Securibot: neliels izdzīvošanas drons mājas drošībai: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Tas ir vienkāršs fakts, ka roboti ir lieliski. Drošības roboti tomēr mēdz būt pārāk dārgi, lai vidusmēra cilvēks to varētu atļauties, vai arī tos ir juridiski neiespējami iegādāties; Privāti uzņēmumi un militārpersonas mēdz paturēt šādas ierīces pie sevis un pamatota iemesla dēļ. Bet ko tad, ja jūs patiešām vēlaties, lai jums būtu personīgais drošības robots?

Ievadiet Securibot: mazs visu riteņu piedziņas robots, kas ar plašu sensoru klāstu var patrulēt apkārt, kur vēlaties, un saņemt atgriezenisko informāciju. Tas ir mazs, izturīgs un lēts, un tā izveidošanai būs nepieciešama tikai minimāla elektroinstalācijas un programmēšanas izpratne.

1. darbība: materiālu savākšana

Būs nepieciešami šādi materiāli. Tās ir detaļas, kuras ir jāiegādājas un jāizlieto galaproduktam, un tādēļ var būt prātīgi iegūt papildu rezerves materiālus negadījuma gadījumā. Vienkārši noklikšķiniet uz daļas, lai atvērtu jaunu cilni, ja tā ir jāiegādājas!

VARAS PĀRVALDĪBA

• 9 voltu akumulators, 4 iepakojumi x1
• AA baterija 8-pack x1
• 4 slotu AA bateriju turētājs x1
• Vīriešu/vīriešu džemperu vadi x1
• Vīriešu/sieviešu džemperu vadi x1
• Sieviešu/sieviešu džemperu vadi x1
• Mini maizes dēlis x1
• 1k rezistors x1
• 2k rezistors x1
• Sarkani/melni strāvas kabeļi x1
• Šūpoles slēdzis x2

Aparatūra un sensori

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi modulis ar NodeMCU x
• HCSR04 ultraskaņas sensors x1
• PIR kustības sensors x1
• Motora dēlis x1

ŠASIJA

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

PAPILDU MATERIĀLI*

• Karavīrs dzelzs un lodēt
• Stiepļu noņēmēji
• Stiepļu griezēji
• 8 "akrils
• Lāzera griezējs
• Elektriskā lente
• Zipties
• Mazas skrūves un uzgriežņi

*Šie materiāli nav nepieciešami, bet noteikti pievieno papildu organizācijas un aizsardzības slāni. Tā kā tie nav obligāti, tos biežāk var atrast datortehnikas veikalos, un lāzera griezēji ir nopietnāks apsvērums par iegādi, nevis vienkārši to nomāšana vai detaļu piegāde.

2. solis: programmēšana un plānošana

Securibot ir diezgan sarežģīta elektroinstalācijas un programmēšanas ierīce, kas sākotnēji var šķist biedējoša, bet, ja to veic ar nelieliem soļiem, to var atvieglot. Zemāk ir diagramma, kas parāda visu elektroinstalācijas shēmu. Pat ja tas ir šeit, nebūtu prātīgi visu vadīt, jo viss šis mehānisms tiks pievienots robotam. Tas ir vienkārši šeit, lai labāk izprastu, kā ierīce ir iestatīta uz papīra.

Lai ieprogrammētu robotu, mēs izmantosim divas dažādas valodas: Python un C/C ++. Ir arī svarīgi saprast, ka to vislabāk var izdarīt, ja to ieprogrammē MacOS.

Pirms sākam, fiziski pievienojiet NodeMCU motora panelim. To var izdarīt, saliekot nelielu griezumu apakšā viens ar otru. NELIETIET ATPAKAĻ, VAI TAS CEPĒS!

