Android G1 Serial to Arduino Robot: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Μάθετε πώς το κινητό σας τηλέφωνο Android μπορεί να ελέγξει ένα ρομπότ χρησιμοποιώντας έναν πίνακα Arduino. Το τηλέφωνο λαμβάνει εντολές μέσω telnet από άλλο τηλέφωνο ή υπολογιστή, ώστε να μπορείτε να ελέγχετε το ρομπότ από απόσταση. Αυτό το έργο δεν θα τροποποιήσει διαφορετικά το G1, ώστε να μπορείτε να συνεχίσετε να το χρησιμοποιείτε ως κανονικό τηλέφωνό σας αφού το ξεκλειδώσετε. Γιατί; Χρησιμοποιώντας φθηνά ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως πίνακες Arduino, μπορείτε να τα συνδυάσετε με το τηλέφωνό σας 400 $ για να φτιάξετε ένα φοβερό ρομπότ. Θα κοστίσει εκατοντάδες δολάρια για να προσθέσετε GPS, LCD, αισθητήρες κίνησης, wi-fi, συνδέσεις κινητής τηλεφωνίας, ηχεία και πολλά άλλα σε ένα χόμπι bot, αλλά το τηλέφωνό σας έχει ήδη αυτά! Μαζί, ο πίνακας Android G1 και Arduino σάς επιτρέπουν να χρησιμοποιείτε φθηνά ηλεκτρονικά είδη, όπως απλά servos και αισθητήρες, για να δημιουργήσετε ισχυρές συσκευές όπως ρομπότ, τηλεπαρουσία από απόσταση ή διασκεδαστικά παιχνίδια για παιδιά. Περισσότερες πληροφορίες στο Cellbots.com. Σημείωση: Αυτό το έργο απαιτεί αυτήν τη στιγμή ένα Android G1 με πρόσβαση root για χρήση σειριακής εξόδου από το τηλέφωνο στο ρομπότ Arduino. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το εμπορικό λογισμικό Android, μπορείτε να προσθέσετε μια μονάδα BlueTooth $ 20 στον πίνακα Arduino. Ιδιαίτερες ευχαριστίες: Έχουμε να ευχαριστήσουμε το Hacker Dojo στο Mountain View, CA για την επαφή που μας κάνατε, που μας βοήθησε με κάποια δύσκολα ζητήματα μέσω της λίστας αλληλογραφίας με τα εκπληκτικά μέλη του, καθώς και για τα διαθέσιμα chips 74LS04. Το μεγαλύτερο μέρος της συναρμολόγησης έγινε στο Tech Shop στο Menlo Park.

Βήμα 1: Απαιτούνται στοιχεία

Για να ολοκληρώσετε αυτό το σεμινάριο θα χρειαστείτε τα ακόλουθα: Υλικό: - Android G1 Dev Phone (ή άλλη συσκευή Android με πρόσβαση root και σειριακή έξοδο) - Arduino (χρησιμοποιώ Freeduino SB αλλά κάποιος πρέπει να κάνει) - 3.3v έως 5v μετατροπέας εάν δεν χρησιμοποιείτε 3.3v Arduino (χρησιμοποιώ τσιπ 74LS04 για λιγότερο από 1 $, αλλά υπάρχουν και άλλες επιλογές) - HTC USB break -out board για το G1 - Εξοπλισμός συγκόλλησης για δύο γρήγορες συνδέσεις - Σώμα ρομπότ με micro servos (χαρτόνι, ακρυλικό, πέλματα, τροχοί, οτιδήποτε θα κάνει) Λογισμικό: - Περιβάλλον Android Scripting (ASE) - Telnet client για τον υπολογιστή σας (χρησιμοποιώ το PuTTY στα Windows) - περιβάλλον ανάπτυξης Arduino - (προαιρετικό) Serial client για τον υπολογιστή σας (χρησιμοποιώ επίσης το PuTTY στα Windows για αυτό) - (προαιρετικό) Android SDK Εάν μπορείτε να ακολουθήσετε τις οδηγίες, μπορείτε να ολοκληρώσετε αυτό το σεμινάριο με λίγες γνώσεις Python, Arduino, Android ή ηλεκτρονικών. Θα θέλετε να μάθετε αυτά τα πράγματα εάν θέλετε να ξεπεράσετε ένα LED που αναβοσβήνει, αλλά αυτό θα σας ξεκινήσει.

