Sparky - Robot de telepresență bazat pe web DIY: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Numele Sparky se bazează pe un acronim pentru Self Portrait Artifact Roving Chassis I, un titlu incomod pentru un proiect de artă început la începutul anilor 90. Din acel moment, Sparky a evoluat dintr-o jucărie RC supradimensionată, cu câteva camere video pentru monitor pentru bebeluși, într-un robot autonom de telepresență cu funcție web. Au existat multe versiuni diferite de-a lungul anilor, folosind o gamă largă de tehnologii și soluții, dar întotdeauna cu același scop de a oferi o platformă pentru telepresența video live și roving autonom la distanță. Majoritatea echipamentelor necesare pentru acest proiect sunt disponibile de pe raft și o mare parte din ceea ce am folosit a fost deja în magazinul meu din proiectele anterioare, sperăm că veți avea unele echipamente similare, dar fiți pregătiți să improvizați, să aruncați la gunoi sau să loviți Craigslist pentru lipsă parts. Sparky folosește Skype ca bază pentru chat-ul video, precum și unele software-uri personalizate (și cod sursă) pe care le oferim pentru comenzile servo de bază cu roată. Puteți personaliza acest cod pentru a adăuga funcționalitate robotului dvs. - inclusiv mai multe servome, brațe de prindere și senzori și sunteți limitat doar de imaginația și ingeniozitatea dvs. Rețineți că fiecare robot va fi diferit, deci acest ghid nu este în niciun caz instrucțiuni complete. Gândiți-vă la acesta ca la un punct de plecare, o bază pe care vă proiectați și construiți propria creație unică Sparky.

Pasul 1: Piese - Șasiu și tren de antrenare

Șasiu și tren de antrenare: Vex este un popular kit educațional de robot. Seamănă mult cu un set Erector tradițional, cu adăugarea suplimentară de servomotoare sofisticate, roți și roți dințate (VEX include, de asemenea, propriul limbaj de programare și placa de calculator pentru fabricarea unor roboți complet, dar nu le folosim pentru Sparky).

Pasul 2: Piese - Putere

Putere: o baterie compactă de 12v, 7Ah hobby. Împreună cu un invertor de curent continuu la curent alternativ, acesta oferă suficient suc pentru a rula robotul câteva ore cu o singură încărcare.

Pasul 3: Părți - Creier

Creier: un Mac Mini de primă generație este ieftin și oferă o mare putere și funcționalitate într-un pachet mic, inclusiv WiFi, Bluetooth și suficiente porturi pentru a conecta totul (USB, Ethernet, FireWire, audio).

Pasul 4: Piese - Sistem nervos

Sistem nervos: pentru a acoperi decalajul dintre computer și servomotoare, Sparky folosește o placă de control MAKE.

Pasul 5: Software

Software: Sparky folosește Skype, popularul software VoIP și vide-chat gratuit ca bază pentru configurarea actuală a telepresenței, dar am mărit funcționalitatea sa de chat cu software personalizat care adaugă control servomotor. Aceste fișiere pot fi modificate, astfel încât să puteți adăuga orice funcții suplimentare, cum ar fi senzori, brațe de prindere și multe altele.

Pasul 6: Alte componente

Alte componente: monitor LCD, mouse, tastatură Cabluri Webcam - USB, Firewire, Ethernet, alimentare, video, audio Sursă de alimentare reglabilă pentru creșterea forței servo Roți rotative

Pasul 7: Instrumente

Instrumente: cheie hexagonală pentru șurubelniță Vex Snips Cravate cu fermoar asortate

Pasul 8: ȘASI ȘI TREN DE CONDUCERE -1

Versiunile anterioare ale șasiului Sparky s-au bazat pe diferite materiale, inclusiv oțel sudat, legos și multe altele. Versiunea actuală a Sparky profită de sistemul de proiectare robotică VEX, utilizând grinzile din oțel, plăci și piulițe / șuruburi, precum Ergred Set, precum și angrenajele, roțile și axele incluse. Aceste seturi economisesc mult timp în timp ce vă dați seama de dimensiunile exacte ale robotului dvs. Câteva roți generice cu rotire oferă agilitate în viraje strânse. Puteți construi cu materiale similare la scară de jucărie sau puteți alege să fabricați un cadru mai robust din oțel sudat, la fel ca originalul Sparky.

