The Securibot: Small Survelliance Drone pro domácí bezpečnost: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Je prostým faktem, že roboti jsou úžasní. Bezpečnostní roboty jsou však obvykle příliš drahé na to, aby si je průměrný člověk mohl dovolit, nebo je jejich nákup ze zákona nemožné; Soukromé společnosti a armáda si taková zařízení obvykle nechávají pro sebe, a to z dobrého důvodu. Ale co když opravdu chcete mít osobního bezpečnostního robota?

Vstupte do Securibot: Malý robot s pohonem všech kol, který může hlídat všude, kde si přejete, a poskytovat zpětnou vazbu se širokou škálou senzorů. Je malý, robustní a levný a k vytvoření bude vyžadovat jen minimální znalosti zapojení a programování.

Krok 1: Shromažďování materiálů

Budou vyžadovány následující materiály. Jedná se o díly, které je třeba zakoupit a spotřebovat pro konečný produkt, a proto může být rozumné mít k dispozici další záložní materiály pro případ nehody. Kliknutím na součást otevřete novou kartu, pokud si ji musíte zakoupit!

ŘÍZENÍ SPOTŘEBY

• 9voltová baterie, 4 x 1 ks
• Baterie AA, balení 8 ks
• 4-slotový držák baterie AA x1
• Mužské/mužské propojovací vodiče x1
• Propojovací vodiče muž/žena x1
• Propojovací vodiče žena/žena x1
• Mini prkénko x1
• 1k rezistor x1
• 2k rezistor x1
• Červeno/černý napájecí kabel x1
• Kolébkový přepínač x2

HARDWARE A SENZORY

• Arduino Uno Rev3 x1
• Wi-Fi modul ESP8266 s NodeMCU x
• Ultrazvukový senzor HCSR04 x1
• PIR snímač pohybu x1
• Motorová deska x1

PODVOZEK

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

DALŠÍ MATERIÁLY*

• Voják železo a pájka
• Odizolovače drátu
• Nůžky na drát
• 8 "akryl
• Laserová řezačka
• Elektrická páska
• Zipties
• Malé šrouby a matice

*Tyto materiály nejsou povinné, ale určitě přidávají další vrstvu organizace a ochrany. Vzhledem k tomu, že jsou volitelné, lze je běžně nalézt v železářstvích a laserové řezačky jsou vážnějším faktorem při nákupu než pouhým pronajmutím nebo odesláním dílů.

Krok 2: Programování a plánování

Securibot je poměrně složité zařízení, pokud jde o zapojení a programování, které se na první pohled může zdát zastrašující, ale pokud se provádí v malých krocích, může být jednodušší. Níže je schéma, které ukazuje celé schéma zapojení. I když je to teď tady, bylo by nerozumné zapojit všechno, protože celý tento mechanismus bude připojen k robotu. Toto je jednoduše zde, abyste lépe porozuměli tomu, jak je zařízení nastaveno na papíře.

K programování robota použijeme dva různé jazyky: Python a C/C ++. Je také důležité pochopit, že se to nejlépe provádí při programování v systému MacOS.

Než začneme, fyzicky připojte NodeMCU k motorové desce. Toho můžete dosáhnout vzájemným seřazením malého kvádru na dně. NEPOKLÁDEJTE TO ZPĚT, NEBO TO BUDE FRI!

Jakmile připojíte NodeMCU + Motorboard k počítači, otevřete okno terminálu a začněte psát tyto řádky, ignorujte zadávání čehokoli po #.

ls /dev/tty.* #Vyhledá port, na kterém NodeMCU poslouchá.

obrazovka ls/dev/tty. 115200

#poté stiskněte Enter, dokud neuvidíte >>>, poté zadejte následující:

importní síť

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap.active (True)

sta.active (False)

Pokud jste to naprogramovali správně, mělo by se vám nyní ve vaší Wi-Fi zobrazit připojení pro MicroPython-xxxxxx (čísla se budou lišit podle použitého ESP8266). Připojte se k němu, heslo pro něj je mikropythoN (přesně tak, jak je napsáno)

Nyní přejděte na https://micropython.org/webrepl/ a stiskněte „Připojit“. NEMĚŇTE IP. Výchozí, který je uveden, je požadovaný. Měli byste být vyzváni k zadání hesla; Jednoduše zadejte heslo.

Poté budeme muset získat veškerý kód používaný při řízení motorů robota. V tomto úložišti github si stáhněte crimsonbot.py. V případě potřeby si můžete stáhnout další věci pro budoucí použití. Nyní můžeme začít s programováním, ale může to být příliš obtížné, takže jsme místo toho vytvořili další úložiště místo zde. Popadněte demo.py a umístěte jej na stejné místo jako crimsonbot.py.

