Securibot: një dron i vogël i vogël për sigurinë në shtëpi: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ashtë një fakt i thjeshtë se robotët janë të mrekullueshëm. Robotët e sigurisë, megjithatë, priren të jenë shumë të shtrenjtë për një person mesatar të përballojë ose janë ligjërisht të pamundur për t'u blerë; Kompanitë private dhe ushtria kanë tendencë t'i mbajnë pajisjet e tilla për vete, dhe për arsye të mira. Por, çfarë nëse vërtet dëshironi të keni një robot të sigurisë personale?

Hyni në Securibot: Një robot i vogël me të gjitha rrotat që mund të patrullojë aty ku dëshironi dhe të marrë informacione me një sërë sensorësh. Smallshtë i vogël, i fuqishëm dhe i lirë, dhe do të kërkojë vetëm një kuptim minimal të instalimeve elektrike dhe programimit në mënyrë që të krijohet.

Hapi 1: Mbledhja e materialeve

Materialet e mëposhtme do të kërkohen. Këto janë pjesë që duhet të blihen dhe konsumohen për produktin përfundimtar, dhe si të tilla mund të jetë e mençur të kesh materiale shtesë rezervë në rast se ndodh një aksident. Thjesht klikoni në një pjesë për të hapur një skedë të re nëse duhet ta blini!

MENAXHIMI I FUQIS

• Bateri 9-Volt 4-Paketë x1
• Bateri AA 8-Paketë x1
• Mbajtës i baterisë me 4 fole AA x1
• Tela për kërcyes meshkuj/meshkuj x1
• Tela për kërcyes meshkuj/femra x1
• Telat e kërcimit për femra/femra x1
• Mini Breadboard x1
• Rezistenca 1k x1
• Rezistenca 2k x1
• Kabllo të energjisë të kuqe/të zezë x1
• Rocker Switch x2

HARDWARE DHE SENSOR

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Moduli Wi-Fi me NodeMCU x
• HCSR04 Sensor tejzanor x1
• Sensori i lëvizjes PIR x1
• Bordi motorik x1

SASIS

Maker Makerfire Robot Smart Car Kit x1

MATERIALE SHTES*

• Ushtar Hekuri dhe Solder
• Zhveshëset me tela
• Preres telash
• 8 "Akrilik
• Prerës Laser
• Shirit Elektrik
• Zipties
• Vida të vogla dhe arra

*Këto materiale nuk kërkohen, por sigurisht që shtojnë një shtresë shtesë organizimi dhe mbrojtjeje. Duke qenë opsionale, ato mund të gjenden më shpesh në dyqanet e pajisjeve, dhe prerëset me lazer janë një konsideratë më serioze për blerje sesa thjesht marrja me qira e një pjese ose dërgimi i pjesëve.

Hapi 2: Programimi dhe Planifikimi

Securibot është një pajisje mjaft komplekse për sa i përket instalimeve elektrike dhe programimit që mund të duket frikësuese në fillim, por nëse bëhet në hapa të vegjël mund të bëhet më e lehtë. Më poshtë është një diagram që tregon të gjithë skemën e instalimeve elektrike. Edhe pse kjo është këtu tani, nuk do të ishte e mençur të lidhnim gjithçka pasi i gjithë ky mekanizëm do t'i bashkëngjitet robotit. Kjo është thjesht këtu për të kuptuar më mirë se si pajisja është vendosur në letër.

Për të programuar robotin, ne do të përdorim dy gjuhë të ndryshme: Python dhe C/C ++. Gjithashtu, është e rëndësishme të kuptohet se kjo bëhet më së miri kur programohet në MacOS.

Para se të fillojmë, lidhni fizikisht NodeMCU në Bordin Motor. Ju mund ta bëni këtë duke rreshtuar grindjen e vogël në pjesën e poshtme me njëri -tjetrin. MOS E VENI PER TYRE DHE DO TE FRIKE!

