Sparky - Robot sa Telepresence na Batay sa Web sa DIY: 15 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang pangalang Sparky ay batay sa isang acronym para sa Self Portrait Artifact Roving Chassis I isang mahirap na pamagat para sa isang proyekto sa sining na nagsimula noong unang bahagi ng 90 s. Mula noong oras na iyon ang Sparky ay umunlad mula sa isang sobrang laking RC laruan kasama ang isang pares ng mga baby monitor na video camera sa isang ganap na autonomous telepresence robot na pinagana ng web. Mayroong maraming iba't ibang mga bersyon sa mga nakaraang taon, gamit ang isang malawak na hanay ng mga teknolohiya at solusyon, ngunit laging may parehong layunin na magbigay ng isang platform para sa live na video telepresence at remote autonomous roving. Karamihan sa mga gear na kinakailangan para sa proyektong ito ay magagamit sa labas ng istante at karamihan sa ginamit ko ay nasa aking tindahan na mula sa mga naunang proyekto na sana ay magkakaroon ka ng katulad na gamit, ngunit maging handa upang makagawa, magtapon ng diwa o magtama sa Craigslist para sa nawawala mga bahagi. Gumagamit ang Sparky ng Skype bilang pundasyon para sa video chat, pati na rin ang ilang pasadyang software (at source code) na ibinibigay namin para sa pangunahing mga kontrol sa servo na pagmamaneho ng gulong. Maaari mong ipasadya ang code na ito upang magdagdag ng pag-andar sa iyong robot - kabilang ang higit pang mga servos, gripper arm at sensor at Limitado ka lamang ng iyong imahinasyon at talino sa paglikha. Tandaan na ang bawat robot ay magkakaiba, kaya ang gabay na ito ay hindi nangangahulugang kumpletong mga tagubilin. Isipin ito bilang isang panimulang punto, isang pundasyon kung saan mo dinisenyo at bumuo ng iyong sariling natatanging nilikha na Sparky.

Hakbang 1: Mga Bahagi - Chassis at Drive Train

Chassis at Drive Train: Ang Vex ay sikat sa pang-edukasyon na robotic kit. Ito ay katulad ng isang tradisyonal na hanay ng Erector, na may dagdag na pagsasama ng mga sopistikadong servo motor, gulong at gears (kasama rin sa VEX ang sariling wika ng programa at board ng computer para sa paggawa ng kumpletong mga robot, ngunit hindi namin ginagamit ang mga ito para sa Sparky).

Hakbang 2: Mga Bahagi - Lakas

Lakas: Isang compact 12v, 7Ah libangan na baterya. Kaakibat ng isang run-of-the-mill, DC sa AC power inverter, nagbibigay ito ng sapat na katas upang patakbuhin ang robot sa loob ng ilang oras sa iisang singil.

Hakbang 3: Mga Bahagi - Utak

Utak: Ang isang unang-gen na Mac Mini ay mura at nag-aalok ng mahusay na lakas at pag-andar sa isang maliit na pakete kabilang ang WiFi, Bluetooth, at sapat na mga port upang mai-hook ang lahat (USB, Ethernet, FireWire, audio).

Hakbang 4: Mga Bahagi - Sistema ng Kinakabahan

Kinakabahan System: Upang tulay ang puwang sa pagitan ng computer at ng servo motors, gumagamit ng Sparky ang isang MAKE Controller board.

Hakbang 5: Software

Software: Gumagamit ang Sparky ng Skype, ang sikat na libreng VoIP at vide-chat software bilang batayan para sa kasalukuyang pag-set up ng telepresence, ngunit nadagdagan namin ang pagpapaandar ng chat nito sa pasadyang software na nagdaragdag ng kontrol ng servomotor. Maaaring mabago ang mga file na ito upang makapagdagdag ka ng anumang mga karagdagang pag-andar tulad ng mga sensor, gripper arm at marami pa.

Hakbang 6: Iba Pang Mga Sangkap

Iba Pang Mga Bahagi: LCD monitor, mouse, keyboard Webcam Cables - USB, Firewire, Ethernet, power, video, audio Madaling iakma ang supply ng kuryente para sa pagpapalakas ng lakas ng servo Mga gulong ng Caster

Hakbang 7: Mga tool

Mga tool: Allen wrench para sa Vex Screwdriver Snips Iba't ibang mga kurbatang zip

Hakbang 8: CHASSIS & DRIVE TRAIN -1

Ang mga nakaraang bersyon ng Sparky s chassis ay batay sa iba`t ibang mga materyales, kabilang ang welded steel, legos at marami pa. Sinasamantala ng kasalukuyang bersyon ng Sparky ang VEX Robotic Design System, na ginagamit ang mga katulad na bakal na girder na bakal, plate at nut / bolts, pati na rin ang mga kasamang gears, gulong at axle. Ang mga kit na ito ay nakakatipid ng maraming oras habang naiintindihan mo ang eksaktong sukat ng iyong bot. Ang isang pares ng mga generic na caster wheel ay nagbibigay ng liksi sa masikip na pagliko. Maaari kang bumuo ng mga katulad na materyales sa sukat ng laruan, o maaari kang pumili upang gumawa ng isang mas matatag na frame na hindi hinangin na bakal tulad ng orihinal na Sparky.

