如何3D打印树莓派机器人

步骤1：要求

材料

必需（大约$ 75）

Raspberry Pi Zero W（$ 10）

微型SD卡（$ 8.25）

40针接头（$ 3.25）

跳线（$ 6.86）

USB电池（$ 5.00）

900 RPM微型齿轮电动机x 2（每个12.95美元）

电机驱动器（4.95美元）

轮毂（6.95美元）

14mm钢球轴承（0.62美元）

螺钉，螺母和支座（见下文）

可选（大约$ 45）

LED

Raspberry Pi摄像头（$ 29.95）

Pi零摄像头适配器（$ 5.95）

伺服电机（$ 8.95）

工具

3D打印机和灯丝

计算机（我将使用Mac，如果要使用PiBot Remote应用程序，则需要一个）

iPhone/iPad/iPod Touch（如果要使用他的应用程序）

钻

具有可变提示的螺丝刀

有关零件的更多信息

Pi Zero：：如果您只想为该项目使用Pi Zero，则可以一直无头运行。否则，如果您想连接HDMI输出或USB外设，则需要购买其他适配器。在这种情况下，购买Pi Zero套件最有可能是最具成本效益的选择，像这样的套件（24美元），我是从亚马逊买来的。虽然我仍然必须购买微型SD卡，但该套件随附Pi Zero，两个必要的适配器和许多不同的接头。所有这些都是有用的。

Micro SD卡：您可以使用任何Micro SD卡，只要它具有至少8GB的存储空间即可。

跳线：我喜欢这样的跳线，因为它们是相连的束。这使我可以分开一个9线的部分，并巧妙地连接Pi和电机驱动器。

USB电池：此后我从Sparkfun购买的电池已经停产。结果，您将需要在其他地方找到一个。我链接的那个看起来与我的相似，但是我还没有购买，您可能需要修改打印文件以适合您的电池。确保找到附带微型USB电缆的电池，因为这使您可以直接插入pi，而无需多余的电线。

电机驱动程序：我建议您使用链接到我的潜水员，因为它很便宜，而且印刷版正好适合该主板。此外，其他主板的功能可能有所不同，您可能会得到不同的结果。

14毫米钢球：我之所以使用此球，只是因为我碰巧有一个球。可以随意使用其他尺寸，但是您可能需要更改插座尺寸。球将作为我们机器人的第三个轮子。这是我的机器人目前最棘手的设计领域之一，可以使用最多的改进。虽然它在光滑，坚硬的表面上都能正常工作，但在地毯和较粗糙的表面上却有麻烦。随时更改设计的这一区域。

螺钉，螺母，螺柱：您可能需要花点时间才能找到适合自己的螺钉。我只是在爸爸的螺丝钉中找到了安装Pi的螺钉以及将Pi Camera固定在一起的螺钉。对于电机安装座和插座，我使用了这些螺丝（2.95美元）和这些螺母（1.50美元），它们在Sparkfun上都可以买到。支座和8颗螺丝（我偶然在图中仅包括了4颗）将我从学校未使用的VEX套件中取出的机器人固定在一起。

LED：我确定您知道在哪里可以轻松找到一些LED。选择您想要代表功能的任何颜色：电源，连接，机器人重放路径和机器人接收指令。

相机和伺服器：根据您希望对机器人执行的操作，您可以选择不包括相机和伺服器，因为它们对于基本运动而言不是必需的，并添加机器人费用为$ 45。

步骤2：Pi零设置

点击该链接进行设置在树莓派Zero Zero W上进行无头安装

别忘了Pi Zero无法连接到5GHz Wi-Fi网络

请确保按照Raspbian Stretch或更高版本的说明进行操作

一旦通过SSH成功连接到pi，请运行

sudo raspi-config

并更改以下配置：

更改密码。保留默认密码 raspberry 是非常危险的。确保记住该密码。

在“网络”选项中，将主机名从 raspberrypi 更改为较短的名称，例如 pizero 或 pibot 。在本教程的其余部分中，我将使用 pibot 。请务必记住您在这里放置的内容。

在“启动”选项-》“桌面/CLI”中，选择“控制台自动登录”

转到接口选项并启用“摄像头”

选择“完成”并重新启动

步骤3：设置AdHoc网络

通过设置AdHoc网络，我们将能够将控制设备直接连接到机器人，无任何中介。这将允许更快的视频流传输和更低的控制延迟。但是，此步骤不是必需的，因为一切仍然可以通过普通的wifi网络工作。

