„Securibot“: nedidelis „Survelliance“dronas namų saugumui: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Paprastas faktas, kad robotai yra nuostabūs. Tačiau apsaugos robotai paprastai yra per brangūs paprastam žmogui arba jų įsigyti teisiškai neįmanoma; Privačios įmonės ir kariuomenė linkusios tokius įrenginius pasilikti sau ir dėl geros priežasties. Bet ką daryti, jei tikrai norite turėti asmeninį apsaugos robotą?

Įeikite į „Securibot“: mažas visų varomųjų ratų robotas, galintis patruliuoti ten, kur norite, ir gauti informacijos apie įvairius jutiklius. Jis yra mažas, tvirtas ir pigus, todėl norint jį sukurti reikės tik minimaliai suprasti laidus ir programavimą.

1 žingsnis: Surinkite medžiagas

Reikės šių medžiagų. Tai dalys, kurias reikia nusipirkti ir sunaudoti galutiniam produktui, todėl gali būti protinga turėti papildomų atsarginių medžiagų avarijos atveju. Tiesiog spustelėkite dalį, kad atidarytumėte naują skirtuką, jei turite jį nusipirkti!

GALIOS VALDYMAS

• 9 voltų baterija, 4 pakuotės x1
• AA baterija 8-Pack x1
• 4 lizdų AA baterijų laikiklis x1
• Vyriški/vyriški jungiamieji laidai x1
• Vyriški/moteriški jungiamieji laidai x1
• Moteriški/moteriški jungiamieji laidai x1
• Mini duonos lenta x1
• 1k rezistorius x1
• 2k rezistorius x1
• Raudoni/juodi maitinimo kabeliai x1
• Svirtinis jungiklis x2

Aparatūra ir jutikliai

• „Arduino Uno Rev3 x1“
• ESP8266 „Wi-Fi“modulis su „NodeMCU x“
• HCSR04 ultragarsinis jutiklis x1
• PIR judesio jutiklis x1
• Variklio plokštė x1

ŠVAKA

Išmanusis automobilių rinkinys „Makerfire Robot“x1

PAPILDOMOS MEDŽIAGOS*

• Kareivis geležis ir lydmetalis
• Vielos nuėmikliai
• Vielos pjaustytuvai
• 8 "akrilas
• Lazerinis pjoviklis
• Izoliacinė juosta
• Zipties
• Maži varžtai ir veržlės

*Šios medžiagos nėra būtinos, tačiau tikrai prideda papildomą organizavimo ir apsaugos sluoksnį. Būdami neprivalomi, juos dažniau galima rasti techninės įrangos parduotuvėse, o lazerinius pjaustytuvus reikia rimčiau apsvarstyti, o ne tiesiog išsinuomoti ar išsiųsti dalis.

2 žingsnis: programavimas ir planavimas

„Securibot“yra gana sudėtingas laidų ir programavimo prietaisas, kuris iš pradžių gali atrodyti bauginantis, tačiau jei tai daroma mažais žingsniais, tai gali būti lengviau. Žemiau yra schema, kurioje parodyta visa laidų schema. Nors tai yra dabar, būtų neprotinga viską laidyti, nes visas šis mechanizmas bus pritvirtintas prie roboto. Tai tiesiog čia, kad geriau suprastumėte, kaip įrenginys nustatytas popieriuje.

Norėdami užprogramuoti robotą, naudosime dvi skirtingas kalbas: Python ir C/C ++. Be to, svarbu suprasti, kad tai geriausia padaryti programavus „MacOS“.

Prieš pradėdami fiziškai pritvirtinkite „NodeMCU“prie variklio plokštės. Tai galite padaryti, išklodami mažą griovelį apačioje vienas su kitu. NEGALIMA JO ATGALTI ARBA KEPTI!