Pasi të keni lidhur NodeMCU + Motorboard me një kompjuter, hapni një dritare terminale dhe filloni të shkruani këto rreshta, duke injoruar të shkruani asgjë pas një #.

ls /dev/tty.* #Gjen portën që NodeMCU po dëgjon.

ekrani ls/dev/tty. 115200

#pas kësaj, shtypni enter derisa të shihni >>>, pastaj shtypni sa vijon:

rrjeti i importit

sta = rrjeti. WLAN (rrjeti. STA_IF)

ap = rrjeti. WLAN (rrjeti. AP_IF)

ap. aktive (e vërtetë)

sta. aktive (E gabuar)

Nëse e keni programuar këtë si duhet, tani duhet të shihni një lidhje për MicroPython-xxxxxx (numrat do të ndryshojnë bazuar në ESP8266 të përdorur) në Wi-Fi tuaj. Lidhu me të, fjalëkalimi për të është micropythoN (saktësisht siç është shkruar)

Tani, shkoni te https://micropython.org/webrepl/ dhe shtypni "Lidhu". MOS NDRYSHO IP. Ajo e paracaktuar që jepet është ajo që kërkohet. Duhet t'ju kërkohet të vendosni një fjalëkalim; Thjesht futni fjalëkalimin.

Pas kësaj, do të na duhet të marrim të gjithë kodin e përdorur në kontrollin e motorëve të robotit. Në këtë depo github, shkarkoni crimsonbot.py. Nëse është e nevojshme, mund të shkarkoni gjëra të tjera për përdorim në të ardhmen. Tani mund të fillojmë programimin, por ta bësh këtë mund të jetë shumë e vështirë, kështu që në vend të kësaj ne kemi krijuar një depo tjetër në vend që të vendoset këtu. Merrni demo.py dhe vendoseni në të njëjtin vend si crimsonbot.py.

Kthehuni përsëri në webrepl dhe lidheni përsëri. Shtypni "Lidhu" dhe regjistrohuni përsëri me fjalëkalim. Në anën e djathtë, klikoni "Zgjidh skedarin" dhe gjeni se ku vendosni demo.py. Pasi të keni zgjedhur demo.py, dërgojeni duke shtypur "Dërgo në pajisje". Nëse e keni bërë atë në mënyrë korrekte, duhet të jeni në gjendje të shtypni demonstrimin e importit dhe të mos merrni ndonjë gabim. Urime, ju keni të gjithë programin kompjuterik të konfiguruar për kontroll. Tani është koha për ta mbledhur këtë në vetë robotin.

Hapi 3: Ndërtimi i bazave

Tani që kemi krijuar pjesën kryesore të softuerit, mund të punojmë në harduer. Hapni paketën për shasinë e robotit Makerfire dhe mblidhni atë siç udhëzohet në udhëzuesin e përfshirë. Duhet të theksohet se telat nuk bashkohen, kështu që kini kujdes si gjithmonë kur punoni me një. Pasi të keni mbledhur të gjithë robotin sipas udhëzuesit të dhënë, ne në fakt nuk kemi pse ta kemi pjesën e sipërme tani, kështu që ju mund ta vendosni atë ndihmës tani për tani.

Duke marrë majën, tani mund të bashkojmë disa gjëra. Merrni një ngjitës sipas zgjedhjes tuaj dhe vendosni Bordin Motor dhe dy bateri 9V para seksionit blu në tabelë. Shkon pa thënë, por ju mund ta shkëputni Bordin Motorik për ta bërë këtë.

Duke përdorur tela të bashkuar ose kapëse aligatori, bashkoni dy bateri 9V në seri, duke dhënë rreth 18V energji. Tani merrni një fund të tij dhe lidheni atë me një ndërprerës. Tani duhet të keni një fund negativ/pozitiv të bashkangjitur me lëkundësin dhe një thjesht të bashkangjitur në një fund. Me shiritat e telave, hiqni pak nga kablloja e kuqe/e zezë e energjisë për të zbuluar një pjesë të bakrit. Tani mund t'i vendosni në Motorboard në pjesën blu duke i ngjitur. Përdorni një kaçavidë të vogël Phillips për t'i ngritur dhe ulur për t'i siguruar ato siç duhet. Teli i kuq do të ngjitet në prizën me emrin VIN dhe toka do të ngjitet në prizën me emrin GND.

Tani është pjesa e vështirë e instalimeve elektrike. Probablyshtë ndoshta pjesa më e vështirë pasi është shumë e ndërlikuar. Duke përdorur skajet e motorëve, lidheni atë në mënyrën e mëposhtme:

Dy telat e zinj në të majtë për daljen A-

Dy telat e kuq në të majtë për të dalë A+

Dy telat e zinj në të djathtë në daljen B-

Dy telat e kuq në të djathtë në daljen B+

Shirit elektrik dhe zipitë do të jenë shumë të dobishëm për të mbajtur palët tela së bashku. Tani që është mbledhur, ne mund të provojmë nëse motorët po punojnë siç duhet.