首先，您需要从GitHub下载并解压缩所有必需的文件。在终端中，导航到下载的文件夹，然后使用以下命令将PiBotRemoteFiles文件夹发送到pi：

scp -r PiBotRemoteFiles/ [e-mail]:Desktop/

这会将所有必需的文件发送到将对其进行控制并设置AdHoc的机器人网络。确保文件位于桌面上名为“ PiBotRemoteFiles”的文件夹中；否则，许多事情将无法继续进行。如果您要使用PiBot Remote应用程序，则可以在应用程序设置中在普通Wi-Fi和AdHoc网络之间切换。否则，您可以使用以下命令之一通过SSH手动更改它：

sudo bash adhoc.sh sudo bash wifi.sh

当然，在运行上述命令之前，请确保已导航到PiBotRemoteFiles文件夹。命令。 AdHoc和Wi-Fi之间的任何更改将仅在下一次重新启动后生效。如果设置了AdHoc，则在Pi Zero引导时，您应该会看到一个 PiBot 网络。

步骤4：添加电源LED

虽然肯定是不必要的，但拥有电源指示灯可能很有用。为了激活它，SSH进入Pi Zero并运行命令：

sudo nano /etc/bash.bashrc

并将以下行添加到文件末尾：

python /home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

我们稍后将更改与电源LED关联的GPIO引脚。

步骤5：RPi Cam Web界面设置

为了进入Raspberry Pi Cameras视频流，我们将使用RPi-Cam-Web-Interface。有关此模块的信息可在此处找到，其代码在GitHub上。要安装模块，我们首先需要更新我们的Pi。这可能需要大约10分钟的时间。

sudo apt-get update

sudo apt-get dist-upgrade

然后我们需要安装git：

sudo apt-get install git

，我们终于可以安装模块了：

git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git RPi_Cam_Web_Interface/install.sh

在安装模块后，将出现一个配置窗口。如果您想添加用户名和密码，请确保使用与您的pi帐户相同的用户名和密码。否则，PiBot Remote应用程序将无法接收摄像机流。

现在，如果您使用与Pi相同网络的设备上的浏览器，并且摄像机已连接到pi，您可以通过访问http：//pibot.local/html/#来接收流。 RPi界面可轻松控制摄像机，通过点击或单击视频，它可以变为全屏。稍后我们将在PiBot远程应用程序中使用它。

我们现在已经完成了将Pi Zero设置为有趣的东西！

第6步：打印一切就绪

尽管我使用了带有PLA灯丝的Dremel 3D打印机，但请随时使用自己的打印机和材料。所有STL文件都位于您从GitHub下载的文件夹中。我能够分四批打印所有内容：顶板，底板，所有安装座和插座以及环。在颜色选择上发挥创意，并充分利用3D打印机的功能。我的打印机没有双重挤压或任何类似的功能，但是如果可以使用这种打印机，我建议以对比色在顶板顶部打印装饰。您可能需要锉磨和钻孔以使某些零件合适。

随意在顶板上进行油漆以使LED符号和装饰可见。

您可能已经注意到上面有两个安装座类似于GoPro安装系统的底板末端。随意使用它们将您喜欢的任何东西连接到机器人的正面或背面。在搅拌器文件中，您可以找到我使用的干擦标记物安装座，以及可以修改以保存对象的模板对象。

也可以随意定义向前的方向；到目前为止，我至少交换了三遍。

步骤7：头上的焊锡

尽管我选择将接头焊接到PiZero，但也可以将导线直接焊接到pi。如果您选择像我一样焊接接头，我建议像我一样使用直角的接头。它使电线更隐蔽，并使所有东西看起来更加整洁。

现在该花点时间焊接电动机驱动器了。底板是专门为该Sparkfun电机驱动器设计的，并留有空间供for排针伸出底部。这样可以轻松更换电机针脚，以便您可以左右互换，前后互换。尽管我现在包括以下步骤，但我强烈建议您等待一些步骤，直到您确切知道电线必须多长时间为止。剪下与您刚刚焊接到pi的插头引脚兼容的9针跨接线引脚。仔细焊接每根电线，以使它们可以共同平放并缠绕电池。事先测量出电线的长度，这样就不会导致电缆过少或过少。

最后，该焊接LED了。将它们粘在顶板上的相应位置，然后将所有接地销彼此折叠。将一根导线焊接到地面，然后将一根导线焊接到每个LED。从左到右，LED的功能是：机器人电源，与机器人的应用连接，机器人正在重放已保存的路径以及机器人正在接收指令。

每根焊锡丝

步骤8：拧紧电机和插座

首先，将每个电动机插入电动机安装座。然后部分插入每个螺钉，直到尖端到达安装座或插座的表面。然后，对于每个螺钉，在拧紧每个螺钉时，将螺母固定在板的另一侧。当您拧紧第二个插槽时，请记住将轴承放在两个插槽之间。将电动机驱动器放在适当的位置并插入电动机。在每个输出中插入哪个电动机都没关系，因为一旦机器人启动并运行，就可以轻松更改。

