Securibot: небольшой дрон для наблюдения за домашней безопасностью: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

То, что роботы классные, - это простой факт. Однако роботы-охранники, как правило, слишком дороги для среднего человека, чтобы их позволить себе, или их невозможно купить по закону; Частные компании и военные обычно держат такие устройства при себе, и не зря. Но что, если вы действительно хотите иметь личного охранного робота?

Откройте для себя Securibot: небольшой полноприводный робот, который может патрулировать, где вы хотите, и получать информацию с помощью широкого набора датчиков. Он небольшой, прочный и дешевый, и для его создания потребуется минимальное понимание проводки и программирования.

Шаг 1. Сбор материалов

Потребуются следующие материалы. Это части, которые необходимо покупать и использовать для конечного продукта, и поэтому может быть целесообразно иметь дополнительные резервные материалы на случай аварии. Просто нажмите на деталь, чтобы открыть новую вкладку, если вам необходимо ее приобрести!

УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ

• 9-вольтовый аккумулятор, 4 шт., 1 шт.
• Батарейки AA, 8 шт., 1 шт.
• Держатель для батареек AA на 4 слота x1
• Провода для перемычек папа / вилка x1
• Мужской / женский перемычки x1
• Гнездо / гнездо перемычки x1
• Мини-макет x1
• Резистор 1 кОм x1
• Резистор 2k x1
• Красный / черный силовые кабели x1
• Кулисный переключатель x2

АППАРАТУРА И ДАТЧИКИ

• Arduino Uno Rev3 x1
• Модуль Wi-Fi ESP8266 с NodeMCU x
• Ультразвуковой датчик HCSR04 x1
• Датчик движения PIR x1
• Моторная плата x1

ШАССИ

Умный автомобильный комплект Makerfire Robot x1

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ *

• Солдат железо и припой
• Инструмент для зачистки проводов
• Кусачки
• 8 "акрил
• Лазерный резак
• Электроизоляционная лента
• Молнии
• Маленькие винты и гайки

* Эти материалы не требуются, но, безусловно, добавляют дополнительный уровень организации и защиты. Поскольку они являются необязательными, их чаще можно найти в хозяйственных магазинах, а лазерные резаки - более серьезное решение для покупки, чем просто аренда одного или отправка запчастей.

Шаг 2: Программирование и планирование

Securibot - довольно сложное устройство с точки зрения подключения и программирования, которое поначалу может показаться пугающим, но, если делать это небольшими шагами, его можно упростить. Ниже представлена схема, на которой изображена вся схема подключения. Несмотря на то, что он сейчас здесь, было бы неразумно все подключать, поскольку весь этот механизм будет прикреплен к роботу. Это просто здесь, чтобы лучше понять, как устройство настроено на бумаге.

Для программирования робота мы будем использовать два разных языка: Python и C / C ++. Также важно понимать, что это лучше всего делать при программировании на MacOS.

Прежде чем мы начнем, физически прикрепите NodeMCU к плате двигателя. Вы можете сделать это, совместив маленькие волнистые линии внизу друг с другом. НЕ ОТКЛАДЫВАЙТЕ ЕГО НАЗАД, ИЛИ ОНА ПОЖАРЕТ!

После того, как вы подключили NodeMCU + Motorboard к компьютеру, откройте окно терминала и начните писать эти строки, игнорируя ввод чего-либо после #.

ls /dev/tty.* # Находит порт, который прослушивает NodeMCU.

экран ls / dev / tty. 115200

# после этого нажимайте Enter, пока не увидите >>>, затем введите следующее:

сеть импорта

sta = сеть. WLAN (network. STA_IF)

ap = сеть. WLAN (сеть. AP_IF)

ap.active (Истина)

sta.active (Ложь)

Если вы запрограммировали это правильно, теперь вы должны увидеть соединение для MicroPython-xxxxxx (номера будут отличаться в зависимости от используемого ESP8266) в вашем Wi-Fi. Подключитесь к нему, пароль для него - micropythoN (точно так, как написано)

Теперь перейдите на https://micropython.org/webrepl/ и нажмите «Подключиться». НЕ МЕНЯЙТЕ IP. По умолчанию задано то, что требуется. Вам будет предложено ввести пароль; Просто введите пароль.

После этого нам нужно будет получить весь код, используемый для управления двигателями робота. В этом репозитории на github загрузите crimsonbot.py. При необходимости вы можете загрузить другие вещи для использования в будущем. Теперь мы можем начать программировать, но это может быть слишком сложно, поэтому вместо этого мы создали другой репозиторий, расположенный здесь. Возьмите demo.py и поместите его в то же место, что и crimsonbot.py.

