Android G1 Serial to Arduino Robot: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

เรียนรู้ว่าโทรศัพท์มือถือ Android ของคุณสามารถควบคุมหุ่นยนต์โดยใช้บอร์ด Arduino ได้อย่างไร โทรศัพท์รับคำสั่งผ่าน telnet จากโทรศัพท์เครื่องอื่นหรือพีซี ดังนั้นคุณจึงสามารถควบคุมหุ่นยนต์จากระยะไกลได้ โปรเจ็กต์นี้จะไม่ดัดแปลง G1 ให้เป็นอย่างอื่น ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้งานได้เหมือนโทรศัพท์ปกติของคุณหลังจากถอดออกแล้วทำไม? ด้วยการใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ราคาถูก เช่น บอร์ด Arduino คุณสามารถจับคู่กับโทรศัพท์ราคา 400 เหรียญเพื่อสร้างหุ่นยนต์ที่ยอดเยี่ยมได้ การเพิ่ม GPS, LCD, เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว, Wi-Fi, การเชื่อมต่อมือถือ, ลำโพงและอื่น ๆ ต้องใช้เงินหลายร้อยดอลลาร์ในบ็อตงานอดิเรก แต่โทรศัพท์ของคุณมีสิ่งเหล่านี้อยู่แล้ว! ร่วมกัน บอร์ด Android G1 และ Arduino ช่วยให้คุณใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาไม่แพง เช่น เซอร์โวและเซ็นเซอร์อย่างง่าย เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ทรงพลัง เช่น หุ่นยนต์ การแสดงทางไกลระยะไกล หรือของเล่นแสนสนุกสำหรับเด็ก ข้อมูลเพิ่มเติมที่ Cellbots.com. Notice: โปรเจ็กต์นี้ต้องการ Android G1 ที่มีการเข้าถึงรูทเพื่อใช้เอาต์พุตแบบอนุกรมจากโทรศัพท์ไปยังหุ่นยนต์ Arduino คุณสามารถเพิ่มโมดูล BlueTooth มูลค่า 20 เหรียญให้กับบอร์ด Arduino เพื่อให้โทรศัพท์สนทนาผ่าน BlueTooth แบบอนุกรมได้ หากคุณต้องการใช้ซอฟต์แวร์ Android เชิงพาณิชย์ ขอขอบคุณเป็นพิเศษ: เรามี Hacker Dojo ใน Mountain View, CA เพื่อขอบคุณที่ติดต่อเรา ช่วยแก้ปัญหาที่ยุ่งยากผ่านรายชื่อสมาชิกที่ยอดเยี่ยม และมีชิป 74LS04 ในสต็อก การชุมนุมส่วนใหญ่ทำขึ้นที่ Tech Shop ใน Menlo Park

ขั้นตอนที่ 1: รายการที่จำเป็น

เพื่อให้บทช่วยสอนนี้สมบูรณ์ คุณจะต้องมีสิ่งต่อไปนี้: ฮาร์ดแวร์: - Android G1 Dev Phone (หรืออุปกรณ์ Android อื่นๆ ที่มีการเข้าถึงรูทและเอาต์พุตแบบอนุกรม) - Arduino (ฉันใช้ Freeduino SB แต่ควรทำอย่างไร) - 3.3v ถึง 5v ตัวแปลงถ้าคุณไม่ได้ใช้ Arduino 3.3v (ฉันใช้ชิป 74LS04 ในราคาต่ำกว่า 1 ดอลลาร์ แต่มีตัวเลือกอื่น ๆ ให้เลือก) - บอร์ดแยก HTC USB สำหรับ G1 - อุปกรณ์บัดกรีสำหรับการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วสองครั้ง - ตัวหุ่นยนต์พร้อม ไมโครเซอร์โว (กระดาษแข็ง, อะคริลิค, ดอกยาง, ล้อ, อะไรก็ได้) ซอฟต์แวร์: - Android Scripting Environment (ASE) - ไคลเอ็นต์ Telnet สำหรับพีซีของคุณ (ฉันใช้ PuTTY บน Windows) - สภาพแวดล้อมการพัฒนา Arduino - (ทางเลือก) ไคลเอ็นต์ซีเรียลสำหรับ พีซีของคุณ (ฉันใช้ PuTTY บน Windows สำหรับสิ่งนี้ด้วย) - (ตัวเลือก) Android SDK หากคุณสามารถทำตามคำแนะนำ คุณสามารถทำบทแนะนำนี้ให้สมบูรณ์โดยมีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับ Python, Arduino, Android หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณจะต้องการทราบสิ่งเหล่านั้นหากคุณต้องการไปไกลกว่าไฟ LED ที่กะพริบ แต่นี่จะช่วยให้คุณเริ่มต้นได้