Kad esat pievienojis NodeMCU + Motorboard datoram, atveriet termināļa logu un sāciet rakstīt šīs rindas, ignorējot rakstīt neko pēc #.

ls /dev/tty.* #Atrod portu, kurā klausās NodeMCU.

ekrāns ls/dev/tty. 115200

#pēc tam nospiediet taustiņu Enter, līdz tiek parādīts >>>, un pēc tam ierakstiet:

importa tīkls

sta = tīkls. WLAN (tīkls. STA_IF)

ap = tīkls. WLAN (tīkls. AP_IF)

ap. aktīvs (patiess)

sta.active (nepatiesa)

Ja esat to pareizi ieprogrammējis, tagad savā Wi-Fi tīklā vajadzētu redzēt savienojumu ar MicroPython-xxxxxx (skaitļi atšķirsies atkarībā no izmantotā ESP8266). Izveidojiet savienojumu ar to, tā parole ir mikropitons (tieši tā, kā rakstīts)

Tagad dodieties uz vietni https://micropython.org/webrepl/ un nospiediet "Savienot". NEMAINIET IP. Pēc noklusējuma tiek prasīts. Jums vajadzētu lūgt ievadīt paroli; Vienkārši ievadiet paroli.

Pēc tam mums būs jāiegūst viss robota motoru vadībā izmantotais kods. Šajā github krātuvē lejupielādējiet crimsonbot.py. Ja nepieciešams, varat lejupielādēt citas lietas turpmākai lietošanai. Tagad mēs varam sākt programmēt, taču to darīt var būt pārāk grūti, tāpēc tā vietā mēs esam izveidojuši citu krātuvi. Paņemiet demo.py un ievietojiet to tajā pašā vietā, kur atrodas crimsonbot.py.

Atgriezieties tīmekļa vietnē un izveidojiet savienojumu. Nospiediet "Savienot" un vēlreiz piesakieties ar paroli. Labajā pusē noklikšķiniet uz "Izvēlēties failu" un atrodiet vietu, kur ievietojat demo.py. Pēc demo.py izvēles nosūtiet to, nospiežot "Sūtīt uz ierīci". Ja jūs to izdarījāt pareizi, jums vajadzētu būt iespējai ierakstīt importa demonstrāciju un nesaņemt nekādas kļūdas. Apsveicam, jums ir iestatīta visa programmatūra kontrolei. Tagad ir pienācis laiks to apkopot pašā robotā.

3. solis: pamatu veidošana

Tagad, kad esam izveidojuši programmatūras primāro daļu, mēs varam strādāt ar aparatūru. Atveriet robota Makerfire šasijas iepakojumu un salieciet to, kā norādīts pievienotajā rokasgrāmatā. Jāatzīmē, ka vadi nav pielodēti, tāpēc esiet uzmanīgi, kā vienmēr, strādājot ar vienu. Kad esat samontējis visu robotu saskaņā ar sniegto rokasgrāmatu, mums faktiski pagaidām nav jābūt augšpusē, tāpēc pagaidām varat ievietot šo palīgu.

Ņemot augšpusi, tagad mēs varam pievienot dažas lietas. Paņemiet izvēlēto līmi un novietojiet motora paneli un divus 9 V akumulatorus tāfeles zilās daļas priekšā. Pats par sevi saprotams, bet, lai to izdarītu, varat atvienot motoru padomi.

Izmantojot lodētus vadus vai aligatora skavas, pievienojiet divas 9 V baterijas sērijveidā, nodrošinot aptuveni 18 V. Tagad paņemiet vienu galu un pievienojiet to svirslēdzim. Tagad jums vajadzētu pievienot negatīvu/pozitīvu galu pie šūpuļtīkla un vienu vienkārši piestiprināt pie viena gala. Izmantojot stieples noņēmējus, noņemiet nedaudz sarkanā/melnā strāvas kabeļa, lai atklātu daļu vara. Tagad jūs varat tos ievietot Motorboard panelī uz zilās sadaļas, pielīmējot tos. Izmantojiet mazu Phillips skrūvgriezi, lai paceltu un nolaistu, lai tos pareizi nostiprinātu. Sarkanais vads tiks piestiprināts pie kontaktligzdas ar nosaukumu VIN, bet zemējums - pie kontaktligzdas ar nosaukumu GND.

Tagad ir elektroinstalācijas cietā daļa. Tas, iespējams, ir visgrūtākais, jo tas ir ļoti sarežģīts. Izmantojot motoru galus, pievienojiet to šādā veidā:

Abi melnie vadi kreisajā pusē līdz izejai A-

Abi sarkanie vadi kreisajā pusē līdz izejai A+

Abi melnie vadi labajā pusē pie kontaktligzdas B-

Divi sarkanie vadi labajā pusē pie izejas B+

Elektriskā lente un rāvējslēdzēji būs ļoti noderīgi, lai vadu pāri būtu kopā. Tagad, kad tas ir samontēts, mēs varam pārbaudīt, vai motori darbojas pareizi.