Вернитесь в webrepl и подключитесь снова. Нажмите «Подключиться» и снова войдите с паролем. Справа нажмите «Выбрать файл» и найдите, куда вы положили demo.py. Выбрав demo.py, отправьте его, нажав «Отправить на устройство». Если вы сделали это правильно, вы сможете ввести import demo и не получить никаких ошибок. Поздравляем, все программное обеспечение настроено для управления. Пришло время собрать из этого самого робота.

Шаг 3. Создание основ

Теперь, когда мы настроили основную часть программного обеспечения, мы можем работать с оборудованием. Откройте упаковку с шасси Makerfire робота и соберите его, как указано в прилагаемом руководстве. Следует отметить, что провода не припаяны, поэтому будьте осторожны при работе с одним из них. После того, как вы соберете всего робота в соответствии с предоставленным руководством, нам на самом деле не нужно пока надевать верх, так что вы можете пока поставить этого помощника.

Взяв верх, мы можем теперь прикрепить кое-что. Возьмите клей по вашему выбору и поместите моторную плату и две батареи 9 В перед синей секцией на плате. Само собой разумеется, но для этого можно отсоединить моторную плату.

С помощью спаянных проводов или зажимов типа «крокодил» подключите последовательно две батареи 9 В, обеспечивая около 18 В. Теперь возьмите один конец этого и подключите к тумблеру. Теперь у вас должен быть отрицательный / положительный конец, прикрепленный к качалке, а другой просто прикреплен к одному концу. С помощью инструментов для зачистки проводов удалите немного красного / черного кабеля питания, чтобы обнажить медь. Теперь вы можете вставить их в моторную плату на синей секции, вставив их внутрь. Используйте небольшую отвертку Phillips, чтобы поднимать и опускать их, чтобы надежно закрепить их. Красный провод подключится к розетке с именем VIN, а земля - к розетке с именем GND.

Теперь самая сложная часть проводки. Это, наверное, самая сложная часть, так как она очень сложная. Используя концы моторов, соедините его следующим образом:

Два черных провода слева к розетке A-

Два красных провода слева к розетке A +

Два черных провода справа к розетке B-

Два красных провода справа к розетке B +

Изолента и застежки-молнии будут очень кстати, чтобы скрепить пары проводов вместе. Теперь, когда он собран, мы можем проверить, правильно ли работают двигатели.

Войдите в систему и выполните все этапы шага 1 от запуска webrepl до загрузки demo.py. После ввода демоверсии импорта введите одну из следующих команд:

demo.demo_fb () # Заставляет робота двигаться вперед и назад.

demo.demo_rot () # Заставляет робота вращаться.

Они оценят, можете ли вы двигаться вперед и повернуть. Если они оба будут работать, как задумано, это будет здорово! Если нет, дважды проверьте проводку и убедитесь, что ваши батареи полностью заряжены. К этому приложению в качестве примера прилагается небольшое видео о программе demo_fb () и о том, как она запускает колеса. Обратите внимание, что они не имеют полного питания, поэтому мы должны с помощью мультиметра убедиться, что мощности достаточно для четырех двигателей.

Шаг 4: Раскрашивание чувства вещей

Теперь, когда мы установили, что наш бот может перемещаться, наконец, пришло время начать автоматизацию робота.

Подобно тому, как охраннику поручено патрулировать область в течение определенного периода времени, робот запрограммирован с использованием кода в demo.py для патрулирования области по черной линии. Лучший кандидат на эту линейку - черная изолента.

С помощью трех перемычек типа «мама» / «мама» подключите к следующим контактам на одном из датчиков цвета: VCC (питание), GND (земля) и DAT (данные). Подключите другие концы, используя также любые контакты из рядов 2-8 на плате двигателя для следующих подключений:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Обратите внимание, что для работы все они должны находиться в одном ряду. Строки обозначены сбоку на плате двигателя. Повторите это дважды для второго датчика и установите их спереди, используя запасные стойки или что-то еще, что вам больше нравится. Имейте в виду, что датчики цвета должны находиться очень близко к земле. Если они не расположены достаточно близко, они не будут работать должным образом. Не забудьте также установить их симметрично с противоположных сторон для достижения желаемого эффекта.

Вернитесь в webrepl, отправьте demo.py и импортируйте его еще раз. После этого положите его на не черную поверхность и нарисуйте линию черной изолентой на метр или два. Поместите робота линией между двумя датчиками. После включения введите следующие команды:

demo.setup ()

demo.loop ()

Теперь Securibot должен следовать за линией и исправляться при срабатывании датчика цвета. Код работает, определяя, какое значение является нормальным, то есть не окрашенным в черный цвет, и когда это значение воспринимается как другое, он корректирует себя. Обратите внимание: поскольку программа предназначена для работы в течение неопределенного времени, единственный способ остановить робота - выключить его. Испытайте этот способ пару раз, и если вы действительно осмеливаетесь, попробуйте сделать несколько поворотов и поворотов.