ขั้นตอนที่ 2: Android G1 พร้อมเปิดใช้งานเอาต์พุตแบบอนุกรม

G1 ไม่ได้มาพร้อมกับความสามารถในการส่งคำสั่งซีเรียลออกจากพอร์ต USB และไม่มีตัวเลือกในการเปิดใช้งาน หากคุณเป็นผู้ใช้ Android SDK ขั้นสูง คุณสามารถสร้างบิลด์ของคุณเองได้ แต่ฉันเลือกใช้ Cyanogenmod 4.2.13 หากคุณรู้จักอุปกรณ์ Android อื่นๆ ที่มีการทำงานแบบอนุกรม ให้เพิ่มในความคิดเห็น

หรือคุณสามารถทำตามลิงก์ในคำแนะนำนี้ในการพูดคุยกับ G1 ผ่าน USB จากพีซีของคุณ บทช่วยสอนนี้ไม่จำเป็นต้องใช้การเชื่อมต่อซีเรียลกับ USB แต่ฉันใช้เป็นการตรวจสอบสุขภาพจิตที่ดีเพื่อยืนยันว่าโทรศัพท์กำลังส่งออกซีเรียล หากคุณไม่ได้ใช้ intructable ตัวอื่นเพื่อตรวจสอบว่าเอาต์พุตแบบอนุกรมใช้งานได้ คุณสามารถลองตรวจสอบง่ายๆ นี้: 1. เปิดแอป Terminal บน G1 (มาพร้อมกับ Cyanogen แต่ให้ดาวน์โหลดจาก Market หากคุณมีรูปภาพอื่น) 2 นำทางไปยังไดเร็กทอรี /dev/ โดยพิมพ์ cd /dev/ 3. พิมพ์ ls (นั่นคือ L) และค้นหา ttyMSM2 ในรายการที่ส่งคืน สคริปต์ Python ที่เราจะใช้ในภายหลังส่งคำสั่งไปที่ '/dev/ttyMSM2' ใน เพื่อให้พวกเขาออกจากการเชื่อมต่อแบบอนุกรม เนื่องจากต้องมีการเข้าถึงรูท คุณจะต้องเปลี่ยนการอนุญาตทุกครั้งที่คุณรีบูทโทรศัพท์ ในการทำเช่นนั้น: 1. เปิดแอปเทอร์มินัลบนโทรศัพท์ 2. ป้อน 'chmod 777 /dev/ttyMSM2' จากนั้นคุณสามารถเรียกใช้สคริปต์ Python จากการแก้ไขสคริปต์ Android ในขั้นตอนถัดไป และจะสามารถเข้าถึงเพื่อส่งออกซีเรียลได้

ขั้นตอนที่ 3: ติดตั้ง Android Scripting Environment (ASE) ด้วย Python

สคริปต์ที่เราจะใช้เพื่อสร้างการเชื่อมต่อแบบเปิดบนโทรศัพท์และส่งคำสั่งนั้นเขียนด้วยภาษา Python เพื่อเรียกใช้สิ่งนี้บน G1 เราจำเป็นต้องมี Android Scripting Environment หากคุณไม่เห็นมันใน Market คุณสามารถดาวน์โหลดได้โดยการสแกนบาร์โค้ดบนหน้านั้นซึ่งเชื่อมโยงไปยังไฟล์ apk ในหน้านี้

เมื่อคุณติดตั้งและเรียกใช้ ASE คุณจะต้องเพิ่มโมดูล Python จากเมนู: 1. เปิด ASE และตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ใช้งานได้ (wi-fi หรือ 3G) 2. กดปุ่มเมนูบนโทรศัพท์และเลือก ล่าม 3. กดเมนูอีกครั้งและเลือก เพิ่ม 4. เลือก Python (ปัจจุบันคือ v2.6.2 ในขณะที่เขียนสิ่งนี้) และมันจะดาวน์โหลดไฟล์ zip บางไฟล์ คุณอาจต้องการสำรวจการสร้าง เปิด แก้ไข และเรียกใช้สคริปต์เพื่อทำความคุ้นเคยกับ Python ผ่าน ASE แต่ไม่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 4: คัดลอกและเรียกใช้สคริปต์ Cellbot.py เพื่อเปิดใช้โปรแกรม Python