Kai prijungsite „NodeMCU + Motorboard“prie kompiuterio, atidarykite terminalo langą ir pradėkite rašyti šias eilutes, nekreipdami dėmesio į tai, kad nieko nespausdinsite po #.

ls /dev/tty.* #Rasti prievadą, kurio klausosi „NodeMCU“.

ekranas ls/dev/tty. 115200

#po to paspauskite „Enter“, kol pamatysite >>>, tada įveskite:

importo tinklas

sta = tinklas. WLAN (tinklas. STA_IF)

ap = tinklas. WLAN (tinklas. AP_IF)

ap. aktyvus (tiesa)

sta.active (klaidinga)

Jei tai teisingai užprogramavote, dabar „Wi-Fi“turėtumėte pamatyti „MicroPython-xxxxxx“ryšį (skaičiai skirsis priklausomai nuo naudojamos ESP8266). Prisijunkite prie jo, jo slaptažodis yra mikropitonas (tiksliai taip, kaip parašyta)

Dabar eikite į https://micropython.org/webrepl/ ir paspauskite „Connect“. NEKEISKITE IP. Nurodytas numatytasis yra tai, ko reikia. Turėtumėte būti paraginti įvesti slaptažodį; Tiesiog įveskite slaptažodį.

Po to turėsime gauti visą kodą, naudojamą valdant roboto variklius. Šioje „github“saugykloje atsisiųskite crimsonbot.py. Jei reikia, ateityje galite atsisiųsti kitų dalykų. Dabar galime pradėti programuoti, tačiau tai padaryti gali būti per sunku, todėl vietoj to čia sukūrėme kitą saugyklą. Paimkite demo.py ir padėkite ją toje pačioje vietoje kaip ir crimsonbot.py.

Grįžkite į „webrepl“ir vėl prisijunkite. Paspauskite „Prisijungti“ir vėl prisijunkite naudodami slaptažodį. Dešinėje pusėje spustelėkite „Pasirinkti failą“ir raskite, kur įdėjote demo.py. Pasirinkę demo.py, išsiųskite jį paspausdami „Siųsti į įrenginį“. Jei tai padarėte teisingai, turėtumėte sugebėti įvesti importo demonstracinę versiją ir negauti jokių klaidų. Sveikiname, jūs turite visą programinę įrangą, skirtą valdyti. Dabar atėjo laikas jį surinkti į patį robotą.

3 žingsnis: pagrindų kūrimas

Dabar, kai nustatėme pagrindinę programinės įrangos dalį, galime dirbti su aparatine įranga. Atidarykite roboto „Makerfire“važiuoklės pakuotę ir surinkite ją, kaip nurodyta pridedamame vadove. Reikėtų pažymėti, kad laidai nėra lituojami, todėl dirbdami su vienu būkite atsargūs. Surinkę visą robotą pagal pateiktą vadovą, kol kas neturime turėti viršaus, todėl kol kas galite padėti tą padėjėją.

Atsižvelgdami į viršų, dabar galime pritvirtinti kai kuriuos dalykus. Paimkite pasirinktą klijų ir padėkite variklio plokštę ir dvi 9 V baterijas priešais mėlyną plokštės dalį. Savaime suprantama, bet jūs galite nuimti variklio valdybą, kad tai padarytumėte.

Naudodami lituotus laidus ar aligatoriaus spaustukus, serijiniu būdu pritvirtinkite dvi 9 V baterijas, suteikiančias apie 18 V. Dabar paimkite vieną jo galą ir prijunkite jį prie svirtinio jungiklio. Dabar prie svirties turėtų būti pritvirtintas neigiamas/teigiamas galas, o ant vieno - tiesiog. Naudodami laidų nuėmiklius, šiek tiek nuimkite raudoną/juodą maitinimo kabelį, kad būtų atskleista dalis vario. Dabar galite juos įdėti į „Motorboard“mėlyną skyrių, priklijuodami. Naudokite mažą „Phillips“atsuktuvą, kad pakeltumėte ir nuleistumėte, kad tinkamai pritvirtintumėte. Raudona viela bus prijungta prie lizdo, pavadinto VIN, o žemė - prie lizdo, pavadinto GND.

Dabar yra sunkioji laidų dalis. Tai turbūt sunkiausia dalis, nes ji yra labai sudėtinga. Naudodami variklių galus, prijunkite jį taip:

Du juodi laidai kairėje iki išėjimo A-

Du raudoni laidai kairėje iki išėjimo A+

Du juodi laidai, esantys dešinėje prie lizdo B-

Du raudoni laidai, esantys dešinėje prie išėjimo B+

Elektros juosta ir užtrauktukai bus labai naudingi, kad laidų poros būtų kartu. Dabar, kai tai buvo surinkta, galime patikrinti, ar varikliai veikia tinkamai.