Βήμα 2: Android G1 με σειριακή έξοδο ενεργοποιημένη

Τα G1 δεν αποστέλλονται με τη δυνατότητα αποστολής σειριακών εντολών εκτός της θύρας USB και δεν υπάρχει εγγενής επιλογή για την ενεργοποίησή του. Εάν είστε προηγμένος χρήστης Android SDK, μπορείτε να δημιουργήσετε τη δική σας κατασκευή, αλλά επέλεξα να χρησιμοποιήσω το Cyanogenmod 4.2.13. Αν γνωρίζετε άλλες συσκευές Android με σειριακή λειτουργία, προσθέστε τις στα σχόλια.

Προαιρετικά, μπορείτε να ακολουθήσετε τους συνδέσμους εκεί για να μάθετε πώς να μιλάτε στο G1 μέσω USB από τον υπολογιστή σας. Αυτή η σειρά σειριακής σύνδεσης USB δεν απαιτείται για αυτό το σεμινάριο, αλλά το χρησιμοποίησα ως έναν καλό έλεγχο λογικής για να επαληθεύσω ότι το τηλέφωνο έστελνε σειριακό. Εάν δεν χρησιμοποιείτε το άλλο άφθαρτο για να επαληθεύσετε ότι η σειριακή έξοδος λειτουργεί, μπορείτε να δοκιμάσετε αυτόν τον απλό έλεγχο: 1. Ανοίξτε την εφαρμογή τερματικού στο G1 (έρχεται με το Cyanogen αλλά κατεβάστε ένα από την αγορά εάν έχετε διαφορετική εικόνα) 2 Μεταβείτε στον κατάλογο/dev/πληκτρολογώντας cd/dev/3. Πληκτρολογήστε ls (αυτό είναι ένα L) και αναζητήστε ttyMSM2 στη λίστα που επιστρέφεται Το σενάριο Python που θα χρησιμοποιήσουμε αργότερα στέλνει εντολές στο '/dev/ttyMSM2' στο διατάξτε τους να βγουν από τη σειριακή σύνδεση. Δεδομένου ότι αυτό απαιτεί πρόσβαση root, θα πρέπει να αλλάζετε δικαιώματα σε αυτό κάθε φορά που κάνετε επανεκκίνηση του τηλεφώνου. Για να το κάνετε αυτό: 1. Ανοίξτε την εφαρμογή τερματικού στο τηλέφωνο 2. Πληκτρολογήστε 'chmod 777 /dev /ttyMSM2' Στη συνέχεια, μπορείτε να εκτελέσετε το σενάριο Python από την επεξεργασία σεναρίων Android στο επόμενο βήμα και θα έχει πρόσβαση στην αποστολή σειριακής εξόδου.

Βήμα 3: Εγκαταστήστε το Android Scripting Environment (ASE) With Python

Τα σενάρια που θα χρησιμοποιήσουμε για να δημιουργήσουμε μια ανοιχτή σύνδεση πρίζας στο τηλέφωνο και να στείλουμε εντολές είναι γραμμένα σε Python. Για να το εκτελέσετε στο G1 θα χρειαστούμε το Περιβάλλον Περιγραφής Android. Εάν δεν το βλέπετε στην Αγορά, μπορείτε να το κατεβάσετε σαρώνοντας τον γραμμωτό κώδικα σε αυτήν τη σελίδα που συνδέεται με το αρχείο apk σε αυτήν τη σελίδα.

Μόλις εγκαταστήσετε και εκτελέσετε το ASE θα θέλετε να προσθέσετε στη μονάδα Python από το μενού: 1. Ανοίξτε το ASE και βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδεδεμένη σύνδεση στο διαδίκτυο (wi-fi ή 3G) 2. Πατήστε το κουμπί μενού στο τηλέφωνο και επιλέξτε Διερμηνείς 3. Πατήστε ξανά το μενού και επιλέξτε Προσθήκη 4. Επιλέξτε Python (αυτήν τη στιγμή v2.6.2 κατά τη σύνταξη αυτού) και θα κατεβάσει μερικά αρχεία zip ASE αλλά δεν απαιτείται.

Βήμα 4: Αντιγράψτε και εκτελέστε το σενάριο Cellbot.py για να εκκινήσετε το πρόγραμμα Python

Αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιεί ένα σενάριο Python για να είναι ο «εγκέφαλος» του ρομπότ. Λάβετε τον πιο πρόσφατο κώδικα από το έργο κώδικα Google ανοιχτού κώδικα. Χρειάζεστε μόνο το αρχείο cellbot.py, αλλά άλλα μπορεί να σας βοηθήσουν σε διάφορα πράγματα που θέλετε να εξερευνήσετε. Απλώς συνδέσα το τηλέφωνο στη σύνδεση USB του υπολογιστή μου και τοποθέτησα τη μονάδα δίσκου πριν αντιγράψω το αρχείο σε/sdcard/ase/scripts.

