Securibot: Малък Survelliance Drone за домашна сигурност: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Прост факт е, че роботите са страхотни. Роботите за сигурност обаче са твърде скъпи за обикновения човек или не могат да бъдат закупени по закон; Частните компании и военните са склонни да пазят такива устройства за себе си и по основателна причина. Но какво, ако наистина искате да имате личен робот за сигурност?

Влезте в Securibot: Малък робот със задвижване на четирите колела, който може да патрулира навсякъде, където желаете, и информация за обратна връзка с широк спектър от сензори. Той е малък, здрав и евтин и ще изисква само минимално разбиране на окабеляването и програмирането, за да създава.

Стъпка 1: Събиране на материали

Ще са необходими следните материали. Това са части, които трябва да бъдат закупени и консумирани за крайния продукт и като такива може да е разумно да имате допълнителни резервни материали в случай на авария. Просто щракнете върху част, за да отворите нов раздел, ако трябва да я закупите!

УПРАВЛЕНИЕ НА ЕНЕРГИЯТА

• 9-волтова батерия 4-пакет x1
• AA батерия 8-пакет x1
• 4-слотов AA държач за батерия x1
• Мъжки/мъжки джъмперни проводници x1
• Мъжки/женски джъмперни проводници x1
• Женски/женски джъмперни проводници x1
• Мини платка x1
• 1k резистор x1
• 2k резистор x1
• Червени/черни захранващи кабели x1
• Клавиш за превключване x2

ХАРАКТЕРИСТИКА И СЕНЗОРИ

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi модул с NodeMCU x
• HCSR04 ултразвуков сензор x1
• PIR сензор за движение x1
• Моторна платка x1

ШАСИ

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

ДОПЪЛНИТЕЛНИ МАТЕРИАЛИ*

• Soldier Iron и Solder
• Машини за сваляне на тел
• Резачки за тел
• 8 "акрил
• Лазерен нож
• Електрическо тиксо
• Ципове
• Малки винтове и гайки

*Тези материали не са задължителни, но със сигурност добавят допълнителен слой организация и защита. Като незадължителни, те могат да се намерят по -често в магазините за хардуер, а лазерните фрези са по -сериозно съображение за закупуване, а не просто да ги наемете или да изпратите части.

Стъпка 2: Програмиране и планиране

Securibot е доста сложно устройство по отношение на окабеляване и програмиране, което на пръв поглед може да изглежда плашещо, но ако се направи на малки стъпки, може да бъде улеснено. По -долу е дадена диаграма, която показва цялата схема на окабеляване. Въпреки че това е тук сега, не би било неразумно да свързвате всичко, тъй като целият този механизъм ще бъде прикрепен към робота. Това е просто тук, за да разберете по -добре как е настроено устройството на хартия.

За да програмираме робота, ще използваме два различни езика: Python и C/C ++. Също така е важно да се разбере, че това се прави най -добре, когато се програмира на MacOS.

Преди да започнем, физически прикрепете NodeMCU към платката на двигателя. Можете да направите това, като подредите малкото гърчене на дъното един с друг. НЕ ГО ПРЕГАВАЙТЕ НАЗАД ИЛИ ЩЕ СЕ ПЕЧИ!

След като свържете NodeMCU + Motorboard с компютър, отворете терминален прозорец и започнете да пишете тези редове, като пренебрегвате да въвеждате нещо след #.

ls /dev/tty.* #Намира порта, на който NodeMCU слуша.

екран ls/dev/tty. 115200

#след това натиснете enter, докато видите >>>, след което въведете следното:

мрежа за внос

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = мрежа. WLAN (мрежа. AP_IF)

ap.active (Вярно)

sta.active (False)

Ако сте го програмирали правилно, сега трябва да видите връзка за MicroPython-xxxxxx (числата ще се различават в зависимост от използвания ESP8266) във вашия Wi-Fi. Свържете се с него, паролата за него е micropythoN (точно както е написано)

Сега отидете на https://micropython.org/webrepl/ и натиснете „Свързване“. НЕ ПРОМЕНЯЙТЕ IP. Даденото по подразбиране е това, което се изисква. Трябва да бъдете подканени да въведете парола; Просто въведете парола.

След това ще трябва да получим целия код, използван при управлението на двигателите на робота. В това хранилище на github изтеглете crimsonbot.py. Ако е необходимо, можете да изтеглите други неща за бъдеща употреба. Сега можем да започнем програмирането, но това може да е твърде трудно, затова вместо това направихме друго хранилище, вместо да се намира тук. Вземете demo.py и го поставете на същото място като crimsonbot.py.

