Securibot: Mali Survelliance Drone za domačo varnost: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Preprosto dejstvo je, da so roboti super. Varnostni roboti pa so ponavadi preveč dragi, da si jih povprečen človek ne more privoščiti, ali pa jih zakonsko ni mogoče kupiti; Zasebna podjetja in vojska takšne naprave zadržujejo zase in z dobrim razlogom. Kaj pa, če resnično želite imeti osebnega varnostnega robota?

Vstopite v Securibot: majhen robot s pogonom na vsa kolesa, ki lahko patruljira po vaših željah in dobi povratne informacije s široko paleto senzorjev. Je majhen, robusten in poceni ter bo za ustvarjanje zahteval le minimalno razumevanje ožičenja in programiranja.

1. korak: Zbiranje materialov

Potrebni bodo naslednji materiali. To so deli, ki jih je treba kupiti in porabiti za končni izdelek, zato je v primeru nesreče morda pametno imeti dodatne rezervne materiale. Samo kliknite del, da odprete nov zavihek, če ga morate kupiti!

UPRAVLJANJE MOČI

• 9-voltna baterija 4-paket x1
• AA baterija 8-paket x1
• Držalo za baterijo AA s 4 režami x1
• Moški/moški mostički žice x1
• Moški/ženski mostički x1
• Ženske/ženske skakalne žice x1
• Mini deska x1
• 1k upor x1
• 2k upor x1
• Rdeči/črni napajalni kabli x1
• Preklopno stikalo x2

STROJNI STROJI IN STROJI

• Arduino Uno Rev3 x1
• Modul Wi-Fi ESP8266 z NodeMCU x
• HCSR04 Ultrazvočni senzor x1
• Senzor gibanja PIR x1
• Motorna plošča x1

ŠASIJA

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

DODATNI MATERIALI*

• Vojnik Iron in Solder
• Odstranjevalci žice
• Rezalniki žice
• 8 "akril
• Laserski rezalnik
• Električni trak
• Zadrge
• Majhni vijaki in matice

*Ti materiali niso potrebni, vsekakor pa dodajo dodatno plast organizacije in zaščite. Ker so neobvezni, jih pogosteje najdemo v trgovinah s strojno opremo, laserski rezalniki pa so resnejši nakup, namesto da jih preprosto izposodite ali odpremite.

2. korak: Programiranje in načrtovanje

Securibot je glede ožičenja in programiranja precej zapletena naprava, ki se na prvi pogled morda zdi zastrašujoča, vendar jo je mogoče z majhnimi koraki olajšati. Spodaj je diagram, ki prikazuje celotno shemo ožičenja. Čeprav je to zdaj tukaj, bi bilo nespametno vse povezovati, saj bo ves ta mehanizem pritrjen na robota. To je preprosto zato, da bolje razumete, kako je naprava nastavljena na papirju.

Za programiranje robota bomo uporabljali dva različna jezika: Python in C/C ++. Prav tako je pomembno razumeti, da je to najbolje narediti, ko je programirano v sistemu MacOS.

Preden začnemo, fizično pritrdite NodeMCU na ploščo motorja. To lahko storite tako, da med seboj poravnate majhno škripanje na dnu. Ne postavljajte ga nazaj ali pa se bo ocvrlo!

Ko povežete NodeMCU + Motorboard z računalnikom, odprite terminalsko okno in začnite pisati te vrstice, pri čemer ne upoštevate, da bi za #vtipkali karkoli.

ls /dev/tty.* #ugotovi vrata, na katerih posluša NodeMCU.

zaslon ls/dev/tty. 115200

#za tem pritisnite enter, dokler ne vidite >>>, nato vnesite naslednje:

uvozno omrežje

sta = omrežje. WLAN (omrežje. STA_IF)

ap = omrežje. WLAN (omrežje. AP_IF)

ap.active (True)

sta.active (napačno)

Če ste to pravilno programirali, bi morali v svojem omrežju Wi-Fi videti povezavo za MicroPython-xxxxxx (številke se razlikujejo glede na uporabljeni ESP8266). Povežite se z njim, geslo zanj je micropythoN (točno tako, kot je napisano)

Zdaj pojdite na https://micropython.org/webrepl/ in pritisnite »Poveži se«. IP -ja NE SPREMENITE. Privzeto, kar je podano, je tisto, kar je potrebno. Pozvani boste, da vnesete geslo; Preprosto vnesite geslo.

Po tem bomo morali pridobiti vso kodo, ki se uporablja pri krmiljenju motorjev robota. V tem skladišču github prenesite crimsonbot.py. Če je potrebno, lahko naložite druge stvari za prihodnjo uporabo. Zdaj lahko začnemo s programiranjem, vendar je to lahko pretežko, zato smo namesto tega namesto tega naredili drugo skladišče. Zgrabite demo.py in ga postavite na isto mesto kot crimsonbot.py.

