A Securibot: egy kis Survelliance Drone az otthoni biztonsághoz: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Egyszerű tény, hogy a robotok fantasztikusak. A biztonsági robotok azonban általában túl drágák egy átlagember számára, vagy jogilag lehetetlen megvásárolni őket; A magánvállalatok és a hadsereg hajlamosak maguknak ilyen eszközöket tartani, és jó okkal. De mi van akkor, ha valóban személyes biztonsági robotot szeretne?

Lépjen be a Securibotba: egy kisméretű összkerékhajtású robot, amely az érzékelők széles skálájával járőrözhet a kívánt helyen, és visszajelzést adhat. Kicsi, robusztus és olcsó, és csak minimális ismereteket igényel a vezetékek és a programozás létrehozásához.

Lépés: Az anyagok összegyűjtése

A következő anyagokra lesz szükség. Ezeket az alkatrészeket meg kell vásárolni és el kell fogyasztani a végtermékhez, és mint ilyen, bölcs dolog lehet kiegészítő tartalékanyagok beszerzése baleset esetén. Csak kattintson egy alkatrészre új lap megnyitásához, ha meg kell vásárolnia!

ENERGIAGAZDÁLKODÁS

• 9 voltos akkumulátor 4-csomag x1
• AA elem 8 db-os x1
• 4 nyílású AA elemtartó x1
• Férfi/férfi jumper vezetékek x1
• Férfi/női jumper vezetékek x1
• Női/női jumper vezetékek x1
• Mini kenyeretábla x1
• 1k ellenállás x1
• 2k ellenállás x1
• Piros/fekete tápkábelek x1
• Billenőkapcsoló x2

HARDVER ÉS ÉRZÉKELŐK

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi modul w/ NodeMCU x
• HCSR04 ultrahangos érzékelő x1
• PIR mozgásérzékelő x1
• Motorlap x1

ALVÁZ

Makerfire Robot intelligens autóskészlet x1

TOVÁBBI ANYAGOK*

• Katona vas és forrasztó
• Huzalcsupaszítók
• Drótvágók
• 8 "akril
• Lézervágó
• Elektromos szalag
• Cipzárak
• Kis csavarok és anyák

*Ezek az anyagok nem kötelezőek, de minden bizonnyal további szervezési és védelmi réteget adnak hozzá. Mivel opcionálisak, gyakrabban megtalálhatók a hardverboltokban, és a lézervágók komolyabb megfontolások a vásárlás helyett, nem pedig egyszerűen bérelnek egyet vagy szállítanak alkatrészeket.

2. lépés: Programozás és tervezés

A Securibot vezetékek és programozás szempontjából meglehetősen összetett eszköz, amely elsőre ijesztőnek tűnhet, de ha apró lépésekben történik, akkor könnyebbé válik. Az alábbiakban egy diagram látható, amely a teljes bekötési sémát mutatja. Annak ellenére, hogy ez most itt van, nem lenne bölcs dolog mindent bekötni, mivel ez az egész mechanizmus a robothoz lesz rögzítve. Ez egyszerűen itt van, hogy jobban megértsük, hogyan kell az eszközt papíron beállítani.

A robot programozásához két különböző nyelvet fogunk használni: Python és C/C ++. Ezenkívül fontos megérteni, hogy ez a legjobb, ha MacOS rendszeren programozza.

Mielőtt elkezdenénk, fizikailag rögzítse a NodeMCU -t a motorlaphoz. Ezt úgy teheti meg, hogy az alján lévő kis szálkát egymás mellé sorakoztatja. NE HASZNÁLJA VAGY VISSZA, VAGY SÜTNI KELL!