Hakbang 9: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 2

Ang VEX kit ay nagsasama ng maraming magagaling na bahagi, kabilang ang karaniwang mga servos na may limitadong 180 * saklaw ng paggalaw, ngunit dalawa rin ang full-rotation motor servos na kumpletong umiikot tulad ng DC motors. Maginhawa ang mga ito dahil pinapasimple nila ang mga kinakailangan upang lumikha ng paggalaw ng gulong buong-ikot. (Ang orihinal na Sparky robot ay mayroong 2 limitadong saklaw na servos, ngunit hindi direkta nitong hinihimok ang mga gulong ng robot. Sa halip ay pisikal na inilipat nila ang mga potentiometro na nakakonekta sa orihinal na wheelchair na kumokontrol sa isang tila kumplikadong solusyon na tulad ng Rube Goldberg na nakakagulat na gumana nang maayos sa maraming taon. ngunit kinakabahan pa rin ang karamihan sa mga inhinyero!).

Hakbang 10: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 3

Ang mga servo ng VEX ay hindi masyadong malakas, ngunit sa pamamagitan ng paggamit ng mga nakapaloob na gear, maaari pa rin silang makapagbigay ng sapat na metalikang kuwintas sa mga gulong kahit na may sakripisyo ng bilis. Gumagana ito ng maayos sa mga matitigas na ibabaw ngunit nakikipagpunyagi sa karpet o kahit na sa maliliit na paga. Ang susunod na hakbang ay maaaring upang magdagdag ng ilang mga mas malakas na buong pag-ikot servos, o kahit na tumalon sa DC motor bagaman nangangailangan ito ng karagdagang programa.

Hakbang 11: CHASSIS & DRIVE TRAIN - 4

Medyo kaunting oras ang ginugol sa muling paggawa ng chassis ng VEX upang mapanatili itong kasing ilaw hangga't maaari at magkasya pa rin ang lahat ng mga bahagi. Partikular na mapaghamong ang pagpili ng monitor. Orihinal na gumamit ako ng isang magaan na 7 LCD screen, ngunit may mababang resolusyon na imposibleng makakita ng maayos. Sa huli, isang matandang 17 LCD ang gumawa ng bilis ng kamay, kahit na may isang malaking tol sa idinagdag na timbang. Ang isa pang isyu sa pagbuo ay ang pamamahagi ng timbang. Ang baterya, inverter at mga supply ng kuryente ay dapat na nakaposisyon upang ang kanilang timbang ay nakasentro sa pagitan ng mga gulong at hindi naglalagay ng labis na sala sa alinman sa isa. Ang lahat ng mga isyung ito ay nagsasama upang makagawa ng isang mapaghamong palaisipan ng mahigpit na naka-pack na mga sangkap at mga naka-zip na cable.

Hakbang 12: COMPUTER & PERIPHERALS

Ang isang kadahilanan kung bakit ang kasalukuyang Sparky ay napakaliit ay dahil sa nakasisiglang laki ng Mac Mini. Ito ay isang kamangha-manghang napagtanto na ang kapangyarihan sa computing kinakailangan upang himukin ang proyektong ito ay nagiging maliit na maliit. Kasama sa mga nakaraang pagsisikap ang isang buong sukat na G4 desktop, isang Luxo Lamp iMac, at kahit ang Mac Cube na bihirang makita. Sinimulan ko ring sundutin ang ideya ng isang iPhone Sparky, ngunit mayroon itong sariling mga isyu at Pagkonekta ng computer hardware ay prangka. Sa pagtingin sa likod ng Mac mula L hanggang R, mayroong isang power cable, Ethernet (upang MAKE Controller), Firewire (iSight), monitor cable, USB (MAKE Controller), isa pang USB (keyboard at mouse). Ang lahat ng labis na paglalagay ng kable, mga brick na kuryente, atbp at ay naka-zip na nakatali at naka-wedge sa chassis. Mayroong tatlong mga AC cords ng kuryente sa Mac, LCD monitor at ang MAKE board na lahat ay napunta sa isang 3-way splitter na naka-plug sa DC-to-AC inverter, naka-pack na snuggly sa tabi ng 12 v. Na baterya. Ang Ethernet at USB cable plug sa MAKE Controller, isa para sa data, ang isa pa para sa lakas. Sa puntong ito, ito ay isang gumaganang computer na pinagana ng WiFi, pinapatakbo ng baterya, na konektado sa MAKE board at nakaupo sa mga gulong (ngunit hindi pa nalulubog.). Ngayon ay isang magandang panahon upang subukan ang mga bagay. I-fire up ito at i-troubleshoot ang anumang mga isyu sa audio, video, WiFi, atbp at Mag-download at gumamit ng Skype upang tumawag sa mga video. Siguraduhing i-clear ang lahat ng mga potensyal na istorbo bago lumipat sa susunod na yugto.