Piesakieties un izpildiet visas 1. darbības daļas, sākot no webrepl palaišanas līdz demo.py ielādei. Pēc importēšanas demonstrācijas ievadīšanas ierakstiet kādu no šīm komandām:

demo.demo_fb () #Liek robotam iet uz priekšu un atpakaļ.

demo.demo_rot () #Liek robotam griezties.

Tie novērtēs, vai varat virzīties uz priekšu un pagriezties. Ja viņi abi strādā, kā paredzēts, nekā fantastiski! Ja nē, tad vēlreiz pārbaudiet vadu un pārliecinieties, vai akumulatori ir pilnībā uzlādēti. Tam ir pievienots neliels video par programmu demo_fb () un kā tā darbojas kā riteņi. Ņemiet vērā, ka tie netiek pilnībā darbināti, tāpēc mums, izmantojot multimetru, jāpārliecinās, vai jauda ir pietiekama četriem motoriem.

4. solis: lietu sajūtas krāsošana

Tagad, kad esam noskaidrojuši, ka mūsu robots var pārvietoties, beidzot ir pienācis laiks sākt robota automatizāciju.

Līdzīgi kā apsargam tiek uzdots patrulēt noteiktā laika posmā, robots tiek ieprogrammēts, izmantojot kodu demo.py, lai patrulētu apgabalā, ievērojot melno līniju. Labākais šīs līnijas kandidāts ir melna elektriskā lente.

Izmantojot trīs sieviešu/sieviešu džemperu vadus, pievienojiet šādām tapām vienā no krāsu sensoriem: VCC (jauda), GND (zeme) un DAT (dati). Savienojiet pārējos galus, izmantojot arī visas tapas no motorplates 2-8 rindām, lai veiktu šādus savienojumus:

VCC => V.

GND => G

DAT => D

Ņemiet vērā, ka tiem visiem jābūt vienā rindā, lai tie darbotos. Rindas ir marķētas motora plates malā. Atkārtojiet to divreiz otrajam sensoram un uzstādiet tos priekšpusē ar dažiem rezerves pārtraukumiem vai visu, kas jums patīk. Paturiet prātā, ka krāsu sensoriem jābūt ļoti tuvu zemei. Ja tie nav pietiekami tuvu, tie nedarbosies pareizi. Noteikti uzstādiet tos arī simetriski pretējās pusēs, lai iegūtu paredzēto efektu.

Dodieties atpakaļ uz Webrepl, nosūtiet demo.py un vēlreiz to importējiet. Pēc tam nolieciet to uz virsmas, kas nav melna, un uzzīmējiet metra vai divu melnas elektriskās lentes līniju. Novietojiet robotu uz leju ar līniju starp diviem sensoriem. Pēc barošanas ierakstiet šādas komandas:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot tagad jāseko līnijai un jālabojas, kad krāsu sensors ir ieslēgts. Kods darbojas, nosakot, kāda vērtība ir normāla, tas nozīmē, ka tā nav melna, un, ja šī vērtība tiek uzskatīta par atšķirīgu, tā izlabojas pati. Ņemiet vērā, ka, tā kā programma ir paredzēta darbībai bezgalīgi, vienīgais veids, kā apturēt robotu, ir izslēgt to. Pārbaudiet šādā veidā pāris reizes, un, ja esat patiešām drosmīgs, mēģiniet veikt dažus līkumus un pagriezienus.

5. darbība. Izslēgšana

Iepriekš redzamā diagramma parāda, kā tiks uzstādīts ultraskaņas sensors. Sensors darbojas, pārraidot ultraskaņas skaņas impulsu, kas ir augstāks nekā jebkurš cilvēks, un aprēķina, cik ilgs laiks nepieciešams, lai tas atspoguļotos. Šeit vīriešu/sieviešu cilnes spīdēs līdzās 1k un 2k rezistoriem.