Vrnite se v webrepl in se znova povežite. Pritisnite "Poveži" in se znova prijavite z geslom. Na desni strani kliknite »Izberi datoteko« in poiščite, kje ste postavili demo.py. Ko izberete demo.py, ga pošljite s pritiskom na "Pošlji na napravo". Če ste to storili pravilno, bi morali vnesti predstavitev uvoza in ne bi dobili nobene napake. Čestitamo, vsa programska oprema je nastavljena za nadzor. Zdaj je čas, da to sestavite v samega robota.

3. korak: Zgradite osnove

Zdaj, ko smo nastavili primarni del programske opreme, lahko delamo na strojni opremi. Odprite paket za robotsko podvozje Makerfire in ga sestavite po navodilih v priloženem priročniku. Treba je opozoriti, da žice niso spajkane, zato bodite previdni kot vedno pri delu z eno. Ko sestavite celotnega robota po priloženem priročniku, nam zaenkrat dejansko ni treba imeti na vrhu, zato lahko zaenkrat postavite tega pomočnika.

Če vzamemo vrh, lahko zdaj pritrdimo nekaj stvari. Vzemite lepilo po vaši izbiri in postavite ploščo motorja in dve 9V bateriji pred modri del na plošči. Samoumevno je, da za to lahko odstranite Motor Board.

Z spajkanimi žicami ali aligatorskimi sponkami priključite dve 9V bateriji zaporedoma, kar daje približno 18V moči. Zdaj vzemite en konec tega in ga priključite na kladivo. Zdaj bi morali imeti negativni/pozitivni konec pritrjen na kladivo in enega preprosto pritrjenega na en konec. Z odstranjevalci žic odstranite malo rdeče/črnega napajalnega kabla, da razkrijete nekaj bakra. Zdaj jih lahko vstavite v motorno ploščo na modrem delu, tako da jih vtaknete. Uporabite majhen križni izvijač, da jih dvignete in spustite, da jih pravilno pritrdite. Rdeča žica se bo priključila na vtičnico z imenom VIN, ozemljitev pa na vtičnico z imenom GND.

Zdaj je težji del ožičenja. To je verjetno najtežji del, saj je zelo zapleten. S koncem motorjev ga povežite na naslednji način:

Dve črni žici na levi do izhoda A-

Dve rdeči žici na levi do izhoda A+

Dve črni žici na desni do izhoda B-

Dve rdeči žici na desni do izhoda B+

Električni trak in zadrge bodo zelo koristni, da bodo pari žic skupaj. Zdaj, ko je to sestavljeno, lahko preizkusimo, ali motorji delujejo pravilno.

Prijavite se in sledite vsem delom v 1. koraku od zagona webrepl do nalaganja demo.py. Ko vnesete predstavitev uvoza, vnesite enega od naslednjih ukazov:

demo.demo_fb () #Robot gre naprej in nazaj.

demo.demo_rot () #Robota vrti.

Ti bodo ocenili, ali se lahko premaknete naprej in obrnete. Če oba delujeta po načrtih, potem fantastično! Če ne, dvakrat preverite ožičenje in se prepričajte, da so baterije popolnoma napolnjene. K temu je priložen majhen videoposnetek programa demo_fb () in njegovega delovanja s kolesi. Upoštevajte, da se ti ne napajajo v celoti, zato se moramo z multimetrom prepričati, ali moč zadošča za štiri motorje.

4. korak: Obarvanje občutka stvari

Zdaj, ko smo ugotovili, da se lahko naš bot premika, je končno čas za avtomatizacijo robota.

Podobno, kot je stražar zadolžen za nekaj časa patruljiranje po območju, je robot programiran s kodo v demo.py za patruljiranje po območju po črni črti. Najboljši kandidat za to linijo je črni električni trak.

Z uporabo treh moških/ženskih mostičkov povežite z naslednjimi zatiči na enem od barvnih senzorjev: VCC (moč), GND (ozemljitev) in DAT (podatki). Druge konce povežite tudi z vsemi zatiči iz vrstic 2-8 na plošči motorja za naslednje povezave:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Upoštevajte, da morajo biti za delovanje vsi ti v isti vrstici. Vrstice so označene na strani motorne plošče. To ponovite dvakrat za drugi senzor in jih namestite spredaj z nekaj rezervnimi nastavitvami ali karkoli drugega. Upoštevajte, da morajo biti barvni senzorji zelo blizu tal. Če niso dovolj blizu, ne bodo delovali pravilno. Za želeni učinek jih namestite tudi simetrično na nasprotnih straneh.

