Dog Bot: Lego Robot Rover Dengan Webcam: 17 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Inilah cara membuat robot Lego yang dapat Anda kendalikan dari layar mana pun melalui wifi. Ini juga memiliki webcam sehingga Anda dapat melihat ke mana Anda pergi dan lampu LED untuk mata! Ini adalah proyek yang bagus untuk dilakukan dengan anak-anak Anda karena mereka dapat melakukan pembuatan logo dan Anda dapat melibatkan mereka dalam sebanyak mungkin elektronik yang mereka sukai. Ada banyak fleksibilitas dalam cara Anda mengimplementasikan proyek ini, dan ini berarti Anda dapat dengan mudah menghancurkannya dan mendesain ulang lagi. Saya merasa itu berguna, ketika saya terjebak untuk memulai lagi. Setelah Anda melakukan ini beberapa kali, cukup mudah dan cepat untuk membangun kembali dari bawah ke atas. Hal yang hebat tentang ini adalah Anda tidak perlu khawatir tentang "melanggar" apa pun karena Anda akan mengembangkan keterampilan untuk membangun kembali dengan mudah.

Apa yang kau butuhkan

• Raspberry Pi B+
• Basis dan kit motor
• Plat dasar lego
• Lem super kekuatan industri
• Mengebor
• pisau kerajinan
• Peralatan solder
• kartu SD
• pembaca kartu SD
• Paket pengontrol motor
• 2 LED
• Webcam harga menengah (Anda bisa mencoba yang murah)
• PC dan tablet/ponsel
• Router Wifi yang akses adminnya Anda miliki
• Banyak potongan Lego
• Pengisi daya telepon darurat
• 4 kabel lompat masing-masing dengan setidaknya 1 terminal wanita
• 4 baterai AA (isi ulang bagus)

Langkah 1: Siapkan Basis

Saya mulai dengan basis dan 2 motor seperti set motor ini di Amazon

Ambil alas perspex dan rekatkan pelat dasar Lego tipis ke atasnya. Saya menggunakan lem super kekuatan industri untuk ini yang mengering dalam hitungan menit dan sangat kuat. Saat lem sudah terpasang, potong kelebihan pelat dasar Lego sehingga mengikuti garis pelat dasar perspex. kemudian bor lubang melalui pelat Lego yang cocok dengan dasar perspex. Saya mengebor lubang saat dan ketika saya membutuhkannya. Anda sekarang memiliki dasar untuk membangun struktur Lego Anda.

Langkah 2: Pasang Roda

Sekarang merakit roda. Ikuti petunjuk produsen di sini. Roda yang saya beli memiliki semua instruksi dalam bahasa Cina, yang tidak dapat saya baca, tetapi cukup mudah untuk mengetahuinya dari gambar. Setelah dirakit pasang kabel ke motor dengan gumpalan kecil solder.

Langkah 3: Pasang Roda ke Pangkalan

Selanjutnya pasang roda ke pelat dasar, Anda dapat mengebor lubang di alas jika perlu. Anda mungkin akan mengetahui menjelang akhir proyek bahwa Anda ingin kabel-kabel itu diarahkan melalui pangkalan di tempat lain, tetapi Anda selalu dapat mengebor lubang baru dan pindah nanti.

Langkah 4: Siapkan Pi

Sekarang siapkan PI. Saya menggunakan model B+ dengan dongle wifi USB. Saya menggunakan gambar desktop Penuh berdasarkan Debian Jessie yang dapat Anda unduh dari situs Raspbian Pi. Layak untuk membuat kartu SD dari awal, dan menyimpan gambar disk dengan mudah karena Anda dapat dengan mudah memulai lagi. Anda mungkin perlu melakukan sedikit googling untuk mengetahui cara membuat gambar disk di PC Anda. Saya membuat gambar saya menggunakan Ubuntu seperti ini: Klik kanan pada gambar disk dan pilih "buka dengan penulis gambar disk". Tulis gambar ke kartu SD. Gambar disk cukup kecil, jadi jika Anda memiliki kartu SD yang lebih besar (misalnya: 30GB), Anda dapat menggunakan perangkat lunak partisi seperti GParted untuk menggunakan semua ruang yang tersedia. Setelah Anda mengetahui bagaimana melakukan ini, dibutuhkan sekitar 5 menit, dan sangat berharga seolah-olah Anda mengacaukan perangkat lunak, Anda dapat menginstal ulang lagi.

Langkah 5: Pasang Papan Pengontrol

Selanjutnya Anda membutuhkan papan pengontrol motor. Saya menggunakan kit dari RyanTek. Muncul dengan panduan penyolderan yang sangat baik, tetapi saya pikir Anda juga bisa mendapatkannya sebelum disolder. Jika Anda belum pernah melakukan penyolderan sebelumnya, jangan khawatir, lakukan secara perlahan dan berlatihlah sedikit sebelum Anda memulai di papan motor.