บทช่วยสอนนี้ใช้สคริปต์ Python เพื่อเป็น "สมอง" ของหุ่นยนต์ รับโค้ดล่าสุดจากโครงการโอเพ่นซอร์ส Google Code ของเรา คุณต้องการไฟล์ cellbot.py เท่านั้น แต่ไฟล์อื่นๆ อาจช่วยในเรื่องต่างๆ ที่คุณต้องการสำรวจ ฉันเพียงแค่เสียบโทรศัพท์เข้ากับการเชื่อมต่อ USB ของพีซีและติดตั้งไดรฟ์ก่อนที่จะคัดลอกไฟล์ไปยัง /sdcard/ase/scripts

โปรแกรมสร้างการเชื่อมต่อซ็อกเก็ตแบบเปิดเพื่อยอมรับเซสชันเทลเน็ตที่เข้ามา นอกจากนี้ยังพิมพ์คำสั่งที่ได้รับไปยังหน้าจอในขณะที่ส่งออกพอร์ตอนุกรม วางไฟล์นี้ในการ์ด SD ของโทรศัพท์ในไดเร็กทอรี /ase/scripts/ ขั้นตอนโดยละเอียดในการโหลดและเรียกใช้สคริปต์: 1. คัดลอกสคริปต์ cellbot.py ไปยังไดเร็กทอรี /ase/scripts/ ของการ์ด SD 2. อย่าลืมลงจากหลังม้า การ์ด SD จากพีซีของคุณหากคุณคัดลอกด้วยวิธีนั้นเนื่องจากโทรศัพท์ไม่สามารถเข้าถึงไฟล์ได้ในเวลาเดียวกันกับพีซีของคุณ 3. เปิดแอป Android Scripting Environment 4. คลิกที่ cellbot.py เพื่อเปิดใช้งาน คุณควรเห็นการยืนยันว่าอุปกรณ์พร้อม ณ จุดนี้เพื่อยอมรับเซสชัน telnet ขาเข้าบนพอร์ต 9002 เคล็ดลับ: อย่าลืมเรียกใช้ "chmod 777 /dev/ttyMSM2" จากขั้นตอน #3 ก่อน ดูขั้นตอน #5 สำหรับการค้นหาที่อยู่ IP ของโทรศัพท์

ขั้นตอนที่ 5: Telnet เข้าสู่ G1 และทดสอบการส่งคำสั่ง

โทรศัพท์ควรพร้อมให้คุณเชื่อมต่อ telnet และส่งคำสั่งจากพีซีของคุณ มันจะพิมพ์ไปที่หน้าจอของโทรศัพท์เพื่อยืนยันสิ่งที่ได้รับ ฉันใช้ PuTTY บน Windows แต่เรายืนยันว่า minicom ใช้งานได้ดีบน Mac ตามที่อธิบายไว้ในคำแนะนำนี้

คุณจะต้องค้นหาที่อยู่ IP ของโทรศัพท์ของคุณก่อน ซึ่งสามารถทำได้โดยไปที่เมนู > การตั้งค่า > การควบคุมแบบไร้สาย > การตั้งค่า Wi-Fi จากนั้นกดการเชื่อมต่อที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ข้อความป๊อปอัปจะปรากฏขึ้นพร้อมกับที่อยู่ IP ปัจจุบันในเครือข่ายท้องถิ่น เขียนสิ่งนี้ลงไปเมื่อคุณจะใช้สิ่งนี้ทุกครั้งที่คุณต้องการเปิดเซสชัน telnet จากพีซีของคุณ การกำหนด IP มักจะหมดอายุหลังจากผ่านไปหลายวัน ดังนั้นคุณอาจต้องตรวจสอบอีกครั้ง หมายเหตุ: บทแนะนำนี้จะถือว่าพีซีและโทรศัพท์ของคุณอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน การกำหนดเส้นทางไปยังโทรศัพท์จากภายนอกเครือข่ายท้องถิ่นน่าจะทำได้ แต่ไม่ครอบคลุมในที่นี้ เปิดไคลเอ็นต์ telnet ที่คุณเลือกและเชื่อมต่อกับ IP ของโทรศัพท์ที่พอร์ต 9002 จากบรรทัดคำสั่ง คุณทำเช่นนี้ในชื่อ "telnet 192.168.1.1 9002" โดยใช้ IP จริงของโทรศัพท์ พิมพ์อักขระบางตัวแล้วกด Enter เพื่อดูอักขระเหล่านั้นปรากฏขึ้นบนหน้าจอโทรศัพท์ คุณสามารถพิมพ์ q เพื่อให้สคริปต์ Python หยุดทำงาน ซึ่งควรปิดเซสชันเทอร์มินัลของคุณ ถ้าด้วยเหตุผลใดก็ตามที่คุณไม่สามารถเชื่อมต่อผ่าน telnet และจำเป็นต้องฆ่าโปรแกรม การรีบูทโทรศัพท์อย่างง่ายควรทำเคล็ดลับ ผู้ใช้ขั้นสูงอาจต้องการค้นหา ID กระบวนการผ่าน ps แล้วใช้ kill เพื่อหยุดการทำงาน ขั้นสูง: เวอร์ชันในอนาคตสามารถเรียกใช้เว็บเซิร์ฟเวอร์ในพื้นที่จากโทรศัพท์ แทนที่จะยอมรับคำสั่งผ่าน telnet เรากำลังสำรวจ XMPP เพื่อแชทกับหุ่นยนต์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่อ 3.3v ถึง 5v Level Shifter กับ Arduino