Pasul 9: ȘASI & TREN - 2

Kitul VEX include multe piese grozave, inclusiv servo standard cu o gamă limitată de mișcare de 180 *, dar și două servo motoare cu rotație completă care se învârt complet ca motoarele de curent continuu. Acestea sunt convenabile deoarece simplifică cerințele pentru a crea mișcarea roții cu rotație completă. (Robotul original Sparky avea 2 servo-uri cu raza de acțiune limitată, dar acestea nu conducea direct roțile robotului. În schimb, mișcau fizic potențiometrele care erau conectate la comenzile originale ale scaunului cu rotile, o soluție aparent complexă de tip Rube Goldberg, care a funcționat surprinzător de bine de ani de zile. dar totuși îi face pe majoritatea inginerilor să fie nervoși!).

Pasul 10: ȘASI & TREN - 3

Servomotoarele VEX nu sunt foarte puternice, dar prin utilizarea angrenajelor închise, pot oferi totuși un cuplu suficient pentru roți, deși cu sacrificiul vitezei. Funcționează suficient de bine pe suprafețe dure, dar se luptă pe covor sau chiar peste umflături mici. Următorul pas ar putea fi să adăugați câteva servo mai puternice de rotație completă sau chiar să faceți saltul la motoarele de curent continuu, deși ar necesita și o programare suplimentară.

Pasul 11: ȘASI & TREN - 4

S-a petrecut destul de mult timp lucrând șasiul VEX pentru a-l menține cât mai ușor posibil și pentru a avea încă toate piesele potrivite. A fost o provocare deosebită alegerea monitorului. Inițial am folosit un ecran LCD ușor de 7, dar avea o rezoluție atât de mică încât era imposibil de văzut bine. În cele din urmă, un vechi LCD 17 a făcut trucul, deși cu o taxă considerabilă în greutate adăugată. O altă problemă de construcție este distribuția greutății. Bateria, invertorul și sursele de alimentare trebuie să fie poziționate astfel încât greutatea lor să fie centrată între roți și să nu pună prea multă tensiune pe nici una. Toate aceste probleme se combină pentru a crea un puzzle provocator de componente strâns împachetate și cabluri cu fermoar.

Pasul 12: COMPUTER ȘI PERIFERICE

Unul dintre motivele pentru care actualul Sparky este atât de mic se datorează dimensiunii inspiraționale a Mac Mini. A fost o realizare remarcabilă că puterea de calcul necesară pentru a conduce acest proiect devenea din ce în ce mai mică. Eforturile anterioare au inclus un desktop G4 de dimensiuni complete, un Luxo Lamp iMac și chiar Mac Cube, cu o vedere redusă. Am început chiar să mă uit la ideea unui iPhone Sparky, dar asta are propriile probleme. Conectarea hardware-ului computerului este simplă. Privind partea din spate a Mac-ului de la L la R, există un cablu de alimentare, Ethernet (la controlerul MAKE), Firewire (iSight), cablu de monitor, USB (controlerul MAKE), un alt USB (tastatură și mouse). Toate cablurile în exces, cărămizile electrice etc. și sunt fixate cu fermoar și încastrate în șasiu. Există trei cabluri de alimentare de curent alternativ, monitorul LCD și placa MAKE, care intră într-un splitter cu 3 căi conectat la invertorul de curent alternativ la curent alternativ, ambalate perfect lângă bateria de 12 V. Cablul Ethernet și USB se conectează la controlerul MAKE, unul pentru date, celălalt pentru alimentare. În acest moment, este un computer funcțional WiFi, alimentat de la baterie, conectat la placa MAKE și așezat pe roți (dar încă nu poate fi condus)). Acum este un moment bun pentru a testa lucrurile. Porniți-l și depanați orice problemă cu audio, video, WiFi etc. & Descărcați și utilizați Skype pentru a efectua apeluri video. Asigurați-vă că eliminați toate aceste potențiale neplăceri înainte de a trece la faza următoare.