Prisijunkite ir vykdykite visas 1 veiksmo dalis nuo „webrepl“paleidimo iki demo.py įkėlimo. Įvedę importo demonstracinę versiją, įveskite vieną iš šių komandų:

demo.demo_fb () #Priverčia robotą judėti pirmyn ir atgal.

demo.demo_rot () #Priverčia robotą suktis.

Jie įvertins, ar galite judėti į priekį ir pasukti. Jei jie abu dirba taip, kaip numatyta, tai fantastiška! Jei ne, tada dar kartą patikrinkite laidus ir įsitikinkite, kad jūsų baterijos yra visiškai įkrautos. Prie to pridedamas nedidelis programos demo_fb () vaizdo įrašas ir pavyzdys, kaip ji veikia ratus. Atkreipkite dėmesį, kad jie nėra visiškai maitinami, todėl, naudodami multimetrą, turime įsitikinti, ar galios pakanka keturiems varikliams.

4 žingsnis: daiktų jausmo nuspalvinimas

Dabar, kai įsitikinome, kad mūsų robotas gali judėti, pagaliau atėjo laikas pradėti roboto automatizavimą.

Panašiai kaip ir tai, kaip sargui pavesta tam tikrą laiką patruliuoti vietovėje, robotas yra užprogramuotas naudojant kodą, esantį demo.py, kad patruliuotų tam tikroje srityje pagal juodą liniją. Geriausias šios linijos kandidatas yra juoda elektros juosta.

Naudodami tris moteriškus/moteriškus trumpiklius, prijunkite prie šių vieno iš spalvų jutiklių kaiščių: VCC (galia), GND (žemė) ir DAT (duomenys). Prijunkite kitus galus, naudodami bet kokius kaiščius iš variklio plokštės 2-8 eilių, kad būtų galima prijungti šias jungtis:

VCC => V.

GND => G.

DAT => D.

Atminkite, kad visos šios funkcijos turi būti toje pačioje eilutėje. Eilutės pažymėtos variklio plokštės šone. Pakartokite tai du kartus antram jutikliui ir sumontuokite juos priekyje su kai kuriomis atsarginėmis atramomis ar bet kuo kitu. Atminkite, kad spalvų jutikliai turi būti labai arti žemės. Jei jie nėra pakankamai arti, jie neveiks tinkamai. Įsitikinkite, kad taip pat sumontuokite juos simetriškai priešingose pusėse, kad būtų pasiektas poveikis.

Grįžkite į „webrepl“, atsiųskite demo.py ir dar kartą importuokite. Po to padėkite jį ant ne juodo paviršiaus ir nubrėžkite metro ar dviejų juodos elektros juostos liniją. Padėkite robotą žemyn taip, kad linija būtų tarp dviejų jutiklių. Įjungę įveskite šias komandas:

demo.setup ()

demo.loop ()

„Securibot“dabar turėtų sekti liniją ir pataisyti save, kai suveikia spalvų jutiklis. Kodas veikia nustatydamas, kokia vertė yra normali, o tai reiškia, kad nėra juodos spalvos, o kai ši vertė yra kitokia, ji pataiso save. Atminkite, kad kadangi programa skirta neribotam laikui, vienintelis būdas sustabdyti robotą yra jį išjungti. Išbandykite taip porą kartų, ir jei tikrai išdrįstate, pabandykite atlikti keletą vingių ir posūkių.

5 veiksmas: garsas išjungtas

Aukščiau pateiktoje diagramoje parodyta, kaip bus nustatytas ultragarso jutiklis. Jutiklis perduoda ultragarsinį garso impulsą, didesnį nei bet kuris žmogus gali girdėti, ir apskaičiuoja, kiek laiko užtrunka, kol jis atsispindi. Čia vyriški/moteriški skirtukai spindės kartu su 1k ir 2k rezistoriais.

Šiuo metu nekilnojamąjį turtą bus sunku valdyti, todėl dabar būtų tinkamas laikas vėl pritvirtinti automobilio viršų. Tačiau atminkite, kad pilka TRIG viela ir balta ECHO viela turi būti prijungtos prie dviejų atskirų D kaiščių, esančių žemiau esančioje variklio plokštėje, todėl slyskite ir pritvirtinkite. Jei įsigijote duonos lentą, įtrauktą į medžiagų skyrių, tada jos lipnus dugnas bus naudojamas tiesiog nuplėšus popierių. Pritvirtinkite jį prie automobilio priekio, tada pritvirtinkite akumuliatorių, naudodami bet kokius klijus, kuriuos norite automobilio gale.

