Securibot: en liten Survelliance Drone for hjemmesikkerhet: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Det er et enkelt faktum at roboter er fantastiske. Sikkerhetsroboter har imidlertid en tendens til å være altfor dyre for en gjennomsnittlig person å ha råd til eller er juridisk umulige å kjøpe; Private selskaper og militæret har en tendens til å holde slike enheter for seg selv, og det er en god grunn. Men hva om du virkelig vil ha en personlig sikkerhetsrobot?

Skriv inn Securibot: En liten firehjulsdrevet robot som kan patruljere rundt der du ønsker og tilbakemeldingsinformasjon med et stort utvalg sensorer. Den er liten, robust og billig, og krever bare minimal forståelse av ledninger og programmering for å lage.

Trinn 1: Samle materialer

Følgende materialer vil være nødvendig. Dette er deler som må kjøpes og konsumeres for det endelige produktet, og som sådan kan det være lurt å ha ekstra sikkerhetskopimateriell hvis det skulle oppstå en ulykke. Bare klikk på en del for å åpne en ny fane hvis du må kjøpe den!

STRØMSTYRING

• 9-volts batteri 4-pakning x1
• AA-batteri 8-pakning x1
• 4-batteri AA batteriholder x1
• Stikkontakter for menn/hanner x1
• Stikkontakter for menn/kvinner x1
• Kvinnelige/kvinnelige hoppetråder x1
• Mini brødbrett x1
• 1k motstand x1
• 2k motstand x1
• Røde/svarte strømkabler x1
• Vippebryter x2

MASKIN OG SENSORER

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi-modul m/ NodeMCU x
• HCSR04 Ultralydssensor x1
• PIR bevegelsessensor x1
• Motorbrett x1

CHASSIS

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

YTTERLIGERE MATERIALER*

• Soldatjern og loddetinn
• Wire strippere
• Avbitertang
• 8 "akryl
• Laserskærer
• Elektrisk tape
• Zipties
• Små skruer og muttere

*Disse materialene er ikke påkrevd, men gir absolutt et ekstra lag med organisering og beskyttelse. Da de er valgfrie, kan de bli oftere funnet i maskinvarebutikker, og laserskjærere er en mer seriøs vurdering for kjøp i stedet for bare å leie en eller få deler sendt.

Trinn 2: Programmering og planlegging

Securibot er en ganske kompleks enhet når det gjelder ledninger og programmering som kan virke skremmende i begynnelsen, men hvis det gjøres i små trinn, kan det gjøres lettere. Nedenfor er et diagram som viser hele ledningsopplegget. Selv om dette er her nå, ville det være uklokt å koble alt siden hele denne mekanismen vil bli festet til roboten. Dette er rett og slett her for å få en bedre forståelse av hvordan enheten er satt opp på papir.

For å programmere roboten bruker vi to forskjellige språk: Python og C/C ++. Det er også viktig å forstå at dette gjøres best når det er programmert på MacOS.

Før vi begynner, må du fysisk knytte NodeMCU til motorstyret. Du kan gjøre dette ved å stille opp den lille krangelen på bunnen med hverandre. IKKE SETT DET TILBAKE ELLER DET SKAL STEKE!

Når du har koblet NodeMCU + Motorboard til en datamaskin, åpner du et terminalvindu og begynner å skrive disse linjene, uten å skrive noe etter et #.

ls /dev/tty.* #Finner porten NodeMCU lytter til.

skjerm ls/dev/tty. 115200

#etter dette, trykk enter til du ser >>>, og skriv deretter inn følgende:

importnettverk

sta = nettverk. WLAN (nettverk. STA_IF)

ap = nettverk. WLAN (nettverk. AP_IF)

ap.active (True)

sta.active (False)

Hvis du har programmert dette riktig, bør du nå se en tilkobling for MicroPython-xxxxxx (tallene vil variere basert på ESP8266 som brukes) i Wi-Fi. Koble til det, passordet for det er micropythoN (nøyaktig som skrevet)

Gå nå til https://micropython.org/webrepl/ og trykk "Koble til". IKKE ENDRE IP. Standardinnstillingen er det som kreves. Du bør bli bedt om å skrive inn et passord; Bare skriv inn passord.

Etter det må vi skaffe all koden som brukes til kontroll av robotens motorer. Last ned crimsonbot.py i dette github -depotet. Du kan laste ned andre ting for fremtidig bruk om nødvendig. Nå kan vi begynne å programmere, men det kan være for vanskelig å gjøre det, så i stedet har vi laget et annet depot i stedet her. Ta tak i demo.py og plasser den på samme sted som crimsonbot.py.