Miután csatlakoztatta a NodeMCU + Motorboardot a számítógéphez, nyisson meg egy terminál ablakot, és kezdje el írni ezeket a sorokat, figyelmen kívül hagyva, hogy bármit is beírjon egy #után.

ls /dev/tty.* #Megkeresi azt a portot, amelyen a NodeMCU hallgatja.

képernyő ls/dev/tty. 115200

#ezután nyomja le az Enter billentyűt, amíg meg nem jelenik a >>>, majd írja be a következőt:

importáló hálózat

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap.active (igaz)

sta.active (hamis)

Ha ezt helyesen programozta, akkor látnia kell a Wi-Fi kapcsolatát a MicroPython-xxxxxx számára (a számok az alkalmazott ESP8266 alapján eltérőek lehetnek). Csatlakozzon hozzá, a jelszó a mikropython (pontosan úgy, ahogy írták)

Most menjen a https://micropython.org/webrepl/ oldalra, és nyomja meg a "Csatlakozás" gombot. NE VÁLTOZTASSA az IP -t. A megadott alapértelmezett érték a szükséges. Meg kell adnia a jelszót; Egyszerűen írja be a jelszót.

Ezt követően meg kell szereznünk a robot motorjainak vezérléséhez használt összes kódot. Ebben a github adattárban töltse le a crimsonbot.py fájlt. Ha szükséges, letölthet más dolgokat későbbi használatra. Most elkezdhetjük a programozást, de ez túl nehéz lehet, ezért ehelyett egy másik adattárat készítettünk. Fogja meg a demo.py fájlt, és helyezze a crimsonbot.py helyre.

Menjen vissza a webrepl -be, és csatlakozzon újra. Nyomja meg a "Csatlakozás" gombot, és jelentkezzen be újra jelszóval. A jobb oldalon kattintson a "Fájl kiválasztása" gombra, és keresse meg, hová tette a demo.py fájlt. A demo.py kiválasztása után küldje el a "Küldés az eszközre" gombbal. Ha helyesen tette, akkor képesnek kell lennie az import demo beírására, és nem kap hibát. Gratulálunk, minden szoftver beállítva van a vezérléshez. Itt az ideje, hogy ezt magába a robotba szerelje.

3. lépés: Az alapok felépítése

Most, hogy beállítottuk a szoftver elsődleges részét, dolgozhatunk a hardveren. Nyissa ki a robot Makerfire alvázának csomagját, és szerelje össze a mellékelt útmutatóban leírtak szerint. Meg kell jegyezni, hogy a vezetékek nem forrasztottak, ezért legyen óvatos, mint mindig. Miután összeszerelte az egész robotot a mellékelt útmutató szerint, valójában egyelőre nincs szükségünk a tetejére, így egyelőre felhelyezheti a segédeszközt.

A tetejét figyelembe véve most néhány dolgot csatolhatunk. Fogjon egy választott ragasztót, és tegye a motorlapot és két 9 V -os akkumulátort a táblán lévő kék rész elé. Magától értetődik, de ehhez leválaszthatja a motorlapot.

Forrasztott vezetékek vagy aligátorkapcsok segítségével csatlakoztassa a két 9 V -os akkumulátort sorba, így körülbelül 18 V energiát kap. Most vegye az egyik végét, és csatlakoztassa a billenőkapcsolóhoz. Most negatív/pozitív végét kell rögzítenie a billenőkarhoz, egyet pedig egyszerűen az egyik végéhez. Vezetékeltávolítókkal távolítson el egy keveset a piros/fekete tápkábelből, hogy kiderüljön a réz egy része. Ezeket most behelyezheti a Motorboardba a kék részen, ha beragasztja őket. Egy kis Phillips csavarhúzóval emelje fel és engedje le, hogy megfelelően rögzítse őket. A piros huzal a VIN, a föld pedig a GND elnevezésű aljzathoz csatlakozik.

Most a kábelezés nehéz része. Valószínűleg ez a legnehezebb, mivel nagyon bonyolult. A motorok végeit használva csatlakoztassa a következő módon:

A bal oldali két fekete vezeték az A-

A bal oldali két piros vezeték az A+ kimenethez

A két fekete vezeték a B kimenet jobb oldalán

A két piros vezeték a B+ kimenet jobb oldalán

Az elektromos szalag és a cipzár nagyon hasznos lesz annak érdekében, hogy a vezetékek párja együtt maradjon. Most, hogy összeszereltük, tesztelhetjük, hogy a motorok megfelelően működnek -e.

