = 4163 mtu 1500

192.168.1.18 желілік маска 255.255.255.0 тарату 192.168.1.255 inet6 fe80:: c74f: 42ec: 8cd3: 2fda префиксі 64 аумағы 0x20 эфир b8: 27: eb: 6a: a4: 95 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX пакеттері 444796 байт 5.5 MiB) RX қателері 0 төмендеді 0 асып кетті 0 кадр 0 TX пакеттері 30530 байт 39740576 (37.8 MiB) TX қателері 0 төмендеді 0 асып кетті 0 тасымалдаушы 0 соқтығысу 0

Интернетке кіруге болатынын тексеріңіз.

pi@raspberrypi: ~ $ ping google.com

Сіз осыған ұқсас шығуды алуыңыз керек.

PING google.com (216.58.194.110) 56 (84) байт деректер.

Dfw06s48-in-f14.1e100.net сайтынан 64 байт (216.58.194.110): icmp_seq = 1 ttl = 54 уақыт = 18.2 мс 64 байт dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110): icmp_seq = 2 ttl = 54 уақыт = 19,4 мс 64 байт dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110): icmp_seq = 3 ttl = 54 уақыт = 23.6 мс 64 байт dfw06s48-in-f14.1e100.net (216.58.194.110)): icmp_seq = 4 ttl = 54 уақыт = 30,2 мс ^C --- google.com пинг статистикасы --- 4 пакет жіберілді, 4 қабылданды, пакеттің жоғалуы 0%, уақыт 3004ms rtt min/avg/max/mdev = 18.209/ 22.901/30.267/4.715 мс

Тұрақты IP орнатыңыз

Роботыңызға желідегі бір мекенжайды қолдана отырып, тұрақты түрде қосылу үшін сіз тұрақты IP орнатқыңыз келеді.

Ағымдағы желі адресін алыңыз, мысалы, 192.168.1.18

Мен Pi желіге қосылған кезде DHCP автоматты түрде тағайындаған мекенжайды қолданамын. Сіз мұны өзіңіз қалаған нәрсеге өзгерте аласыз, егер ол сіздің желіңізге сәйкес келсе және басқа тағайындалған мекенжайларға қайшы келмесе.

Dhcp.conf мәтіндік редакторда ашыңыз. (Мен нано қолданамын)

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano /etc/dhcpcd.conf

#Example статикалық IP конфигурациясына төмен жылжыңыз және келесі жолдарды өзгертіңіз.

#интерфейс eth0

#статикалық ip_adress = 192.168.11.13 #статикалық маршрутизаторлар = 192.168.11.1 #статикалық домен_ат_серверлері = 192.168.11.1 8.8.8.8

Желіңізге сәйкес келетін етіп өзгертіңіз және әр жолдың басындағы # санын алып тастаңыз.

Мысал:

wlan0 интерфейсі

статикалық ip_adress = 192.168.1.18 статикалық маршрутизаторлар = 192.168.1.1 статикалық domain_name_servers = 192.168.1.1 8.8.8.8

Сақтау және шығу.

Қайта жүктеңіз және SSH арқылы Pi -ге қосылыңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo қайта жүктеу

SSH көмегімен басқа компьютерден қосылыңыз. Windows пайдаланушылары PuTTY немесе Linux үшін Windows кіші жүйесін қолдана алады (Windows10).

ian@компьютер: ~ $ ssh [email protected]

Құпия сөзді енгізіңіз (әдепкі - таңқурай).

[email protected] паролі:

Сіз қазір Pi командалық жолында болуыңыз керек.

pi@raspberrypi: ~ $

2 -қадам: Motion орнатыңыз және конфигурациялаңыз

Motion - бұл көптеген камералық / веб -камералық жобаларда қолданылатын бағдарлама. Қозғалыстың көптеген ерекшеліктері бар. Дегенмен, біз оны бейнені веб -камерадан 8081 портына ағынды етіп орнатамыз.

Веб -камераны тексеріңіз

Веб -камераны қосыңыз және қосылған USB құрылғыларының тізімін жасаңыз (қосылғаннан кейін қайта жүктеу қажет болуы мүмкін).

pi@raspberrypi: ~ $ lsusb

Сіз осыған ұқсас шығуды алуыңыз керек. Logitech C210 назар аударыңыз.

Автобус 001 Құрылғы 002: ID 046d: 0819 Logitech, Inc. C210 веб -камерасы

001 шинасы 001 құрылғысы: ID 1d6b: 0002 Linux Foundation 2.0 түбірлік хаб

Егер сіздің камераңыз көрсетілмесе, ол үйлесімді болмауы мүмкін немесе сізге қосымша драйверлерді орнату қажет болуы мүмкін.

