Securibot: Mali Survelliance Drone za kućnu sigurnost: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Činjenica je da su roboti izvrsni. Sigurnosni roboti, međutim, obično su preskupi za prosječnu osobu ili si ih zakonski nije moguće kupiti; Privatne tvrtke i vojska takve uređaje zadržavaju za sebe, i to s dobrim razlogom. Ali što ako zaista želite imati robota za osobnu sigurnost?

Uđite u Securibot: mali robot s pogonom na sve kotače koji može patrolirati svuda gdje želite i dobiti povratne informacije sa širokim rasponom senzora. Mali je, robustan i jeftin, a za stvaranje će zahtijevati samo minimalno razumijevanje ožičenja i programiranja.

Korak 1: Prikupljanje materijala

Bit će potrebni sljedeći materijali. To su dijelovi koji se moraju kupiti i potrošiti za konačni proizvod, pa bi stoga bilo pametno imati dodatne rezervne materijale u slučaju nezgode. Samo kliknite na dio da biste otvorili novu karticu ako ga morate kupiti!

UPRAVLJANJE NAPAJANJEM

• 9-voltna baterija 4-paket x1
• AA baterija 8-paket x1
• AA držač baterije s 4 utora x1
• Muške/muške žice kratkospojnika x1
• Muške/ženske žice kratkospojnika x1
• Žice za žene/žene x1
• Mini Breadboard x1
• 1k otpornik x1
• 2k otpornik x1
• Crveni/crni kabeli za napajanje x1
• Prekidač za klackalicu x2

HARDVER I SENZORI

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi modul s NodeMCU x
• HCSR04 Ultrazvučni senzor x1
• PIR senzor pokreta x1
• Ploča motora x1

ŠASIJA

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

DODATNI MATERIJALI*

• Vojnik željezo i lemljenje
• Skidači žica
• Rezači žice
• 8 "akril
• Laserski rezač
• Električna traka
• Zipties
• Mali vijci i matice

*Ovi materijali nisu potrebni, ali svakako dodaju dodatni sloj organizacije i zaštite. Budući da su izborni, češće se mogu naći u trgovinama hardvera, a laserski rezači ozbiljniji su razlog za kupnju, a ne jednostavno iznajmljivanje ili isporuka dijelova.

Korak 2: Programiranje i planiranje

Securibot je prilično složen uređaj u smislu ožičenja i programiranja koji se u početku može činiti zastrašujućim, ali ako se radi u malim koracima, može biti olakšan. Ispod je dijagram koji prikazuje cijelu shemu ožičenja. Iako je ovo sada ovdje, ne bi bilo pametno sve povezivati jer će cijeli ovaj mehanizam biti pričvršćen na robota. Ovo je jednostavno ovdje radi boljeg razumijevanja načina postavljanja uređaja na papiru.

Za programiranje robota koristit ćemo dva različita jezika: Python i C/C ++. Također, važno je shvatiti da je to najbolje učiniti kada se programira na MacOS -u.

Prije nego počnemo, fizički pričvrstite NodeMCU na ploču motora. To možete učiniti tako da međusobno poravnate mali škripac na dnu. NEMOJTE GA ZADNJITI ILI ĆE SE PRŽITI!

Nakon što povežete NodeMCU + Motorboard s računalom, otvorite prozor terminala i počnite pisati ove retke, zanemarujući upisivanje bilo čega iza #.

ls /dev/tty.* #Pronalazi port na kojem NodeMCU sluša.

zaslon ls/dev/tty. 115200

#nakon toga pritisnite enter dok ne vidite >>>, a zatim upišite sljedeće:

uvozna mreža

sta = mreža. WLAN (mreža. STA_IF)

ap = mreža. WLAN (mreža. AP_IF)

ap.aktivan (Istina)

sta.active (Netačno)

Ako ste ovo pravilno programirali, sada biste trebali vidjeti vezu za MicroPython-xxxxxx (brojevi će se razlikovati ovisno o korištenom ESP8266) na vašem Wi-Fi-ju. Povežite se s njim, lozinka za njega je micropythoN (točno onako kako je napisano)

Sada idite na https://micropython.org/webrepl/ i pritisnite "Poveži se". NE MIJENITE IP. Zadana vrijednost koja je dana je ono što je potrebno. Trebali biste biti upitani za unos lozinke; Jednostavno unesite lozinku.

Nakon toga ćemo morati dobiti sav kôd koji se koristi za upravljanje motorima robota. U ovom github spremištu preuzmite crimsonbot.py. Ako je potrebno, možete preuzeti druge stvari za buduću upotrebu. Sada možemo početi s programiranjem, ali to može biti preteško pa smo umjesto toga napravili drugo spremište koje se nalazi ovdje. Uzmite demo.py i postavite ga na isto mjesto kao crimsonbot.py.