Gå tilbake til webreplikken og koble til igjen. Trykk "Koble til" og logg inn med passord igjen. Klikk på "Velg fil" på høyre side og finn hvor du legger demo.py. Etter at du har valgt demo.py, sender du den ved å trykke "Send til enhet". Hvis du gjorde det riktig, burde du kunne skrive inn importdemo og ikke få noen feil. Gratulerer, du har all programvaren konfigurert for kontroll. Nå er det på tide å montere dette inn i selve roboten.

Trinn 3: Bygg det grunnleggende

Nå som vi har konfigurert hoveddelen av programvaren, kan vi jobbe med maskinvaren. Åpne pakken for robotens Makerfire -chassis og sett den sammen som beskrevet i guiden som følger med. Det skal bemerkes at ledningene ikke kommer loddet, så vær forsiktig som alltid når du arbeider med en. Når du har samlet hele roboten i henhold til veiledningen, trenger vi faktisk ikke å ha toppen på for nå, så du kan sette den hjelpen for nå.

Når vi tar toppen, kan vi nå feste noen ting. Ta tak i et lim du velger, og plasser motorbrettet og to 9V batteri foran den blå delen på brettet. Det sier seg selv, men du kan koble fra motorstyret for å gjøre dette.

Ved hjelp av loddede ledninger eller krokodilleklips fester du de to 9V -batteriene i serie, noe som gir rundt 18V strøm. Ta nå den ene enden av det og koble det til en vippebryter. Du bør nå ha en negativ/positiv ende festet til vipperen og en enkelt festet til den ene enden. Med wire strippere, fjern litt av den røde/svarte strømkabelen for å avsløre noe av kobberet. Du kan nå sette dem inn i motorbordet på den blå delen ved å stikke dem inn. Bruk en liten stjerneskrutrekker til å heve og senke for å sikre at de sitter ordentlig fast. Den røde ledningen festes til uttaket VIN og bakken festes til uttaket GND.

Nå er den vanskelige delen av ledningene. Det er sannsynligvis den vanskeligste delen siden den er veldig intrikat. Bruk endene på motorene, og koble den til på følgende måte:

De to svarte ledningene til venstre for uttak A-

De to røde ledningene til venstre for uttak A+

De to svarte ledningene til høyre for uttak B-

De to røde ledningene til høyre for uttak B+

Elektrisk tape og glidelåser vil komme godt med for å holde ledningsparene sammen. Nå som det er montert, kan vi teste om motorene fungerer som de skal.

Logg deg på og følg alle delene i trinn 1 fra start webrepl til lasting av demo.py. Etter at du har skrevet inn importdemo, skriver du inn en av følgende kommandoer:

demo.demo_fb () #Får roboten til å gå frem og tilbake.

demo.demo_rot () #Får roboten til å snurre.

Disse vil vurdere om du kan gå fremover og snu. Hvis de begge fungerer etter hensikten, er det fantastisk! Hvis ikke, dobbeltsjekk ledningene og kontroller at batteriene er fulladet. Vedlagt dette er en liten video av demo_fb () -programmet og hvordan det kjører hjulene som et eksempel. Legg merke til at disse ikke er fullstendig drevet, så vi må sørge for å bruke et multimeter om strømmen er tilstrekkelig nok til de fire motorene.

Trinn 4: Fargelegging av en følelse av ting

Nå som vi har fastslått at boten vår kan bevege seg rundt, er det endelig på tide å begynne automatiseringen av roboten.

I likhet med hvordan en vakt har til oppgave å patruljere et område i en periode, er roboten programmert ved hjelp av koden i demo.py for å patruljere et område ved å følge en svart linje. Den beste kandidaten for denne linjen er svart elektrisk tape.

Koble til følgende pinner på en av fargesensorene ved hjelp av tre hun-/hunnledninger, VCC (strøm), GND (jord) og DAT (data). Koble de andre endene ved å bruke alle pinner fra rad 2-8 på motorbrettet for følgende tilkoblinger:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Vær oppmerksom på at alle disse må være i samme rad for å fungere. Radene er merket på siden av motorbrettet. Gjenta dette to ganger for en andre sensor, og monter dem foran med noen ekstra avstand eller noe du foretrekker. Husk at fargesensorene må være veldig nær bakken. Hvis de ikke er nær nok, vil de ikke fungere skikkelig. Sørg for å montere dem symmetrisk på motsatte sider for tiltenkt effekt.

