Securibot: väike Survelliance droon kodu turvalisuse tagamiseks: 7 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See on lihtne fakt, et robotid on suurepärased. Turvarobotid kipuvad aga tavainimese jaoks liiga kallid olema või neid on juriidiliselt võimatu osta; Eraettevõtted ja sõjavägi kipuvad selliseid seadmeid endale jätma ja seda mõjuval põhjusel. Aga mis siis, kui soovite tõesti isiklikku turvarobotit?

Sisestage Securibot: väike nelikveoline robot, mis saab patrullida soovitud kohas ja saada tagasisidet laia andurite valikuga. See on väike, vastupidav ja odav ning selle loomiseks on vaja ainult minimaalset juhtmestiku ja programmeerimise mõistmist.

Samm: materjalide kogumine

Vaja on järgmisi materjale. Need on osad, mis tuleb lõpptoote jaoks osta ja tarbida, ning sellisena võib olla mõistlik omada lisamaterjale õnnetuse korral. Kui peate selle ostma, klõpsake uue vahekaardi avamiseks lihtsalt osa!

VÕIMUJUHTIMINE

• 9-voldine aku 4-pakk x1
• AA patarei 8-pakk x1
• 4-pesaga AA patareihoidja x1
• Isane/isane hüppaja juhtmed x1
• Meeste/naiste džemprijuhtmed x1
• Naissoost/naissoost juhtmed x1
• Mini leivalaud x1
• 1k takisti x1
• 2k takisti x1
• Punased/mustad toitekaablid x1
• Kiiklüliti x2

RIISTVARA JA ANDURID

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 WiFi-moodul koos NodeMCU x-ga
• HCSR04 ultraheliandur x1
• PIR -liikumisandur x1
• Mootorplaat x1

ŠASSIID

Makerfire Robot nutikas autokomplekt x1

TÄIENDAVAD MATERJALID*

• Sõduri raud ja jootma
• Traadi eemaldajad
• Traadilõikurid
• 8 "akrüül
• Laserlõikur
• Elektriline lint
• Tõmblukud
• Väikesed kruvid ja mutrid

*Neid materjale ei nõuta, kuid lisavad kindlasti täiendava korraldus- ja kaitsekihi. Kuna need on valikulised, võib neid sagedamini leida ehituspoodidest ja laserlõikurid on ostmisel tõsisem kaalutlus, mitte lihtsalt selle rentimine või osade kohaletoimetamine.

2. etapp: programmeerimine ja planeerimine

Securibot on juhtmestiku ja programmeerimise osas üsna keeruline seade, mis võib esialgu tunduda hirmutav, kuid kui seda tehakse väikeste sammudega, saab seda lihtsamaks muuta. Allpool on skeem, mis näitab kogu juhtmestiku skeemi. Kuigi see on praegu siin, poleks mõistlik kõike juhtmevabalt juhtida, kuna kogu see mehhanism kinnitatakse roboti külge. See on lihtsalt siin, et paremini mõista, kuidas seade paberil üles seatakse.

Roboti programmeerimiseks kasutame kahte erinevat keelt: Python ja C/C ++. Samuti on oluline mõista, et seda on kõige parem teha MacOS -i programmeerimisel.

Enne alustamist kinnitage NodeMCU füüsiliselt mootoriplaadile. Seda saate teha, vooderdades väikese kükke põhjas üksteisega. ÄRGE LÄHE TAGASI VÕI PREEE!

Kui olete NodeMCU + Motorboardi arvutiga ühendanud, avage terminaliaken ja hakake neid ridu kirjutama, jättes tähelepanuta, et kirjutate midagi pärast #.

ls /dev/tty.* #Leiab pordi, mida NodeMCU kuulab.

ekraan ls/dev/tty. 115200

#pärast seda vajutage sisestusklahvi, kuni näete >>>, seejärel tippige järgmine:

impordivõrk

sta = võrk. WLAN (võrk. STA_IF)

ap = võrk. WLAN (võrk. AP_IF)

ap. aktiivne (tõsi)

sta.aktiivne (vale)

Kui olete selle õigesti programmeerinud, peaksite nüüd oma Wi-Fi-s nägema ühendust MicroPython-xxxxxx jaoks (numbrid erinevad sõltuvalt kasutatavast ESP8266-st). Ühendage sellega, selle parool on mikropython (täpselt nii nagu kirjutatud)

Nüüd minge aadressile https://micropython.org/webrepl/ ja vajutage "Ühenda". ÄRGE MUUTA IP -d. Vaikeseade, mis on antud, on nõutav. Teil palutakse sisestada parool; Sisestage lihtsalt parool.

Pärast seda peame hankima kogu koodi, mida kasutatakse roboti mootorite juhtimisel. Selles githubi hoidlas laadige alla crimsonbot.py. Vajadusel saate edaspidiseks kasutamiseks alla laadida muid asju. Nüüd saame alustada programmeerimist, kuid see võib olla liiga raske, nii et oleme selle asemel loonud teise hoidla. Haarake demo.py ja asetage see samasse kohta kui crimsonbot.py.

