Lekcja 12: Sterowanie robotem PiCAR-X za pomocą aplikacji mobilnej | Inteligentny robot Raspberry Pi od SunFounder

Lekcja 12: Sterowanie robotem PiCAR-X za pomocą aplikacji mobilnej | Inteligentny robot Raspberry Pi od SunFounder

W tej lekcji przyjrzymy się, jak sterować robotem SunFounder PiCar-X opartym na Raspberry Pi za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej. Ten samouczek pokazuje, jak zainstalować niezbędne oprogramowanie, podłączyć robota do telefonu oraz używać interfejsu aplikacji do sterowania ruchem, podglądu obrazu z kamery i monitorowania danych z czujników. Wartość tego projektu polega na praktycznym zastosowaniu koncepcji IoT, umożliwiając stworzenie zdalnie sterowanego pojazdu. Tę konfigurację możesz wykorzystać w różnych projektach, takich jak:

• Budowa domowego robota do monitoringu, którym możesz sterować i obserwować otoczenie z telefonu.
• Stworzenie zdalnie sterowanego pojazdu eksploracyjnego do użytku wewnątrz i na zewnątrz.
• Opracowanie platformy do testowania algorytmów autonomicznej nawigacji z ręcznym sterowaniem awaryjnym.
• Nauka protokołów komunikacji bezprzewodowej i integracji aplikacji mobilnych ze sprzętem.

Sprzęt i komponenty

Ten projekt opiera się na zestawie SunFounder PiCar-X, który zawiera wszystkie niezbędne elementy mechaniczne i elektroniczne. Kluczowe części użyte w tej lekcji to:

• Raspberry Pi („mózg” robota).
• Podwozie robota PiCar-X, w tym silniki, koła i serwa do kamery.
• Czujnik ultradźwiękowy do pomiaru odległości.
• Moduł kamery do przesyłania wideo.
• Zestaw baterii zasilający robota.

Schemat połączeń

Ten projekt nie wymaga osobnego schematu połączeń, ponieważ korzysta z wstępnie zmontowanego zestawu PiCar-X. Wszystkie komponenty, w tym silniki, czujniki i kamera, są podłączone do Raspberry Pi za pomocą płyty sterującej SunFounder dołączonej do zestawu. Jeśli używasz innego robota lub budujesz własnego, musisz zapoznać się z odpowiednim schematem połączeń dla swoich komponentów.

Konfiguracja oprogramowania

Zanim będziesz mógł sterować PiCar-X za pomocą telefonu, musisz skonfigurować oprogramowanie na Raspberry Pi. Proces ten obejmuje instalację niezbędnych modułów i uruchomienie programu sterującego.

Najpierw musisz zainstalować moduł sterownika SunFounder. To jednorazowa konfiguracja. Na Raspberry Pi otwórz terminal i uruchom następujące polecenia:

cd ~
sudo python3 setup.py

To zainstaluje wymagane biblioteki i sterowniki dla kontrolera. Po zakończeniu możesz uruchomić główną aplikację umożliwiającą sterowanie z aplikacji mobilnej. Przejdź do katalogu przykładów i uruchom skrypt:

cd ~/pi-car-x/example
sudo python3 13.1.1_controller_app.py

Gdy ten kod działa, PiCar-X uruchomi własny hotspot Wi-Fi lub połączy się z Twoją siecią i zacznie przesyłać wideo oraz nasłuchiwać poleceń z aplikacji mobilnej. Terminal wyświetli również adres IP, pod którym dostępny jest strumień wideo, co jest przydatne do rozwiązywania problemów.

Instalacja i połączenie aplikacji mobilnej

Aby sterować robotem, musisz zainstalować aplikację „SunFounder Controller” na urządzeniu z Androidem lub iOS. Możesz ją znaleźć, wpisując „SunFounder” w sklepie z aplikacjami. Po instalacji otwórz aplikację. Musisz dodać robota do listy w aplikacji. Aplikacja obsługuje wiele typów robotów SunFounder, więc musisz wybrać model PiCar-X. Jeśli automatyczne wykrywanie nie zadziała, możesz ręcznie wprowadzić adres IP robota, aby się połączyć. Upewnij się, że telefon i Raspberry Pi są w tej samej sieci.

Korzystanie z aplikacji

Po połączeniu aplikacja zapewnia bogaty interfejs do sterowania PiCar-X. Ekran główny zawiera podgląd wideo na żywo z kamery robota. Możesz sterować ruchem kamery w pionie i poziomie, przeciągając palcem po obszarze wideo lub używając panelu kierunkowego. Aplikacja wyświetla również dane w czasie rzeczywistym z czujnika ultradźwiękowego, pokazując odległość do obiektów przed robotem. Interfejs zawiera joystick lub przyciski kierunkowe do poruszania robotem do przodu, do tyłu oraz skręcania w lewo lub w prawo.

Możesz dostosować układ aplikacji, dodając różne widżety, takie jak przyciski, suwaki i wyświetlacze, aby dopasować go do swoich potrzeb. Pozwala to stworzyć interfejs sterowania dostosowany do konkretnego projektu.

Prezentacja projektu na żywo

Film demonstruje cały proces, od konfiguracji oprogramowania po sterowanie robotem. Prowadzący pokazuje, jak połączyć się z kamerą robota i używać elementów sterujących aplikacji do poruszania robotem w różnych kierunkach. Odczyt z czujnika ultradźwiękowego jest również pokazywany na żywo, aktualizując się w miarę zbliżania lub oddalania obiektów. Potwierdza to, że robot jest w pełni funkcjonalny i reaguje na polecenia z aplikacji mobilnej.

Wyjaśnienie kodu

Ponieważ nie dostarczono fragmentów kodu, nie możemy szczegółowo opisać zmiennych konfigurowalnych przez użytkownika. Jednak w kontekście tego projektu główny plik kodu zwykle zawiera sekcje konfiguracyjne na górze, w których można dostosować ustawienia. Na przykład możesz znaleźć zmienne do ustawienia rozdzielczości kamery, kątów serw kamery lub maksymalnej prędkości silników. Jeśli chcesz zmodyfikować kod, poszukaj tych stałych, aby zmienić zachowanie robota.

Rozdziały wideo

• [00:00] Wprowadzenie i przegląd projektu
• [02:01] Znajdowanie dokumentacji lekcji
• [03:21] Instalacja modułu sterownika SunFounder
• [05:23] Uruchamianie kodu aplikacji sterującej
• [06:51] Instalacja i połączenie aplikacji mobilnej
• [08:09] Sterowanie kamerą i podgląd strumienia wideo
• [09:14] Sterowanie robotem za pomocą aplikacji
• [10:02] Demonstracja strumienia wideo na żywo i ruchu robota
• [13:05] Podsumowanie i wnioski końcowe