Arduino এবং Raspberry Pi দিয়ে আপনার ইন্টারনেট নিয়ন্ত্রিত ভিডিও-স্ট্রিমিং রোবট তৈরি করুন: 15 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

আমি P রেডফ্যান্টম (ওরফে লিকুইডক্রিস্টাল ডিসপ্লে / ইটা), ইসরাইলের 14 বছর বয়সী ছাত্র, ম্যাক্স শাইন জুনিয়র উচ্চ বিদ্যালয়ে উন্নত বিজ্ঞান ও গণিতের পড়াশোনা করছে। আমি এই প্রকল্পটি প্রত্যেকের কাছ থেকে শেখার এবং শেয়ার করার জন্য তৈরি করছি!

আপনি হয়তো ভেবেছেন: হুম… আমি একজন গিক… এবং আমার বাচ্চারা চায় আমি তাদের সাথে একটি প্রজেক্ট করবো… সে একটি রোবট তৈরি করতে চেয়েছিল। তিনি এটিকে একটি ছোট কুকুরছানার মতো সাজাতে চেয়েছিলেন। এটি একটি ভাল উইকএন্ড প্রকল্প!

রাস্পবেরি পাই প্রতিটি ব্যবহারের জন্য নিখুঁত: আজ আমরা এই মাইক্রো-কম্পিউটারের একটি রোবট তৈরির ক্ষমতা প্রকাশ করব। এই রোবটটি পারে:

• রাস্পবেরি পাই এর মতো একই ওয়াইফাই নেটওয়ার্কে সংযুক্ত যেকোনো কম্পিউটার ব্যবহার করে ল্যান (ওয়াইফাই) এর মাধ্যমে চারপাশে গাড়ি চালান এবং নিয়ন্ত্রণ করুন।
• রাস্পবেরি পাই ক্যামেরা মডিউল ব্যবহার করে ভিডিও লাইভ স্ট্রিম করুন
• Arduino ব্যবহার করে সেন্সর ডেটা পাঠান

এই সুন্দর আলো প্রকল্পের জন্য আপনার কি প্রয়োজন তা দেখতে শুধু পরবর্তী ধাপ (সতর্কতা) পড়ুন এবং তার পরে ওয়ান্টেড: কম্পোনেন্টস ধাপ।

এখানে গিটহাব রেপো: আমার দ্বারা গিটহাব রিপো

এখানে প্রকল্প সাইট: আমার দ্বারা প্রকল্প সাইট

ধাপ 1: সতর্কতা: বাড়িতে সাবধানে চেষ্টা করুন

সতর্ক করা:

এই টিউটোরিয়ালের লেখক মনে করেন যে আপনি বিদ্যুৎ এবং বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলির বেসিক অপারেশন সম্পর্কে পর্যাপ্ত জ্ঞান অর্জন করেছেন। যদি আপনি যত্নবান না হন এবং এই শিক্ষায় নির্দেশাবলী অনুসরণ না করেন তাহলে আপনি ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারেন, আপনার নিজের উপর আগুন লাগতে পারেন বা সাবধানতা অবলম্বন করুন। যদি আপনার এই টিউটোরিয়ালের জন্য প্রয়োজনীয় জ্ঞান না থাকে (সোল্ডারিং, ইলেকট্রনিক্সের মূল বিষয়), দয়া করে এমন একজন ব্যক্তির সাথে কাজ করুন। ধন্যবাদ.

