Securibot: en liten Survelliance Drone för hemmasäkerhet: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Det är ett enkelt faktum att robotar är fantastiska. Säkerhetsrobotar tenderar dock att vara alldeles för dyra för en genomsnittlig person att ha råd med eller är juridiskt omöjliga att köpa; Privata företag och militären tenderar att hålla sådana enheter för sig själva, och av goda skäl. Men vad händer om du verkligen vill ha en personlig säkerhetsrobot?

Ange Securibot: En liten fyrhjulsdriven robot som kan patrullera runt dit du vill och återkopplingsinformation med ett brett utbud av sensorer. Det är litet, robust och billigt och kräver endast minimal förståelse för ledningar och programmering för att skapa.

Steg 1: Samla material

Följande material kommer att krävas. Det här är delar som måste köpas och konsumeras för den slutliga produkten, och som sådan kan det vara klokt att ha ytterligare reservmaterial om en olycka inträffar. Klicka bara på en del för att öppna en ny flik om du måste köpa den!

ENERGIHANTERING

• 9-voltsbatteri 4-pack x1
• AA-batteri 8-pack x1
• AA-batterihållare med 4 platser x1
• Manliga/manliga bygeltrådar x1
• Manliga/kvinnliga bygeltrådar x1
• Kvinnliga/kvinnliga bygeltrådar x1
• Mini brödbräda x1
• 1k motstånd x1
• 2k motstånd x1
• Röda/svarta strömkablar x1
• Vippbrytare x2

HARDWARE OCH SENSORER

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi-modul med NodeMCU x
• HCSR04 ultraljudssensor x1
• PIR -rörelsesensor x1
• Motorbräda x1

CHASSI

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

YTTERLIGARE MATERIAL*

• Soldatjärn och löd
• Wire Strippers
• Avbitartång
• 8 "akryl
• Laserskärare
• Eltejp
• Buntband
• Små skruvar och muttrar

*Dessa material krävs inte, men lägger verkligen till ett extra lager av organisation och skydd. Eftersom de är valfria kan de hittas vanligare i järnaffärer, och laserskärare är en mer seriös övervägande att köpa istället för att helt enkelt hyra en eller få delar levererade.

Steg 2: Programmering och planering

Securibot är en ganska komplex enhet när det gäller kabeldragning och programmering som kan verka skrämmande först, men om det görs i små steg kan det göras lättare. Nedan visas ett diagram som visar hela kopplingsschemat. Även om det här är här nu, skulle det vara oklokt att köra allt eftersom hela denna mekanism kommer att fästas på roboten. Detta är helt enkelt här för att få en bättre förståelse för hur enheten är konfigurerad på papper.

För att programmera roboten kommer vi att använda två olika språk: Python och C/C ++. Det är också viktigt att förstå att detta görs bäst när det programmeras på MacOS.

Innan vi börjar, koppla fysiskt NodeMCU till motorstyrelsen. Du kan göra detta genom att rada upp det lilla krånglet på botten med varandra. SÄTT INTE DET TILLBAKA ELLER DET SKA STEGA!

När du har anslutit NodeMCU + Motorboard till en dator öppnar du ett terminalfönster och börjar skriva dessa rader utan att skriva något efter ett #.

ls /dev/tty.* #Finner porten som NodeMCU lyssnar på.

skärm ls/dev/tty. 115200

#efter detta, tryck enter tills du ser >>>, skriv sedan följande:

importera nätverk

sta = nätverk. WLAN (nätverk. STA_IF)

ap = nätverk. WLAN (nätverk. AP_IF)

ap.active (True)

sta.active (False)

Om du har programmerat detta korrekt bör du nu se en anslutning för MicroPython-xxxxxx (siffrorna varierar beroende på vilken ESP8266 som används) i ditt Wi-Fi. Anslut till det, lösenordet för det är micropythoN (exakt som skrivet)

Gå nu till https://micropython.org/webrepl/ och tryck på "Anslut". ÄNDRA INTE IP. Det som anges är det som krävs. Du bör uppmanas att ange ett lösenord; Ange bara lösenord.