Vraťte se do webrepl a připojte se znovu. Stiskněte „Připojit“a přihlaste se znovu pomocí hesla. Na pravé straně klikněte na „Vybrat soubor“a vyhledejte místo, kam jste vložili demo.py. Po výběru demo.py jej odešlete stisknutím „Odeslat do zařízení“. Pokud jste to udělali správně, měli byste být schopni zadat import demo a nezobrazit se žádná chyba. Gratulujeme, máte veškerý software nastavený pro ovládání. Nyní je čas sestavit to do samotného robota.

Krok 3: Budování základů

Nyní, když jsme nastavili primární část softwaru, můžeme pracovat na hardwaru. Otevřete balíček pro podvozek robota Makerfire a sestavte jej podle pokynů v přiložené příručce. Je třeba poznamenat, že vodiče nejsou připájeny, takže buďte opatrní jako vždy při práci s jedním. Jakmile sestavíte celého robota podle dodaného průvodce, ve skutečnosti prozatím nemusíme mít navrch, takže prozatím můžete dát tohoto pomocníka.

Když vezmeme vrchol, můžeme nyní připojit některé věci. Vezměte si lepidlo podle svého výběru a umístěte Motorovou desku a dvě 9V baterie před modrou část na desce. Je samozřejmé, že k tomu můžete odpojit motorovou desku.

Pomocí pájených vodičů nebo krokosvorek připevněte dvě 9V baterie do série, čímž získáte přibližně 18V napájení. Nyní vezměte jeden konec a připojte jej k kolébkovému přepínači. Nyní byste měli mít negativní/pozitivní konec připojený k kolébce a jeden jednoduše připojený k jednomu konci. Pomocí odizolovače odstraňte trochu červeno/černého napájecího kabelu, abyste odhalili část mědi. Nyní je můžete zasunout do Motorboardu na modré sekci jejich zasunutím. Pomocí malého křížového šroubováku je zvedněte a spusťte, abyste je řádně zajistili. Červený vodič se připojí k zásuvce s názvem VIN a uzemnění se připojí k zásuvce s názvem GND.

Nyní je těžká část elektroinstalace. Je to pravděpodobně nejtěžší, protože je velmi složité. Pomocí konců motorů jej připojte následujícím způsobem:

Dva černé vodiče nalevo k výstupu A-

Dva červené vodiče vlevo do zásuvky A+

Dva černé dráty vpravo k výstupu B-

Dva červené vodiče vpravo do zásuvky B+

Elektrická páska a zipy budou velmi užitečné, aby udržely páry vodičů pohromadě. Nyní, když to bylo sestaveno, můžeme vyzkoušet, zda motory fungují správně.

Přihlaste se a postupujte podle všech částí v kroku 1 od spuštění webrepl po načtení demo.py. Poté, co jste zadali ukázku importu, zadejte některý z následujících příkazů:

demo.demo_fb () #Donutí robota pohybovat se vpřed a vzad.

demo.demo_rot () #Roztočí robota.

Ty vyhodnotí, zda se můžete pohybovat vpřed a zatáčet. Pokud oba fungují tak, jak mají, než fantasticky! Pokud ne, znovu zkontrolujte zapojení a ujistěte se, že jsou baterie plně nabité. K tomu je připojeno malé video programu demo_fb () a příklad, jak běží kola. Všimněte si, že tyto nejsou plně napájeny, takže se musíme ujistit pomocí multimetru, zda je výkon dostačující pro čtyři motory.

Krok 4: Zbarvení smyslu pro věci

Nyní, když jsme zjistili, že se náš robot může pohybovat, je konečně čas začít s automatizací robota.

Podobně jako strážce má za úkol hlídat oblast po určitou dobu, je robot naprogramován pomocí kódu v demo.py k hlídkování oblasti sledováním černé čáry. Nejlepším kandidátem na tuto linku je černá elektrická páska.

Pomocí tří propojovacích vodičů samice/samice připojte k následujícím pinům na jednom z barevných senzorů: VCC (napájení), GND (uzemnění) a DAT (data). Připojte ostatní konce také pomocí jakýchkoli kolíků z řad 2-8 na motorové desce pro následující připojení:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Aby všechny fungovaly, musí být všechny ve stejném řádku. Řady jsou označeny na boční straně motorové desky. Opakujte to dvakrát pro druhý snímač a namontujte je vpředu pomocí náhradních distančních sloupků nebo čehokoli, co dáváte přednost. Mějte na paměti, že snímače barev musí být velmi blízko země. Pokud nejsou dostatečně blízko, nebudou správně fungovat. Pro zamýšlený efekt je také nezapomeňte namontovat symetricky na opačné strany.

