Securibot: en lille Survelliance Drone til hjemmesikkerhed: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Det er en simpel kendsgerning, at robotter er fantastiske. Sikkerhedsrobotter har imidlertid en tendens til at være alt for dyre for en gennemsnitlig person at have råd til eller er juridisk umulige at købe; Private virksomheder og militæret har en tendens til at holde sådanne enheder for sig selv og med god grund. Men hvad nu hvis du virkelig vil have en personlig sikkerhedsrobot?

Indtast Securibot: En lille firehjulstrækkerobot, der kan patruljere rundt, hvor du ønsker det, og feedback-oplysninger med en bred vifte af sensorer. Det er lille, robust og billigt og kræver kun minimal forståelse af ledninger og programmering for at skabe.

Trin 1: Indsamling af materialer

Følgende materialer skal bruges. Det er dele, der skal købes og forbruges til det endelige produkt, og som sådan kan det være klogt at have yderligere backup -materialer, hvis der skulle ske en ulykke. Bare klik på en del for at åbne en ny fane, hvis du skal købe den!

STRØMSTYRING

• 9-volts batteri 4-pak x1
• AA-batteri 8-pak x1
• 4-AA batteriholder x1
• Han/han Jumper Wires x1
• Mand/Kvinde Jumper Wires x1
• Kvindelige/kvindelige Jumper Wires x1
• Mini brødbræt x1
• 1k modstand x1
• 2k modstand x1
• Røde/sorte strømkabler x1
• Vippekontakt x2

HARDWARE OG SENSORER

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi-modul m. NodeMCU x
• HCSR04 ultralydssensor x1
• PIR -bevægelsessensor x1
• Motorbræt x1

CHASSIS

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

YDERLIGERE MATERIALER*

• Soldatjern og loddetin
• Wire Strippers
• Trådskærere
• 8 "akryl
• Laserskærer
• Elektrisk tape
• Zips
• Små skruer og møtrikker

*Disse materialer er ikke påkrævede, men tilføjer bestemt et ekstra lag af organisation og beskyttelse. Da de er valgfri, kan de findes mere almindeligt i isenkræmmere, og laserskærere er en mere seriøs overvejelse ved køb i stedet for blot at leje en eller få dele sendt.

Trin 2: Programmering og planlægning

Securibot er en ret kompleks enhed med hensyn til ledninger og programmering, der kan virke skræmmende i starten, men hvis det gøres i små trin, kan det gøres lettere. Nedenfor er et diagram, der viser hele ledningsskemaet. Selvom dette er her nu, ville det være uklogt at koble alt sammen, da hele denne mekanisme vil blive knyttet til robotten. Dette er simpelthen her for at få en bedre forståelse af, hvordan enheden er sat op på papir.

For at programmere robotten bruger vi to forskellige sprog: Python og C/C ++. Det er også vigtigt at forstå, at dette gøres bedst, når det programmeres på MacOS.

Før vi begynder, skal du fysisk knytte NodeMCU til motorbrættet. Det kan du gøre ved at stille den lille snurren på bunden op med hinanden. LÆG DET IKKE TILBAGE, ELLER DET STEGER!

Når du har tilsluttet NodeMCU + Motorboard til en computer, skal du åbne et terminalvindue og begynde at skrive disse linjer og ignorere at skrive noget efter et #.

ls /dev/tty.* #Finder porten, NodeMCU lytter til.

skærm ls/dev/tty. 115200

#efter dette skal du trykke på enter, indtil du ser >>>, og derefter skrive følgende:

import netværk

sta = netværk. WLAN (netværk. STA_IF)

ap = netværk. WLAN (netværk. AP_IF)

ap. aktiv (sand)

sta.active (Falsk)

Hvis du har programmeret dette korrekt, skulle du nu se en forbindelse til MicroPython-xxxxxx (tallene vil variere baseret på den anvendte ESP8266) i din Wi-Fi. Opret forbindelse til det, adgangskoden til det er micropythoN (nøjagtigt som skrevet)

Gå nu til https://micropython.org/webrepl/ og tryk på "Connect". ÆNDRE IKKE IP'en. Den, der er angivet som standard, er det, der kræves. Du skal blive bedt om at indtaste en adgangskode; Du skal blot indtaste adgangskode.

Derefter bliver vi nødt til at hente al den kode, der bruges til styring af robotens motorer. I dette github -lager skal du downloade crimsonbot.py. Du kan om nødvendigt downloade andre ting til fremtidig brug. Nu kan vi begynde at programmere, men det kan være for hårdt, så i stedet har vi lavet et andet depot i stedet placeret her. Grib demo.py og placer den samme sted som crimsonbot.py.