Hyni dhe ndiqni të gjitha pjesët në Hapin 1 nga fillimi i webrepl deri te ngarkimi i demo.py. Pasi të keni shtypur demonstrimin e importit, shtypni njërën nga komandat e mëposhtme:

demo.demo_fb () #Bën robotin të shkojë përpara dhe mbrapsht.

demo.demo_rot () #Bën robotin të rrotullohet.

Këto do të vlerësojnë nëse mund të ecni përpara dhe të ktheheni. Nëse ata të dy punojnë siç është menduar, atëherë fantastike! Nëse jo, atëherë kontrolloni dy herë telat tuaj dhe sigurohuni që bateritë tuaja të jenë plotësisht të ngarkuara. Bashkangjitur me këtë është një video e vogël e programit demo_fb () dhe se si funksionon rrotat si shembull. Vini re se këto nuk mundësohen plotësisht, kështu që ne duhet të sigurohemi duke përdorur një multimetër nëse fuqia është e mjaftueshme për katër motorët.

Hapi 4: Ngjyrosja e një sensi të gjërave

Tani që kemi vërtetuar se boti ynë mund të lëvizë, është më në fund koha për të filluar automatizimin e robotit.

Ngjashëm me atë se si një roje ka për detyrë të patrullojë një zonë për një periudhë kohe, roboti programohet duke përdorur kodin në demo.py për të patrulluar një zonë duke ndjekur një vijë të zezë. Kandidati më i mirë për këtë linjë është shirit elektrik i zi.

Duke përdorur tre tela bluzë femër/femër, lidheni me kunjat e mëposhtëm në njërin nga sensorët e ngjyrave: VCC (fuqi), GND (tokë) dhe DAT (të dhëna). Lidhni skajet e tjera duke përdorur gjithashtu çdo kunj nga rreshtat 2-8 në Bordin e Motorit për lidhjet e mëposhtme:

KQV => V

GND => G

DAT => D

Vini re se të gjitha këto duhet të jenë në të njëjtën rresht për të funksionuar. Rreshtat janë etiketuar në anën e Bordit Motor. Përsëriteni këtë dy herë për një sensor të dytë dhe vendosini në pjesën e përparme me disa ndalesa rezervë ose ndonjë gjë që preferoni. Mbani në mend se sensorët e ngjyrave duhet të jenë shumë afër tokës. Nëse nuk janë mjaft afër, nuk do të funksionojnë siç duhet. Sigurohuni që gjithashtu t'i montoni ato në mënyrë simetrike në anët e kundërta për efektin e synuar.

Kthehuni përsëri në webrepl, dërgoni demo.py dhe importojeni edhe një herë. Pas kësaj, vendoseni në një sipërfaqe jo të zezë dhe hartoni një vijë të shiritit elektrik të zi një metër ose dy. Vendoseni robotin poshtë me vijën midis dy sensorëve. Shtypni komandat e mëposhtme pas ndezjes:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot tani duhet të ndjekë vijën dhe të korrigjohet kur sensori i ngjyrave të fiket. Kodi funksionon duke zbuluar se cila vlerë është normale, që do të thotë jo me ngjyrë të zezë, dhe kur kjo vlerë ndihet se është e ndryshme, ajo korrigjohet vetë. Vini re se meqenëse programi ka për qëllim të funksionojë pafundësisht, mënyra e vetme për të ndaluar robotin është fikja e tij. Provojeni këtë mënyrë disa herë, dhe nëse jeni vërtet të guximshëm, përpiquni të bëni disa kthesa dhe kthesa.

Hapi 5: Sounding Off

Diagrami i mësipërm tregon se si do të vendoset sensori tejzanor. Sensori funksionon duke transmetuar një impuls tejzanor të zërit, më të lartë se çdo person mund të dëgjojë dhe duke llogaritur se sa kohë duhet që ai të reflektohet. Kjo është ajo ku skedat meshkuj/femra do të shkëlqejnë krahas rezistencave 1k dhe 2k.