步骤9：准备好摄像机和伺服器

将Pi Zero适配器功能区插入相机，然后将相机套拧紧。将伺服器置于其位置。您可以在伺服器上钻一些螺丝孔，但这足够舒适。以最合适的方式将摄像机连接到伺服系统。目前，我在安装座上有两个孔，钉书钉穿过伺服喇叭和相机外壳。但是，这留有很大的摆动空间，因此您可能需要使用超级胶水。将相机对准您想要的任何方向，然后将伺服喇叭固定到位。将相机色带穿过覆盆子的缝隙，然后将其插入pi。最后，折叠色带以使其与电池平放。

步骤10：将所有东西放在一起

现在是时候一切都变成一件了。将LED，电机驱动器和伺服器的电线插入Pi中，这样的方式是只使用有效的引脚，但要使其靠近出口。然后将电线穿过其插槽，然后将pi拧紧到位。这样做的目的是要紧紧地保持整洁，因此，当似乎没有足够的空间容纳那些大的跳线时，不要放弃。

在每个支架中拧入底板，以便每个都是安全的。插入电池，并确保电源线能够穿过插槽并插入Pi Zero的电源端口。将电动机驱动器的电线缠绕在其周围，然后在所有零件上安装环形齿。将所有电线挤压到电池和顶板之间的空间后，将底板上的小脊插入环中，并将环上的两个高点插入顶板中。现在，您可以拧紧顶板，并已构建好机器人！

步骤11：打开Xcode项目

仅当您要使用需要Mac和IOS设备的PiBot Remote应用程序时，接下来的几个步骤才适用。

因为我便宜，所以不要没有支付Apple Developer帐户，我只能共享Xcode项目，不能共享应用程序本身。然后，您可以自己打开项目，更改签名，然后在您自己的设备上启动它。

如果您还没有Xcode，请从Mac上的应用商店下载。加载Xcode后，选择右下角的“打开另一个项目”，并导航到GitHub下载中的“ PiBot Remote”文件夹。

项目打开后，在在最左边的视图称为“ PiBot Remote”。

将“捆绑包标识符”更改为唯一的名称。您可以将我的名字替换为您的名字，也可以在结尾添加一些内容。

将团队更改为您自己的个人帐户。如果您还没有，请选择“添加帐户”。

单击命令B进行构建，并希望一切正常。成功构建项目后，将设备插入计算机。单击左上角“播放”和“停止”按钮右侧的按钮，然后选择您的设备。

按Command-R，应用程序应在您的设备上启动。您的设备可能需要在运行前验证身份，并且仅在此时间需要访问互联网。

步骤12：最终调整

您可以调整PiBot Remote应用程序中除电源LED以外的所有引脚的引脚号。要更改电源LED的引脚，请SSH到PI中，然后运行以下命令：

/home/pi/Desktop/PiBotRemoteFiles/startup.py

将36的两个实例更改为您使用的任何GPIO引脚。然后按Control-X，y，输入。

应用程序和服务器都容易出错。在调试模式下使用控制台可以了解发生了什么。如有疑问，请尝试重新启动Pi和/或重新启动应用程序。有时在代码失败后，由于地址已被使用，因此应用无法重新连接。在这种情况下，只需更改端口即可连接应用程序。

此外，在设备上使用加速器驱动机器人时，您必须使用一些不方便的手势进行校准，停止/启动，调整摄像头，然后显示/隐藏标签栏

校准：用两根手指点击并按住.5秒钟（如果您的设备支持它，您将感觉到触觉反馈校准设备后

相机调整：最棘手的手势，请执行前面所述的校准操作，然后向上拖动手指以向上移动相机，然后向下拖动至

停止/开始切换：当您进入加速度计视图时，机器人最初设置为忽略移动命令。要切换此设置，请用两根手指双击。

显示/隐藏标签栏：要在加速计行驶时启用全屏查看，标签栏会自动几秒钟后，老茧藏起来。要再次显示，请向上滑动。要隐藏它，请向下滑动。

如果您对与我的应用程序相关的问题和不便感到沮丧，请记住，我没有接受过任何形式的编程方面的正规教育。因此，我欢迎提出建议。随意散发我的GitHub文件。

如果我在GitHub上进行了任何调整，请通过下载文件并将它们通过递归SCP发送到适当位置的Pi上，将它们应用于机器人。如果克隆了Xcode项目，则只需拉出更改即可。否则，您可以下载该项目并按照步骤11在设备上打开该应用。