SOLARBOI - दुनिया को एक्सप्लोर करने के लिए एक 4G सोलर रोवर आउट!: 3 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

जब से मैं छोटा था, मुझे हमेशा से एक्सप्लोर करना पसंद रहा है। इन वर्षों में, मैंने वाईफाई पर नियंत्रित कई रिमोट कंट्रोल कारों को देखा है, और वे काफी मजेदार लग रही थीं। लेकिन मैं बहुत आगे जाने का सपना देखता था - वास्तविक दुनिया में, अपने घर, अपनी गली या अपने उपनगर की सीमा से बहुत आगे। मैं एक ऐसा रोबोट बनाने के लिए तरस रहा था जो बहुत आगे जा सके। ऐसा करने के लिए, मैंने एक कैमरा, एक 4 जी डेटा कनेक्शन, और एक सौर ऊर्जा प्रणाली के साथ एक रोबोट को मार डाला, जो मिशन के दिनों, हफ्तों या महीनों तक को सक्षम करने में सक्षम है। मैं अब नियमित रूप से Twitch.tv पर लाइव मिशन स्ट्रीम करता हूं, और SOLAARBOI किसी भी रोबोट की तुलना में ऑस्ट्रेलियाई ग्रामीण इलाकों में आगे जाने की कोशिश में अपनी भूमिका निभाता है! SOLARBOI का लक्ष्य एक ऑस्ट्रेलियाई देश के शहर में छोड़ दिया जाना है, और इसके रास्ते से बाहर, ग्रामीण इलाकों में और आगे के गंतव्यों के लिए नेविगेट करना है। इसे अपने मिशन पर कोई बाहरी सहायता नहीं मिल सकती है, अन्यथा इसे विफल माना जाता है। इसे चार्ज करने के लिए केवल सूर्य और बेस से संचार के लिए 4G नेटवर्क पर निर्भर करते हुए, किलोमीटर दर किलोमीटर, दिनों और हफ्तों में अपना रास्ता बनाना चाहिए। जबकि परियोजना की मूल बातें आसान लगती हैं, इसे खींचना अविश्वसनीय रूप से कठिन है! यह मार्गदर्शिका मूल बातें बताती है कि सोलरबोई कैसे काम करता है, और एक रोबोट प्लेटफॉर्म बनाने के लिए सबसे अच्छा विचार प्रस्तुत करता है जो अंत में हफ्तों तक बाहर रह सकता है। यह एक सटीक चरण-दर-चरण मैनुअल नहीं है कि कैसे अपना स्वयं का निर्माण करें; इसके बजाय, यह एक उछल-कूद करने वाला बिंदु है जिसका उपयोग आप अपने स्वयं के निर्माण और डिज़ाइन का पता लगाने के लिए कर सकते हैं।

चरण 1: चरण 1: हार्डवेयर

सबसे पहले, आपको अपने रोबोट के लिए चेसिस की आवश्यकता होगी। जबकि 3डी प्रिंटेड रोवर डिज़ाइन के साथ कई प्रयोग किए गए, मैंने बचपन से ही एक पोषित खिलौने का उपयोग करने के लिए चुना। रेडियो झोंपड़ी RAMINATOR बड़े टायर, चार-पहिया ड्राइव और बॉक्स से बाहर काम करने वाले निलंबन के साथ अच्छा लग रहा था। जबकि यह गति से अधिक टोक़ के लिए अनुकूलित है, मैंने फैसला किया कि यह मेरे रोवर प्रोजेक्ट के आधार के रूप में अच्छी तरह से काम करेगा। टॉय-ग्रेड आरसी हार्डवेयर को बाहर निकालने के बाद, मैंने मोटर के लिए एक हॉबीकिंग ब्रश ईएससी में प्रतिस्थापित किया, जबकि मैंने मूल स्टीयरिंग सेटअप को हटा दिया और इसे हार्डी सर्वो के साथ बदल दिया। SOLARBOI को एक बार में घंटों ड्राइव करने की शक्ति देने के लिए लिथियम पॉलीमर बैटरियां लगाई गई थीं।