Jelentkezzen be, és kövesse az 1. lépés összes részét a webrepl elindításától a demo.py betöltéséig. Az import demó beírása után írja be az alábbi parancsok egyikét:

demo.demo_fb () #Előre és hátra teszi a robotot.

demo.demo_rot () #Pörgetni fogja a robotot.

Ezek felmérik, hogy tud -e előre lépni és fordulni. Ha mindkettő rendeltetésszerűen működik, akkor fantasztikus! Ha nem, akkor ellenőrizze újra a vezetékeket, és győződjön meg arról, hogy az akkumulátorok teljesen fel vannak töltve. Ehhez csatolunk egy kis videót a demo_fb () programról, és példaként arról, hogyan futtatja a kerekeket. Vegye figyelembe, hogy ezek nincsenek teljesen meghajtva, ezért multiméterrel meg kell győződnünk arról, hogy a teljesítmény elegendő -e a négy motorhoz.

4. lépés: A dolgok érzékének színezése

Most, hogy megállapítottuk, hogy botunk képes mozogni, végre itt az ideje, hogy elkezdjük a robot automatizálását.

Hasonlóan ahhoz, ahogyan az őr feladata, hogy egy bizonyos ideig járőrözzön egy területen, a robotot a demo.py kód kódjával programozzák, hogy egy fekete vonal követésével járőrözzön egy területen. A legjobb jelölt erre a vonalra a fekete elektromos szalag.

Három női/női áthidaló vezetékkel csatlakoztassa a következő érintkezőket az egyik színérzékelőhöz: VCC (áram), GND (föld) és DAT (adatok). Csatlakoztassa a másik végét a Motor Board 2-8. Sorának bármelyik csapjával a következő csatlakozásokhoz:

VCC => V.

GND => G

DAT => D.

Vegye figyelembe, hogy mindezeknek ugyanabban a sorban kell lenniük a működéshez. A sorok a motortábla oldalán vannak feliratozva. Ismételje meg ezt kétszer egy második érzékelőhöz, és szerelje fel őket az előlapra néhány tartalék leállással vagy bármi mással. Ne feledje, hogy a színérzékelőknek nagyon közel kell lenniük a talajhoz. Ha nincsenek elég közel, nem fognak megfelelően működni. Ügyeljen arra, hogy a kívánt hatás érdekében szimmetrikusan rögzítse őket az ellenkező oldalra is.

Menjen vissza a webrepl -be, küldje el a demo.py fájlt, és importálja újra. Ezt követően fektesse nem fekete felületre, és térképezze fel egy-két méteres fekete elektromos szalag vonalát. Helyezze le a robotot úgy, hogy a vonal a két érzékelő között legyen. A bekapcsolás után írja be a következő parancsokat:

demo.setup ()

demo.loop ()

A Securibotnak követnie kell a vonalat, és ki kell javítania magát, amikor a színérzékelő kiold. A kód úgy működik, hogy észleli, hogy melyik érték normális, vagyis nem fekete színű, és amikor azt észlelik, hogy ez az érték eltérő, akkor kijavítja magát. Vegye figyelembe, hogy mivel a program korlátlan ideig fut, a robot leállításának egyetlen módja a kikapcsolása. Tesztelje ezt párszor, és ha igazán merész, próbáljon meg kanyarokat és kanyarokat megtenni.

5. lépés: Hangzás kikapcsolva

A fenti ábra mutatja az ultrahangos érzékelő beállítását. Az érzékelő úgy működik, hogy egy ultrahangos hangimpulzust továbbít, amely magasabb, mint bármely ember hallhat, és kiszámítja, mennyi ideig tart, amíg visszaverődik. Itt ragyognak a férfi/női fülek az 1k és 2k ellenállások mellett.

Ezen a ponton az ingatlant nehéz lesz kezelni, ezért most jó alkalom lenne visszahelyezni az autó tetejét. Ne feledje azonban, hogy a szürke TRIG huzalnak és a fehér ECHO huzalnak két különálló D csaphoz kell csatlakoznia az alatta lévő motorlapon, ezért lopakodjon és rögzítse őket. Ha megvásárolta az anyagok részben található kenyérlapot, akkor annak ragasztható alja lesz, amelyet csak a papír eltávolításával lehet használni. Rögzítse ezt az autó elejére, majd rögzítse az akkumulátort a ragasztóval, amelyet az autó hátulján kíván.

