Die Securibot: 'n klein Survelliance Drone vir huisveiligheid: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Dit is eenvoudig dat robotte wonderlik is. Veiligheidsrobotte is egter gewoonlik te duur vir 'n gemiddelde persoon om te bekostig, of is dit onwettig om dit aan te skaf; Privaat ondernemings en die weermag is geneig om sulke toestelle vir hulself te hou, en dit is met goeie rede. Maar wat as u regtig 'n persoonlike veiligheidsrobot wil hê?

Voer die Securibot in: 'n Klein vierwielaangedrewe robot wat kan rond patrolleer waar u wil en terugvoerinligting kan kry met 'n wye verskeidenheid sensors. Dit is klein, robuust en goedkoop, en benodig slegs 'n minimale begrip van bedrading en programmering om dit te kan skep.

Stap 1: Versamel materiaal

Die volgende materiaal sal benodig word. Dit is onderdele wat vir die finale produk gekoop en verbruik moet word, en as sodanig kan dit verstandig wees om ekstra rugsteunmateriaal te hê as 'n ongeluk plaasvind. Klik net op 'n deel om 'n nuwe oortjie oop te maak as u dit moet koop!

KRAGBESTUUR

• 9-volt battery 4-pak x1
• AA-battery 8-pak x1
• AA-houer met 4 gleuwe x1
• Manlike/manlike draaddrade x1
• Manlike/vroulike trui x1
• Trui vir vroue/vroue x1
• Mini broodbord x1
• 1k Weerstand x1
• 2k Weerstand x1
• Rooi/swart kragkabels x1
• Wipskakelaar x2

HARDWARE EN SENSORS

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi-module met NodeMCU x
• HCSR04 Ultrasoniese sensor x1
• PIR Bewegingsensor x1
• Motorbord x1

CHASSIS

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

Bykomende materiaal*

• Soldaat yster en soldeer
• Draadstroppers
• Draadknipper
• 8 "akriel
• Lasersnyer
• Elektriese band
• Zipties
• Klein skroewe en moere

*Hierdie materiaal is nie nodig nie, maar voeg beslis 'n ekstra laag organisasie en beskerming by. Omdat dit opsioneel is, kan dit meer algemeen in ysterwarewinkels voorkom, en lasersnyers is 'n meer ernstige oorweging om te koop, eerder as om slegs een te huur of om dele te stuur.

Stap 2: Programmering en beplanning

Die Securibot is 'n taamlik ingewikkelde toestel wat bedrading en programmering betref, wat aanvanklik intimiderend kan lyk, maar as dit in klein stappe gedoen word, kan dit makliker gemaak word. Hieronder is 'n diagram wat die volledige bedradingskema toon. Alhoewel dit nou hier is, is dit verstandig om alles te bedraad, aangesien hierdie hele meganisme aan die robot geheg sal word. Dit is eenvoudig hier om 'n beter begrip te kry van hoe die toestel op papier opgestel is.

Om die robot te programmeer, gebruik ons twee verskillende tale: Python en C/C ++. Dit is ook belangrik om te verstaan dat dit die beste gedoen word wanneer dit op MacOS geprogrammeer word.

Heg die NodeMCU fisies aan die motorraad voordat ons begin. U kan dit doen deur die klein kronkel onderaan in lyn te bring. MOET DIT NIE TERUGGEDEEL NIE OF DIT SAL BRAAI!

Sodra u die NodeMCU + -motorbord aan 'n rekenaar gekoppel het, maak u 'n terminale venster oop en skryf u hierdie reëls, sonder om iets na 'n #te tik.

ls /dev/tty.* #Vind die poort waarop die NodeMCU luister.

skerm ls/dev/tty. 115200

#hierna, druk enter totdat u >>> sien, en tik die volgende in:

invoer netwerk

sta = netwerk. WLAN (netwerk. STA_IF)

ap = netwerk. WLAN (netwerk. AP_IF)

ap. aktief (waar)

sta.active (Onwaar)

As u dit korrek geprogrammeer het, moet u nou 'n verbinding met MicroPython-xxxxxx (die getalle sal verskil op grond van die ESP8266 wat gebruik word) in u Wi-Fi sien. Koppel daarby, die wagwoord daarvoor is micropythoN (presies soos geskryf)

Gaan nou na https://micropython.org/webrepl/ en druk "Connect". MOENIE die IP verander nie. Die vereiste standaard word gegee. U moet gevra word om 'n wagwoord in te voer; Voer eenvoudig wagwoord in.

Daarna moet ons al die kode kry wat gebruik word om die motor van die robot te beheer. Laai crimsonbot.py af in hierdie github -bewaarplek. U kan, indien nodig, ander dinge aflaai vir toekomstige gebruik. Nou kan ons begin programmeer, maar dit kan te moeilik wees, daarom het ons eerder 'n ander bewaarplek hier gemaak. Gryp demo.py en plaas dit op dieselfde plek as crimsonbot.py.