Motion орнату

Пакеттерді жаңартыңыз.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt-get жаңарту

Motion орнату.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt -get install motion -y

Motion орнатылғаннан кейін конфигурация файлын өңдеңіз.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano /etc/motion/motion.conf

Келесі жолдарды төмендегідей етіп өзгертіңіз.

демон қосылды

ені 640 биіктігі 480 кадр жиілігі 100 шығыс_суреттер өшірілген ffmpeg_output_movies text_right stream_port 8081 stream_quality 100 stream_localhost өшірілген webcontrol_localhost

Boot кезінде Motion Daemon бағдарламасын іске қосыңыз

/Etc/default/motion файлын ашыңыз.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano/etc/default/motion

Өзгерту

start_motion_daemon = иә

Файлды сақтаңыз және шығыңыз

Қайта жүктеу

pi@raspberrypi: ~ $ sudo қайта жүктеу

Pi қайта жүктелгеннен кейін браузерді ашыңыз және браузерге 8081 портында бейне ағыны бар екенін тексеріңіз

Мысал:

192.168.1.18:8081

Motion Daemon ақаулықтарын жою

Мен motion.conf файлындағы әр түрлі опцияларды қолданып жатқанда, қозғалыс демонын жүктеуден бастау проблемаларына тап болдым.

Егер сіз Raspian Stretch -тегі қозғалыс демонын бастамас бұрын қозғалысты бастасаңыз, сіз оны жүктеуден кейін іске қосатын мәселелерге тап болуыңыз мүмкін. Демонды конфигурациялаусыз «sudo motion» іске қосу алдымен пайдаланушыға жазуға рұқсат берместен/var/log/motion каталогын жасайды.

3 -қадам: Apache орнатыңыз және веб -басқару бетін орнатыңыз

Apache - бұл роботты басқаратын веб -беттің веб -сервері. Біз әдепкі Apache index.html файлын github -тан жүктелген файлмен алмастырамыз. Сіз сондай -ақ қозғалыстың бейне ағынын көрсету және роботты басқару үшін пәрмендерді қайда жіберу керектігін белгілеу үшін кодтың бірнеше жолын өзгертесіз.

Apache және Git орнатыңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt -get install apache2 git -y

Apache және git орнатылғаннан кейін файлдарды жүктеңіз.

pi@raspberrypi: ~ $ git клоны

Roombarobot каталогын ашыңыз.

pi@raspberrypi: ~ $ cd roombarobot

/Var/www/html қалтасындағы index.html файлын/home/pi/roombarobot ішіндегі index.html файлымен ауыстырыңыз.

pi@raspberrypi: ~/roombarobot $ sudo cp index.html/var/www/html

Index.html файлын өңдеңіз

Index.html файлын мәтіндік редактормен ашыңыз.

pi@raspberrypi: ~/roombarobot $ sudo nano /var/www/html/index.html

Осы екі жолды табыңыз

var host = «ws: // YOURIPADDRESS: 9093/ws»;

«YOURIPADDRESS» мекенжайын 1 -қадамда орнатылған статикалық IP мекенжайына өзгертіңіз және файлды сақтаңыз.

Мысал:

var host = «ws: //192.168.1.18: 9093/ws»;

Басқа компьютерде шолғышты ашып, Pi -дің IP мекенжайын енгізіңіз. Сіз сол жақта ұяшығы бар, веб -камераңыздан бейне ағыны және оң жақта веб -басқару түймелері бар басқару веб -бетін көруіңіз керек.

4 -қадам: кодты орнатыңыз және тексеріңіз

Бұл код питонда жазылған және торнадо кітапханасын қажет етеді. Код кітапхананы 9093 портындағы веб -ұяшықтар арқылы басқару веб -бетінен командаларды тыңдау үшін серверді орнату үшін пайдаланады.

PIP пен торнадо кітапханасын орнатыңыз

Пип орнату

pi@raspberrypi: ~ $ sudo apt-get python-pip орнатыңыз

Торнадо кітапханасын орнатыңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo pip install tornado

Roombabot бағдарламасын іске қосыңыз және қосылымды тексеріңіз

Roombabot.py бағдарламасын іске қосыңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo python /home/pi/roombarobot/roombabot.py

Жүгіргеннен кейін сіз терминалда «Дайын» дегенді көресіз. Браузерде басқару веб -бетін ашып, Қосылу түймесін басыңыз. Содан кейін беттегі кез келген бағыттауыш түймешікті басыңыз. Сіз пернетақтадағы көрсеткі пернелерін де пайдалана аласыз.

Терминалда осыған ұқсас шығуды көру керек.