Vraťte se do webrepl, odešlete demo.py a importujte jej ještě jednou. Poté ho položte na nečerný povrch a změřte čáru černé elektrické pásky metr nebo dva. Umístěte robota dolů čárou mezi dva senzory. Po zapnutí zadejte následující příkazy:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot by nyní měl sledovat čáru a opravit se, když je aktivován barevný senzor. Kód funguje tak, že detekuje, jaká hodnota je normální, tedy ne černě zbarvená, a když je tato hodnota vnímána jako odlišná, sama se opraví. Všimněte si toho, protože program má běžet neomezeně dlouho, jediný způsob, jak zastavit robota, je vypnout jej. Vyzkoušejte to několikrát, a pokud jste opravdu odvážní, zkuste udělat nějaké křivky a zatáčky.

Krok 5: Vypnutí zvuku

Výše uvedený diagram ukazuje, jak bude ultrazvukový senzor nastaven. Senzor funguje tak, že přenáší ultrazvukový puls zvuku, vyšší, než jakýkoli člověk slyší, a vypočítá, jak dlouho trvá, než se odrazí zpět. To je místo, kde mužské/ženské záložky budou zářit vedle rezistorů 1k a 2k.

V tuto chvíli bude správa nemovitostí obtížná, takže nyní by bylo vhodné znovu nasadit horní část auta. Mějte však na paměti, že šedý vodič TRIG a bílý vodič ECHO se musí připojit ke dvěma samostatným pinům D na motorové desce pod nimi, tak je propašujte a připevněte. Pokud jste si zakoupili prkénko zahrnuté v sekci s materiály, bude mít lepicí dno, které lze použít pouhým odlepením papíru. Připevněte jej k přední části auta a poté připevněte baterii pomocí jakéhokoli lepidla, které si přejete, v zadní části vozu.

Je třeba poznamenat, že měděné dráty dodávané s baterií AA nemají vnitřní konce, takže před vložením do prkénka budete muset drát odizolovat.

Kód pro ultrazvukový senzor je trochu složitější, ale stále k němu lze znovu přistupovat z tohoto úložiště github. Stáhněte si HCSR04.py a motion_control.py a mějte je na stejném místě. Díky nim můžete zjistit vzdálenost senzoru od jakéhokoli objektu. Dosah ultrazvuku je kolem dvou až tří metrů.

Krok 6: Tepelné podpisy

Nyní, když máme ostatní části sestavené, se můžeme soustředit na použití Arduino Uno s pasivním infračerveným senzorem (PIR) pro detekci tepelného pohybu.

Nejprve si stáhněte nejnovější IDE pro Arduino. Připojte požadovaný kabel ze zásuvky USB k zařízení Uno. K tomu můžete být požádáni o potvrzení bezpečnostních výzev a říci „Ano“všem. Ujistěte se, že to rozpozná, v části Nástroje> Deska> Arduino/Genuino Uno a Nástroje> Port> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Jakmile se tyto kroky zvýší, přejděte na Nástroje> Získat informace o desce a zjistěte, zda se objeví informace o desce.

Nyní můžeme použít kód zpět na staré dobré github repo, abychom detekovali tepelný pohyb. Stáhněte si soubor.ino do úložiště a otevřete jej pomocí Arduino IDE. Kliknutím na „Ověřit“zkomplikujte kód a pomocí tlačítka vedle něj jej posuňte do Uno.

Nyní musíme fyzicky zapojit Arduino Uno. Postupujte podle výše uvedeného schématu a při připevňování PIR k autu ho pomocí super lepidla připevněte na horní část ultrazvukového senzoru. Jakékoli lepidlo bude nutné připojit dalších 9 V, vypínač a Uno.

Krok 7: Společně

Nyní, když je vše na svém místě, nahrajte veškerý kód na příslušné desky. Po dokončení a provedení demo.loop () bude robot schopen sledovat černé čáry a senzory by měly přenášet data do příslušných oken terminálu. Gratulujeme, nyní máte svůj vlastní osobní Securibot!

Pokud se chcete naučit logistiku robota, pak je tato část doplňkovým materiálem o tom, jak software funguje. V zásadě bude robot pokračovat ve smyčce a ultrazvukové a pasivní infračervené senzory budou zobrazovat vzdálenost a pohyb předmětů přímo před autem.

Pokud do něj chcete přidat další protokoly, zde jsou další zdroje, které můžete použít k tomu, aby měl vůz lepší software nebo hardware. Protože je Securibot trochu základní, slouží vám jako platforma pro úpravu obsahu vašeho srdce. Navrhněte brnění řezané laserem, pokročilé detekční programy, přidejte hroty a vytvořte si vlastního bojového robota; Potenciál je neomezený v tom, co můžete se Securibotem dělat!

Pokud chcete přidat další akrylové brnění, aby podvozek vypadal hezčí, již jsme je vytvořili v úložišti github jako.pdf, které lze načíst na laserovou řezačku. Soubory jsou armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf a hinge-fix.pdf. Další návody, jak řezat laserem, najdete na stránce https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, kde se dozvíte další řezné projekty.