EWON Raspberry Pi darbināms mājas robots: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Seko vairāk autoram:

Par: Inženierzinātnes un dizains Vairāk par šaratnaiku »

Nesen es atklāju, ka pašreizējās situācijas dēļ daudz skatos Netflix sērijas, es ceru, ka jūs visi esat drošībā, un es redzēju, ka tika izlaista melnā spoguļa 5. sezona. Antoloģijas sērija, kas riņķo ap cilvēku personīgo dzīvi un to, kā tehnoloģijas manipulē ar viņu uzvedību.

Un viena no epizodēm, kas piesaistīja manu uzmanību, bija Reičela, Džeks un Ešlija. Viens no šīs sērijas galvenajiem varoņiem ir mājas robots vārdā Ešlija O, un šim robotam apkārt ir daudz rakstura, un es domāju, ka man vajadzētu to izveidot, tas ir labs projekts, lai sāktu programmēšanu, ja ne tā, tad vismaz Es varu to ieprogrammēt smieties par maniem jokiem.!

Kas / Kas ir Evon? Ko tas var darīt?

Tāpēc, pirms es sāku strādāt pie šī projekta, es noteicu dažus pamatnoteikumus, kas jāievēro. Šim projektam bija jābūt

• Visiem viegli izmēģināt
• Ne tikai gudrs, bet arī noderīgs, lai tas nenonāktu plauktā
• Modulārs, lai jūs varētu turpināt pievienot jaunas funkcijas.

Pēc šī noteikuma iestatīšanas es nolēmu izmantot Google palīga SDK. Šis SDK piedāvā daudzas funkcijas, kuras es meklēju, un, ja jums apniks Ewon, jūs vienmēr to izmantosit kā Google mājas ierīci un darīsit to, ko dara Google mājas lapa.

Ewon darīs rakstzīmi Google asistentam. Tas parāda emocijas un reaģē uz lietotāja teikto. Tagad jūs dzirdat ne tikai balsi, bet arī redzat, kā reaģēt.

PIEZĪME. Šī pamācība tiek izstrādāta. Drīz augšupielādēšu visus attiecīgos failus. Paldies

1. darbība: Ewon nepieciešamās detaļas

ELEKTRONIKA

• Aveņu PI
• Servo SG90 (x4)
• Servo MG995 - standarta (x2)
• PCA9685 16 kanālu servo draiveris
• USB skaņas karte
• Mikrofons
• Skaļruņi (derēs jebkurš mazs skaļrunis, kaut kas līdzīgs šim)
• Vīriešu un sieviešu tapas galvenes savienotāji
• Maizes dēlis
• Nextion displejs

Stiprinājumi un gultņi

• M3*10 mm (x10)
• M3*8 mm (x10)
• M3 uzgriežņi (x20)

• Gultnis

  • OD: 15mm ID: 6mm Platums: 5mm (x2)
  • OD: 22mm ID: 8mm Platums: 7mm (x2)

CITI MATERIĀLI

• Atšķirība
  • 40 mm (x4)
  • 30 mm (x4)

RĪKI

3D printeris

2. darbība. Izpratne par Ewon un programmēšanu

Pirms sākt ar programmēšanas aspektu, ļaujiet man īsi izskaidrot Ewon shēmas blokshēmu.

RPI (Raspberry pi) ir sistēmas smadzenes. Servo vadītājs, ko kontrolē RPI, vada servo. Displejs, ko kontrolē RPI, ar seriālu komunikāciju, lai parādītu emocijas, un visbeidzot, mikrofons un skaļruņi, ko izmantoja, lai sazinātos ar Ewon. Tagad, kad mēs zinām, kāda aparatūra to dara, sāksim programmēt Ewon.

Google asistenta SDK instalēšana

Ļaujiet man paskaidrot divus iemeslus, kāpēc es plānoju izmantot Google palīgu:

• Es gribēju, lai Evons būtu ne tikai jautrs robots, bet arī noderīgs. Google palīga SDK jau ir daudz resursu, kurus varat izmantot, lai uzlabotu Ewon funkcionalitāti.
• Varat arī izmantot darbības Google un dialoga plūsmā, lai Evonam sniegtu iespēju tērzēt ar iepriekš definētām atbildēm. Pagaidām mēs koncentrēsimies tikai uz pamata SDK.