Върнете се в webrepl и се свържете отново. Натиснете "Connect" и влезте отново с парола. От дясната страна щракнете върху „Избор на файл“и намерете къде поставяте demo.py. След като изберете demo.py, изпратете го, като натиснете „Изпрати до устройството“. Ако сте го направили правилно, трябва да можете да въведете демонстрация за импортиране и да не получите грешка. Поздравления, целият софтуер е настроен за контрол. Сега е време да сглобите това в самия робот.

Стъпка 3: Изграждане на основите

Сега, когато сме настроили основната част на софтуера, можем да работим върху хардуера. Отворете пакета за шасито Makerfire на робота и го сглобете, както е указано в приложеното ръководство. Трябва да се отбележи, че проводниците не са запоени, така че бъдете внимателни, както винаги, когато работите с такъв. След като сте сглобили целия робот съгласно предоставеното ръководство, всъщност не е нужно да имаме горната част засега, така че можете да поставите този помощник засега.

Вземайки върха, сега можем да прикачим някои неща. Вземете лепило по ваш избор и поставете Моторната платка и две 9V батерии пред синята част на дъската. От само себе си се разбира, но можете да откачите Моторната платка, за да направите това.

Използвайки запоени проводници или алигаторни скоби, свържете двете 9V батерии последователно, като дадете около 18V мощност. Сега вземете единия край на това и го свържете към превключвател. Сега трябва да имате отрицателен/позитивен край, прикрепен към клавиатурата, и един просто прикрепен към единия край. С машините за отстраняване на тел отстранете малко от червения/черния захранващ кабел, за да разкриете част от медта. Вече можете да ги поставите в Motorboard на синята част, като ги залепите. Използвайте малка отвертка Phillips, за да повдигнете и спуснете, за да ги закрепите правилно. Червеният проводник ще се прикрепи към изхода, наречен VIN, а земята ще се прикрепи към изхода, наречен GND.

Сега е трудната част от окабеляването. Това е може би най -трудната част, тъй като е много сложна. Свържете краищата на двигателите по следния начин:

Двата черни проводника вляво към изхода A-

Двата червени проводника вляво към изхода A+

Двата черни проводника вдясно към изхода B-

Двата червени проводника отдясно към изхода B+

Електрическата лента и ципове ще ви бъдат много полезни, за да поддържате двойките проводници заедно. Сега, когато това е сглобено, можем да тестваме дали двигателите работят правилно.

Влезте и следвайте всички части в стъпка 1 от стартиране на webrepl до зареждане на demo.py. След като въведете демонстрация за импортиране, въведете една от следните команди:

demo.demo_fb () #Кара робота да върви напред и назад.

demo.demo_rot () #Кара въртенето на робота.

Те ще оценят дали можете да продължите напред и да се обърнете. Ако и двамата работят по предназначение, тогава фантастично! Ако не, проверете отново кабелите и се уверете, че батериите ви са напълно заредени. Към това е приложен малък видеоклип на програмата demo_fb () и как тя изпълнява колелата като пример. Забележете, че те не се захранват напълно, така че трябва да се уверим с помощта на мултицет дали мощността е достатъчна за четирите двигателя.

Стъпка 4: Оцветяване на усета за нещата

Сега, когато установихме, че нашият бот може да се движи, най -накрая е време да започнем автоматизацията на робота.

Подобно на това как пазачът има задача да патрулира област за определен период от време, роботът е програмиран да използва кода в demo.py, за да патрулира зона, следвайки черна линия. Най -добрият кандидат за тази линия е черна електрическа лента.

С помощта на три женски/женски джъмпера, свържете към следните изводи на един от цветните сензори: VCC (захранване), GND (маса) и DAT (данни). Свържете другите краища, като използвате и всички щифтове от редове 2-8 на платката на двигателя за следните връзки:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Имайте предвид, че всички те трябва да са в един и същи ред, за да функционират. Редовете са обозначени отстрани на моторната платка. Повторете това два пъти за втори сензор и ги монтирайте отпред с някои резервни стойки или каквото предпочитате. Имайте предвид, че цветните сензори трябва да са много близо до земята. Ако не са достатъчно близо, те няма да функционират правилно. Не забравяйте също да ги монтирате симетрично от противоположните страни за очаквания ефект.