এই ইন্সট্রাক্টেবল এর লেখক ক্ষতিগ্রস্ত বা ক্ষতিগ্রস্ত সম্পত্তি বা শারীরিক ক্ষতির জন্য নিজের থেকে কোনও দায়বদ্ধতা প্রত্যাহার করে। সাধারণ বুদ্ধি ব্যবহার কর

ধাপ 2: উপাদান

আমরা সোল্ডারিং আয়রন গরম করার আগে, আমাদের কী দিয়ে সংযুক্ত হওয়া উচিত তা নিয়ে যেতে হবে। আমি এই সাধারণ চার্টটি তৈরি করেছি (এমএস পেইন্ট আমাকে কখনো নিরাশ করে না) যা বর্ণনা করে যে রোবটের মধ্যে নির্দিষ্ট অংশ কোথায় অবস্থিত।

ছবিটি তৈরি করা হয়েছে যাতে আপনি জুম ইন করতে পারেন এবং সম্পূর্ণ রেজোলিউশনে দেখতে পারেন এবং পাঠ্যটি পড়তে পারেন।

ধাপ 6: পাই এর ঠিকানা

Arduino পরিকল্পনা অনুযায়ী Pi এর সাথে কথা বলে। এবং পাই কম্পিউটারের সাথে কথা বলে, তাহলে এই সব কিভাবে কাজ করে?

আসুন আমাদের সংযোগ সূচনা ক্রমটি দেখুন:

1. রাস্পবেরি পাই শুরু হয়
2. Arduino শুরু
3. রাস্পবেরি পাই টিসিপি ক্লায়েন্ট শুরু করে। এটি একটি এলইডি এর মাধ্যমে তার আইপি ঠিকানা বের করে।
4. রাস্পবেরি পাই সিরিয়াল কমিউনিকেশন পরিষেবা শুরু করে এবং আরডুইনোতে সংযোগ করে

অতএব আমরা কিছু ধরণের যোগাযোগ স্থাপন করেছি:

কম্পিউটার রাস্পবেরি পাই আরডুইনো

আমি Arduino/Raspberry Pi প্রোটোকল লেখার জন্য Raspberry Pi এবং Python- এর সাথে আলোচনা করে এমন প্রোগ্রাম লেখার জন্য Visual Basic. NET (Microsoft Visual Studio 2013 Community) ব্যবহার করেছি।

আপনার Pi IP ঠিকানা জানার জন্য আপনাকে যা করতে হবে তা হল এটি HDMI স্ক্রিনের সাথে সংযুক্ত করা, শেলটিতে লগ ইন করুন এবং কমান্ডটি টাইপ করুন:

হোস্টনাম -আমি

ধাপ 7: পরিকল্পনা

এখন যেহেতু আমরা পাই এর আইপি ঠিকানা পেয়েছি আমরা এতে SSH করব (SSH হল নিরাপদ শেল - আমরা দূরবর্তীভাবে লিনাক্স শেলের সাথে সংযুক্ত) এবং একটি ফাইল লিখুন যা সার্ভারের আইপি ঠিকানা প্রদর্শন করে। স্টার্টআপের ক্ষেত্রে পাই, এটিও করবে এবং যে পোর্টটি শুনছে তা লিখবে। এখানে আমি কেবল কোড থেকে কয়েকটি উদাহরণ দেব কিন্তু এটি এই ধাপ থেকে এবং আমার তৈরি করা গিটহাব শাখা থেকে ডাউনলোড করার জন্য উপলব্ধ। এ বিষয়ে বিস্তারিত পরে।

এটি এর মতো কাজ করে:

1. RPi শুরু হয়।
2. RPi তার স্থানীয় IP এবং একটি নির্ধারিত পোর্টে Tcp প্রোগ্রাম শুরু করে।
3. আরপিআই ভিডিও স্ট্রিম করা শুরু করে
4. RPI বন্ধ হয়ে যায়।

ধাপ 8: শারীরিকভাবে যাওয়া

এখন, আমরা পুরোপুরি শারীরিকভাবে নির্মাণ শুরু করতে প্রস্তুত। আপনি যদি ধাপ 1 (সতর্কতা পাঠ্য এবং লাইসেন্সিং) না পড়ে থাকেন তবে দয়া করে এগিয়ে যাওয়ার আগে এটি করুন। যে কোনো ক্ষতির জন্য আমি দায়ী নই। এবং সন্দেহের ক্ষেত্রে, এই রোবটটি সামরিক উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা উচিত নয় যদি না এটি একটি জম্বি অ্যাপোক্যালিপস হয়। এবং তারপরেও সাধারণ জ্ঞান ব্যবহার করুন।

পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে আপনি পড়ার তালিকায় নির্দেশাবলী শুনুন।

"সংযোগ" ধাপ থেকে সংযোগ প্রকল্পটি ডাউনলোড করুন।

মোটর

আপনি যে মোটরগুলি কিনেছেন তা সম্ভবত এইরকম দেখাচ্ছে, এবং যদি তারা না করে তবে এটি ঠিক আছে: যদি তাদের কেবল দুটি তারের থাকে (বেশিরভাগ ক্ষেত্রে কালো এবং লাল) এটি কাজ করা উচিত। তাদের অপারেটিং ভোল্টেজ এবং কারেন্ট দেখতে তাদের ডেটশীট অনলাইনে দেখুন। নির্দ্বিধায় মন্তব্য বিভাগে প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করুন। আমি সবসময় তাদের পড়ি।

এইচ-ব্রিজ

আমি আগে কখনো এইচ-ব্রিজের সাথে কাজ করিনি। আমি একটু googled এবং একটি HB এর নীতি ব্যাখ্যা একটি ভাল নির্দেশযোগ্য পাওয়া। আপনি সেখানেও দেখতে পারেন (পড়ার তালিকা ধাপ দেখুন) এবং আপনারও হুক করুন। আমি অনেক ব্যাখ্যা করব না। আপনি সেখানে পড়তে পারেন এবং এই সার্কিট সম্পর্কে আপনার যা জানা উচিত তা জানতে পারেন।

এলইডি

এই ছোট্ট লাইটবোলটি লজিক্যাল ভোল্টেজ থেকে চলতে পারে কারণ এর জন্য প্রায় কোন কারেন্টের প্রয়োজন নেই, এবং 3V-5V 4mA-18mA এর একটি ভোল্টেজ। চ্ছিক।

আরডুইনো

আরডুইনো রাস্পবেরি পাই থেকে সিরিয়াল সংযোগের মাধ্যমে সংকেত এবং আদেশ পাবে। আমরা আমাদের মোটর নিয়ন্ত্রণ করতে Arduino ব্যবহার করি কারণ রাস্পবেরি পাই GPIO এর মাধ্যমে এনালগ মান আউটপুট করতে পারে না।

ধাপ 9: রাস্পবেরি পাই অটো স্টার্ট করা

প্রতিবার আপনি রাস্পবেরি পাইকে শক্তিশালী করবেন, আপনাকে ব্যবহারকারীর নাম এবং পাসওয়ার্ড টাইপ করতে হবে। আমরা এটা করতে চাই না কারণ মাঝে মাঝে আমরা পাই-এর সাথে একটি কীবোর্ড সংযোগ করতে পারি না, তাই আমরা এই টিউটোরিয়াল থেকে এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করব যাতে পাই প্রস্তুতকারী প্রোগ্রামটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে শুরু হয়। যদি এটি একটি লুপে লাঠি পায় তবে আমরা সর্বদা এটিকে বাধা দিতে Ctrl+C করতে পারি।

• sudo crontab -e
• এবং তারপরে আমরা সেই কমান্ডটি প্রবেশ করাব যা ক্রোন ম্যানেজারে অটো-স্ট্রাটুপে সেই ফাইলটি যুক্ত করে।

আমরা pibot.sh ফাইলটিকে কল করব যা রোবট চালানোর জন্য সব ধরনের পাইথন স্ক্রিপ্ট চালু করার জন্য আদেশ দেবে। আসুন আমরা এর উপর দিয়ে যাই: (আমরা পর্দা পাইথন প্রোগ্রামগুলির সাথে sudo প্রোগ্রামটিকে GPIO অ্যাক্সেস করার অনুমতি দেওয়ার জন্য)

raspivid -o --t 0 -hf -w 640 -h 360 -fps 25 | cvlc -vvv স্ট্রিম: /// dev/stdin --sout '#rtp {sdp = rtsp: //: 8554}': demux = h264