Arduino ที่ใช้ในบทช่วยสอนนี้เป็นรุ่น 5v ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องแปลงสัญญาณ 3.3v ที่ออกมาจาก G1 โดยใช้ตัวเลื่อนระดับ เป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อโดยตรงกับ Arduino 3.3v แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ฉันทดสอบ

มีหลายวิธีในการดำเนินการนี้ แต่เราจะใช้ชิป 74LS04 ในตัวอย่างนี้ คุณสามารถค้นหาได้ที่นี่ และมีแนวโน้มต่ำกว่า $1 ฉันกับทิมหยิบชิปของเราขึ้นมาจาก Hacker Dojo ใน Mountain View, CA แต่สิ่งเหล่านี้พบได้ทั่วไปและควรมีมากมายไม่ว่าจะขายหรือบริจาคชิป ในระดับสูง เราจะส่งสัญญาณ TX จากบอร์ดฝ่าวงล้อม HTS USB ไปยังพิน 1 ของชิป 74LS04 เพื่อให้มันทำงาน เราผ่านชิปสองครั้งและดึงพิน 4 ออกมาที่พิน RX บน Freeduino SB (พินอนุกรมของคุณอาจแตกต่างกันหากคุณมีบอร์ด Arduino ตัวอื่น แต่ทั้งหมดควรรองรับสิ่งนี้) ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อต่อสาย shifter ระดับและเชื่อมต่อบอร์ด HTC USB (อย่าเสียบเข้ากับโทรศัพท์และถอดปลั๊กไฟออกจาก Arduino): 1. ใส่ชิป 74LS04 ลงบนเขียงหั่นขนมของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิปกีดขวางจุดกึ่งกลางเพื่อไม่ให้หมุดสั้น (เป็นการเคลื่อนไหวโง่ ๆ ที่ฉันทำในตอนแรก) 2. ทหารสองสายไปยังบอร์ด HTC USB ตามที่อธิบายไว้ในคำแนะนำนี้ แต่เราจะใช้หมุด 7 เท่านั้น (Ground) และ 8 (TX0) เนื่องจากเราทำการส่งข้อมูลทางเดียวสำหรับบทช่วยสอนนี้ 3. เชื่อมต่อปลายอีกด้านของสายกราวด์ (พิน 7) เข้ากับกราวด์บนเขียงหั่นขนมของคุณ (ซึ่งควรเชื่อมต่อกับกราวด์บน Arduino ของคุณ) 4. เชื่อมต่อปลายอีกด้านของสาย TX0 (พิน 8) เข้ากับเขียงหั่นขนมที่ มันวิ่งเข้าไปในพิน 1 ของชิป 74LS04 (ทำการค้นหารูปภาพสำหรับไดอะแกรมแบบเต็มของชิป) 5. ใช้ลวดเพื่อเชื่อมต่อพิน 2 และ 3 ของชิป 6. เชื่อมต่อพิน 4 ของชิปกับจุด Arduino RX (พิน 0 บน Freeduino SB และ Arduino Duemilanove) 7. เชื่อมต่อพิน 7 (GND) บนชิปกับกราวด์สำหรับเขียงหั่นขนมของคุณ (ซึ่งเชื่อมต่อกับกราวด์ Arduino ด้วย) 8. เชื่อมต่อพิน 14 (VCC) กับพลังงาน 5v บนเขียงหั่นขนมของคุณ (ซึ่งรับพลังงานจาก Arduino เอาต์พุต 5v) ตอนนี้คุณควรพร้อมที่จะเสียบบอร์ดแยก HTC USB ที่ด้านล่างของโทรศัพท์และเปิดเครื่องบน Arduino ตรวจสอบประกายไฟและกลิ่น และสัมผัสสิ่งต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าเย็นแล้ว หมายเหตุ: รหัสเซลล์บอทปัจจุบันจะเปิด LED #13 เมื่อเซอร์โวมอเตอร์ของหุ่นยนต์ควรทำงาน หากคุณยังไม่มีหุ่นยนต์ คุณสามารถตรวจดูว่าไฟ LED เปิดและปิดเพื่อยืนยันว่าหุ่นยนต์ทำงาน