Në këtë pikë, pasuritë e paluajtshme do të jenë të vështira për t'u menaxhuar, kështu që tani do të ishte një kohë e mirë për të ngjitur pjesën e sipërme të makinës. Sidoqoftë, mbani në mend se tela gri TRIG dhe tela e bardhë ECHO duhet të lidhen me dy kunja të veçantë D në Bordin e Motorit nën, kështu që vidhosini ato dhe ngjitini ato. Nëse keni blerë tabelën e bukës të përfshirë në seksionin e materialeve, atëherë ajo do të ketë një fund ngjitës që mund të përdoret vetëm duke e hequr letrën. Bashkangjiteni atë në pjesën e përparme të makinës dhe më pas bashkojeni paketën e baterisë duke përdorur çdo ngjitës që dëshironi në pjesën e pasme të makinës.

Duhet të theksohet se telat e bakrit që vijnë me paketën e baterisë AA nuk kanë skaj femëror, kështu që do t'ju duhet të hiqni telin para se t'i futni në pjatën e bukës.

Kodi për sensorin tejzanor është pak më kompleks, por akoma mund të arrihet përsëri nga ky repo github. Shkarkoni HCSR04.py dhe motion_control.py dhe i keni në të njëjtin vend. Me këto, ju mund të zbuloni distancën që është sensori nga çdo objekt. Gama e ultrazërit është rreth dy deri në tre metra.

Hapi 6: Nënshkrimet e nxehtësisë

Tani që kemi pjesët e tjera të mbledhura, mund të përqendrohemi në përdorimin e Arduino Uno me Sensorin Infrared të Pasiv (PIR) për të zbuluar lëvizjen termike.

Para së gjithash, sigurohuni që të shkarkoni IDE -në më të fundit për Arduino. Lidhni kabllon e kërkuar nga priza juaj USB në Uno. Mund t'ju kërkohet të konfirmoni kërkesat e sigurisë për këtë, thoni "Po" të gjithëve. Sigurohuni që e njeh këtë duke kontrolluar tek Tools> Board> Arduino/Genuino Uno dhe Tools> Port> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Pasi ato të rriten, shkoni te Mjetet> Merrni informacionin e bordit dhe shikoni nëse shfaqen informacionet e bordit.

Tani ne mund ta përdorim kodin përsëri në repon e vjetër të mirë github për të zbuluar lëvizjen termike. Shkarkoni skedarin.ino në depo dhe hapeni atë me Arduino IDE. Klikoni "Verifiko" për të përpiluar kodin dhe shtyjeni atë në Uno duke përdorur butonin pranë tij.

Tani ne duhet të lidhim fizikisht Arduino Uno. Ndiqni diagramin e mësipërm për ta bërë këtë, dhe kur lidhni PIR në makinë, përdorni një super zam për ta bashkangjitur në krye të sensorit tejzanor. Çdo ngjitës do të lidhë 9V shtesë, kaloni dhe Uno.

Hapi 7: Të bashkohemi

Tani që gjithçka është në vend, ngarkoni të gjithë kodin në dërrasat përkatëse. Pasi të keni mbaruar dhe të keni ekzekutuar demo.loop (), roboti do të jetë në gjendje të ndjekë vijat e zeza dhe sensorët duhet të sjellin të dhëna në dritaret e tyre përkatëse të terminalit. Urime, tani keni Securibot -in tuaj personal!

Në rast se doni të mësoni logjistikën e robotit, atëherë ky seksion është material shtesë se si funksionon softueri. Në thelb, roboti do të vazhdojë të ndjekë vijën në një lak dhe sensorët tejzanor dhe pasiv infra të kuqe do të shfaqin distancën dhe lëvizjen e objekteve drejtpërdrejt para makinës.

Nëse dëshironi të shtoni më shumë protokolle, këtu janë burimet shtesë që mund të përdorni për ta bërë makinën të ketë softuer ose harduer më të mirë. Meqenëse Securibot është pak themelor, ai shërben si një platformë për ju për të modifikuar sipas përmbajtjes së zemrës tuaj. Dizajnoni forca të blinduara të prera me lazer, programe të avancuara zbulimi, shtoni thumba për të bërë robotin tuaj luftarak; Potenciali është i pakufishëm me atë që mund të bëni me Securibot!

Nëse doni të shtoni më shumë forca të blinduara akrilike për ta bërë shasinë të duket më e bukur, ne i kemi bërë ato tashmë në depon e github si.pdf të cilat mund të ngarkohen në një prestar lazer. Skedarët janë armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf, dhe menteshë-fix.pdf. Për më shumë mësime se si të prerë me lazer, shkoni te https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ për të mësuar më shumë projekte prerëse.