Gå tilbage til webrepl og forbind igen. Tryk på "Connect", og log ind med adgangskode igen. I højre side skal du klikke på "Vælg fil" og finde, hvor du placerer demo.py. Når du har valgt demo.py, skal du sende den ved at trykke på "Send til enhed". Hvis du gjorde det korrekt, skulle du kunne skrive importdemo og ikke få nogen fejl. Tillykke, du har al software konfigureret til kontrol. Nu er det tid til at samle dette i selve robotten.

Trin 3: Byg det grundlæggende

Nu hvor vi har konfigureret den primære del af softwaren, kan vi arbejde på hardwaren. Åbn pakken til robotens Makerfire -chassis, og saml den som anvist i den medfølgende vejledning. Det skal bemærkes, at ledningerne ikke kommer loddet, så vær forsigtig som altid, når du arbejder med en. Når du har samlet hele robotten i henhold til den medfølgende vejledning, behøver vi faktisk ikke at have toppen på nu, så du kan sætte den hjælper nu.

Når vi tager toppen, kan vi nu vedhæfte nogle ting. Tag et klæbemiddel efter eget valg, og anbring motorbrættet og to 9V batteri foran den blå sektion på tavlen. Det siger sig selv, men du kan afmontere motorbrættet for at gøre dette.

Ved hjælp af lodde ledninger eller krokodilleklemmer, skal du fastgøre de to 9V batterier i serie, hvilket giver omkring 18V strøm. Tag nu den ene ende af det, og slut det til en vippekontakt. Du skal nu have en negativ/positiv ende fastgjort til vipperen og en simpelthen fastgjort til den ene ende. Med wire strippere skal du fjerne lidt af det røde/sorte strømkabel for at afsløre noget af kobberet. Du kan nu sætte dem i motorbordet på den blå sektion ved at stikke dem i. Brug en lille stjerneskruetrækker til at hæve og sænke dem for at sikre dem korrekt. Den røde ledning vil blive knyttet til stikkontakten med navnet VIN, og jorden vil blive knyttet til den stikkontakt, der hedder GND.

Nu er den svære del af ledningerne. Det er nok den sværeste del, da det er meget indviklet. Brug enderne på motorerne og tilslut den på følgende måde:

De to sorte ledninger til venstre til udgang A-

De to røde ledninger til venstre til stikkontakt A+

De to sorte ledninger til højre for stikkontakt B-

De to røde ledninger til højre for stikkontakt B+

Elektrisk tape og lynlåse vil være meget praktisk for at holde ledningerne sammen. Nu hvor det er samlet, kan vi teste, om motorerne fungerer korrekt.

Log ind og følg alle delene i trin 1 fra start webrepl til indlæsning af demo.py. Når du har indtastet importdemo, skal du skrive en af følgende kommandoer:

demo.demo_fb () #Får robotten til at gå frem og tilbage.

demo.demo_rot () #Får robotten til at dreje.

Disse vil vurdere, om du kan bevæge dig fremad og vende. Hvis de begge fungerer efter hensigten, er det fantastisk! Hvis ikke, skal du dobbelttjekke dine ledninger og sikre dig, at batterierne er fuldt opladet. Vedhæftet dette er en lille video af demo_fb () -programmet, og hvordan det kører hjulene som et eksempel. Bemærk, at disse ikke er fuldt drevet, så vi skal sørge for at bruge et multimeter, om strømmen er tilstrækkelig til de fire motorer.

Trin 4: Farvelægning af en sans for ting

Nu hvor vi har konstateret, at vores bot kan bevæge sig rundt, er det endelig tid til at begynde automatiseringen af robotten.

Ligesom hvordan en vagt har til opgave at patruljere et område i en periode, er robotten programmeret ved hjælp af koden i demo.py til at patruljere et område ved at følge en sort linje. Den bedste kandidat til denne linje er sort elektrisk tape.

Ved hjælp af tre hun-/hunstrømledninger forbindes til følgende ben på en af farvesensorerne: VCC (strøm), GND (jord) og DAT (data). Tilslut de andre ender ved hjælp af alle stifter fra række 2-8 på motorkortet til følgende tilslutninger:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Bemærk, at alle disse skal være i samme række for at fungere. Rækkerne er mærket på siden af motorbrættet. Gentag dette to gange for en anden sensor, og monter dem foran med nogle ekstra standoffs eller noget, du foretrækker. Husk, at farvesensorerne skal være meget tæt på jorden. Hvis de ikke er tæt nok, fungerer de ikke korrekt. Sørg for også at montere dem symmetrisk på modsatte sider for den tilsigtede effekt.