Шаг 5: отключение звука

На схеме выше показано, как будет установлен ультразвуковой датчик. Датчик работает, передавая ультразвуковой импульс звука, более сильный, чем любой человек может услышать, и вычисляя, сколько времени требуется, чтобы он отразился обратно. Здесь контакты папа / мама будут светиться рядом с резисторами 1 кОм и 2 кОм.

На этом этапе управление недвижимостью будет затруднено, поэтому сейчас самое подходящее время, чтобы снова прикрепить верх автомобиля. Однако имейте в виду, что серый провод TRIG и белый провод ECHO должны подключаться к двум отдельным контактам D на плате двигателя под ними, поэтому протяните их и прикрепите. Если вы приобрели макетную плату, включенную в раздел материалов, то у нее будет клейкое дно, которое можно использовать, просто оторвав бумагу. Прикрепите его к передней части автомобиля, а затем прикрепите аккумулятор, используя любой клей, который вы хотите, в задней части автомобиля.

Следует отметить, что медные провода, которые идут в комплекте с батарейным блоком AA, не имеют гнездовых концов, поэтому вам нужно будет зачистить провод, прежде чем вставлять их в макетную плату.

Код ультразвукового датчика немного сложнее, но его можно снова получить из этого репозитория github. Загрузите HCSR04.py и motion_control.py и разместите их в одном месте. С их помощью вы можете определить расстояние, на котором датчик находится от любого объекта. Дальность действия ультразвука составляет от двух до трех метров.

Шаг 6: тепловые подписи

Теперь, когда у нас собраны другие детали, мы можем сосредоточиться на использовании Arduino Uno с пассивным инфракрасным датчиком (PIR) для обнаружения теплового движения.

Прежде всего, убедитесь, что вы скачали последнюю версию IDE для Arduino. Подключите нужный кабель от USB-розетки к Uno. Вам может потребоваться подтвердить запросы безопасности для этого, скажите всем «Да». Убедитесь, что он распознает это, проверив в меню Инструменты> Плата> Arduino / Genuino Uno и Инструменты> Порт> dev / cu. Bluetooth-Incoming-Port. Как только они будут активированы, перейдите в Инструменты> Получить информацию о доске и посмотрите, всплывает ли информация о доске.

Теперь мы можем использовать код в старом добром репозитории на github, чтобы обнаружить тепловое движение. Загрузите файл.ino в репозиторий и откройте его с помощью Arduino IDE. Нажмите «Подтвердить», чтобы скомпилировать код, и отправьте его в Uno с помощью кнопки рядом с ним.

Теперь мы должны физически подключить Arduino Uno. Следуйте приведенной выше схеме, чтобы сделать это, и, прикрепляя PIR к автомобилю, используйте немного суперклея, чтобы прикрепить его поверх ультразвукового датчика. Любой клей будет из-за прикрепления дополнительных 9В, выключателя и уно.

Шаг 7: вместе

Теперь, когда все на месте, загрузите весь код на соответствующие платы. После завершения и выполнения demo.loop () робот сможет следовать за черными линиями, а датчики должны передавать данные в соответствующие окна терминала. Поздравляем, теперь у вас есть личный Securibot!

Если вы хотите изучить логистику робота, этот раздел является дополнительным материалом о том, как работает программное обеспечение. По сути, робот будет продолжать следовать за линией по кругу, а ультразвуковые и пассивные инфракрасные датчики будут отображать расстояние и движение объектов прямо перед автомобилем.

Если вы хотите добавить к нему больше протоколов, вот дополнительные ресурсы, которые вы можете использовать, чтобы улучшить программное или аппаратное обеспечение автомобиля. Поскольку Securibot немного прост, он служит платформой, которую вы можете изменить по своему усмотрению. Создавайте лазерную резку брони, передовые программы обнаружения, добавляйте шипы, чтобы создать собственного боевого робота; Возможности использования Securibot безграничны!

Если вы хотите добавить больше акриловой брони, чтобы шасси выглядело лучше, мы уже сделали их в репозитории github в виде файлов.pdf, которые можно загрузить на лазерный резак. Это файлы armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf и hinge-fix.pdf. Для получения дополнительных руководств по лазерной резке перейдите на https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, чтобы узнать больше о проектах резки.