Meg kell jegyezni, hogy az AA elemcsomaghoz tartozó rézhuzalok nem rendelkeznek hüvelyes végekkel, ezért le kell húzni a vezetéket, mielőtt behelyezné őket a kenyértáblába.

Az ultrahangos érzékelő kódja egy kicsit összetettebb, de továbbra is elérhető ebből a github repóból. Töltse le a HCSR04.py és a motion_control.py fájlokat, és helyezze őket ugyanarra a helyre. Ezekkel érzékelheti az érzékelő távolságát bármely tárgytól. Az ultrahang hatótávolsága körülbelül két -három méter.

6. lépés: Hőaláírások

Most, hogy összeszereltük a többi alkatrészt, összpontosíthatunk az Arduino Uno és a passzív infravörös érzékelő (PIR) használatára a termikus mozgás érzékelésére.

Először töltse le a legújabb IDE -t az Arduino számára. Csatlakoztassa a szükséges kábelt az USB aljzatból az Uno -hoz. Előfordulhat, hogy ehhez meg kell erősítenie a biztonsági utasításokat, és mondjon „Igen” -t mindenkinek. Győződjön meg arról, hogy felismeri ezt az Eszközök> Tábla> Arduino/Genuino Uno és Eszközök> Port> dev/cu menüpont alatt. Bluetooth-Bejövő port. Ha ezek fel vannak lépve, lépjen az Eszközök> Táblainformációk lekérése pontra, és nézze meg, hogy megjelennek -e a tábla adatai.

Most már használhatjuk a kódot a régi jó github repóban, hogy érzékeljük a hőmozgást. Töltse le az.ino fájlt a lerakatból, és nyissa meg az Arduino IDE segítségével. A kód összeállításához kattintson az "Ellenőrzés" gombra, majd nyomja meg a visszavonáshoz a mellette lévő gombot.

Most fizikailag be kell kötni az Arduino Unót. Ehhez kövesse a fenti ábrát, és amikor a PIR -t az autóhoz rögzíti, használjon szuper ragasztót az ultrahangos érzékelő tetejére. Bármilyen ragasztó rögzíti a további 9 V -ot, a kapcsolót és az Uno -t.

7. lépés: Összefogás

Most, hogy minden a helyén van, töltse be az összes kódot a megfelelő táblákra. Miután befejezte és végrehajtotta a demo.loop () programot, a robot képes lesz követni a fekete vonalakat, és az érzékelőknek adatokat kell bevinniük a megfelelő terminál ablakukba. Gratulálunk, most már saját személyes Securibotja van!

Abban az esetben, ha meg szeretné tanulni a robot logisztikáját, akkor ez a rész a szoftver működésével kapcsolatos kiegészítő anyag. Lényegében a robot továbbra is hurokban követi a vonalat, az ultrahangos és passzív infravörös érzékelők pedig közvetlenül az autó előtt jelenítik meg a tárgyak távolságát és mozgását.

Ha további protokollokat szeretne hozzáadni, itt talál további erőforrásokat, amelyekkel javíthatja az autó szoftverét vagy hardverét. Mivel a Securibot egy kicsit alapszintű, platformként szolgál, hogy módosítsa a szíve szerint. Tervezzen lézervágott páncélt, fejlett észlelési programokat, adjon hozzá tüskéket saját harci robotjának elkészítéséhez; A lehetőségek határtalanok a Securibot segítségével!

Ha még több akril páncélt szeretne hozzáadni, hogy az alváz szebb legyen, már elkészítettük őket a github tárhelyen.pdf formátumban, amelyeket fel lehet tölteni egy lézervágóra. A fájlok a páncéloldali.pdf, az elülső-hátsó lemezek-fix.pdf és a csuklópánt-fix.pdf fájlok. Ha további oktatóanyagokat szeretne kapni a lézeres vágásról, látogasson el a https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ webhelyre, ahol további vágási projekteket ismerhet meg.