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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Činjenica je da su roboti odlični. Sigurnosni roboti, međutim, obično su preskupi za prosječnu osobu ili ih je legalno nemoguće kupiti; Privatne kompanije i vojska imaju tendenciju da takve uređaje zadrže za sebe, i to s dobrim razlogom. Ali šta ako zaista želite imati ličnog zaštitnog robota?

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

Korak 1: Prikupljanje materijala

Biće potrebni sledeći materijali. To su dijelovi koji se moraju kupiti i potrošiti za konačni proizvod, pa bi kao takvo moglo biti pametno imati dodatne rezervne materijale u slučaju nesreće. Samo kliknite na dio da biste otvorili novu karticu ako ga morate kupiti!

UPRAVLJANJE SNAGOM

• 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 kratkospojne žice x1
• Žice za žene/žene x1
• Mini Breadboard x1
• 1k otpornik x1
• 2k otpornik x1
• Crveni/Crni kabeli za napajanje x1
• Preklopni prekidač x2

HARDVER I SENZORI

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi modul sa NodeMCU x
• HCSR04 Ultrazvučni senzor x1
• PIR senzor pokreta x1
• Motorna ploča x1

CHASSIS

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

DODATNI MATERIJALI*

• Vojnik Iron and Solder
• Strojevi za skidanje žice
• 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 nisu obavezni, češće ih se može pronaći u trgovinama hardvera, a laserski rezači ozbiljniji su razlog za kupovinu, a ne jednostavno iznajmljivanje ili isporuka dijelova.

Korak 2: Programiranje i planiranje

Securibot je prilično složen uređaj u smislu ožičenja i programiranja koji na prvu može djelovati zastrašujuće, ali ako se radi u malim koracima može biti olakšano. 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 da biste bolje razumjeli kako je uređaj postavljen 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 što ćete poredati mali škripac na dnu jedan s drugim. NEMOJTE GA NAZADINITI ILI ĆE SE PRŽITI!

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

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

ekran ls/dev/tty. 115200

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

uvozna mreža

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = mreža. WLAN (mreža. AP_IF)

ap.aktivan (Tačno)

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-u. 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. Od vas bi trebalo biti zatraženo da unesete lozinku; Jednostavno unesite lozinku.

Nakon toga ćemo morati pribaviti sav kôd koji se koristi za upravljanje motorima robota. U ovom github spremištu preuzmite crimsonbot.py. Ako je potrebno, možete preuzeti i druge stvari za buduću upotrebu. Sada možemo započeti programiranje, 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 ponovo se povežite. Pritisnite "Poveži se" i ponovo 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 grešku. 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 priloženom vodiču, za sada 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 Motornu ploču.

Pomoću lemljenih žica ili štipaljki od aligatora, spojite dvije 9V baterije u seriju, dajući snagu od oko 18V. Sada uzmite jedan kraj toga i spojite ga na prekidač. Sada biste trebali imati negativan/pozitivan 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 će se spojiti na utičnicu nazvanu 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 bit će vrlo korisni 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 demo uvoza, otkucajte jednu od sljedećih naredbi:

demo.demo_fb () #Natjera robota da ide naprijed i nazad.

demo.demo_rot () #Okreće 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 prilogu 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: Obojite osjećaj 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 određenim područjem, robot je programiran pomoću koda u demo.py za patroliranje područjem slijedeći crnu liniju. Najbolji kandidat za ovu liniju je crna električna traka.

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

VCC => V

GND => G

DAT => D

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

Vratite se na webrepl, pošaljite demo.py i još jednom ga uvezite. Nakon toga položite je na necrnu površinu i iscrtajte liniju crne trake na 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 kada se aktivira senzor boje. Kôd funkcionira tako što otkriva koja je vrijednost normalna, što znači da nije crne boje, a kada se ustanovi 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 zaista odvažni, pokušajte napraviti neke zavoje.

Korak 5: Isključivanje zvuka

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

U ovom trenutku, nekretninama će biti teško upravljati, pa bi sada bilo dobro vrijeme da ponovo pričvrstite vrh automobila. Međutim, 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 se nalazi u odjeljku 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 istu lokaciju. 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. Spojite potrebni kabel iz USB utičnice na 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. Kada se to pojača, idite na Alati> Preuzmi informacije o ploči i provjerite pojavljuju li se informacije o ploči.

Sada možemo koristiti kod na starom dobrom github repo -u kako bismo detektirali toplinsko kretanje. Preuzmite.ino datoteku u spremište i otvorite je pomoću Arduino IDE -a. Pritisnite "Verify" da sastavite kôd i gurnete ga u Uno pomoću gumba pored njega.

Sada moramo fizički spojiti Arduino Uno. Slijedite gornji dijagram kako biste to učinili, a kada pričvršćujete PIR na automobil, upotrijebite neko super ljepilo da ga pričvrstite na ultrazvučni senzor. 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 linije, a senzori trebaju unijeti podatke o odgovarajućim prozorima terminala. Čestitamo, sada imate svog ličnog 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 će prikazivati udaljenost i kretanje objekata direktno 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 rezani oklop, napredne programe detekcije, dodajte šiljke da napravite svog borbenog robota; Potencijal je neograničen sa 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 više vodiča o tome kako laserski rezati idite na https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ da biste saznali više projekata za rezanje.