যে কোডটি পাই এর পাশের সমস্ত কাজ করে তাকে বলা হবে on_startup.sh।

এটি একটি সহজ শেল স্ক্রিপ্ট যা সবকিছু চালায়।

ধাপ 10: হিউস্টন, আমাদের একটি সমস্যা হয়েছে … ডিসি মোটর একই মডেল নয়।

আমি ইতিমধ্যেই এইচ-ব্রিজ পরীক্ষা করেছি এবং এটি ভাল কাজ করে, কিন্তু যখন আমি রোবট প্ল্যাটফর্ম থেকে মোটরগুলিকে হুক করি তখন আমি অনলাইনে আদেশ করেছিলাম যে দুটি মোটর ভিন্ন গতিতে ঘুরবে এবং বিভিন্ন শব্দ করবে। আমি মোটরগুলিতে থ্রোটল 100% পরিবর্তন করেছি। দুজনেই তাদের সর্বোচ্চ সামর্থ্যে দৌড়াতে পারেনি।

মনে হচ্ছে এগুলো দুটি ভিন্ন মোটর। একটি বড় টর্কে আছে যা এই ধরনের রোবটের জন্য দুর্দান্ত কিন্তু অন্যটি কেবল রোবটকে সরিয়ে দেয় না। সুতরাং এটি বৃত্তে পরিণত হয়।

এই মুহুর্তে, আমি যা পেয়েছি তা হল Arduino এর সিরিয়াল প্রোগ্রামটি পুরোপুরি জরিমানা করে কিন্তু পিসিতে Tcp সার্ভার এবং Pi তে Tcp ক্লায়েন্ট এখনও কোডেড হয়নি। আমি প্রতিযোগিতার জন্য এই এন্ট্রি সম্পন্ন করতে হবে। আমি কি করব?

1. প্রথমত, আমি মোটরগুলির জন্য ভোল্টেজ তিনগুণ করি। ডেটশীট বলেছে 3V, 6V তাদের সরায়নি। তখন 9V। আমি টিও ব্যাটারিকে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করে কারেন্ট দ্বিগুণ এবং ভোল্টেজ একই থাকে।
2. আমার কি অন্যান্য মোটর আছে যা প্ল্যাটফর্মে মাউন্ট করার জন্য উপযুক্ত? হয়তো আমি দেখতে পারি যদি তারা অনুরূপ মডেল হয়।
3. যদি চকলেট সত্যিই ফ্যানের সাথে আঘাত করে তবে আমি সার্ভোসে প্রতিস্থাপন করতে পারি।

স্কুল শুরু হয়েছে। আমাকে দেখতে হবে কি করতে হবে।

দ্রষ্টব্য: পৃথিবীতে কেন আমি এখানে যে সমস্যার সম্মুখীন হই তা লিখব? সুতরাং যদি আপনি কম অভিজ্ঞ হন এবং একই সমস্যাও হয় তবে আপনি কী করবেন তা জানতে পারবেন।

সমাধান:

তাই আমি আরেকটি পরীক্ষা করেছি। আমি Arduino কোডে গতির পার্থক্যটি মানিয়ে নিয়েছি।

দ্রষ্টব্য: মোটরগুলি আপনার জন্য বিভিন্ন গতিতে ঘুরতে পারে! Arduino স্কেচে মান পরিবর্তন করুন।

ধাপ 11: [টিসিপি]: কেন টিসিপি এবং নিরাপদ শেল নয়? টিসিপি কি?

