Ang Securibot: isang Maliit na Survelliance Drone para sa Seguridad sa Bahay: 7 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ito ay isang simpleng katotohanan na ang mga robot ay kahanga-hanga. Ang mga robot ng seguridad, gayunpaman, ay may posibilidad na maging masyadong mahal para sa isang average na tao na kayang bayaran o imposibleng ligal na bumili; Ang mga pribadong kumpanya at militar ay may posibilidad na itago ang mga nasabing aparato sa kanilang sarili, at sa mabuting kadahilanan. Ngunit paano kung nais mo talagang magkaroon ng isang personal na robot ng seguridad?

Ipasok ang Securibot: Isang maliit na all-wheel drive robot na maaaring magpatrolya kung saan mo nais at impormasyon ng feedback na may malawak na hanay ng mga sensor. Ito ay maliit, matatag at murang, at kakailanganin lamang ng kaunting pag-unawa sa mga kable at programa upang lumikha.

Hakbang 1: Mga Kagamitan sa Pagtitipon

Ang mga sumusunod na materyales ay kinakailangan. Ito ang mga bahagi na dapat bilhin at matupok para sa pangwakas na produkto, at dahil maaaring maging matalino na magkaroon ng karagdagang mga backup na materyales kung sakaling may aksidente. Mag-click lamang sa isang bahagi upang buksan ang isang bagong tab kung kailangan mo itong bilhin!

Pamahalaang POWER

• 9-Volt Battery 4-Pack x1
• AA Battery 8-Pack x1
• 4-Slot AA Holder ng Baterya x1
• Mga Wire ng Lalaki / Lalaki na Jumper x1
• Mga Wire ng Jumper ng Lalaki / Babae x1
• Babae / Babae Jumper Wires x1
• Mini Breadboard x1
• 1k Resistor x1
• 2k Resistor x1
• Pula / Itim na Mga Kable ng Kuryente x1
• Rocker Switch x2

HARDWARE AT SENSORS

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi Module w / NodeMCU x
• HCSR04 Ultrasonic Sensor x1
• PIR Motion Sensor x1
• Lupon ng Motor x1

CHASSIS

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

KARAGDAGANG MATERIAL *

• Sundalong Bakal at Solder
• Mga Striper ng Wire
• Mga Cutter ng Wire
• 8 "Acrylic
• Laser Cutter
• Electrical Tape
• Zipties
• Mga Maliit na Screw at Nut

* Ang mga materyal na ito ay hindi kinakailangan, ngunit tiyak na magdagdag ng isang sobrang layer ng samahan at proteksyon. Bilang opsyonal, maaari silang mas karaniwang matatagpuan sa mga tindahan ng hardware, at ang mga pamutol ng laser ay isang seryosong pagsasaalang-alang para sa pagbili sa halip ay simpleng pag-upa lamang ng isa o pagpapadala ng mga piyesa.

Hakbang 2: Programming at Pagpaplano

Ang Securibot ay isang kumplikadong aparato sa mga tuntunin ng mga kable at programa na maaaring mukhang nakakatakot sa una, ngunit kung tapos sa maliliit na hakbang ay maaaring gawing mas madali. Nasa ibaba ang isang diagram na nagpapakita ng buong scheme ng mga kable. Kahit na narito na ito ngayon, hindi maingat na i-wire ang lahat dahil ang buong mekanismo na ito ay mai-attach sa robot. Dito lang ito upang makakuha ng isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano ang aparato ay naka-set up sa papel.

Upang maprograma ang robot, gagamit kami ng dalawang magkakaibang wika: Python at C / C ++. Gayundin, mahalagang maunawaan na ito ay pinakamahusay na ginagawa kapag na-program sa MacOS.

Bago kami magsimula, pisikal na ilakip ang NodeMCU sa Motor Board. Magagawa mo ito sa pamamagitan ng paglalagay sa linya ng maliit na squiggle sa ibaba sa bawat isa. HUWAG LALAKI ITO SA BALIK NG BAGO O MAG-FRY!

Kapag nakakonekta mo ang NodeMCU + Motorboard sa isang computer, buksan ang isang window ng terminal, at simulang isulat ang mga linyang ito, hindi pinapansin na mag-type ng anumang pagkatapos ng #.

ls /dev/tty.* #Nahanap ang port na nakikinig sa NodeMCU.

screen ls / dev / tty. 115200

#pagkatapos nito, pindutin ang enter hanggang sa makita mo ang >>>, pagkatapos ay i-type ang sumusunod:

mag-import ng network

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap.active (Totoo)

sta.active (Mali)

Kung na-program mo ito nang tama, dapat mo na ngayong makita ang isang koneksyon para sa MicroPython-xxxxxx (magkakaiba ang mga numero batay sa ginamit na ESP8266) sa iyong Wi-Fi. Kumonekta dito, ang password para rito ay micropythoN (eksaktong nakasulat)

Ngayon, pumunta sa https://micropython.org/webrepl/ at pindutin ang "Connect". HUWAG PALITAN ANG IP. Ang isang default na ibinigay ay kung ano ang kinakailangan. Dapat kang mag-prompt na magpasok ng isang password; Ipasok lamang ang password.