Το πρόγραμμα δημιουργεί μια ανοιχτή σύνδεση πρίζας για να δεχτεί μια εισερχόμενη συνεδρία telnet. Εκτυπώνει επίσης τις ληφθείσες εντολές στην οθόνη ενώ τις στέλνει έξω από τη σειριακή θύρα. Τοποθετήστε αυτό το αρχείο στην κάρτα SD του τηλεφώνου στον κατάλογο/ase/scripts/. Λεπτομερή βήματα για τη φόρτωση και την εκτέλεση των σεναρίων: 1. Αντιγράψτε το σενάριο cellbot.py στον κατάλογο/ase/scripts/κάρτα SD της κάρτας 2. Φροντίστε να αποσυναρμολογήσετε την κάρτα SD από τον υπολογιστή σας αν τα αντιγράψατε έτσι, καθώς το τηλέφωνο δεν μπορεί να έχει πρόσβαση στα αρχεία ταυτόχρονα με τον υπολογιστή σας. 3. Ανοίξτε την εφαρμογή Android Scripting Environment 4. Κάντε κλικ στο cellbot.py για να την εκκινήσετε Θα πρέπει να δείτε μια επιβεβαίωση ότι η συσκευή είναι έτοιμη σε αυτό το σημείο να δέχεται εισερχόμενες συνεδρίες telnet στη θύρα 9002. Συμβουλή: Φροντίστε να εκτελέσετε το "chmod 777 /dev/ttyMSM2 "εντολή από το βήμα #3 πρώτα. Δείτε το βήμα #5 για να βρείτε τη διεύθυνση IP του τηλεφώνου.

Βήμα 5: Telnet Into the G1 and Test Sending It Commands

Το τηλέφωνο πρέπει να είναι έτοιμο για να το τηλεφωνήσετε και να του στείλετε εντολές από τον υπολογιστή σας. Θα τα εκτυπώσει στην οθόνη του τηλεφώνου για να επιβεβαιώσει τι λαμβάνει. Χρησιμοποίησα το PuTTY στα Windows, αλλά επιβεβαιώσαμε ότι το minicom λειτουργεί τέλεια σε Mac, όπως περιγράφεται σε αυτό το οδηγό.

Θα πρέπει πρώτα να βρείτε τη διεύθυνση IP του τηλεφώνου σας. Αυτό είναι διαθέσιμο μεταβαίνοντας στο Μενού> Ρυθμίσεις> Ασύρματα χειριστήρια> Ρυθμίσεις Wi-Fi και, στη συνέχεια, πατώντας την τρέχουσα ενεργή σύνδεση. Θα εμφανιστεί ένα αναδυόμενο μήνυμα τοστ με την τρέχουσα διεύθυνση IP στο τοπικό δίκτυο. Γράψτε αυτό, καθώς θα το χρησιμοποιείτε κάθε φορά που θέλετε να ανοίξετε μια συνεδρία telnet από τον υπολογιστή σας. Οι εκχωρήσεις IP συνήθως λήγουν μετά από ορισμένο αριθμό ημερών, οπότε ίσως χρειαστεί να το ελέγξετε ξανά. Σημείωση: Αυτό το σεμινάριο υποθέτει ότι ο υπολογιστής και το τηλέφωνό σας βρίσκονται στο ίδιο τοπικό δίκτυο. Η δρομολόγηση στο τηλέφωνο εκτός του τοπικού δικτύου θα πρέπει να είναι δυνατή, αλλά δεν καλύπτεται εδώ. Ανοίξτε τον πελάτη telnet της επιλογής σας και συνδεθείτε με την IP του τηλεφώνου στη θύρα 9002. Από μια γραμμή εντολών το κάνετε αυτό ως "telnet 192.168.1.1 9002" χρησιμοποιώντας την πραγματική IP του τηλεφώνου. Πληκτρολογήστε μερικούς χαρακτήρες και πατήστε enter για να εμφανιστούν στην οθόνη του τηλεφώνου. Μπορείτε να πληκτρολογήσετε q για να κλείσει το σενάριο Python, το οποίο θα πρέπει να κλείσει την τερματική σας περίοδο. Εάν για οποιονδήποτε λόγο δεν μπορείτε να συνδεθείτε μέσω του telnet και πρέπει να σκοτώσετε το πρόγραμμα, μια απλή επανεκκίνηση του τηλεφώνου θα κάνει το κόλπο. Οι προχωρημένοι χρήστες μπορεί να θέλουν να βρουν το αναγνωριστικό διαδικασίας μέσω ps και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν το kill για να το σταματήσουν. Για προχωρημένους: Μια μελλοντική έκδοση αυτού θα μπορούσε να εκτελέσει έναν τοπικό διακομιστή ιστού από το τηλέφωνο αντί να δέχεται εντολές μέσω telnet. Εξερευνούμε επίσης το XMPP για συνομιλία με το ρομπότ σας.