Sāksim, instalējot Google asistenta SDK. Tam nevajadzētu būt grūti, jo ir daudz resursu, kas palīdzēs jums iestatīt Google asistenta SDK RPI. Jūs varat sekot šai apmācībai:

Apmācība:

Pēc iepriekš minētā procesa beigām jums vajadzētu būt iespējai noklikšķināt uz tastatūras ievadīšanas un runāt ar palīgu. Tas viss attiecas uz Google palīga SDK instalēšanu.

Kā man to nosaukt? Ewon?

Čau, Google! Tas ir tas, ko izmanto, lai sāktu runāt ar Google palīgu, un diemžēl Google neļauj izmantot citu pielāgotu modināšanas vārdu. Tātad, redzēsim, kā mēs varam to mainīt, lai tiktu aktivizēts Google palīgs, kad kāds zvana Evonam.

Snowboy: ļoti pielāgojams karsto vārdu noteikšanas dzinējs, kas reālā laikā ir iestrādāts saderībā ar Raspberry Pi, (Ubuntu) Linux un Mac OS X.

Karsts vārds (pazīstams arī kā modināšanas vārds vai sprūda vārds) ir atslēgvārds vai frāze, kuru dators pastāvīgi klausās kā signālu citu darbību izraisīšanai.

Sāksim ar Snowboy instalēšanu RPI. Neaizmirstiet aktivizēt virtuālo vidi, lai instalētu Snowboy, kā to darījāt, instalējot Asistenta SDK. Viss, ko mēs instalējam no šejienes, ir jāinstalē virtuālajā vidē. Snowboy instalēšana var būt nedaudz sarežģīta, taču šai saitei vajadzētu palīdzēt to instalēt bez problēmām. Saite:

Šeit ir apkopots instalēšanas process, ja iepriekš minētā saite kļūst neskaidra vai instalēšana neizdodas.

$ [sudo] apt-get install libatlas-base-dev swig $ [sudo] pip install pyaudio $ git clone https://github.com/Kitt-AI/snowboy $ cd snowboy/swig/Python3 $ make $ cd.. /.. $ python3 setup.py build $ [sudo] python setup.py install

Pēc instalēšanas palaidiet demonstrācijas failu [atrodams mapē - snowboy/example/Python3/], lai redzētu, vai viss darbojas perfekti.

Piezīme. Jūs varat arī viegli mainīt sava robota nosaukumu uz kaut ko citu. Viss, kas jums jādara, ir doties uz vietni https://snowboy.kitt.ai/ un apmācīt pielāgotu karsto vārdu un pēc tam ievietot šo karsto vārdu tajā pašā mapē kā ewon.pmdl.

Vai Evon var saprast emocijas?

Tagad, kad Evonam ir vārds, es izmantošu Evonu, nevis to saucu par robotu. Labi, tāpēc emocijas, īsas atbildes nē, Ewon nevar saprast emocijas, tāpēc mēs šeit darīsim to, lai Ewon atklātu emocijas mūsu runā, izmantojot atslēgvārdus, un pēc tam atskaņotu ar to saistīto sejas izteiksmi.

Lai to panāktu, es esmu darījis vienkāršu noskaņojuma analīzes skriptu. Ir 6 dažādas emociju klases.

Laimīgs, skumjš, dusmas, bailes, riebums un pārsteigums. Šīs ir galvenās emociju klases, un katrai no tām ir ar emocijām saistīto atslēgvārdu saraksts. (piemēram, labs, jauks, satraukts, visi ir laimīgu emociju pārņemti).

Tāpēc ikreiz, kad mēs sakām kādu no emociju klases atslēgvārdiem, tiek aktivizēta atbilstošā emocija. Tātad, kad jūs sakāt "Hei Ewon!" un pagaidiet, līdz Evons runās, un es turpinu teikt: “Šodien ir jauka diena!”, tas paņem atslēgvārdu “Jauki” un izraisa atbilstošu emociju “Laimīgs”, kas izraisa laimīgās sejas izteiksmi.

Vai šīs ausis ir uz Ewona?

Nākamais solis būtu aktivizēto emociju izmantošana, lai palaistu attiecīgo sejas izteiksmi. Izmantojot Ewon, sejas izteiksme atzīmē, bet pārvieto ausi un kaklu, izmantojot servo, un displeja maiņu, lai mainītu acu kustības.