ขั้นตอนที่ 7: โหลดโปรแกรม Cellbots บน Arduino

รับซอร์สโค้ด Arduino จากเว็บไซต์โครงการ Google Code ของเรา เปิดโปรแกรม Cellbots.pde Arduino ในตัวแก้ไข Arduino จากนั้นดันไปที่บอร์ด Arduino ของคุณ

คุณสามารถทดสอบการพูดคุยกับโค้ด Arduino ได้โดยการเปิดมอนิเตอร์แบบอนุกรมในตัวแก้ไข Arduino นี่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทดสอบหุ่นยนต์หรืออุปกรณ์ของคุณโดยพูดคุยกับ Arduino โดยตรงก่อนที่จะเชื่อมต่อทุกอย่างกับโทรศัพท์ รหัสจะส่งคำสั่งซีเรียลกลับไปที่จอภาพอนุกรมเพื่อยืนยันสิ่งที่ทำแม้ว่าคุณจะยังไม่ได้สร้างหุ่นยนต์ หมายเหตุ: คุณไม่สามารถโหลดโปรแกรมลงบน Arduino ในขณะที่สายไฟเชื่อมต่อกับพินอินพุตอนุกรม RX. ดังนั้นคุณอาจต้องการเปลี่ยนสวิตช์นี้ แต่ฉันเพียงแค่ถอดปลั๊กเมื่อต้องการโหลดโปรแกรมใหม่

ขั้นตอนที่ 8: เรียกใช้กระบวนการทั้งหมด

คุณควรจะสามารถเชื่อมต่อบอร์ด HTC USB กับโทรศัพท์ เปิดไฟล์ cellbot.py ใน ASE และเปิดเซสชันเทอร์มินัลลงในโทรศัพท์ พิมพ์ "H" เพื่อให้โทรศัพท์ทักทายหรือคำสั่งอื่นๆ จากไฟล์ README.txt

ตัว "q" จะออกจากสคริปต์ Python บนโทรศัพท์และปิดซ็อกเก็ตเทอร์มินัล นี่คือบทสรุปของการทำงานทั้งหมด: 1. สคริปต์ Python เปิดซ็อกเก็ตเพื่อยอมรับการเชื่อมต่อ telnet ขาเข้าและสะท้อนคำสั่งของพอร์ตอนุกรม 2. เราเชื่อมต่อจากพีซีของเราไปยังโทรศัพท์ผ่าน telnet บนพอร์ต 9002 และส่งคำสั่งที่เราเห็นบนหน้าจอ 3 บอร์ด HTS USB เชื่อมต่อกับพอร์ต USB ของ G1 และส่งสัญญาณ 3.3v ไปที่ 74LS04 พิน 1 4. สัญญาณออกมาจากชิปที่พิน 2 กลับไปที่พิน 3 และออกมาอีกครั้งที่พิน 4 ที่ 5v 5 Arduino ของเรารับสัญญาณอนุกรมบน RX pin 0 และประมวลผลผ่านโปรแกรม Cellbot.pde 6 เรา สามารถพิมพ์ 'q' เพื่อฆ่าสคริปต์ Python และปิดการเชื่อมต่อ telnet ตอนนี้คุณได้เสร็จสิ้นกระบวนการที่ซับซ้อนมากนี้เพื่อส่งคำสั่งพื้นฐานไปยังหุ่นยนต์ Arduino ถึงเวลาที่คุณจะแฮ็คมันให้ยอดเยี่ยมยิ่งขึ้น! เรายังไม่มีการทำงานแบบอนุกรมแบบ 2 ทาง ดังนั้น Arduino จึงไม่สามารถส่งคำสั่งกลับเข้าไปในโทรศัพท์ได้ แต่เรากำลังดำเนินการแก้ไขอยู่ ติดตามข่าวสารล่าสุดโดยสมัครรับข้อมูลบล็อกของเราที่ Cellbots.com เกี่ยวกับผู้แต่ง: Tim Heath หัวหน้านักวิจัยที่รวบรวมกระบวนการนี้เป็นครั้งแรกที่ Tech Shop ใน Menlo Park ซึ่งเขาเป็นสมาชิก Ryan Hickman Programmer ที่ทำงานเกี่ยวกับโค้ด Python และ Arduino และให้สิทธิ์แก่ Instructable นี้