Reikėtų pažymėti, kad variniai laidai, pateikiami kartu su AA baterija, neturi moteriškų galų, todėl prieš įkišdami juos į duonos lentą, turėsite nuplėšti laidą.

Ultragarso jutiklio kodas yra šiek tiek sudėtingesnis, tačiau jį vis dar galima pasiekti iš šios „Github“repos. Atsisiųskite HCSR04.py ir motion_control.py ir padėkite juos toje pačioje vietoje. Su jais galite nustatyti jutiklio atstumą nuo bet kurio objekto. Ultragarso diapazonas yra nuo dviejų iki trijų metrų.

6 žingsnis: šilumos parašai

Dabar, kai jau surinkome kitas dalis, galime sutelkti dėmesį į „Arduino Uno“naudojimą su pasyviu infraraudonųjų spindulių jutikliu (PIR), kad būtų galima aptikti šiluminį judesį.

Pirmiausia atsisiųskite naujausią „Arduino“IDE. Prijunkite reikiamą kabelį iš USB lizdo prie „Uno“. Jums gali tekti patvirtinti saugumo nurodymus, pasakyti visiems „Taip“. Įsitikinkite, kad jis tai atpažįsta, pasirinkę Įrankiai> Lenta> Arduino/Genuino Uno ir Įrankiai> Uostas> dev/cu. „Bluetooth-Incoming-Port“. Kai jie bus sustiprinti, eikite į Įrankiai> Gauti lentos informaciją ir pažiūrėkite, ar pasirodo lentos informacija.

Dabar galime naudoti kodą sename gerame „Github“repo, kad nustatytume šiluminį judėjimą. Atsisiųskite.ino failą saugykloje ir atidarykite jį naudodami „Arduino IDE“. Spustelėkite „Patvirtinti“, kad sudarytumėte kodą, ir paspauskite jį prie „Uno“naudodami šalia esantį mygtuką.

Dabar turime fiziškai prijungti „Arduino Uno“. Norėdami tai padaryti, vadovaukitės aukščiau pateikta schema, o pritvirtindami PIR prie automobilio, naudokite super klijus, kad pritvirtintumėte jį prie ultragarso jutiklio. Bet kokie klijai turės pritvirtinti papildomą 9V, jungiklį ir „Uno“.

7 žingsnis: Susitikimas

Dabar, kai viskas yra vietoje, įkelkite visą kodą į atitinkamas plokštes. Kai baigsite ir atliksite demo.loop (), robotas galės sekti juodąsias linijas, o jutikliai turėtų įvesti duomenis į atitinkamus terminalo langus. Sveikiname, dabar turite savo asmeninį „Securibot“!

Jei norite sužinoti roboto logistiką, šis skyrius yra papildoma medžiaga apie tai, kaip veikia programinė įranga. Iš esmės robotas ir toliau seka liniją, o ultragarsiniai ir pasyvieji infraraudonųjų spindulių jutikliai parodys atstumą ir judesį tiesiai priešais automobilį.

Jei norite prie jo pridėti daugiau protokolų, čia yra papildomų išteklių, kuriuos galite naudoti, kad automobilis turėtų geresnę programinę ar techninę įrangą. Kadangi „Securibot“yra šiek tiek paprastas, jis yra platforma, kurią galite keisti savo nuožiūra. Sukurkite lazeriu supjaustytus šarvus, pažangias aptikimo programas, pridėkite smaigalių, kad sukurtumėte savo kovinį robotą; Galimybės yra neribotos, ką galite padaryti naudodami „Securibot“!

Jei norite pridėti daugiau akrilo šarvų, kad važiuoklė atrodytų gražiau, mes jau padarėme juos „github“saugykloje kaip.pdf, kuriuos galima įkelti į lazerinį pjaustytuvą. Failai yra šarvai-šonas.pdf, priekinės ir galinės plokštės-fiksuoti.pdf ir vyriai-pataisyti.pdf. Norėdami sužinoti daugiau, kaip pjaustyti lazeriu, apsilankykite https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ ir sužinokite daugiau pjovimo projektų.