Pirmkārt, servos, lai to palaistu, ir diezgan viegli izpildīt šo pamācību, lai iestatītu Adafruit servo bibliotēku. Saite:

Tad mēs piešķiram maksimālo un minimālo vērtību visiem servos. Tas tiek darīts, manuāli pārvietojot katru servo un pārbaudot tā robežas. To var izdarīt, kad esat samontējis Ewon.

Acis uz Evonu

Acīm es izmantoju Nextion displeju, kurā ir daudz attēlu, piemēram, zemāk.

Tā ir attēlu secība, kuru es izveidoju Photoshop, un, atskaņojot secīgi, tiek izveidota animācija. Līdzīga secība tika izveidota visām emocijām. Tagad, lai parādītu emocijas, viss, kas jums jādara, ir izsaukt konkrēto attēlu secību, kas veido animāciju. Faili atrodas mapē “Displeja faili”, lejupielādes saite zemāk.

Beidzot

Saliekot visu kopā, kad skripts izraisa laimīgas emocijas, tiek izsaukta laimīgā funkcija un servo pāriet uz jau iestatītajiem leņķiem, un displejs atskaņo laimīgu acu animāciju. Tātad šādi mēs panākam "emociju" izpratni. Šī metode nav labākā, un ir gadījumi, kad atslēgvārdi neietilpst tajā pašā emocijā, kas iepriekš definēta, taču pagaidām tas darbojas pietiekami labi, un jūs vienmēr varat pievienot vairāk atslēgvārdu, lai palielinātu noteikšanas precizitāti. Turklāt, lai iegūtu labākus rezultātus, to var aizstāt ar daudz apmācītāku emociju analīzes modeli, piemēram, Paralleldots emociju analīzes modeli. Bet, kad es to izmēģināju, bija daudz kavējumu, kas liks Evonam reaģēt lēnāk. Varbūt Ewon 2.0 versijā būs kaut kas līdzīgs šim.

Šī ir SAITE uz visiem failiem, kas nepieciešami EWON palaišanai. Lejupielādējiet failu un veiciet tālāk norādītās darbības.

• Izsaiņojiet failu, ievietojiet šo mapi (Ewon) mājās/pi/
• Pievienojiet ierīces ID un modeļa ID failā main.py. ID tiek iegūts, instalējot Google asistenta SDK.
• Atveriet komandu uzvedni un palaidiet šādu komandu avotu:

avots env/bin/activepython main.py models/Ewon.pmdl

3. darbība: ķermeņa drukāšana

3D failus varat atrast šeit:

Tagad, kad mēs visi esam izveidojuši Ewon smadzenes, ir pienācis laiks izdrukāt savu ķermeni. Ir jāizdrukā 18 unikālas detaļas, lielākā daļa no tām ir diezgan mazas, un kopējais drukāšanas laiks ir aptuveni 15-20 stundas. (izņemot gadījumus).

Es izmantoju baltu PLA ar 50% pildījumu un slāņa augstumu 2 mm. Ja nepieciešams, varat mainīt šīs vērtības, un tam vajadzētu darboties labi, taču pārliecinieties, ka mazajām detaļām ir 100% piepildījums, lai tās būtu izturīgas.

Kad faili ir izdrukāti, varat izmantot smilšpapīru vai rokas failu un notīrīt izdrukātās detaļas, īpaši saites, kur detaļas slīd caur otru. Savienojumu izlīdzināšana padarīs mehānismu gludu un nodrošinās mazāku pretestību servo. Šis process var ilgt tik ilgi, cik vēlaties, jo jūs varat pazust, cenšoties panākt, lai izdrukātās detaļas izskatās perfekti.

Papildu piezīmes: Jūs varat atkārtoti urbt caurumus 3D drukātajās daļās, izmantojot 3 mm uzgali. Visi caurumi ir vienāda izmēra. Tas atvieglos uzgriežņu ieskrūvēšanu vēlāk montāžas laikā.

4. solis: apvienojiet Ewon kopā

Pirms sākam montāžu, drukātajās daļās ir jāveic dažas izmaiņas. Faili ar nosaukumu servo saite ir jāaprīko ar servo saitēm, kas nāk ar servo, tāpēc 3D drukātās saites labi savienojas ar servo.