Sekarang, pasang baterai (dengan 4 baterai AA) dan motor ke papan pengontrol kemudian pasang papan pengontrol ke pin GPIO dari Pi. Sekali lagi papan pengontrol akan memberi Anda lebih banyak detail. Jangan khawatir tentang memasukkan kabel motor yang tepat ke slot yang tepat, selama kabel tersebut tidak terhubung ke slot daya DC. Saya tidak merekatkan atau memasang Pi atau baterai ke papan Lego karena ini memberi Anda lebih banyak fleksibilitas saat mendesain bodi Lego. Anda juga dapat mengubah desain Anda dengan mudah seiring berjalannya waktu.

Langkah 6: Mulai Membangun Tubuh Lego

Sekarang saatnya untuk membuat beberapa Lego. Pada titik ini Anda dapat melibatkan anak-anak yang sangat kecil, selama mereka dapat memegang sepotong Lego! Kami mulai hanya dengan rumah persegi dasar sampai semuanya berfungsi kemudian menjadi lebih berani dengan bot anjing. Hal yang hebat di sini adalah Anda dapat membangun kembali tubuh robot sebanyak yang Anda suka. Mulailah dengan membuat rumah untuk Pi. Ingatlah untuk meninggalkan ruang untuk port USB dan kabel daya. Bangun kelonggaran yang cukup ke dalam perumahan apa pun yang Anda bangun. Tidak apa-apa untuk hal-hal yang berputar-putar sedikit dan Anda tidak bisa terlalu akurat dengan Lego.

Kami menggunakan jendela Lego untuk menyediakan akses ke port USB yang Anda perlukan nanti.

Langkah 7: Siapkan Pi

Ini saat yang tepat untuk memulai Pi, dan membuat robot bergerak.

Saya telah mengembangkan kode untuk digunakan dengan proyek ini di Git hub. Halaman Read me on the git hub membawa Anda melalui petunjuk tentang cara menginstal semua perangkat lunak di Pi, tetapi saya juga akan membawa Anda melalui langkah-langkahnya di sini.

Pertama-tama nyalakan Pi, dengan mencolokkan kabel daya. Anda harus menyambungkan kabel HDMI ke TV dan menggunakan keyboard dan mouse USB. Hal pertama adalah menghubungkan ke Wifi Anda. Anda melakukan ini dengan mengklik ikon di kanan atas desktop Raspian dan membuktikan detailnya. Setelah terhubung ke Wifi, Anda dapat melakukan yang lainnya dari baris perintah, jadi jika Anda mau, Anda dapat terhubung ke Pi menggunakan ssh, tetapi untuk saat ini, karena kita terhubung ke TV, kita dapat membuka terminal dari desktop Raspian.

Langkah 8: Instal Perangkat Lunak di Pi

Buka terminal pada Pi dan ketik perintah berikut.

sudo apt-get update

Ini memperbarui Raspian dengan perangkat lunak terbaru.

Selanjutnya, instal perangkat lunak webcam

sudo apt-get install motion

Anda juga perlu mengonfigurasi gerakan pada titik ini. Saya telah membuat daftar apa yang perlu diperbarui di file mana di halaman github. Ada juga instruksi tentang membuat webcam bekerja di Pi Anda. Kenali pengaturannya dan mainkan setelah Anda merasa nyaman dengan pengaturannya.

sudo apt-get install python-dev python-pip

Ini menginstal pustaka Python dan juga manajer pengemasan perangkat lunak python.

sudo pip install 'pubnub>=4.1.2'

Ini menginstal Pubnub, perangkat lunak yang mengelola pengiriman pesan antara panel kontrol dan robot nirkabel Anda.

Butuh beberapa saat untuk memasang bagian ini, jadi buatlah secangkir teh !!

Langkah 9: Instal Perangkat Lunak Robot

Sekarang Anda telah menginstal semua bagian perangkat lunak yang bergantung, saatnya untuk menginstal kode yang diperlukan untuk menjalankan robot.

git clone

ini akan membuat folder lego-robot di direktori home Anda.

Sebelum Anda dapat menjalankan kode robot, Anda perlu membuat akun PubNub dan mendapatkan kunci publikasikan dan berlangganan. Anda dapat melakukannya dengan mengikuti petunjuk memulai sekarang di PubNub. Setelah Anda mengatur, Anda perlu membuka dua file:

• lego-robot/server/keys.py
• lego-robot/client/keys.js

dan ganti kunci pub dan sub dengan kunci Anda yang bisa Anda dapatkan dari dasbor pubnub.

Perhatikan bahwa nilai saluran bisa apa saja, asalkan cocok di klien dan server.