Hakbang 13: GUMAWA NG KONTROLLER

Kinakailangan ang isang board ng controller upang makagawa ng isang pisikal na koneksyon sa pagitan ng Mac at ng mga motor na servo. Tumatanggap ang board ng mga utos mula sa computer at ginawang mga impulses na elektrikal na umiikot sa mga motor. Maaari rin itong kumuha ng mga signal mula sa mga sensor (infrared, touch, light) at ibalik ang data sa iyong computer. Maraming magagamit na magkakaibang mga kontrol. Ang isa sa pinakatanyag ay marahil Arduino, isang mura, bukas na mapagkukunan ng board control na ginusto ng maraming tao. Nakatanggap ako ng isang MAKE board ilang taon na ang nakakalipas nang halos wala sa yugto ng prototype. Ang mga mas bagong bersyon ng board ay pareho, ngunit marahil ay isang maliit na mas simple upang i-set up. Masidhing inirerekumenda kong bisitahin ang site ng MakingThings para sa kamakailang firmware at iba pang mga pag-update sa board. Ang isang magandang bagay tungkol sa MAKE controller ay ang lahat ng mga kaginhawaang naitayo mismo dito, tulad ng isang malaking bilang ng mga analog at digital port para sa input at output. Pinakamaganda sa lahat para sa Sparky ay ang 4 plug-and-play servo slots. Ang VEX servos plug mismo sa mga puwang 0 at 1, na nakakatipid ng maraming oras at pagsisikap sa paglikha ng mga koneksyon mula sa simula. Ang board ng MAKE ay mayroon ding isang maginhawang pag-toggle para sa lakas ng servo, na maaaring direktang magmula sa MAKE board sa 5v, o ang isang panlabas na supply ng kuryente ay maaaring konektado upang mapalakas ang juice hanggang sa 9v. Ang mga Sparky s VEX Motors ay pinapasan ng mas maraming timbang kaysa sa na-rate para sa, kaya't ang idinagdag na lakas ay nakakatulong sa pagikot ng mga gulong (Ang mga motor ay tila mayroong isang panloob na cut-off circuit na pumipigil sa kanila mula sa pagkasunog kung labis na inilapat ang lakas). Kung gumagamit ka ng Arduino o ilang iba pang board ng controller, tumingin sa online upang mahanap ang impormasyong kinakailangan upang maghimok ng mga servo. Ito ay dapat na madaling hanapin.

Hakbang 14: SOFTWARE

Tunay na gumagamit ng Sparky ay nangangailangan ng dalawang mga computer - ang onboard na Mac Mini, at ilang iba pang computer na naka-enable sa web at handa na ang video-chat. Isipin ang pangalawang computer na ito bilang Sparky s control booth. Gumagamit ako ng isang lumang powerbook at iSight camera. Ang parehong mga computer ay nangangailangan ng Skype. Ginagamit ito ng proyekto ng Sparky para sa video chat, ngunit pinagsamantalahan din ang pagpapaandar ng text chat upang ma-shoehorn ang mga utos ng kontrol sa motor sa pamamagitan ng koneksyon sa Skype- kaya't kung ang Skype ay kumokonekta, ang robot ay maaaring matanggal na walang karagdagang koneksyon sa pagitan ng mga ito na kinakailangan. Paano ito gumagana: Bilang karagdagan sa Skype, nangangailangan ang Sparky ng pasadyang software na plug-in. Ang plug-in ng control booth ay may istilong videogame, mga kontrol ng WASD na nai-map sa keyboard. Ang mga keystroke mula sa booth ay ipinapadala bilang mga text message sa loob ng Skype patungo sa Sparky s onboard Mac Mini, kung saan ang isa pang kopya ng plug-in ay tumatanggap ng mga text message at isinalin ang mga ito sa mga utos ng paggalaw na ipinadala sa MAKE controller, na nagpapadala ng lakas sa mga servo. Narito ang pasadyang software Narito ang mga tagubilin sa software

Hakbang 15: MAGING SPARKY

Ang Pagmamaneho ng Sparky ay isang natatanging karanasan, isang timpla ng Martian rover sim at live na social networking na may peppered na may madalas na mga teknikal na drill sa sunog. Pinag-iisipan nito ang mga tao tungkol sa kanilang mga kinakatakutan at akit sa ideya ng isang hybrid na human-machine. Ngunit kamangha-mangha kung gaano kabilis nakakalimutan ng mga tao na nagsasalita sila ng isang half-machine cyborg at sa loob ng ilang mga palitan, nakagawa si Sparky ng isang tunay, koneksyon ng tao sa pagitan ng mga kalahok. Sa paglipas ng mga taon, ang mga bersyon ng Sparky ay nagsilbi bilang isang gabay sa paglilibot sa gallery, mang-aawit ng jazz at bandleader, host ng partido at kalahok sa virtual na Burning Man. Ngunit ang potensyal para sa Sparky ay mas malaki kaysa sa mga halimbawang ito. Ano ang maaari mong gawin Sparky gawin? Saan mo ito dadalhin? Paano mo nakikita ang mga robot ng telepresence na nakakaapekto sa paraan ng pakikipag-ugnay sa mundo?