Ewon montāžai jābūt taisnai uz priekšu. Es pievienoju attēlus, lai jūs varētu sekot līdzi.

Papildu piezīmes: Pārliecinieties, ka neesat pārāk pievilkusi nevienu skrūvi vai skrūvi, jo tas var salūzt un nodilt drukātās detaļas.

5. solis: pieslēdziet Ewon

Mēs esam pēdējā posmā, lai Ewon atdzīvotos. Šeit ir sastāvdaļu savienojuma shēma kopā ar attēliem, kas parāda savienojumu.

• Servo draiveris ir savienots ar I2C tapām, kas ir SDA un SCL no RPI.
• Displejs ir savienots ar RPI RX un TX tapām
• Mikrofons un skaļruņi ir pievienoti USB skaņas kartei, kas ir savienota ar RPI, izmantojot USB portu.

Brīdinājums: esiet piesardzīgs, saīsinot savu RPI. Lūdzu, divreiz pārbaudiet visus savienojumus un pārliecinieties, ka neesat pieļāvis kļūdas. Visi piederumi, kas ir skaļrunis, servo draiveris un displejs, tiek darbināti ar atsevišķu 5 voltu akumulatoru un neizmanto Raspberry Pi 5v līniju. Raspberry pi izmanto tikai datu nosūtīšanai uz piederumiem, bet ne to darbināšanai.

6. solis: Čau Ewon! Vai tu mani dzirdi?

Tāpēc mēs esam pievienojuši visus mūsu piederumus un instalējuši visas nepieciešamās bibliotēkas. Jūs varat palaist Ewon, palaižot čaulas skriptu, izmantojot./run Ewon.shBut kas ir šis.sh skripts? Ewon izmanto daudzas dažādas bibliotēkas ar dažādiem skriptiem (Google palīgs SDK, Snowboy, Adafruit utt.). Visi skripti tiek ievietoti attiecīgajās mapēs. (Mēs varam pārvietot visus failus vienā ceļā un sakārtot visus skriptus, taču pašlaik dažas bibliotēkas neļauj pārvietot avota failus, tāpēc pagaidām mēs tos vienkārši paturēsim attiecīgajās vietās).sh ir čaulas skripti, kas palaiž visus šos skriptus pa vienam no katras atrašanās vietas, tāpēc jums nav manuāli jāiet uz katru atrašanās vietu un jāpalaiž skripti. Tas atvieglo visu komandu apstrādi.

Kad esat palaidis čaulas skriptu, vienkārši sakiet “Hei Ewon!” un jums vajadzētu redzēt, kā Evons sāk jūs klausīties. Tagad jūs varat izmantot Ewon kā Google palīgu un runāt ar to, un jūs varat redzēt, kā Ewon maina izteicienus no jūsu teiktā. Izmēģiniet kaut ko līdzīgu “Hei Ewon! Man šodien ir skumji , un jūs varat redzēt, kā Evons skumst ar jums. Pajautājiet Evonam joku un redziet, kā tas smejas par joku.

7. solis: kas tālāk?

Ewon šeit neapstājas. Evonam tagad ir veids, kā atklāt un parādīt emocijas, taču mēs varam to darīt daudz vairāk. Šis ir tikai sākums.

Nākamajā atjauninājumā mēs strādāsim pie tā, kā to izveidot

• Ewon nosaka sejas un izseko jūsu seju un pārvietojas kopā ar jūsu seju.
• Mēs pievienosim skaņas efektus, lai personāžam piešķirtu papildu dziļumu.
• Pievienojiet mobilitāti, lai Ewon varētu pārvietoties kopā ar jums.

Piezīme. Pašreizējās situācijas dēļ ir kļuvis ļoti grūti iegūt projekta daļas. Tas lika man mainīt dizainu un funkcionalitāti, ņemot vērā domu, kas man bija manā krājumā. Bet, tiklīdz es pieķeru visas detaļas slikti, atjauniniet iepriekš minēto projektu.

Atjauninājumi:

• Tika veiktas dažas izmaiņas kodā, noņemts čaulas skripts.
• EWON pievienots taisnstūrveida korpuss.