Дайын

байланыс ашылды… байланыс ашылды… алынды: u 8 Running Forward қосылымы ашылды… қабылданды: l 6 Солға бұрылу қосылымы ашылды… қабылданды: d 2 Running Reverse қосылымы ашылды… қабылданды: r 4 Оңға бұрылу

Бағдарламаны тоқтату үшін ctrl+c пернелерін басыңыз.

Сіз Pi қуатын тексеріп болғаннан кейін.

pi@raspberrypi: ~ $ sudo poweroff

Қателер

Мен басқару веб -бетіндегі өшіру түймесінің ақаулығын байқадым. Кейде өшіру түймесі басылғанда немесе түрткенде ештеңе жасамайды. Мен бұған не себеп болғанын анықтай алмадым, бірақ уақытша шешім бар. Егер сіз роботты өшіргіңіз келсе және өшіру түймесі жұмыс істемесе, бетті қайта жүктеңіз, қосылу түймесін басыңыз / түртіңіз, содан кейін өшіру түймесін басыңыз / түртіңіз. Ол өшірілуі керек.

5 -қадам: құрастыру

Жоғарыда айтылғандай, бұл жоба үшін сізге Roomba қолданудың қажеті жоқ. Екі қозғалтқышы, екі дөңгелегі мен рамасы бар кез келген нәрсе жұмыс істейді. Мен Roomba -ны бөліп алып, доңғалақ модульдері мен батареядан басқасының бәрін алып тастадым.

Дөңгелек модульдері

Roomba дөңгелектері мен қозғалтқыштары алынбалы модульде бірге орналасқан. Әр модульде мотор, беріліс қорабы, доңғалақ, аспалы серіппе және интерфейс тақтасы бар көк сыртқы корпусы бар.

Интерфейс тақтасы

Әр интерфейс тақтасында алты сым бар. Қозғалтқышты айналдыратын екі сым бар (Қызыл [+], Қара [-]), холл эффектінің сенсоры үшін бір деректер сымы, доңғалақтың құлау сөндіргішіне бір сым, бір 5В сым және сенсорды қуаттандыру үшін бір GND сымы. Интерфейс тақтасына кіру үшін сіз модульді ажыратуыңыз керек. Мен бәрін моторға алып тастадым және моторға жаңа [+] және [-] сымдарды дәнекерледім (суреттерді қараңыз). Сенсорларды сақтау керек пе, жоқ па, бұл сізге байланысты.

Аспалы серіппелер

Вакуумдық бөлікті алып тастағаннан кейін, Roomba салмағы кетеді. Егер сіз серіппелерді алып тастамасаңыз, Roomba бұрышта отырады. Мен бұларды бастапқыда алып тастадым, бірақ содан кейін кілемді айналдыра алмайтынын білгенде, оларды қайтадан қостым. Көктемді орнына қою мәселені шешті.

Қозғалтқышты мотор контроллеріне қосу

Қозғалтқыштар бір -біріне қарама -қарсы орналасқан. Бұл Roomba -ны алға қарай жылжыту үшін бір қозғалтқыш алға, екіншісі артқа айналуға мәжбүр болады дегенді білдіреді. Мен бұл туралы көп ойланбадым. Мен кодты қозғалтқыштарды бастапқыда қалай қосқаным туралы жаза бастадым. Бұл бақытсыз оқиға болды, себебі Raspberry Pi қосылған/өшірілгенде, GPIO түйреуіштеріне кернеу шығады. Менде заттар қалай орнатылған болса, Roomba Raspberry Pi іске қосылғанша айналады (шамамен отыз секунд) және қуат өшірілгенше өшіру кезінде айналады. Егер басқаша сым қосылған болса, ол тітіркендіргіш болатындай алға / артқа айналуы мүмкін. Мен мұны мотор контроллерінің қарапайым қосқышымен түзетуді жоспарлап отырмын.

Қозғалтқыш пен аккумуляторды мотор контроллеріне қосу

Қуат - - - - - - - - - - - - - - - - 12В [+] - - - - - - - - - - - -Roomba батареясы [+]

Қозғалтқыш 2- - - - - - - - - - - - - - - Қара - - - - - - - - - - - - - -Сол қозғалтқыш [-] Мотор 2- - - - - - - - - - - - - - - Қызыл - - - - - - - - - - - - - - -Сол мотор [+] 1 -қозғалтқыш - - - - - - - - - - - - - - - Қара - - - - - - - - - - - - - -Оң мотор [-] 1 - - - - - - - - - - - - - - - Қызыл - - - - - - - - - - - - - - - Оң қозғалтқыш [+] GND- - - - - - - - - - - - - - - - - - 12V [-] - - - - - - - - - - - -Roomba батареясы [-]

Мотор контроллерін Raspberry Pi -ге қосу

Қозғалтқыштың түйреуіштері сымның түсі (суреттерді қараңыз) Raspberry Pi түйреуіштері