Minge tagasi veebivastusse ja looge uuesti ühendus. Vajutage "Ühenda" ja logige uuesti parooliga sisse. Paremal küljel klõpsake "Vali fail" ja leidke koht, kuhu demo.py panite. Pärast demo.py valimist saatke see, vajutades nuppu "Saada seadmesse". Kui tegite seda õigesti, peaksite saama importida demo ja mitte ühtegi viga saada. Palju õnne, teil on kogu tarkvara juhtimiseks seadistatud. Nüüd on aeg see robot ise kokku panna.

3. samm: põhitõdede loomine

Nüüd, kui oleme tarkvara esmase osa seadistanud, saame riistvara kallal töötada. Avage roboti Makerfire šassii pakend ja pange see kokku, nagu on lisatud juhendis. Tuleb märkida, et juhtmed ei ole joodetud, seega olge ühega töötades ettevaatlik nagu alati. Kui olete kogu roboti vastavalt juhendile kokku pannud, ei pea me tegelikult praegu peal olema, nii et saate selle abi praegu panna.

Võttes ülaosa, saame nüüd mõned asjad kinnitada. Haarake enda valitud liim ja asetage mootoriplaat ja kaks 9 V akut tahvli sinise sektsiooni ette. See on ütlematagi selge, kuid selleks saate mootorilaua lahti ühendada.

Kasutades joodetud juhtmeid või alligaatoriklambreid, ühendage kaks 9 V patareid järjestikku, andes umbes 18 V. Võtke nüüd selle üks ots ja ühendage see klahvlülitiga. Nüüd peaksite klapi külge kinnitama negatiivse/positiivse otsa ja ühe lihtsalt ühe otsa külge. Traadi eemaldajatega eemaldage veidi punast/musta toitekaablit, et paljastada osa vasest. Nüüd saate need sinise sektsiooni Motorboardi panna, kui need sisse torgata. Tõstmiseks ja langetamiseks kasutage väikest Phillipsi kruvikeerajat, et need korralikult kinni hoida. Punane juhe kinnitatakse pistikupessa VIN ja maandus GND nimega pistikupessa.

Nüüd on juhtmestiku raske osa. See on ilmselt kõige raskem osa, kuna see on väga keeruline. Ühendage see mootorite otste abil järgmiselt.

Kaks musta juhet vasakul väljalaskeava A-

Kaks vasakpoolset punast juhet väljundisse A+

Kaks musta juhtmest paremal pistikupessa B-

Kaks punast juhet paremal väljalaskeavasse B+

Elektrilint ja tõmblukud on väga kasulikud, et juhtmepaare koos hoida. Nüüd, kui see on kokku pandud, saame testida, kas mootorid töötavad korralikult.

Logige sisse ja järgige kõiki 1. sammu osi alates veebireklaami käivitamisest kuni demo.py laadimiseni. Pärast impordi demo sisestamist tippige üks järgmistest käskudest:

demo.demo_fb () #Paneb roboti edasi ja tagasi liikuma.

demo.demo_rot () #Paneb roboti pöörlema.

Need hindavad, kas saate edasi liikuda ja pöörata. Kui nad mõlemad töötavad ettenähtud viisil, siis fantastiline! Kui ei, siis kontrollige oma juhtmestikku ja veenduge, et akud on täielikult laetud. Sellele on lisatud väike video programmist demo_fb () ja sellest, kuidas see näitena rattaid jookseb. Pange tähele, et need ei ole täielikult toidetud, seega peame multimeetri abil veenduma, kas võimsus on nelja mootori jaoks piisav.

Samm 4: Asjatundlikkuse värvimine

Nüüd, kui oleme kindlaks teinud, et meie robot saab ringi liikuda, on lõpuks aeg alustada roboti automatiseerimist.

Sarnaselt sellele, kuidas valvurile tehakse ülesandeks teatud aja jooksul patrullida, on robot programmeeritud demo.py koodi abil, et patrullida piirkonnas musta joont järgides. Selle liini parim kandidaat on must elektrilint.

Ühendage kolme emase/emase hüppajajuhtme abil ühe värvisensori järgmiste tihvtidega: VCC (toide), GND (maandus) ja DAT (andmed). Ühendage ülejäänud otsad, kasutades ka kõiki mootoriplaadi ridade 2-8 tihvte järgmiste ühenduste jaoks:

VCC => V

GND => G

DAT => D.

Pange tähele, et kõik need peavad toimimiseks olema samas reas. Ridad on märgistatud mootorilaua küljel. Korrake seda kaks korda teise anduri jaoks ja paigaldage need ette koos mõne varustusseisakuga või muuga, mida soovite. Pidage meeles, et värviandurid peavad olema maapinnale väga lähedal. Kui need pole piisavalt lähedal, ei tööta nad korralikult. Paigaldage need soovitud efekti saavutamiseks kindlasti ka sümmeetriliselt vastaskülgedele.