Gå tilbake til webreplikken, send demo.py og importer den en gang til. Etter det, legg det på en ikke-svart overflate og kartlegg en linje med svart elektrisk tape en meter eller to. Plasser roboten ned med linjen mellom de to sensorene. Skriv inn følgende kommandoer etter å ha slått på:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot skal nå følge linjen og korrigere seg selv når fargesensoren er utløst. Koden fungerer ved å oppdage hvilken verdi som er normal, det vil si ikke svartfarget, og når den verdien oppfattes som annerledes, korrigerer den seg selv. Vær oppmerksom på at siden programmet er ment å kjøre på ubestemt tid, er den eneste måten å stoppe roboten på å slå den av. Test denne måten et par ganger, og hvis du virkelig tør, prøv å gjøre noen kurver og svinger.

Trinn 5: Høres av

Diagrammet ovenfor viser hvordan ultralydssensoren vil bli satt opp. Sensoren fungerer ved å sende en ultralydpuls av lyd, høyere enn noe menneske kan høre, og beregne hvor lang tid det tar før den reflekterer tilbake. Det er her de mannlige/kvinnelige fanene vil skinne sammen med 1k og 2k motstandene.

På dette tidspunktet vil eiendom være vanskelig å administrere, så nå ville det være et godt tidspunkt å feste toppen av bilen på igjen. Vær imidlertid oppmerksom på at den grå TRIG -kabelen og den hvite ECHO -ledningen må kobles til to separate D -pinner på motorbrettet under, så snik dem og fest dem. Hvis du kjøpte brødbrettet som er inkludert i materialdelen, vil det ha en klebende bunn som kan brukes ved å bare fjerne papiret. Fest den på forsiden av bilen, og fest deretter batteripakken med limet du ønsker bak i bilen.

Det skal bemerkes at kobbertrådene som følger med AA -batteripakken ikke har hunnender, så du må fjerne ledningen før du setter dem inn i brødbrettet.

Koden for ultralydssensoren er litt mer kompleks, men kan fortsatt nås fra denne github -repoen igjen. Last ned HCSR04.py og motion_control.py og ha dem på samme sted. Med disse kan du oppdage avstanden sensoren er fra ethvert objekt. Rekkevidden til ultralydet er rundt to til tre meter.

Trinn 6: Varmesignaturer

Nå som vi har montert de andre delene, kan vi fokusere på å bruke Arduino Uno med den passive infrarøde sensoren (PIR) for å oppdage termisk bevegelse.

Først og fremst må du laste ned den nyeste IDE for Arduino. Koble den nødvendige kabelen fra USB -uttaket til Uno. Du kan bli pålagt å bekrefte sikkerhetsmeldinger for dette, si "Ja" til alle. Sørg for at den gjenkjenner dette ved å sjekke under Verktøy> Bord> Arduino/Genuino Uno og Verktøy> Port> dev/cu. Bluetooth-innkommende port. Når disse er steget opp, går du til Verktøy> Få informasjon om brettet og ser om tavleinformasjonen dukker opp.

Nå kan vi bruke koden tilbake på den gode gamle github -repoen for å oppdage termisk bevegelse. Last ned.ino -filen i depotet og åpne den med Arduino IDE. Klikk "Bekreft" for å kompilere koden og skyv den til Uno ved å bruke knappen ved siden av den.

Nå må vi fysisk koble Arduino Uno. Følg diagrammet ovenfor for å gjøre det, og når du fester PIR til bilen, bruk litt superlim for å feste den på toppen av ultralydssensoren. Ethvert lim vil på grunn av å feste den ekstra 9V, bryteren og Uno.

Trinn 7: Kommer sammen

Nå som alt er på plass, laster du all koden på de respektive brettene. Når du er ferdig og du har kjørt demo.loop (), vil roboten kunne følge svarte linjer og sensorene skal hente inn data på sine respektive terminalvinduer. Gratulerer, du har nå din egen personlige Securibot!

Hvis du vil lære robotikkens logistikk, er denne delen et tilleggsmateriale om hvordan programvaren fungerer. I hovedsak vil roboten fortsette å følge linjen i en sløyfe, og ultralyd- og passive infrarøde sensorer vil vise avstand og bevegelse til objekter rett foran bilen.

Hvis du ønsker å legge til flere protokoller på den, er det flere ressurser du kan bruke for å få bilen til å ha bedre programvare eller maskinvare. Siden Securibot er litt grunnleggende, fungerer det som en plattform for deg å endre til ditt hjertes innhold. Design laserskåret rustning, avanserte gjenkjenningsprogrammer, legg til pigger for å lage din egen kamprobot; Potensialet er ubegrenset med hva du kan gjøre med Securibot!

Hvis du vil legge til mer akryl rustning for å få chassiset til å se bedre ut, har vi allerede gjort dem på github -depotet som.pdfs som kan lastes på en laserskjærer. Filene er armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf og hinge-fix.pdf. For flere opplæringsprogrammer om hvordan du laserskjærer, gå til https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ for å lære flere skjæreprosjekter.