यांत्रिकी के रास्ते से हटने के साथ, कमान और नियंत्रण अगला प्रमुख विचार है। इसके लिए, मैं रास्पबेरी पाई ज़ीरो पर बस गया। थोड़ी मात्रा में ऊर्जा लेने के लिए डिज़ाइन किया गया, यह USB बाह्य उपकरणों के साथ संगत है और इंटरनेट से जुड़े प्रोजेक्ट के लिए एकदम सही है। एक बोनस के रूप में, यह रास्पबेरी पाई कैमरा परिधीय के साथ अच्छी तरह से काम करता है, जब हम मैदान में होते हैं तो हमें रोबोट के परिवेश का एक दृश्य देने की कुंजी होती है। मैंने सोलरबोई के लिए एक फिश-आई कैमरा लेंस चुना, जो हमें बड़े पैमाने पर दुनिया को नेविगेट करने में मदद करने के लिए एक अच्छा विस्तृत दृश्य प्रदान करता है। होम बेस से कनेक्शन के लिए, हम 4G डोंगल पर भरोसा करते हैं, जो हमें रोबोट को कमांड भेजने और वीडियो वापस प्राप्त करने के लिए उच्च बैंडविड्थ देता है।

सौर ऊर्जा, सोलरबोई के मिशन की कुंजी है, इसलिए यह नाम पड़ा है। एक 20W सौर पैनल सूरज को उपलब्ध कराने के लिए फिट किया गया है, यहां तक कि उन दिनों में भी जो धूप से अधिक बादल छाए हुए हैं। इसका उपयोग दिन के दौरान बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जाता है, ताकि सोलरबोई रात में ड्राइव कर सके, चुभती निगाहों और दुर्भावनापूर्ण इंटरलॉपर्स से दूर। जाहिर है, यहां तक कि कम-शक्ति वाले पाई ज़ीरो के शो को चलाने के साथ, हम इसे पूरी तरह से चालू नहीं छोड़ सकते। जिस समय हम बैटरी को बहुत तेजी से खत्म कर देंगे। इस प्रकार, पीआई को ज्यादातर समय बंद करने की आवश्यकता होती है, लेकिन सोलरबोई की स्थिति की रिपोर्ट करने के लिए नियमित अंतराल पर चालू होता है, और जब हम चाहें तो रोबोट को लॉगिन और ड्राइव करने की अनुमति देते हैं। इसे प्राप्त करने के लिए, एक Arduino Pro Micro एक विशेष प्रोग्राम चलाता है जो प्रत्येक घंटे के पहले 5 मिनट के लिए SOLAARBOI को चालू करता है। अगर हम मिशन कंट्रोल से रोबोट में लॉग इन करते हैं, तो यह चालू रहेगा, जिससे हम मिशन को अंजाम दे सकेंगे। यदि यह एक कनेक्शन का पता नहीं लगाता है, तो यह रास्पबेरी पाई को ऊर्जा बचाने और सौर ऊर्जा का अधिकतम लाभ उठाने के लिए वापस शक्ति प्रदान करता है। GPS का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए भी किया जाता है कि मिशन नियंत्रण हमेशा SOLAARBOI की स्थिति से अवगत रहता है। ग्रामीण इलाकों में रात के अंधेरे में ड्राइविंग, अकेले दृश्य संकेतों से नेविगेट करना बहुत मुश्किल हो सकता है। इस प्रकार, जीपीएस हमें रोबोट के स्थान पर एक फिक्स बनाए रखने और क्षेत्रीय ऑस्ट्रेलिया में अपने लक्ष्यों तक पहुंचने की अनुमति देता है।