Vrnite se v webrepl, pošljite demo.py in ga še enkrat uvozite. Po tem ga položite na površino, ki ni črna, in počrtajte črto črnega električnega traku meter ali dva. Robota postavite navzdol s črto med obema senzorjema. Po vklopu vnesite naslednje ukaze:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot bi moral slediti liniji in se popraviti, ko se sproži senzor barve. Koda deluje tako, da zazna, kakšna vrednost je normalna, kar pomeni, da ni črno obarvana, in ko se zazna, da je ta vrednost drugačna, se popravi. Upoštevajte, da je program namenjen neomejenemu delovanju, zato je edini način, da ga ustavite, izklop. Nekajkrat preizkusite na ta način in če ste res drzni, poskusite narediti nekaj ovinkov.

5. korak: Zvok izklopljen

Zgornji diagram prikazuje, kako bo ultrazvočni senzor nastavljen. Senzor deluje tako, da odda ultrazvočni zvočni utrip, ki je višji, kot ga sliši vsak človek, in izračuna, koliko časa traja, da se odseva nazaj. Tu bodo moški/ženski jezički zasijali skupaj z upori 1k in 2k.

Na tej točki bo nepremičnine težko upravljati, zato bi bil pravi čas, da vrh avtomobila pritrdite nazaj. Vendar ne pozabite, da se morata siva TRIG žica in bela ECHO žica povezati z dvema ločenima zatikoma D na plošči motorja, zato ju prilepite in pritrdite. Če ste kupili ploščico, ki je vključena v razdelek o materialih, bo imela lepilno dno, ki ga lahko uporabite tako, da odlepite papir. Pritrdite ga na sprednji del avtomobila in nato pritrdite baterijo s poljubnim lepilom na zadnji strani avtomobila.

Upoštevati je treba, da bakrene žice, ki so priložene bateriji AA, nimajo ženskih koncev, zato jih morate odstraniti, preden jih vstavite v ploščo.

Koda za ultrazvočni senzor je nekoliko bolj zapletena, vendar je do nje še vedno mogoče dostopati iz tega github repo. Prenesite HCSR04.py in motion_control.py in jih postavite na isto mesto. S temi lahko zaznate razdaljo senzorja od katerega koli predmeta. Domet ultrazvoka je približno dva do tri metre.

Korak 6: Toplotni podpisi

Zdaj, ko imamo sestavljene druge dele, se lahko osredotočimo na uporabo Arduino Uno s pasivnim infrardečim senzorjem (PIR) za zaznavanje toplotnega gibanja.

Najprej prenesite najnovejši IDE za Arduino. Potreben kabel iz vtičnice USB priključite na Uno. Morda boste morali za to potrditi varnostne pozive in vsem reči "Da". Prepričajte se, da to prepozna, tako da preverite v Orodja> Kartica> Arduino/Genuino Uno in Orodja> Vrata> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Ko so te stopnjevane, pojdite na Orodja> Pridobi informacije o plošči in preverite, ali se prikažejo informacije o plošči.

Zdaj lahko kodo uporabimo nazaj na dobrem starem repoju github, da zaznamo toplotno gibanje. Prenesite datoteko.ino v skladišče in jo odprite z Arduino IDE. Kliknite »Preveri«, da sestavite kodo in jo s pritiskom na gumb zraven potisnete v Uno.

Zdaj moramo fizično povezati Arduino Uno. Če želite to narediti, sledite zgornjemu diagramu in ko PIR pritrdite na avto, uporabite nekaj super lepila, da ga pritrdite na ultrazvočni senzor. Vsako lepilo bo zaradi pritrditve dodatnih 9V, stikala in Uno.

7. korak: Pridite skupaj

Zdaj, ko je vse na svojem mestu, naložite vso kodo na ustrezne plošče. Ko končate in izvedete demo.loop (), bo robot lahko sledil črnim črtam, senzorji pa bodo morali vnesti podatke o svojih terminalskih oknih. Čestitamo, zdaj imate svojega zelo osebnega Securibota!

Če se želite naučiti logistike robota, je ta razdelek dodatno gradivo o delovanju programske opreme. V bistvu bo robot še naprej sledil liniji v zanki, ultrazvočni in pasivni infrardeči senzorji pa bodo prikazovali razdaljo in gibanje predmetov neposredno pred avtomobilom.

Če želite vanj dodati še več protokolov, so tu dodatni viri, ki jih lahko uporabite za boljšo programsko ali strojno opremo avtomobila. Ker je Securibot nekoliko osnovni, vam služi kot platforma za spreminjanje po meri. Oblikujte lasersko rezane oklepe, napredne programe odkrivanja, dodajte konice, da naredite svojega bojnega robota; Potencial je neomejen s tem, kar lahko storite s Securibotom!

Če želite dodati še več akrilnih oklepov, da bo ohišje lepše, smo jih v skladišču github že naredili kot.pdfs, ki jih lahko naložimo na laserski rezalnik. Datoteke so armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf in hinge-fix.pdf. Za več vaj o laserskem rezanju obiščite https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, če želite izvedeti več o projektih rezanja.