Gå tilbage til webrepl, send demo.py og importer det igen. Derefter lægges det på en ikke-sort overflade og kortlægger en linje med sort elektrisk tape en meter eller to. Placer robotten nedad med linjen mellem de to sensorer. Indtast følgende kommandoer efter tænding:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot skal nu følge linjen og rette sig selv, når farvesensoren udløses. Koden virker ved at detektere, hvilken værdi der er normal, hvilket betyder ikke sortfarvet, og når denne værdi føles at være anderledes, retter den sig selv. Bemærk, at da programmet er beregnet til at køre på ubestemt tid, er den eneste måde at stoppe robotten på at slukke den. Test på denne måde et par gange, og hvis du virkelig tør, så prøv at lave nogle kurver og sving.

Trin 5: Lyd fra

Diagrammet ovenfor viser, hvordan ultralydssensoren vil blive opsat. Sensoren fungerer ved at transmittere en ultralyds lydpuls, højere end noget menneske kan høre, og beregne, hvor lang tid det tager, før den reflekterer tilbage. Det er her, han/hun -fanerne vil skinne sammen med 1k og 2k modstandene.

På dette tidspunkt vil ejendomme være svære at administrere, så nu ville det være et godt tidspunkt at fastgøre toppen af bilen igen. Husk dog, at den grå TRIG -ledning og den hvide ECHO -ledning skal forbindes til to separate D -ben på motorbrættet under, så snig dem og fastgør dem. Hvis du har købt det brødbræt, der er inkluderet i materialeafsnittet, vil det have en klæbende bund, der kan bruges ved bare at skrælle papiret væk. Sæt det fast på forsiden af bilen, og fastgør derefter batteripakken med det klæbemiddel, du ønsker bag på bilen.

Det skal bemærkes, at de kobbertråde, der følger med AA -batteripakken, ikke har hunender, så du bliver nødt til at fjerne ledningen, før du sætter dem i brødbrættet.

Koden til ultralydssensoren er lidt mere kompleks, men kan stadig fås fra denne github -repo igen. Download HCSR04.py og motion_control.py og hav dem samme sted. Med disse kan du registrere afstanden, sensoren er fra ethvert objekt. Ultralydets rækkevidde er omkring to til tre meter.

Trin 6: Varmesignaturer

Nu hvor vi har samlet de andre dele, kan vi fokusere på at bruge Arduino Uno med den passive infrarøde sensor (PIR) til at registrere termisk bevægelse.

Sørg først og fremmest for at downloade den nyeste IDE til Arduino. Tilslut det nødvendige kabel fra din USB -stikkontakt til Uno. Du kan blive bedt om at bekræfte sikkerhedsanmodninger om dette, sige "Ja" til alle. Sørg for, at den genkender dette ved at kontrollere under Værktøjer> Board> Arduino/Genuino Uno og Værktøjer> Port> dev/cu. Bluetooth-indgående-port. Når disse er steget op, skal du gå til Værktøjer> Hent Board Info og se, om boardinformation dukker op.

Nu kan vi bruge koden tilbage på den gode gamle github -repo for at registrere termisk bevægelse. Download.ino -filen i depotet, og åbn den med Arduino IDE. Klik på "Bekræft" for at kompilere koden og skub den til Uno ved hjælp af knappen ved siden af den.

Nu skal vi fysisk tilslutte Arduino Uno. Følg diagrammet ovenfor for at gøre det, og når du fastgør PIR'en til bilen, skal du bruge noget superlim til at fastgøre den oven på ultralydssensoren. Enhver klæbemiddel vil på grund af at vedhæfte den ekstra 9V, switch og Uno.

Trin 7: Kommer sammen

Nu hvor alt er på plads, skal du indlæse al koden på de respektive tavler. Når du er færdig, og du har udført demo.loop (), vil robotten kunne følge sorte linjer, og sensorerne skal indbringe data på deres respektive terminalvinduer. Tillykke, du har nu din helt egen personlige Securibot!

Hvis du vil lære robotens logistik, så er dette afsnit supplerende materiale om, hvordan softwaren fungerer. Grundlæggende vil robotten fortsætte med at følge linjen i en sløjfe, og de ultralyds- og passive infrarøde sensorer viser afstand og bevægelse af objekter direkte foran bilen.

Hvis du ønsker at tilføje flere protokoller til den, er der yderligere ressourcer, som du kan bruge for at få bilen til at få bedre software eller hardware. Da Securibot er lidt grundlæggende, fungerer det som en platform for dig at ændre til dit hjertes indhold. Design laserskåret rustning, avancerede detektionsprogrammer, tilføj pigge til at lave din egen kamprobot; Potentialet er ubegrænset med, hvad du kan gøre med Securibot!

Hvis du vil tilføje mere akryl rustning for at få chassiset til at se pænere ud, har vi allerede gjort dem på github -depotet som.pdfs, som kan indlæses på en laserskærer. Filerne er armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf og hinge-fix.pdf. For flere vejledninger om laserskæring, gå til https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ for at lære flere skæringsprojekter.