चरण 2: चरण 2: सॉफ्टवेयर

जाहिर है, रोवर होना ठीक है और अच्छा है, लेकिन इसे काम करने के लिए सॉफ्टवेयर की जरूरत है। SOLARBOI का सॉफ्टवेयर निरंतर विकास के अधीन है, बेहतर प्रदर्शन को सक्षम बनाता है और समय के साथ उपयोग में आसानी में सुधार करता है।

रोवर रास्पबेरी पाई ज़ीरो के डिफ़ॉल्ट ओएस रास्पियन का उपयोग करता है। मिशन कंट्रोल विंडोज़ पर चलता है। यह विभिन्न लिनक्स उपयोगिताओं के साथ कुछ मुद्दों का कारण बनता है जिन्हें विशेष रूप से मिशन नियंत्रण में स्थापित किया जाना है। अंततः, हालांकि, इस सेटअप ने हमें SOLAARBOI के साथ कई सफल किलोमीटर ड्राइव करने की अनुमति दी है, और यह काम अच्छी तरह से करता है। वीडियो को रोबोट से वापस मिशन कंट्रोल में Gstreamer के माध्यम से स्ट्रीम किया जाता है। इसका उपयोग करना कठिन है, और शुरुआत के लिए अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं है। हालांकि, यह हमें रोबोट से कम विलंबता ऑडियो और वीडियो स्ट्रीम प्राप्त करने में सक्षम बनाता है जो हमारे लिए बहुत अधिक समस्याओं के बिना ड्राइव करने के लिए पर्याप्त है। ड्रॉपआउट होते हैं, और कुछ अंतराल होता है, लेकिन जब आप ग्रामीण इलाकों का पता लगाने के लिए दुनिया का पहला रोबोट बना रहे होते हैं, तो आपके पास जो कुछ भी होता है, आप उसे सबसे अच्छा बनाते हैं! मक्खी पर ट्रांसकोडिंग करके पाई ज़ीरो पर बहुत अधिक भार डालने से बचने के लिए, रास्पबेरी पाई कैमरा से देशी H264 में स्ट्रीमिंग की जाती है। रोबोट का नियंत्रण एक सर्वर/क्लाइंट आर्किटेक्चर के साथ कस्टम पायथन कोड के माध्यम से होता है। PiGPIO और Servoblaster जैसे पुस्तकालयों का उपयोग करके, हम वास्तविक समय में रोबोट के ड्राइव सिस्टम और अन्य कार्यों को आसानी से नियंत्रित करने में सक्षम हैं। स्थापना एक चिंच है, अच्छी तरह से विकसित रास्पबेरी पाई पारिस्थितिकी तंत्र के लिए धन्यवाद।

हम स्क्रीन पर टेलीमेट्री प्रदर्शित करने के लिए पायथन में विभिन्न पुस्तकालयों का उपयोग करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण है MatPlotLib, जो मिशन कंट्रोल में हमारे बैटरी ग्राफ़ को प्लॉट करता है जो हमें लाइव मिशन के दौरान SOLARBOI के प्रदर्शन की निगरानी करने में सक्षम बनाता है।