Vratite se na webrepl i ponovno se povežite. Pritisnite "Poveži se" i ponovno se prijavite sa lozinkom. Na desnoj strani kliknite "Odaberi datoteku" i pronađite mjesto gdje ste stavili demo.py. Nakon odabira demo.py pošaljite ga pritiskom na "Pošalji na uređaj". Ako ste to učinili ispravno, trebali biste moći upisati demo demonstracije i nećete dobiti nikakvu pogrešku. Čestitamo, imate sav softver postavljen za kontrolu. Sada je vrijeme da to sastavite u samog robota.

Korak 3: Izgradnja osnova

Sada kada smo postavili primarni dio softvera, možemo raditi na hardveru. Otvorite paket za robotsko kućište Makerfire i sastavite ga prema uputama u priloženom vodiču. Treba napomenuti da žice nisu lemljene, stoga budite oprezni kao i uvijek pri radu s jednom. Nakon što ste sastavili cijelog robota prema priručniku, zasad zapravo ne moramo imati gornji dio, pa zasad možete staviti tog pomoćnika.

Uzimajući vrh, sada možemo priložiti neke stvari. Uzmite ljepilo po svom izboru i postavite ploču motora i dvije 9V baterije ispred plavog dijela na ploči. Podrazumijeva se, ali za to možete odvojiti ploču motora.

Pomoću lemljenih žica ili štipaljki od aligatora, spojite dvije 9V baterije u seriju, dajući snagu od 18V. Sada uzmite jedan kraj toga i spojite ga na prekidač. Sada biste trebali imati negativni/pozitivni kraj pričvršćen na klackalicu, a jedan jednostavno pričvršćen na jedan kraj. Uz pomoć skidača žica, uklonite malo crvenog/crnog kabela za napajanje kako biste otkrili dio bakra. Sada ih možete staviti u Motorboard na plavom dijelu umetanjem. Upotrijebite mali Phillips odvijač za podizanje i spuštanje kako biste ih pravilno učvrstili. Crvena žica spojit će se na utičnicu s imenom VIN, a uzemljenje na utičnicu pod imenom GND.

Sada je teži dio ožičenja. To je vjerojatno najteži dio jer je vrlo zamršen. Pomoću krajeva motora spojite ga na sljedeći način:

Dvije crne žice s lijeve strane za izlaz A-

Dvije crvene žice s lijeve strane za izlaz A+

Dvije crne žice s desne strane do izlaza B-

Dvije crvene žice s desne strane za izlaz B+

Električna traka i patentni zatvarači dobro će doći kako bi se parovi žica držali zajedno. Sada kada je to sastavljeno, možemo provjeriti rade li motori ispravno.

Prijavite se i slijedite sve dijelove u 1. koraku od pokretanja webrepl do učitavanja demo.py. Nakon što ste unijeli demonstraciju uvoza, upišite jednu od sljedećih naredbi:

demo.demo_fb () #tjera robota da ide naprijed i natrag.

demo.demo_rot () #Pokreće robota.

Oni će procijeniti možete li krenuti naprijed i okrenuti se. Ako oboje rade kako je predviđeno, onda fantastično! Ako nije, provjerite ožičenje i provjerite jesu li baterije potpuno napunjene. U privitku je mali videozapis programa demo_fb () i načina na koji pokreće kotače. Uočite da se ne napajaju u potpunosti, pa se moramo pomoću multimetra uvjeriti je li snaga dovoljna za četiri motora.

Korak 4: Bojanje smisla stvari

Sada kada smo ustanovili da se naš bot može kretati, konačno je vrijeme za početak automatizacije robota.

Slično kao što je stražar zadužen za patroliranje područjem neko vrijeme, robot je programiran pomoću koda u demo.py za ophodnju područjem slijedeći crnu liniju. Najbolji kandidat za ovu liniju je crna električna traka.

Pomoću tri žice ženski/ženski kratkospojnik spojite na sljedeće pinove na jednom od senzora u boji: VCC (napajanje), GND (uzemljenje) i DAT (podaci). Spojite druge krajeve također pomoću bilo kakvih pinova iz redova 2-8 na ploči motora za sljedeće spojeve:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Imajte na umu da svi oni moraju biti u istom retku da bi funkcionirali. Redkovi su označeni sa strane ploče motora. Ponovite ovo dva puta za drugi senzor i montirajte ih sprijeda s nekim rezervnim stajalištima ili bilo čime što želite. Imajte na umu da senzori u boji moraju biti vrlo blizu tla. Ako nisu dovoljno blizu, neće pravilno funkcionirati. Za željeni učinak također ih postavite simetrično na suprotne strane.