Pagkatapos nito, kakailanganin nating makuha ang lahat ng code na ginamit sa kontrol ng mga motor ng robot. Sa repository ng github na ito, mag-download ng crimsonbot.py. Maaari kang mag-download ng iba pang mga bagay para magamit sa hinaharap kung kinakailangan. Ngayon ay maaari na tayong magsimulang mag-program, ngunit ang paggawa nito ay maaaring maging napakahirap, kaya sa halip gumawa kami ng isa pang lalagyan sa halip na matatagpuan dito. Grab demo.py at ilagay ito sa parehong lokasyon tulad ng crimsonbot.py.

Bumalik sa webrepl at kumonekta muli. Pindutin ang "Connect" at mag-log in muli gamit ang password. Sa kanang bahagi, i-click ang "Piliin ang File" at hanapin kung saan mo inilalagay ang demo.py. Matapos piliin ang demo.py, ipadala ito sa pamamagitan ng pagpindot sa "Ipadala sa aparato". Kung nagawa mo ito nang tama, dapat ma-type mo ang pag-import ng demo at hindi makakuha ng anumang error. Binabati kita, mayroon ka ng lahat ng software na naka-set up para sa kontrol. Ngayon ay oras na upang tipunin ito sa robot mismo.

Hakbang 3: Pagbuo ng Mga Pangunahing Kaalaman

Ngayon na na-set up namin ang pangunahing bahagi ng software, maaari kaming gumana sa hardware. Buksan ang pakete para sa chassis ng Makerfire ng robot at tipunin ito ayon sa tagubilin sa kasamang gabay. Dapat pansinin na ang mga wires ay hindi na-solder, kaya't maging maingat tulad ng lagi kapag nagtatrabaho kasama ang isa. Kapag naipon mo na ang buong robot alinsunod sa ibinigay na patnubay, talagang hindi namin kailangang magkaroon ng tuktok sa ngayon, upang mailagay mo na ang tagatulong sa ngayon.

Pagkuha sa tuktok, maaari na kaming maglakip ng ilang mga bagay. Grab isang malagkit na iyong pinili at ilagay ang Motor Board at dalawang 9V na baterya sa harap ng asul na seksyon sa pisara. Hindi ito sinasabi, ngunit maaari mong ihiwalay ang Motor Board upang gawin ito.

Gamit ang mga solder na wires o alligator clip, ilakip ang dalawang 9V na baterya sa serye, na nagbibigay sa paligid ng 18V ng lakas. Ngayon kumuha ng isang dulo ng na at ikonekta ito sa isang rocker switch. Dapat mayroon ka ngayong isang negatibo / positve na dulo na nakakabit sa rocker at isang simpleng nakakabit sa isang dulo. Sa pamamagitan ng mga wire striper, alisin ang kaunti ng pula / itim na power cable upang ilantad ang ilan sa tanso. Maaari mo na ngayong ilagay ang mga ito sa Motorboard sa asul na seksyon sa pamamagitan ng pagdikit sa kanila. Gumamit ng isang maliit na Phillips distornilyador upang itaas at babaan upang ma-secure ang mga ito nang maayos. Ang pulang kawad ay ikakabit sa outlet na pinangalanang VIN at ang lupa ay ikakabit sa outlet na pinangalanang GND.

Ngayon ang mahirap na bahagi ng mga kable. Marahil ito ang pinakamahirap na bahagi dahil napaka-buhol-buhol nito. Gamit ang mga dulo ng motor, ikonekta ito sa sumusunod na paraan:

Ang dalawang itim na wires sa kaliwa upang palabasin ang A-

Ang dalawang pulang wires sa kaliwa upang palabasin ang A +

Ang dalawang itim na wires sa kanan upang palabasin ang B-

Ang dalawang pulang wires sa kanan upang palabasin ang B +

Ang mga de-koryenteng tape at zipties ay darating nang napaka madaling gamiting upang mapanatili ang mga pares ng mga wire nang magkasama. Ngayon na naipon na, masusubukan natin kung gumagana nang maayos ang mga motor.