Langkah 10: Instal Perangkat Lunak Pengontrol dan Periksa Semua Berfungsi

Pada PC, klon kode git hub dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan pada robot.

git clone

Anda mungkin belum menginstal git di PC Anda. Jika tidak, ikuti petunjuk di git hub.

Anda juga memiliki opsi untuk mengunduh kode sebagai file zip, meskipun saya menyarankan untuk menginstal GIT dan menyalin file dengan mengkloning repositori.

Anda harus memperbarui file lego-robot/client/keys.js dengan kunci publikasi dan berlangganan pribadi Anda.

Setelah selesai, buka file lego-robot/client/buttons.html di browser web. Anda sekarang harus dapat mengontrol robot Anda menggunakan tombol kontrol.

Diagram di atas menunjukkan apa yang terjadi:

• Saat Anda mengklik tombol, sebuah pesan dikirim ke pubnub (menggunakan kunci publikasikan Anda)
• PubNub kemudian meneruskan ke robot yang…
• Sedang mendengarkan (menggunakan tombol berlangganan) untuk pesan
• Robot kemudian menerjemahkan ke suatu tindakan.

Saya menggunakan pubNub sebagai gratis, cepat (waktu nyata) dan sangat menyederhanakan pengiriman dan penerimaan pesan menggunakan API yang sangat bagus.

Anda dapat menggali kode klien dan server dan melihat pesan yang dikirim menggunakan tombol sederhana seperti "maju" dan "mundur".

Ada juga pengontrol gaya joystick di lego-robot/client/joystick.html.

Saya akan meningkatkan pengontrol ini, dan menambahkan yang baru setiap saat, jadi jika Anda ingin memperbarui perangkat lunak, Anda dapat menggunakan perintah "git pull". Silakan juga berkontribusi ke repositori git dan buat lebih banyak kontrol yang ramah pengguna.

Sekarang Anda semua siap untuk memeriksa apakah gerakannya berfungsi dengan baik. Di terminal Pi, ubah direktori menjadi lego-robot/server dan ketik:

sudo python robot.py

ini memulai skrip python untuk mendengarkan pesan masuk dari Pubnub.

Sekarang coba tekan beberapa tombol pada pengontrol, Anda akan melihat respons ini diterima di Terminal Pi (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas) dan robot.py menerjemahkan pesan ini ke gerakan dengan memetakannya ke sinyal di Pi GPIO.

Anda harus bisa menggerakkan robot.

Langkah 11: Siapkan Webcam dan Lampu LED

Anda dapat menggunakan webcam apa pun yang kompatibel dengan linux (kebanyakan dari mereka). Saya akan memilih yang kisaran menengah (sekitar £ 15) karena saya mencoba yang sangat murah dan tidak bisa mendapatkan gambar yang jelas darinya. Langkah pertama adalah membongkar webcam sehingga Anda hanya memiliki papan dasar dan kamera.

Jika Anda ingin memasang lampu, maka ambil lampu LED dan sambungkan dua kabel lompat ke setiap terminal. Saya menggunakan kabel lompat yang memiliki terminal perempuan di salah satu ujungnya sehingga Anda dapat dengan mudah mencolokkannya ke pin Pis GPIO nanti. Ujung kabel yang lain harus Anda lepaskan, untuk melepas terminal. Anda dapat menyolder di sini juga untuk membuat koneksi yang aman. Saya juga menggunakan beberapa pembungkus panas menyusut, yang dapat Anda gunakan untuk menutupi setiap kawat, meskipun saya tidak akan khawatir tentang membuat pekerjaan yang terlalu baik sampai Anda senang bahwa semuanya bekerja, maka Anda dapat menyelesaikan dan meningkatkan. Ini juga merupakan ide bagus untuk menggunakan resistor untuk menghentikan LED Anda dari pembakaran.

Ada instruksi terperinci di sini yang merinci cara memasang kabel LED.

Seperti yang ditunjukkan gambar, saya menggunakan balok Lego dengan lubang di dalamnya sebagai cara mudah untuk memasang LED ke kepala robot.

Langkah 12: Buat Kepala Dengan Nose-cam dan Lampu

Buat rumah kepala untuk kamera. Saya tidak akan terlalu spesifik di sini karena sudah waktunya bagi Anda untuk berkreasi. Namun Anda perlu membangun di sekitar kamera. Bot anjing mengintegrasikan kamera ke hidungnya dan memiliki mata sebagai LED. Pastikan Anda meninggalkan lubang di bagian belakang kepala untuk mengarahkan kabel keluar.

Langkah 13: Lengkapi Tubuh

Sekarang Anda senang bahwa bot anjing pada dasarnya bergerak, Anda dapat membuat wadah untuk paket baterai. Saya menggunakan paket 4 baterai AA (disediakan dengan roda dan alas) dan paket pengisi daya telepon darurat. Baterai AA untuk motor DC untuk roda dan paket ponsel untuk Pi. Merupakan ide bagus untuk membuat baterai mudah diakses karena Anda harus mengaksesnya untuk diisi ulang dan diganti.