Minge tagasi veebiprogrammi, saatke demo.py ja importige see uuesti. Pärast seda asetage see mitte-mustale pinnale ja kaardistage meeter või kaks musta elektrilinti. Asetage robot alla nii, et joon kahe anduri vahel oleks. Sisestage pärast sisselülitamist järgmised käsud:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot peaks nüüd joont järgima ja ennast parandama, kui värvisensor on välja lülitunud. Kood töötab tuvastades, milline väärtus on normaalne, st mitte musta värvi, ja kui see väärtus on erinev, parandab see ennast. Pange tähele, et kuna programm on mõeldud lõputult töötamiseks, on ainus viis robot peatada selle väljalülitamine. Proovige seda paar korda ja kui olete tõesti julge, proovige teha mõned kurvid ja pöörded.

5. samm: helistamine välja lülitatud

Ülaltoodud diagramm näitab, kuidas ultraheliandurit seadistatakse. Andur töötab ultraheliimpulsi edastamisega, mis on kõrgem kui ükski inimene kuuleb, ja arvutab, kui kaua kulub selle tagasipeegeldumiseks. See on koht, kus meessoost/naissoost vahelehed säravad 1k ja 2k takistite kõrval.

Praegu on kinnisvara haldamine keeruline, nii et praegu oleks hea aeg auto ülaosa tagasi kinnitada. Pidage siiski meeles, et hall TRIG -juhe ja valge ECHO -juhe peavad ühenduma kahe eraldi D -tihvtiga mootoriplaadil, nii et hiilige ja kinnitage need. Kui ostsite materjalide sektsiooni kuuluva leivalaua, on sellel kleepuv põhi, mida saab kasutada lihtsalt paberi eemaldamiseks. Kinnitage see auto esiküljele ja seejärel kinnitage aku, kasutades auto tagaosas soovitud liimi.

Tuleb märkida, et AA -patareiga kaasasolevatel vasktraatidel ei ole naissoost otsasid, nii et peate enne traadi eemaldamist leivaplaadile eemaldama.

Ultraheli anduri kood on pisut keerulisem, kuid sellele githubi repole pääseb siiski juurde. Laadige alla HCSR04.py ja motion_control.py ning pange need samasse kohta. Nende abil saate tuvastada anduri kauguse mis tahes objektist. Ultraheli tööulatus on umbes kaks kuni kolm meetrit.

6. samm: soojusallikad

Nüüd, kui oleme teised osad kokku pannud, saame keskenduda Arduino Uno kasutamisele koos passiivse infrapunaanduriga (PIR) termilise liikumise tuvastamiseks.

Kõigepealt laadige kindlasti alla uusim IDE Arduino jaoks. Ühendage vajalik kaabel USB -pistikupesast Uno -kaabliga. Teilt võidakse nõuda turvataotluste kinnitamist ja öelda kõigile „Jah“. Veenduge, et see tuvastaks selle, kontrollides jaotises Tööriistad> Tahvel> Arduino/Genuino Uno ja Tööriistad> Port> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Kui need on kiirendatud, minge menüüsse Tööriistad> Hangi juhatuse teave ja vaadake, kas tahvli teave ilmub.

Nüüd saame koodi kasutada vanas heas githubi repos, et tuvastada termilist liikumist. Laadige.ino fail hoidlast alla ja avage see Arduino IDE abil. Koodi koostamiseks klõpsake "Kinnita" ja vajutage selle kõrval oleva nupu abil Uno.

Nüüd peame Arduino Uno füüsiliselt ühendama. Selleks järgige ülaltoodud skeemi ja kinnitage PIR -i auto külge mõne superliimiga, et kinnitada see ultrahelianduri peale. Iga liim kinnitatakse täiendava 9 V, lüliti ja Uno külge.

Samm 7: Koosviibimine

Nüüd, kui kõik on paigas, laadige kogu kood vastavatele tahvlitele. Kui olete lõpetanud ja olete demo.loop () käivitanud, saab robot järgida musti jooni ja andurid peaksid sisestama andmed oma vastavate terminaliakende juurde. Palju õnne, teil on nüüd oma isiklik Securibot!

Kui soovite õppida roboti logistikat, on see jaotis lisamaterjal tarkvara toimimise kohta. Põhimõtteliselt jälgib robot jätkuvalt joont silmusena ning ultraheli- ja passiivsed infrapunaandurid kuvavad objektide kaugust ja liikumist otse auto ees.

Kui soovite sellele rohkem protokolle lisada, on siin täiendavaid ressursse, mida saate kasutada, et muuta autol parem tarkvara või riistvara. Kuna Securibot on natuke põhiline, on see platvorm, kus saate oma südant muuta. Kujundage laserlõigatud raudrüü, täiustatud avastamisprogrammid, lisage naelu oma võitlusroboti valmistamiseks; Võimalused on piiramatud sellega, mida saate Securibotiga teha!

Kui soovite lisada rohkem akrüülist soomuseid, et šassii näeks kenam välja, oleme need juba githubi hoidlasse teinud.pdf -failidena, mida saab laserlõikurile laadida. Failid on armor-side.pdf, front-back-plate-fix.pdf ja hinge-fix.pdf. Lisateavet laserlõikamise kohta leiate aadressilt https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, et saada rohkem lõikamisprojekte.