Mag-log in at sundin ang lahat ng mga bahagi sa Hakbang 1 mula sa pagsisimula ng webrepl hanggang sa paglo-load ng demo.py. Matapos mong mai-type ang import na demo, i-type ang alinman sa mga sumusunod na utos:

demo.demo_fb () #Gawin ang robot na pasulong at baligtarin.

demo.demo_rot () #Gawing umiikot ang robot.

Susuriin ng mga ito kung maaari kang sumulong at umikot. Kung pareho silang gumagana tulad ng inilaan, kaysa sa kamangha-manghang! Kung hindi, pagkatapos ay i-double check ang iyong mga kable at tiyaking ang iyong mga baterya ay ganap na nasingil. Nakalakip dito ay isang maliit na video ng demo_fb () na programa at kung paano nito pinapatakbo ang mga gulong bilang isang halimbawa. Pansinin na ang mga ito ay hindi ganap na pinapatakbo, kaya dapat nating siguraduhin na ang paggamit ng isang multimeter kung ang lakas ay sapat na sapat para sa apat na mga motor.

Hakbang 4: Pangkulay ng isang Sense of Things

Ngayon na naitaguyod namin na ang aming bot ay maaaring lumipat, oras na upang simulan ang awtomatiko ng robot.

Tulad ng kung paano ang isang guwardya ay tungkulin sa pagpapatrolya sa isang lugar sa loob ng isang panahon, ang robot ay naka-program gamit ang code sa demo.py upang magpatrolya sa isang lugar sa pamamagitan ng pagsunod sa isang itim na linya. Ang pinakamahusay na kandidato para sa linyang ito ay itim na electrical tape.

Gamit ang tatlong mga pambabae / babaeng jumper wires, kumonekta sa mga sumusunod na pin sa isa sa mga color sensor: VCC (power), GND (ground) at DAT (data). Ikonekta ang iba pang mga dulo gamit din ang anumang mga pin mula sa mga hilera 2-8 sa Motor Board para sa mga sumusunod na koneksyon:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Tandaan na ang lahat ng ito ay dapat na nasa parehong hilera upang gumana. Ang mga hilera ay may label sa gilid ng Motor Board. Ulitin ito nang dalawang beses para sa isang pangalawang sensor, at i-mount ang mga ito sa harap ng ilang ekstrang standoffs o anumang gusto mo. Tandaan na ang mga sensor ng kulay ay dapat na malapit sa lupa. Kung hindi sila sapat na malapit, hindi sila gagana nang maayos. Tiyaking i-mount din ang mga ito nang simetriko sa kabaligtaran para sa inilaan na epekto.

Bumalik sa webrepl, magpadala ng demo.py at i-import ito muli. Pagkatapos nito, itabi ito sa isang hindi itim na ibabaw at i-map ang isang linya ng itim na electrical tape isang metro o dalawa. Ilagay ang robot kasama ang linya sa pagitan ng dalawang sensor. I-type ang mga sumusunod na utos pagkatapos mag-powering:

demo.setup ()

demo.loop ()

Ang Securibot ay dapat na sundin ang linya at iwasto ang sarili nito kapag ang kulay ng sensor ay napunta. Gumagana ang code sa pamamagitan ng pagtuklas ng kung anong halaga ang normal, nangangahulugang hindi itim na kulay, at kapag ang halagang iyon ay naramdaman na naiiba, itinatama nito ang sarili. Tandaan na dahil ang programa ay sinadya upang tumakbo nang walang katiyakan, ang tanging paraan upang ihinto ang robot ay upang patayin ito. Subukan ang paraang ito nang maraming beses, at kung talagang matapang ka, subukang gumawa ng ilang mga curve at turn.

Hakbang 5: Patay na

Ipinapakita ng diagram sa itaas kung paano i-set up ang sensor ng ultrasonic. Gumagana ang sensor sa pamamagitan ng paglilipat ng isang ultrasonic pulse ng tunog, mas mataas kaysa sa anumang taong maaaring makarinig, at kinakalkula kung gaano katagal bago ito sumasalamin pabalik. Dito lalabas ang mga tab na lalaki / babae sa tabi ng 1k at 2k resistors.

Sa puntong ito, ang real estate ay mahirap pamahalaan, kaya't magiging isang magandang panahon upang mai-attach muli ang tuktok ng kotse. Gayunpaman, tandaan na ang kulay-abo na TRIG wireand ang puting ECHO wire ay dapat kumonekta sa dalawang magkakahiwalay na D pin sa Motor Board sa ilalim, kaya sneak ang mga ito at ilakip ang mga ito. Kung binili mo ang breadboard na kasama sa seksyon ng mga materyales, pagkatapos ay magkakaroon ito ng isang malagkit na ilalim na maaaring magamit ng pag-alis lamang ng papel. Ikabit iyon sa harap ng kotse, at pagkatapos ay ikabit ang baterya pack gamit ang anumang malagkit na nais mo sa likuran ng kotse.