Setelah Anda bahagia, letakkan atap di atas Pi. Saya tidak terlalu khawatir tentang menyembunyikan kabel dan sirkuit, karena itu adalah bagian dari gambar robot. Namun semua terserah Anda saat ini. Anda mungkin ingin mempertimbangkan seberapa berat bot Anda, semakin berat semakin lambat gerakannya.

Langkah 14: Pasang Kepala

Saatnya untuk menghubungkan semuanya.

Hubungkan kabel USB Webcam ke bagian depan bot, menggunakan lubang akses yang Anda buat. Anda dapat mengamankan kabel ke robot dengan membuat beberapa rumah Lego. Saya juga memperpendek kabel USB dengan memotong dan menyoldernya kembali, tetapi lakukan ini hanya jika Anda benar-benar ingin menyolder 4 kabel kecil bersama-sama. Mungkin lebih mudah untuk membeli kabel USB pendek dan menyambungkannya kembali ke bagian belakang kamera.

Anda juga perlu menghubungkan lampu LED ke pin Pis GPIO yang tidak diambil oleh pengontrol papan motor. Ini adalah pin GPIO 20 dan 21 dan dua pin ground cadangan di dekatnya. Gunakan pin ground cadangan di dekatnya. Jika lampu tidak berfungsi maka coba ganti ground bulat dengan output GPIO. UNTUK mengetahui pin mana yang terhubung ke google diagram GPIO yang bagus.

Langkah 15: Uji LED dan Nose Cam

Untuk memulai jenis perangkat lunak webcam:

gerakan sudo

Pastikan juga Anda telah memulai skrip robot.py (seperti yang dijelaskan dalam instruksi sebelumnya):

sudo python robot.py

Anda sekarang seharusnya dapat menggunakan sakelar lampu pada pengontrol untuk menyalakan dan mematikan lampu.

Web cam harus disiarkan di alamat IP Pis Anda pada port 8080, jadi misalnya ketik berikut ini ke browser web Anda.

192.168.1.2:8081

Saya menemukan alamat IP Pi dengan masuk ke router saya sebagai admin dan melihat perangkat yang terpasang. Petunjuk tentang cara melakukannya biasanya ada di bagian belakang perute, atau lihat petunjuk perute Anda secara online.

Anda dapat menjelajahi pengaturan konfigurasi perangkat lunak gerak, seperti yang dijelaskan pada langkah sebelumnya. Saya menemukan bahwa terkadang streaming berhenti, tetapi umumnya berfungsi dengan baik.

Anda dapat mengakses aliran video ini dari apa pun yang menjalankan browser yang terhubung ke jaringan Wifi Anda.

Langkah 16: Menyelesaikan

Akses online

Anda sekarang seharusnya dapat mengontrol robot dari browser di PC. Namun bagus untuk dapat mengontrol bot dari perangkat sentuh apa pun seperti Ipad atau ponsel.

Untuk melakukan ini, Anda perlu meng-host file klien (buttons.html dll) di server web.

Saya mulai dengan menginstal server web di Pi, yang berfungsi dengan baik. Namun lebih mudah untuk hanya mengunggah file HTML ke server web lain. Saya cukup menyalin file HTML ke akun Host biru publik saya. Anda mungkin ingin melindungi akses file ke file-file ini karena berisi sub kunci pub ke saluran nub pub Anda. Setelah Anda melakukan ini, Anda dapat mengakses pengontrol dari perangkat apa pun, bahkan dari luar rumah Anda.

Mulai otomatis

Hal lain yang berguna untuk dilakukan adalah memperbarui skrip \etc\rc.local pada raspberry Pi Anda; menambahkan dua baris ini:

• gerakan sudo
• nohup sudo python /home/pi/lego-robot/server/robot.py &

Ini akan berjalan setiap kali Pi dijalankan, jadi Anda tidak perlu menjalankan perintah secara manual.

Langkah 17: Bersenang-senanglah

Itu saja.

Silakan tinggalkan komentar jika Anda buntu dan jika Anda ingin meningkatkan perangkat lunak apa pun, silakan berkontribusi ke repositori github. Saya akan terus mengerjakan proyek ini dan inilah beberapa ide:

• Pengontrol gaya "trak besar" tempat Anda memprogram urutan perintah seperti "kiri 10, maju 6, mundur 2…" lalu tekan "lari" dan robot menjalankan perintah.
• Leher miring, sehingga Anda dapat melihat ke atas dengan webcam
• Pembicara yang menerjemahkan teks dari pengontrol ke ucapan
• Kontrol yang dikontrol suara

Bersulang

Petrus