Gaan terug na die webrepl en maak weer verbinding. Druk "Connect" en meld weer met 'n wagwoord aan. Klik aan die regterkant op 'Kies lêer' en vind waar u demo.py plaas. Nadat u demo.py gekies het, stuur dit deur op "Stuur na toestel" te druk. As u dit korrek gedoen het, moet u die invoer -demo kan tik en geen fout kan ontstaan nie. Baie geluk, u het al die sagteware vir beheer opgestel. Nou is dit tyd om dit in die robot self te monteer.

Stap 3: Bou die basiese beginsels

Noudat ons die primêre deel van die sagteware opgestel het, kan ons aan die hardeware werk. Maak die pakket vir die robot se Makerfire -onderstel oop en monteer dit volgens die instruksies in die gids. Daar moet op gelet word dat die drade nie gesoldeer is nie, dus wees versigtig soos altyd wanneer u met een werk. As u eers die hele robot bymekaargemaak het volgens die gids, hoef ons vir eers nie die bokant aan te trek nie, sodat u die hulpverlener vir eers kan gebruik.

As ons die bokant aanneem, kan ons nou 'n paar dinge heg. Gryp 'n gom van u keuse en plaas die motorbord en twee 9V -battery voor die blou gedeelte op die bord. Dit is vanselfsprekend, maar u kan die motorraad losmaak om dit te doen.

Bevestig die twee 9V -batterye in serie met gesoldeerde drade of krokodilleklemme, wat ongeveer 18V krag lewer. Neem nou die een kant daarvan en koppel dit aan 'n tuimelschakelaar. U moet nou 'n negatiewe/positiewe kant aan die wip hê en een eenvoudig aan die een kant. Met draadstroppers verwyder u 'n bietjie van die rooi/swart kragkabel om van die koper te ontbloot. U kan dit nou in die motorbord op die blou gedeelte plaas deur dit in te steek. Gebruik 'n klein Phillips -skroewedraaier om dit op en af te laat sak om dit behoorlik vas te maak. Die rooi draad sal vasgemaak word aan die uitlaat met die naam VIN en die grond sal aan die uitgang met die naam GND geheg word.

Dit is nou die moeilike deel van die bedrading. Dit is waarskynlik die moeilikste, want dit is baie ingewikkeld. Verbind die punte van die motors op die volgende manier:

Die twee swart drade aan die linkerkant na uitgang A-

Die twee rooi drade aan die linkerkant na die uitgang A+

Die twee swart drade aan die regterkant van uitgang B-

Die twee rooi drade aan die regterkant van die uitgang B+

Elektriese band en ritse is baie handig om die drade bymekaar te hou. Noudat dit saamgestel is, kan ons toets of die motors behoorlik werk.

Teken in en volg al die dele in stap 1 van begin webrepl tot laai demo.py. Nadat u die invoer -demo ingetik het, tik een van die volgende opdragte:

demo.demo_fb () #Laat die robot vorentoe en agteruit gaan.

demo.demo_rot () #Laat die robot draai.

Dit sal evalueer of u vorentoe kan beweeg en kan draai. As hulle albei werk soos bedoel, dan fantasties! Indien nie, kontroleer u bedrading en maak seker dat u batterye vol is. Hierby is 'n klein video van die demo_fb () -program en 'n voorbeeld van hoe dit die wiele laat loop. Let daarop dat hierdie nie volledig aangedryf word nie, dus moet ons met 'n multimeter seker maak of die krag genoeg is vir die vier motors.

Stap 4: Kleur 'n sin vir dinge in

Noudat ons vasgestel het dat ons bot kan rondbeweeg, is dit uiteindelik tyd om met die outomatisering van die robot te begin.

Net soos 'n wag die taak het om 'n gebied vir 'n tydperk te patrolleer, word die robot geprogrammeer deur die kode in demo.py te gebruik om 'n gebied te patrolleer deur 'n swart lyn te volg. Die beste kandidaat vir hierdie lyn is swart elektriese band.

Koppel die volgende penne op een van die kleursensors met behulp van drie vroulike/vroulike springdrade: VCC (krag), GND (grond) en DAT (data). Koppel die ander ente met behulp van ook penne uit rye 2-8 op die motorbord vir die volgende verbindings:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Let daarop dat al hierdie in dieselfde ry moet wees om te kan funksioneer. Die rye is aan die kant van die motorbord gemerk. Herhaal dit twee keer vir 'n tweede sensor en monteer dit aan die voorkant met 'n paar ekstra afstande of enigiets wat u verkies. Hou in gedagte dat die kleursensors baie naby die grond moet wees. As hulle nie naby genoeg is nie, sal hulle nie behoorlik funksioneer nie. Maak seker dat u hulle ook simmetries aan die teenoorgestelde kante monteer vir die beoogde effek.