Pasul 13: Faceți controlerul

Este necesară o placă de control pentru a face o conexiune fizică între Mac și servo-motoare. Placa primește comenzi de la computer și le transformă în impulsuri electrice care rotesc motoarele. De asemenea, poate prelua semnale de la senzori (infraroșu, tactil, luminos) și poate trimite datele înapoi la computer. Există multe controlere diferite disponibile. Una dintre cele mai populare este probabil Arduino, o placă de controler open-source ieftină, pe care mulți oameni o preferă. Am primit o placă MAKE acum câțiva ani, când abia ieșea din etapa prototipului. Versiunile mai noi ale plăcii sunt similare, dar probabil un pic mai simplu de configurat. Vă recomandăm să vizitați site-ul MakingThings pentru firmware-ul recent și alte actualizări ale plăcii. Un lucru interesant la controlerul MAKE este toate facilitățile integrate chiar în el, cum ar fi un număr mare de porturi analogice și digitale pentru intrare și ieșire. Cel mai bun lucru pentru Sparky sunt cele 4 sloturi servo plug-and-play. Servoanele VEX se conectează direct la sloturile 0 și 1, economisind mult timp și efort la crearea conexiunilor de la zero. Placa MAKE are, de asemenea, o comutare convenabilă pentru alimentarea servo, care poate ieși direct de pe placa MAKE la 5v, sau o sursă de alimentare externă poate fi conectată pentru a crește sucul până la 9v. Motoarele VEX Sparky s sunt împovărate cu o greutate mai mare decât sunt evaluate, astfel încât puterea adăugată ajută la rotirea roților (Motoarele par să aibă un circuit de întrerupere intern care le împiedică să se ardă dacă se aplică prea multă putere). Dacă utilizați Arduino sau o altă placă de control, căutați online pentru a găsi informațiile necesare pentru a conduce servomotoare. Ar trebui să fie destul de ușor de găsit.

Pasul 14: SOFTWARE

Sparky folosește de fapt două computere - computerul Mac Mini integrat și un alt computer care este activat pe web și este pregătit pentru chatul video. Gândiți-vă la acest al doilea computer ca la cabina de control a lui Sparky. Folosesc un vechi powerbook și cameră iSight. Ambele computere necesită Skype. Proiectul Sparky îl folosește pentru chat video, dar își exploatează și funcția de chat text pentru a comanda controlul motorului cu pantofi prin conexiunea Skype - deci dacă Skype se conectează, robotul poate fi condus, fără a fi necesară o conexiune suplimentară între ele. Cum funcționează: În plus pentru Skype, Sparky necesită software plug-in personalizat. Plug-in-ul cabinei de control vine cu stiluri de jocuri video, comenzi WASD mapate la tastatură. Tastările de la cabină sunt trimise ca mesaje text în Skype către Sparky s la bordul Mac Mini, unde o altă copie a plug-in-ului primește mesajele text și le traduce în comenzi de mișcare trimise controlerului MAKE, care trimite alimentarea către servomotoare. Iată software-ul personalizat Iată instrucțiuni despre software

Pasul 15: FII SPUMOS

Driving Sparky este o experiență unică, un amestec de sim rover marțian și rețele sociale live presărate cu exerciții tehnice frecvente de incendiu. Îi face pe oameni să se gândească atât la temerile lor, cât și la atracția față de ideea unui hibrid om-mașină. Dar este uimitor cât de repede oamenii par să uite că vorbesc cu un cyborg pe jumătate de mașină și în câteva schimburi, Sparky este capabil să creeze o conexiune umană reală între participanți. De-a lungul anilor, versiunile Sparky au servit ca un ghid turistic al galeriei, cântăreț de jazz și șef de bandă, gazdă de petrecere și participant virtual la Burning Man. Dar potențialul pentru Sparky este mult mai mare decât aceste exemple. Ce poți face pe Sparky să facă? Unde l-ai duce? Cum vedeți roboții de telepresență care afectează modul în care interacționați cu lumea?