আমার দুটি ব্যাখ্যা আছে কেন টিসিপি ব্যবহার করুন এবং পিসির জন্য এসএসএইচ নয়। - পাই যোগাযোগ

1. প্রথমত, এসএসএইচ (সিকিউর শেল, ব্যাখ্যা দেখুন) মানে দূরবর্তী কম্পিউটার থেকে কমান্ড চালু করা। আমরা যে তথ্য চাই তা দিয়ে পাইকে সাড়া দেওয়া আরও কঠিন কারণ ডেটা বিশ্লেষণ করার আমাদের একমাত্র বিকল্প কঠিন এবং ক্লান্তিকর স্ট্রিং প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে।
2. দ্বিতীয়ত, আমরা ইতিমধ্যেই জানি কিভাবে SSH ব্যবহার করতে হয় এবং আমরা এই টিউটোরিয়ালে ডিভাইসের মধ্যে যোগাযোগের আরও উপায় জানতে চাই।

টিসিপি, বা ট্রান্সমিশন কন্ট্রোল প্রোটোকল, ইন্টারনেট প্রটোকল স্যুটের একটি মূল প্রোটোকল। এটি প্রাথমিক নেটওয়ার্ক বাস্তবায়নে উদ্ভূত হয়েছিল যেখানে এটি ইন্টারনেট প্রোটোকল (আইপি) পরিপূরক ছিল। অতএব, পুরো স্যুটটিকে সাধারণত টিসিপি/আইপি বলা হয়। টিসিপি একটি আইপি নেটওয়ার্কের মাধ্যমে যোগাযোগকারী হোস্টে চলমান অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে অক্টেটগুলির একটি স্ট্রিমের নির্ভরযোগ্য, অর্ডার এবং ত্রুটি-পরীক্ষা করা বিতরণ সরবরাহ করে।

(উইকিপিডিয়া থেকে)

সুতরাং টিসিপি পেশাদাররা হল:

• নিরাপদ
• দ্রুত
• নেটওয়ার্কের যেকোনো স্থানে কাজ করে
• সঠিক ডেটা ট্রান্সমিশন চেক করার পদ্ধতি প্রদান করে
• ফ্লো কন্ট্রোল: যদি ডেটা প্রেরক ক্লায়েন্টকে নিবন্ধন এবং প্রক্রিয়া করার জন্য খুব দ্রুত ডেটা পাঠায় তবে সুরক্ষা রয়েছে।

এবং অসুবিধা হল:

• টিসিপিতে আপনি সম্প্রচার করতে পারবেন না (একটি নেটওয়ার্কে সমস্ত ডিভাইসে ডেটা পাঠান) এবং মাল্টিকাস্ট (একই কিন্তু সামান্য ভিন্ন- প্রতিটি ডিভাইসের সার্ভারের মতো সম্প্রচারের ক্ষমতা দেয়)।
• আপনার প্রোগ্রাম এবং অপারেটিং সিস্টেম লাইব্রেরির বাগগুলি (যেগুলি টিসিপি যোগাযোগ পরিচালনা করে, আপনার রাউটার দুটি [বা তার বেশি] ডিভাইসের সংযোগ ছাড়া প্রায় কিছুই করে না)

কেন ইউডিপি ব্যবহার করবেন না, আপনি জিজ্ঞাসা করতে পারেন? ঠিক আছে, টিসিপির বিপরীতে, ইউডিপি নিশ্চিত করে না যে আপনার ক্লায়েন্ট আরও পাঠানোর আগে ডেটা পাবে। একটি ইমেইল পাঠানোর মত এবং ক্লায়েন্ট তা গ্রহণ করে কিনা তা না জেনে। এছাড়া UDP কম নিরাপদ। আরও তথ্যের জন্য, স্ট্যাক এক্সচেঞ্জ সুপার ইউজার থেকে এই পোস্টটি পড়ুন

এই নিবন্ধটি ভাল এবং প্রস্তাবিত।

ধাপ 12: [টিসিপি]: একটি ক্লায়েন্ট তৈরি করা যাক

ক্লায়েন্ট (আমাদের ক্ষেত্রে রাস্পবেরি পাই), যা সার্ভার থেকে ডেটা গ্রহণ করে (আমাদের ক্ষেত্রে আমাদের পিসি) পাইতে পাঠানোর জন্য ডেটা পাবে (সিরিয়াল কমান্ডগুলি যা আরডুইনোতে সঞ্চালিত হবে) এবং ডেটা ফেরত পাবে (সেন্সর রিডিং এবং সরাসরি Arduino থেকে প্রতিক্রিয়া। সংযুক্ত স্কিম তিনটির মধ্যে সম্পর্ক দেখায়।