Gaan terug na die webrepl, stuur demo.py en voer dit weer in. Lê dit daarna op 'n nie-swart oppervlak en maak 'n meter of twee 'n lyn swart elektriese band. Plaas die robot neer met die lyn tussen die twee sensors. Tik die volgende opdragte nadat u dit aangeskakel het:

demo.setup ()

demo.loop ()

Die Securibot behoort nou die lyn te volg en homself reg te stel wanneer die kleursensor gestruikel word. Die kode werk deur die opsporing van die normale waarde, wat nie swartkleurig is nie, en as die waarde anders voel, korrigeer dit homself. Let daarop dat, aangesien die program onbepaald moet werk, die robot die enigste manier is om dit te stop. Toets 'n paar keer op hierdie manier, en as u regtig waag, probeer om krommes en draaie te maak.

Stap 5: Klink af

Die diagram hierbo toon hoe die ultrasoniese sensor opgestel sal word. Die sensor werk deur 'n ultraklank klankpuls oor te dra wat hoër is as wat enige mens kan hoor, en te bereken hoe lank dit neem om terug te reflekteer. Dit is waar die manlike/vroulike oortjies langs die 1k en 2k weerstande sal skyn.

Op hierdie stadium is dit moeilik om vaste eiendom te bestuur, so dit is 'n goeie tyd om die bokant van die motor weer aan te heg. Hou egter in gedagte dat die grys TRIG -draad en die wit ECHO -draad aan twee afsonderlike D -penne op die motorbord moet koppel, so sluip dit en heg dit aan. As u die broodbord in die materiaalafdeling gekoop het, het dit 'n kleefbodem wat gebruik kan word deur die papier net weg te trek. Heg dit aan die voorkant van die motor vas, en bevestig dan die battery met die gom wat u agter in die motor wil hê.

Daar moet op gelet word dat die koperdrade wat by die AA -batterypakket kom, nie vroulike punte het nie, dus moet u die draad verwyder voordat u dit in die broodbord steek.

Die kode vir die ultrasoniese sensor is 'n bietjie meer kompleks, maar u kan nog steeds via hierdie github -repo toegang verkry. Laai HCSR04.py en motion_control.py af en hou dit op dieselfde plek. Hiermee kan u die afstand wat die sensor van enige voorwerp is, bespeur. Die omvang van die ultraklank is ongeveer twee tot drie meter.

Stap 6: Verhit handtekeninge

Noudat ons die ander dele saamgestel het, kan ons daarop fokus om die Arduino Uno met die Passive Infrared Sensor (PIR) te gebruik om termiese beweging op te spoor.

Maak eers seker dat u die nuutste IDE vir Arduino aflaai. Koppel die vereiste kabel van u USB -aansluiting aan die Uno. U moet moontlik die veiligheidsaanwysings hiervoor bevestig, en sê "Ja" vir almal. Maak seker dat dit dit herken deur te kyk onder Tools> Board> Arduino/Genuino Uno and Tools> Port> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Sodra dit versterk is, gaan na Tools> Kry raadinligting en kyk of die bordinligting verskyn.

Nou kan ons die kode terug op die goeie ou github -repo gebruik om termiese beweging op te spoor. Laai die.ino -lêer af in die bewaarplek en maak dit oop met die Arduino IDE. Klik op "Verifieer" om die kode saam te stel en druk dit na die Uno deur die knoppie daarby te gebruik.

Nou moet ons die Arduino Uno fisies bedraad. Volg die diagram hierbo om dit te doen, en as u die PIR aan die motor koppel, gebruik 'n bietjie supergom om dit bo -op die ultrasoniese sensor vas te maak. Enige kleefmiddel sal die bykomende 9V, skakelaar en Uno aanheg.

Stap 7: Saamkom

Noudat alles in plek is, laai al die kode op die onderskeie borde. As u klaar is en u demo.loop () uitgevoer het, sal die robot swart lyne kan volg en die sensors moet data op hul onderskeie terminale vensters inbring. Baie geluk, jy het nou jou eie persoonlike Securibot!

As u die logistiek van die robot wil leer, dan is hierdie afdeling aanvullende materiaal oor hoe die sagteware werk. In wese sal die robot in 'n lus die lyn volg en die ultrasoniese en passiewe infrarooi sensors sal die afstand en beweging van voorwerpe direk voor die motor vertoon.

As u meer protokolle daaraan wil byvoeg, is hier ekstra hulpbronne wat u kan gebruik om die motor beter sagteware of hardeware te bied. Aangesien die Securibot 'n bietjie basies is, dien dit as 'n platform om na hartelus aan te pas. Ontwerp lasersnit, gevorderde opsporingsprogramme, voeg spykers by om u eie gevegsrobot te maak; Die potensiaal is onbeperk met wat u met die Securibot kan doen!

As u meer akriel -pantser wil byvoeg om die onderstel mooier te laat lyk, het ons dit reeds op die github -bewaarplek gemaak as.pdfs wat op 'n lasersnyer gelaai kan word. Die lêers is armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf en hinge-fix.pdf. Vir meer tutoriale oor hoe om laser te sny, gaan na https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ vir meer snyprojekte.