Βήμα 6: Συνδέστε έναν μετατροπέα επιπέδου 3,3v σε 5v στο Arduino

Το Arduino που χρησιμοποιείται σε αυτό το σεμινάριο είναι ένα μοντέλο 5v, οπότε πρέπει να μετατρέψουμε το σήμα 3.3v που βγαίνει από το G1 χρησιμοποιώντας έναν επιλογέα επιπέδου. Θα πρέπει να είναι δυνατή η απευθείας σύνδεση με ένα 3.3v Arduino, αλλά αυτό δεν ήταν κάτι που δοκίμασα.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι προσέγγισης, αλλά θα χρησιμοποιήσουμε ένα τσιπ 74LS04 σε αυτό το παράδειγμα. Μπορείτε να αναζητήσετε ένα εδώ και είναι πιθανό να είναι κάτω από $ 1. Ο Tim και εγώ πήραμε το δικό μας από το Hacker Dojo στο Mountain View, CA, αλλά αυτά είναι ΠΟΛΥ συνηθισμένα και θα πρέπει να είναι άφθονα οπουδήποτε πωλούνται ή δωρίζονται πατατάκια. Σε υψηλό επίπεδο, απλώς θα στείλουμε το σήμα TX από τον πίνακα HTS USB breakout στον ακροδέκτη 1 του τσιπ 74LS04. Για να λειτουργήσει, περνάμε το τσιπ δύο φορές και βγαίνουμε το pin 4 στο RX pin στο Freeduino SB (η σειριακή σας καρφίτσα μπορεί να είναι διαφορετική αν έχετε άλλη πλακέτα Arduino, αλλά όλοι θα πρέπει να το υποστηρίζουν). Ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να συνδέσετε τον επιλογέα στάθμης και να συνδέσετε την κάρτα USB HTC (μην την συνδέσετε ακόμα στο τηλέφωνο και αποσυνδέστε το τροφοδοτικό από το Arduino): 1. Τοποθετήστε το τσιπ 74LS04 στο ψωμί σας. Βεβαιωθείτε ότι το τσιπ εμποδίζει το κέντρο να σπάσει έτσι ώστε οι καρφίτσες να μην βραχυκυκλώσουν (μια χαζή κίνηση που έκανα στην αρχή) 2. Συνδέστε δύο καλώδια στην πλακέτα USB HTC όπως περιγράφεται σε αυτό το διδακτικό, αλλά θα χρησιμοποιούμε μόνο τους πείρους 7 (Ground) και 8 (TX0) αφού κάνουμε μόνο μονόδρομη μετάδοση για αυτό το σεμινάριο. 3. Συνδέστε το άλλο άκρο του καλωδίου γείωσης (καρφίτσα 7) σε μια γείωση στο breadboard σας (το οποίο πρέπει να συνδεθεί με μια γείωση στο Arduino σας) 4. Συνδέστε το άλλο άκρο του σύρματος TX0 (pin 8) στο breadboard όπου τρέχει στην ακίδα 1 του τσιπ 74LS04. (πραγματοποιήστε αναζήτηση εικόνας για ένα πλήρες διάγραμμα του τσιπ) 5. Χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο για να συνδέσετε τους ακροδέκτες 2 και 3 του τσιπ 6. Συνδέστε τον πείρο 4 του τσιπ στο σημείο Arduino RX (καρφίτσα 0 στο Freeduino SB και Arduino Duemilanove) 7. Συνδέστε τον πείρο 7 (GND) στο τσιπ στο έδαφος για το breadboard σας (το οποίο συνδέεται επίσης με τη γείωση Arduino) 8. Συνδέστε τον ακροδέκτη 14 (VCC) στην ισχύ 5v του ψωμιού σας (που παίρνει την ισχύ από το Arduino Έξοδος 5v) Θα πρέπει τώρα να είστε έτοιμοι να συνδέσετε την πλακέτα θραύσης HTC USB στο κάτω μέρος του τηλεφώνου και να ενεργοποιήσετε το Arduino. Ελέγξτε για σπινθήρες και μυρωδιές και αγγίξτε τα πράγματα για να βεβαιωθείτε ότι είναι δροσερά. Σημείωση: Ο τρέχων κώδικας cellbot ανάβει τη λυχνία #13 όταν οι σερβοκινητήρες του ρομπότ πρέπει να λειτουργούν. Εάν δεν έχετε ακόμη ρομπότ, μπορείτε να ελέγξετε αν η λυχνία LED ανάβει και σβήνει για να επιβεβαιώσετε ότι λειτουργεί.