Върнете се в webrepl, изпратете demo.py и го импортирайте още веднъж. След това го поставете върху нечерна повърхност и очертайте линия черна електрическа лента на метър или два. Поставете робота надолу с линията между двата сензора. Въведете следните команди след включване:

demo.setup ()

demo.loop ()

Сега Securibot трябва да следва линията и да се коригира при задействане на сензора за цвят. Кодът работи, като открива коя стойност е нормална, което означава, че не е с черен цвят, и когато се установи, че тази стойност е различна, той се коригира. Имайте предвид, че тъй като програмата е предназначена да работи за неопределено време, единственият начин да спрете робота е да го изключите. Тествайте по този начин няколко пъти и ако наистина сте дръзки, опитайте се да направите някои завои и завои.

Стъпка 5: Изключване на звука

Диаграмата по -горе показва как ще бъде настроен ултразвуковия сензор. Сензорът работи чрез предаване на ултразвуков звуков импулс, по -висок, отколкото всеки човек може да чуе, и изчислява колко време отнема да отрази обратно. Това е мястото, където мъжките/женските раздели ще блестят заедно с резисторите 1k и 2k.

В този момент недвижимите имоти ще бъдат трудни за управление, така че сега би било подходящ момент да прикрепите горната част на колата отново. Имайте предвид обаче, че сивият TRIG проводник и белият ECHO проводник трябва да се свържат към два отделни D щифта на дъската на двигателя отдолу, така че ги промъкнете и ги прикрепете. Ако сте закупили макета, включен в раздела за материали, той ще има залепващо дъно, което може да се използва, като просто отлепите хартията. Прикрепете го към предната част на колата и след това прикрепете батерията, като използвате лепилото, което желаете в задната част на колата.

Трябва да се отбележи, че медните проводници, които се доставят с батерията AA, нямат женски краища, така че ще трябва да отстраните проводника, преди да ги поставите в макетната платка.

Кодът за ултразвуковия сензор е малко по -сложен, но все пак може да бъде достъпен отново от това github репо. Изтеглете HCSR04.py и motion_control.py и ги поставете на едно и също място. С тях можете да откриете разстоянието, което сензорът е от всеки обект. Обхватът на ултразвука е около два до три метра.

Стъпка 6: Подгряване на подписи

Сега, когато сме събрали другите части, можем да се съсредоточим върху използването на Arduino Uno с пасивен инфрачервен сензор (PIR) за откриване на топлинно движение.

На първо място, не забравяйте да изтеглите най -новата IDE за Arduino. Свържете необходимия кабел от вашия USB контакт към Uno. Може да се наложи да потвърдите подканите за сигурност за това, кажете „Да“на всички. Уверете се, че той разпознава това, като проверите в Инструменти> Борд> Arduino/Genuino Uno и Инструменти> Порт> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. След като те бъдат засилени, отидете на Инструменти> Получаване на информация за борда и вижте дали информацията за дъската се появява.

Сега можем да използваме кода обратно в доброто старо github репо, за да открием топлинно движение. Изтеглете.ino файла в хранилището и го отворете с Arduino IDE. Щракнете върху „Проверка“, за да компилирате кода и го натиснете към Uno, като използвате бутона до него.

Сега трябва физически да свържем Arduino Uno. Следвайте диаграмата по -горе, за да направите това, и когато прикрепяте PIR към колата, използвайте малко супер лепило, за да го прикрепите върху ултразвуковия сензор. Всяко лепило ще трябва да прикрепи допълнителните 9V, превключвател и Uno.

Стъпка 7: Елате заедно

Сега, когато всичко е на място, заредете целия код на съответните дъски. След като приключите и сте изпълнили demo.loop (), роботът ще може да следва черни линии и сензорите трябва да въвеждат данни за съответните терминални прозорци. Поздравления, вече имате свой собствен личен Securibot!

В случай, че искате да научите логистиката на робота, тогава този раздел е допълнителен материал за това как работи софтуерът. По същество роботът ще продължи да следва линията в цикъл, а ултразвуковите и пасивни инфрачервени сензори ще показват разстоянието и движението на обектите точно пред колата.

Ако искате да добавите още протоколи към него, ето допълнителни ресурси, които можете да използвате, за да направите колата по -добър софтуер или хардуер. Тъй като Securibot е малко основен, той ви служи като платформа, която можете да модифицирате до насита. Проектирайте лазерно изрязана броня, усъвършенствани програми за откриване, добавете шипове, за да направите свой собствен боен робот; Потенциалът е неограничен с това, което можете да направите със Securibot!

Ако искате да добавите още акрилни брони, за да изглежда шасито по -хубаво, вече сме ги направили в хранилището на github като.pdfs, които могат да бъдат заредени на лазерен нож. Файловете са armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf и hinge-fix.pdf. За още уроци за това как да режете с лазер, посетете https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, за да научите повече проекти за рязане.