Vratite se na webrepl, pošaljite demo.py i još jednom ga uvezite. Nakon toga položite ga na necrnu površinu i iscrtajte crnu električnu traku metar ili dva. Postavite robota prema dolje s linijom između dva senzora. Nakon uključivanja upišite sljedeće naredbe:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot bi sada trebao slijediti liniju i ispraviti se kad se aktivira senzor boje. Kôd funkcionira tako što otkriva koja je vrijednost normalna, što znači da nije crne boje, a kad se osjeti da je ta vrijednost različita, sam se ispravlja. Imajte na umu da budući da je program namijenjen neograničenom radu, jedini način da se zaustavi robot je da ga isključite. Testirajte na ovaj način nekoliko puta, a ako ste doista odvažni, pokušajte napraviti neke zavoje.

Korak 5: Isključivanje zvuka

Gornji dijagram prikazuje kako će ultrazvučni senzor biti postavljen. Senzor radi tako da odašilje ultrazvučni puls zvuka, viši nego što ga može čuti bilo koji čovjek, i izračunava koliko je vremena potrebno da se reflektira. Ovdje će muški/ženski jezičci zasjati uz 1k i 2k otpornike.

U ovom trenutku nekretninama će biti teško upravljati, pa bi sada bilo dobro vrijeme da vratite gornji dio automobila. No, imajte na umu da se siva TRIG žica i bijela ECHO žica moraju spojiti na dva odvojena D pina na ploči motora ispod, pa ih uvucite i pričvrstite. Ako ste kupili matičnu ploču koja je uključena u odjeljak o materijalima, tada će imati ljepljivo dno koje se može koristiti samo odlijepljenjem papira. Pričvrstite ga na prednji dio automobila, a zatim pričvrstite bateriju pomoću bilo kojeg ljepila koje želite u stražnjem dijelu automobila.

Treba napomenuti da bakrene žice koje dolaze s AA baterijom nemaju ženske krajeve, pa ćete morati skinuti žicu prije nego što ih umetnete u matičnu ploču.

Kôd za ultrazvučni senzor je malo složeniji, ali još uvijek mu se može pristupiti iz ovog github repoa. Preuzmite HCSR04.py i motion_control.py i postavite ih na isto mjesto. Pomoću njih možete otkriti udaljenost senzora od bilo kojeg objekta. Domet ultrazvuka je oko dva do tri metra.

Korak 6: Toplinski potpisi

Sada kada smo sastavili ostale dijelove, možemo se usredotočiti na korištenje Arduino Uno s pasivnim infracrvenim senzorom (PIR) za otkrivanje toplinskog kretanja.

Prije svega, svakako preuzmite najnoviji IDE za Arduino. Priključite potrebni kabel iz USB utičnice u Uno. Možda ćete morati potvrditi sigurnosne upite za to, reći svima "Da". Uvjerite se da to prepoznaje provjerom pod Alati> Ploča> Arduino/Genuino Uno i Alati> Port> dev/cu. Bluetooth-Dolazni port. Nakon što se to pojača, idite na Alati> Dobijte informacije o ploči i provjerite pojavljuju li se informacije o ploči.

Sada možemo koristiti kod na starom dobrom github repo radi otkrivanja toplinskog kretanja. Preuzmite.ino datoteku u spremište i otvorite je s Arduino IDE -om. Kliknite "Potvrdi" da biste sastavili kôd i gurnuli ga u Uno pomoću gumba pored njega.

Sada moramo fizički spojiti Arduino Uno. Slijedite gornji dijagram kako biste to učinili, a kad pričvršćujete PIR na automobil, upotrijebite super ljepilo za pričvršćivanje na vrh ultrazvučnog senzora. Bilo koje ljepilo mora pričvrstiti dodatnih 9V, prekidač i Uno.

Korak 7: Dođite zajedno

Sada kada je sve na svom mjestu, učitajte sav kôd na odgovarajuće ploče. Nakon što završite i izvršite demo.loop (), robot će moći slijediti crne crte, a senzori bi trebali unijeti podatke o odgovarajućim prozorima terminala. Čestitamo, sada imate svog osobnog Securibota!

U slučaju da želite naučiti logistiku robota, onda je ovaj odjeljak dopunski materijal o tome kako softver radi. U osnovi, robot će nastaviti pratiti liniju u petlji, a ultrazvučni i pasivni infracrveni senzori prikazat će udaljenost i kretanje objekata izravno ispred automobila.

Ako želite dodati još protokola, evo dodatnih resursa koje možete upotrijebiti kako bi automobil imao bolji softver ili hardver. Budući da je Securibot pomalo bazičan, služi vam kao platforma za prilagođavanje do mile volje. Dizajnirajte laserski izrezani oklop, napredne programe otkrivanja, dodajte šiljke kako biste napravili vlastitog borbenog robota; Potencijal je neograničen s onim što možete učiniti sa Securibotom!

Ako želite dodati još akrilnih oklopa kako bi šasija izgledala ljepše, već smo ih napravili na github spremištu kao.pdfs koji se mogu učitati na laserski rezač. Datoteke su armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf i hinge-fix.pdf. Za dodatne upute o tome kako laserski rezati idite na https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ da biste saznali više projekata za rezanje.