Βήμα 7: Φορτώστε το πρόγραμμα Cellbots στο Arduino

Λάβετε τον πηγαίο κώδικα Arduino από τον ιστότοπο έργου του Κώδικα Google. Ανοίξτε το πρόγραμμα Arduino Cellbots.pde στον επεξεργαστή Arduino. Στη συνέχεια, σπρώξτε το στον πίνακα Arduino.

Μπορείτε να δοκιμάσετε την ομιλία με τον κώδικα Arduino ανοίγοντας τη σειριακή οθόνη στον επεξεργαστή Arduino. Αυτός είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να δοκιμάσετε το ρομπότ ή τη συσκευή σας μιλώντας απευθείας στο Arduino πριν συνδέσετε τα πάντα στο τηλέφωνο. Ο κώδικας στέλνει σειριακές εντολές πίσω στη σειριακή οθόνη για να επιβεβαιώσει τι κάνει ακόμα κι αν δεν έχετε κατασκευάσει ακόμα το ρομπότ σας. Σημείωση: Δεν μπορείτε να φορτώσετε προγράμματα στο Arduino ενώ το καλώδιο είναι συνδεδεμένο στη σειριακή ακίδα εισόδου RX Το Σως θελήσετε να βάλετε αυτόν τον διακόπτη, αλλά απλώς το αποσύνδεσα όταν χρειαζόταν να φορτώσω ένα νέο πρόγραμμα.

Βήμα 8: Εκτελέστε ολόκληρη τη διαδικασία

Θα πρέπει να μπορείτε να συνδέσετε την πλακέτα USB HTC στο τηλέφωνο, να ενεργοποιήσετε το αρχείο cellbot.py στο ASE και να ανοίξετε τερματικές συνεδρίες στο τηλέφωνο. Πληκτρολογήστε "H" για να ζητήσετε από το τηλέφωνο ένα γεια ή οποιαδήποτε άλλη εντολή από το αρχείο README.txt.

Ένα "q" θα κλείσει το σενάριο Python στο τηλέφωνο και θα κλείσει την πρίζα του τερματικού. Ακολουθεί μια ανακεφαλαίωση για το πώς λειτουργούν όλα: 1. Το σενάριο Python ανοίγει μια υποδοχή για να δέχεται εισερχόμενες συνδέσεις telnet και να επαναλαμβάνει τις εντολές από τη σειριακή θύρα 2. Συνδεόμαστε από τον υπολογιστή μας στο τηλέφωνο μέσω telnet στη θύρα 9002 και του στέλνουμε εντολές που βλέπουμε στην οθόνη 3. Η κάρτα USB HTS διασυνδέεται με τη θύρα USB του G1 και στέλνει το σήμα 3.3v στον ακροδέκτη 74LS04 1. 4. Το Το σήμα βγαίνει από το τσιπ στον πείρο 2, επιστρέφει στον πείρο 3 και ξαναβγαίνει στον ακροδέκτη 4 στις 5v 5. Το Arduino μας δέχεται το σειριακό σήμα στην ακίδα RX 0 και το επεξεργάζεται μέσω του προγράμματος Cellbot.pde 6. Εμείς μπορεί να πληκτρολογήσει 'q' για να σκοτώσει το σενάριο Python και να κλείσει τη σύνδεση telnet Τώρα που ολοκληρώσατε αυτήν την πολύ περίπλοκη διαδικασία για την αποστολή βασικών εντολών σε ένα ρομπότ Arduino, ήρθε η ώρα να το χακάρετε για να είναι πιο φοβερό! Δεν έχουμε ακόμη σειριακή λειτουργία διπλής κατεύθυνσης, οπότε το Arduino δεν μπορεί να στείλει εντολές πίσω στο τηλέφωνο, αλλά το δουλεύουμε. Μείνετε ενημερωμένοι με την εγγραφή σας στο ιστολόγιό μας στο Cellbots.com. Σχετικά με τους συγγραφείς: Tim Heath Επικεφαλής ερευνητής που έβαλε αυτή τη διαδικασία μαζί στο Tech Shop στο Menlo Park, όπου είναι μέλος. Προγραμματιστής Ryan Hickman που εργάστηκε στον κώδικα Python και Arduino και έγραψε αυτό το Instructable.