चरण 3: चरण 3: चीजें जो आप केवल क्षेत्र में सीखते हैं

जैसा कि वे कहते हैं, दुश्मन के साथ पहले संपर्क में कोई योजना नहीं बची है। इसी तरह, ग्रामीण न्यू साउथ वेल्स में गहरे पुराने जमाने के फोन बॉक्स में नेविगेट करने के अपने प्रयासों में सोलरबोई को कई परीक्षणों से गुजरना पड़ा है। ये ऐसे सबक हैं जो अक्सर केवल क्षेत्र में ही सीखे जा सकते हैं, और जिन्हें हमने कठिन तरीके से सीखा है।चुपके एक प्राथमिक चिंता का विषय है। यदि रोबोट अपने आस-पास से अलग दिखता है, तो इसे राहगीरों द्वारा दिन में चार्ज करते समय आसानी से पाया जा सकता है। प्लेटफॉर्म के छोटे आकार और वजन के कारण, सोलरबोई आसानी से चोरी या नष्ट हो सकता है, इस प्रकार अपने मिशन को विफल कर सकता है। यह एक जोखिम है जिसे हम हर बार जंगली में तैनात करते समय लेते हैं। इसे कम करने के लिए, सोलरबोई को एक हरे रंग की ड्रेब फिनिश में चित्रित किया गया है ताकि इसमें मिश्रण किया जा सके। सूरज की रोशनी के साथ चार्ज करने के लिए एक सुरक्षित स्थान ढूंढना लेकिन न्यूनतम दृश्यता एक सतत चुनौती है। सोलरबोई के मजबूत ऑफ रोड क्रेडेंशियल्स के बावजूद, यह हर बाधा को दूर करने में सक्षम नहीं है इसके रास्ते में। हमारे पास अतीत में चट्टानों पर फंसने, या छोटे पेड़ों में दुर्घटनाग्रस्त होने के मुद्दे हैं। अधिकांश समय, यह खराब दृश्य क्षेत्र वाले कैमरे, रात में कम रोशनी के स्तर और ऑपरेटर की ओर से अत्यधिक थकान के कारण होता है। बेहतर हेडलाइट्स और फिशआई लेंस के लिए हमारे उन्नयन का लक्ष्य भविष्य में इस समस्या को दूर करना है। धीमी और स्थिर प्रगति, एकमुश्त गति के बजाय, जीने का एक अच्छा मंत्र भी है जब आप 500ms वीडियो विलंब के साथ गाड़ी चला रहे हों तो वस्तुओं से टकराने से बचें। बस देश में तैनाती करना अपनी समस्याएं लाता है। इसका मतलब है कि सोलरबोई का हार्डवेयर टिप टॉप शेप में होना चाहिए, कहीं ऐसा न हो कि परिनियोजन क्षेत्र में कई घंटों की यात्रा व्यर्थ हो जाए। इसने हमें अतीत के मिशनों में बहुत अधिक पेट्रोल और समय खर्च किया है, और कुछ ऐसा जो हम भविष्य में कठोर परीक्षण से बचने का इरादा रखते हैं। फिर भी, दूर-दूर तक रोबोट को तैनात करते समय इस पर विचार करना चाहिए। अंत में, मिशन कंट्रोल में अच्छी सुविधाएं बहुत जरूरी हैं। चालक दल को तेज और सतर्क रखने के साथ-साथ उचित जलयोजन बनाए रखने के लिए पानी में कैफीन मौजूद होना चाहिए। स्पष्ट और अद्यतित टेलीमेट्री समस्याओं का शीघ्र निदान करने में भी सहायक है, और ड्रॉपआउट से मुक्त एक कम विलंबता वीडियो फ़ीड ऑस्ट्रेलियाई जंगल में सुचारू ड्राइविंग के लिए सबसे अच्छा है। यह ड्राइवर को सोलरबोई की गति का अधिकतम लाभ उठाने की अनुमति देता है, जहां आवश्यक हो, गुजरती कारों, वन्य जीवन, या शेकलटन द कैट से बचने के लिए, जिनसे हम मिशन 1 में मिले थे। कुल मिलाकर, सोलरबोई को भविष्य के मिशनों में जाने के लिए बहुत आगे जाना है, और आदर्श रूप से, दूर-दूर तक खोज करने के क्षेत्र में कई महीने बिताएंगे। सोलरबोई की यात्रा का अनुसरण करने के लिए, Twitch.tv और Youtube पर फॉलो करें, और नीचे दिए गए मिशनों का आनंद लें! हमेशा की तरह, आने के लिए और अधिक रोमांच होंगे क्योंकि सोलरबोई विकसित होता है और घर से आगे और आगे की यात्रा करता है!