Šajā brīdī nekustamo īpašumu būs grūti pārvaldīt, tāpēc tagad būtu īstais laiks atkal piestiprināt automašīnas augšdaļu. Tomēr paturiet prātā, ka pelēkajam TRIG vadam un baltajam ECHO vadam ir jābūt savienotam ar divām atsevišķām D tapām uz motora paneļa zem, tāpēc ielieciet tās un piestipriniet. Ja esat iegādājies maizes dēli, kas iekļauts materiālu sadaļā, tam būs līmējams dibens, ko var izmantot, vienkārši noņemot papīru. Piestipriniet to automašīnas priekšpusē un pēc tam piestipriniet akumulatoru, izmantojot jebkuru līmi automašīnas aizmugurē.

Jāatzīmē, ka vara vadiem, kas tiek piegādāti kopā ar AA bateriju komplektu, nav sieviešu galu, tāpēc jums būs jānoņem vads, pirms tos ievietojat maizes dēļā.

Ultraskaņas sensora kods ir nedaudz sarežģītāks, taču tam joprojām var piekļūt no šī github repo. Lejupielādējiet HCSR04.py un motion_control.py un ievietojiet tos vienā vietā. Ar tiem jūs varat noteikt sensora attālumu no jebkura objekta. Ultraskaņas diapazons ir aptuveni divi līdz trīs metri.

6. solis: siltuma paraksti

Tagad, kad esam samontējuši pārējās detaļas, mēs varam koncentrēties uz Arduino Uno izmantošanu ar pasīvo infrasarkano sensoru (PIR), lai noteiktu siltuma kustību.

Pirmkārt, noteikti lejupielādējiet jaunāko IDE Arduino. Pievienojiet vajadzīgo kabeli no USB ligzdas Uno. Iespējams, jums būs jāapstiprina drošības norādījumi, sakot visiem "Jā". Pārliecinieties, ka tas to atpazīst, pārbaudot sadaļā Rīki> Dēlis> Arduino/Genuino Uno un Rīki> Ports> dev/cu. Bluetooth-ienākošais ports. Kad tie ir uzlaboti, dodieties uz Rīki> Iegūt padomes informāciju un pārbaudiet, vai tiek parādīta tāfeles informācija.

Tagad mēs varam izmantot kodu vecajā labajā github repo, lai noteiktu termisko kustību. Lejupielādējiet.ino failu krātuvē un atveriet to, izmantojot Arduino IDE. Noklikšķiniet uz "Verificēt", lai apkopotu kodu, un nospiediet to uz Uno, izmantojot blakus esošo pogu.

Tagad mums fiziski jāpievieno Arduino Uno. Lai to izdarītu, ievērojiet iepriekš redzamo diagrammu, un, piestiprinot PIR automašīnai, izmantojiet kādu superlīmi, lai to piestiprinātu virs ultraskaņas sensora. Jebkura līme būs jāpiestiprina papildu 9V, slēdzis un Uno.

7. solis: apvienoties

Tagad, kad viss ir savās vietās, ielādējiet visu kodu attiecīgajos dēļos. Kad esat pabeidzis un esat izpildījis demo.loop (), robots varēs sekot melnām līnijām, un sensoriem jāievada dati attiecīgajos termināļa logos. Apsveicam, jums tagad ir savs personīgais Securibot!

Ja vēlaties uzzināt robota loģistiku, šī sadaļa ir papildu materiāls par programmatūras darbību. Būtībā robots turpinās sekot līnijai cilpā, un ultraskaņas un pasīvie infrasarkanie sensori parādīs objektu attālumu un kustību tieši automašīnas priekšā.

Ja vēlaties tam pievienot vairāk protokolu, šeit ir papildu resursi, kurus varat izmantot, lai automašīnai būtu labāka programmatūra vai aparatūra. Tā kā Securibot ir nedaudz pamata, tas kalpo kā platforma, lai jūs varētu pārveidot pēc sirds patikas. Izstrādājiet lāzera griezuma bruņas, uzlabotas noteikšanas programmas, pievienojiet tapas, lai izveidotu savu kaujas robotu; Potenciāls ir neierobežots, ko jūs varat darīt ar Securibot!

Ja vēlaties pievienot vairāk akrila bruņas, lai šasija izskatītos jaukāka, mēs tās jau esam izveidojuši github krātuvē kā.pdf, kuras var ielādēt lāzera griezējā. Faili ir armor-side.pdf, front-back-plates-fix.pdf un eņģes-fix.pdf. Lai iegūtu vairāk pamācību par lāzera griešanu, apmeklējiet vietni https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, lai uzzinātu vairāk par griešanas projektiem.