GND- - - - - - - - - - - - - - - - - Қара - - - - - - - - - - - - -GND PWM 2- - - - - - - - - - - - - - - - Көк - - - - - - - - - - - - - -GPIO 18 DIR 2- - - - - - - - - - - - - - - - Жасыл - - - - - - - - - - - - - -GPIO 23 PWM 1- - - - - - - - - - - - - - - - Сары - - - - - - - - - - -GPIO 24 DIR 1- - - - - - - - - - - - - - - - Апельсин - - - - - - - - - - - -GPIO 25 5V - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5В

Электрониканы орнату

Барлығын біріктіретін көп нәрсе жоқ. Мен бөлмені шассиінен түсірдім. Қақпақты алып тастағаннан кейін, сіз электрониканы орнату үшін қолданыстағы пластикалық ілгектерді оңай бұрап, тесіктер жасай аласыз. Қозғалтқыштардан кабельдерді жүргізуге арналған порттар бар. Егер сіз Roomba аккумуляторын пайдалансаңыз, батарея терминалдарына кіруге рұқсат бар.

Батареялар

Мен Raspberry Pi мен мотор контроллері үшін бөлек батареяларды қолдандым. Pi аккумуляторы - бұл ұялы телефондарды күшейту үшін қолданылатын 5В аккумуляторлық батарея. Мотор контроллері үшін мен бірге жеткізілген түпнұсқа Roomba батареясын қолдандым. Батарея терминалдары таңбаланбаған, сондықтан кернеуді мотор контроллеріне қоспас бұрын вольтметрмен тексерген дұрыс. Сымдарды Roomba батареясына бекіту үшін мен төрт неодимий магнитін қолдандым (суреттерді қараңыз). Мен магниттердің екеуін сымдарға дәнекерледім, ал қалған екеуін аккумулятор терминалдарына жапсырдым. Дәнекерлеу магниттерді магниттен шығарады. Дегенмен, сыртынан жабын әлі де терминалдардағы магниттерге бекітіліп, электр тогын өткізе алады. Бұл аккумуляторды қосуға және ажыратуға көмектеседі.

Сынақ

Бәрін бірге алғаннан кейін, сізде бәрі дұрыс қосылғанын тексеріңіз, роботыңызды бір нәрсеге тіреп қойыңыз (ол кетпеуі үшін) және оны қосыңыз.

Кіріңіз және roombabot.py бағдарламасын бастаңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo python /home/pi/roombarobot/roombabot.py

Веб -бақылау бетіне өтіп, оны тексеріңіз. Егер бәрі дұрыс сыммен қосылса, түймелер басылғанда / көрсеткі пернелері басылғанда дөңгелектер сәйкес бағытта айналуы керек (қосуды басуды ұмытпаңыз).

6 -қадам: Python кодын жүктеу / аяқтау кезінде іске қосу

Бізге қажет соңғы нәрсе - Raspbian -ге python бағдарламасын жүктеуді бастауды айту. Ол үшін біз сценарий жасап, оны crontab көмегімен қайта жүктеуді жоспарлаймыз.

Сценарий құру

Pi пайдаланушы каталогында startrobot.sh деп аталатын жаңа сценарий файлын жасаңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo nano startrobot.sh

Келесі жолдарды файлға көшіріңіз

#!/бин/ш

#startrobot.sh cd /cd /home /pi /roombarobot sudo python roombabot.py cd /

Файлды сақтаңыз және шығыңыз

Startrobot.sh файлын орындалатын етіп жасаңыз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo chmod 755 startrobot.sh

Оны тексеріңіз (тоқтату үшін ctrl + c пернелерін басыңыз)

pi@raspberrypi: ~ $ sh startrobot.sh

Crontab файлын өңдеңіз

pi@raspberrypi: ~ $ sudo crontab -e

Файлдың төменгі жағына келесі жолды қосыңыз

# m h dom mon dow пәрмені

@reboot sh /home/pi/startrobot.sh

Сақтау және шығу

Roombabot.py бағдарламасы енді Pi қайта жүктелгенде немесе қуат ауысқан кезде басталуы керек.

Аяқтау

Бұл жағдайда сізде желідегі кез келген құрылғыдан шолғышты басқаруға болатын функционалды робот болуы керек. Мен үйден шыққанда роботқа қол жеткізу үшін VPN -ді түпнұсқалық қондырғы мен орнатудан бері біраз уақытқа создым. Болашақта қосымша өзгерістер енгізгім келеді. Мен оны автономды етуді жоспарлап отырмын және мүмкін қозғалысты қадағалаймын, ал мен қалаған кезде басқаруды өз қолыма ала аламын.