পাইথন উইকি টিসিপি কমিউনিকেশন নিবন্ধ দেখায় যে অন্তর্নির্মিত সকেট মডিউল ব্যবহার করে কয়েকটি লাইন কোড দিয়ে এই ধরনের যোগাযোগ করা এত সহজ। আমাদের পিসিতে একটি প্রোগ্রাম এবং পাইতে আরেকটি প্রোগ্রাম থাকবে।

আমরা বাধা দিয়ে কাজ করব। তাদের সম্পর্কে ব্যাখ্যা ধাপে আরও জানুন। বাফার সম্পর্কেও সেখানে পড়ুন এখন, আমরা ডেটা = s.recv (BUFFER_SIZE) ব্যবহার করে আমাদের ডেটা পড়তে পারি কিন্তু খালি কামড় দিয়ে আমরা কতগুলি অক্ষর সংজ্ঞায়িত করেছি তা হবে। আমরা কি বাধা ব্যবহার করতে পারি? আরেকটি প্রশ্ন: বাফারটি কি খালি থাকবে বা সার্ভারের জন্য আরও ডেটা পাঠানোর জন্য অপেক্ষা করবে সেক্ষেত্রে সার্ভার/ক্লায়েন্ট একটি সময়সীমা ব্যতিক্রম ফেলবে?

এক সময়ে যে এক মোকাবেলা করা যাক। আমরা তা করার আগে, আমি এই উইকিপিডিয়া নিবন্ধটি দেখেছি যেখানে ব্যবহৃত টিসিপি এবং ইউডিপি পোর্টগুলির তালিকা রয়েছে। দ্রুত দেখার পরে আমি সিদ্ধান্ত নিয়েছি যে এই প্রকল্পটি পোর্ট 12298 এ যোগাযোগ করবে কারণ এটি অপারেটিং সিস্টেম এবং স্থানীয় পরিষেবা দ্বারা ব্যবহৃত হয় না।

ধাপ 13: আমাদের Tcp Comms ব্যবহার করে দেখুন

আমরা বাধা ব্যবহার করতে পারি কিনা তা দেখার জন্য, পাইথন কমান্ড লাইন ব্যবহার করে একটি সাধারণ ক্লায়েন্ট এবং একটি সার্ভার তৈরি করি। আমি নিম্নলিখিত ধাপে এটি করব:

1. একটি প্রোগ্রাম শুরু করুন যা একটি পর্দার পোর্টের মাধ্যমে একটি লুপে Tcp এর মাধ্যমে একটি পাঠ্য পাঠায়
2. আরেকটি প্রোগ্রাম (সমান্তরালভাবে) শুরু করুন যা সমস্ত পাঠ্য একটি লুপে পড়ে এবং স্ক্রিনে প্রিন্ট করে।

প্রোগ্রামের শুধুমাত্র বিভাগগুলি দেখানো হবে। সমস্ত প্রোগ্রাম পাইথন 3 দিয়ে চালিত হয়। এই সমস্ত প্রোগ্রামগুলি হল পিসি ব্যবহারকারীর কীবোর্ড থেকে সিরিয়াল কমান্ডটি পাই এর মাধ্যমে আরডুইনোতে পাঠানো।

• SBcontrolPC.py - পিসিতে চালানো হবে। স্থানীয় ঠিকানায় এবং নির্দিষ্ট বন্দরে একটি টিসিপি সংযোগ শুরু করে (আমি পোর্ট 12298 ব্যবহার করি, কেন আগের ধাপ দেখুন)
• SBcontrolPi.py - Pi এ চালানো হবে। প্রতি অর্ধ সেকেন্ডে (0.5 সেকেন্ড) এর বাফার পড়ে। একটি শেল স্ক্রিপ্ট শুরু করে যা জিনিসগুলি পরিচালনা করে যেমন ভিডিও স্ট্রিমিং ইত্যাদি।