Dapat pansinin na ang mga wire na tanso na kasama ng pack ng baterya ng AA ay walang mga babaeng dulo, kaya kakailanganin mong hubarin ang kawad bago ipasok ang mga ito sa breadboard.

Ang code para sa ultrasonic sensor ay medyo mas kumplikado ngunit maaari pa ring ma-access mula sa github repo na ito muli. Mag-download ng HCSR04.py at motion_control.py at ilagay ang mga ito sa parehong lokasyon. Sa mga ito, mahahanap mo ang distansya ng sensor mula sa anumang object. Ang saklaw ng ultrasonic ay nasa dalawa hanggang tatlong metro.

Hakbang 6: Mga Lagda ng Heat

Ngayon na naipon namin ang iba pang mga bahagi, maaari kaming tumuon sa paggamit ng Arduino Uno gamit ang Passive Infrared Sensor (PIR) upang makita ang paggalaw ng thermal.

Una sa lahat, tiyaking i-download ang pinakabagong IDE para sa Arduino. Ikonekta ang kinakailangang cable mula sa iyong USB outlet sa Uno. Maaaring kailanganin kang kumpirmahin ang mga prompt ng seguridad para dito, sabihin ang "Oo" sa lahat. Siguraduhin na makikilala ito sa pamamagitan ng pag-check sa ilalim ng Mga Tool> Lupon> Arduino / Genuino Uno at Mga Tool> Port> dev / cu. Bluetooth-Incoming-Port. Kapag naitaas na ang mga iyon, pumunta sa Mga Tool> Kumuha ng Impormasyon sa Lupon at tingnan kung ang impormasyon ng board ay mag-pop up.

Ngayon ay maaari naming gamitin ang code pabalik sa mabuting lumang github repo upang makita ang paggalaw ng thermal. I-download ang.ino file sa lalagyan at buksan ito gamit ang Arduino IDE. I-click ang "I-verify" upang maipon ang code at itulak ito sa I-undo gamit ang pindutan sa tabi nito.

Ngayon dapat nating pisikal na i-wire ang Arduino Uno. Sundin ang diagram sa itaas upang magawa ito, at kapag ikinakabit ang PIR sa kotse, gumamit ng ilang sobrang pandikit upang ilakip ito sa tuktok ng ultrasonic sensor. Ang anumang malagkit ay dahil sa ikabit ang karagdagang 9V, switch at Uno.

Hakbang 7: Pagsasama-sama

Ngayon na ang lahat ay nasa lugar na, i-load ang lahat ng code sa kani-kanilang mga board. Sa sandaling tapos na at naisakatuparan mo ang demo.loop (), ang robot ay maaaring sundin ang mga itim na linya at ang mga sensor ay dapat magdala ng data sa kani-kanilang mga bintana sa terminal. Binabati kita, mayroon ka nang sariling sariling Securibot!

Kung sakaling nais mong malaman ang logistics ng robot, kung gayon ang seksyon na ito ay pandagdag na materyal sa kung paano gumagana ang software. Mahalaga, ang robot ay magpapatuloy na sundin ang linya sa isang loop at ang mga ultrasonic at passive infrared sensor ay ipapakita ang distansya at paggalaw ng mga bagay nang direkta sa harap ng kotse.

Kung nais mong magdagdag ng higit pang mga protocol dito, narito ang mga karagdagang mapagkukunan na maaari mong magamit upang makagawa ng mas mahusay na software o hardware ang kotse. Dahil ang Securibot ay medyo pangunahing kaalaman, nagsisilbi itong isang platform para sa iyo na baguhin ang nilalaman ng iyong puso. Magdisenyo ng hiwa ng laser cut, advanced na mga programa sa pagtuklas, magdagdag ng mga spike upang makagawa ng iyong sariling robot na labanan; Ang potensyal ay walang hanggan sa kung ano ang maaari mong gawin sa Securibot!

Kung nais mong magdagdag ng higit pang acrylic armor upang gawing mas maganda ang hitsura ng tsasis, ginawa na namin ang mga ito sa repository ng github bilang.pdfs na maaaring mai-load sa isang pamutol ng laser. Ang mga file ay armor-side.pdf, front-back-plate-fix.pdf, at hinge-fix.pdf. Para sa higit pang mga tutorial sa kung paano mag-cut ng laser, pumunta sa https://www.troteclaser.com/en/ knowledge/do-it-yourelf-samples/ upang malaman ang higit pang mga proyekto sa paggupit.