Efter det måste vi få all kod som används för kontroll av robotens motorer. Ladda ner crimsonbot.py i det här github -förvaret. Du kan ladda ner andra saker för framtida användning om det behövs. Nu kan vi börja programmera, men det kan vara för svårt, så istället har vi gjort ett annat arkiv istället här. Ta tag i demo.py och placera den på samma plats som crimsonbot.py.

Gå tillbaka till webbrepliken och anslut igen. Tryck på "Anslut" och logga in med lösenord igen. Klicka på "Välj fil" på höger sida och hitta var du lägger demo.py. Efter att ha valt demo.py, skicka den genom att trycka på "Skicka till enhet". Om du gjorde det korrekt borde du kunna skriva importdemo och inte få något fel. Grattis, du har all programvara inställd för kontroll. Nu är det dags att montera detta i själva roboten.

Steg 3: Bygga grunderna

Nu när vi har konfigurerat den primära delen av programvaran kan vi arbeta med hårdvaran. Öppna paketet för robotens Makerfire -chassi och montera det enligt instruktionerna i den medföljande guiden. Det bör noteras att ledningarna inte kommer lödda, så var försiktig som alltid när du arbetar med en. När du väl har monterat hela roboten enligt den medföljande guiden behöver vi faktiskt inte ha toppen på för tillfället, så du kan sätta den hjälpen för tillfället.

Med toppen kan vi nu bifoga några saker. Ta ett självhäftande lim och placera motorkortet och två 9V -batteri framför det blå avsnittet på kortet. Det är självklart, men du kan koppla bort motorstyrelsen för att göra detta.

Fäst de två 9V -batterierna i serie med lödtrådar eller krokodilklämmor, vilket ger cirka 18V effekt. Ta nu ena änden av det och anslut det till en vippbrytare. Du bör nu ha en negativ/positiv ände fäst vid vippan och en helt enkelt fäst vid ena änden. Med trådavlägsnare, ta bort lite av den röda/svarta strömkabeln för att avslöja en del av koppar. Du kan nu sätta in dem i motorbordet på den blå sektionen genom att sticka in dem. Använd en liten Phillips -skruvmejsel för att höja och sänka dem för att säkra dem ordentligt. Den röda tråden ansluts till uttaget VIN och marken ansluts till uttaget GND.

Nu är den svåra delen av ledningarna. Det är förmodligen den svåraste delen eftersom den är mycket invecklad. Anslut motorns ändar på följande sätt:

De två svarta trådarna till vänster till uttag A-

De två röda trådarna till vänster till uttag A+

De två svarta trådarna till höger om utloppet B-

De två röda trådarna till höger om utloppet B+

Eltejp och blixtlås kommer att vara mycket praktiskt för att hålla ihop trådparen. Nu när det har monterats kan vi testa om motorerna fungerar som de ska.

Logga in och följ alla delar i steg 1 i från att starta webrepl till att ladda demo.py. När du har skrivit in importdemo skriver du antingen något av följande kommandon:

demo.demo_fb () #Gör att roboten går framåt och bakåt.

demo.demo_rot () #Gör att roboten snurrar.

Dessa kommer att utvärdera om du kan gå framåt och vända. Om de båda fungerar som avsett, än fantastiskt! Om inte, dubbelkolla kablarna och se till att batterierna är fulladdade. Bifogad till detta är en liten video av programmet demo_fb () och hur den kör hjulen som ett exempel. Lägg märke till att dessa inte är helt drivna, så vi måste se till att använda en multimeter om strömmen är tillräcklig för de fyra motorerna.

Steg 4: Färga en känsla av saker

Nu när vi har fastställt att vår bot kan röra sig är det äntligen dags att börja automatisera roboten.

Ungefär som hur en vakt har till uppgift att patrullera ett område under en viss tid, är roboten programmerad med koden i demo.py för att patrullera ett område genom att följa en svart linje. Den bästa kandidaten för denna linje är svart eltejp.

Använd tre hona-/honhoppstrådar och anslut till följande stift på en av färgsensorerna: VCC (effekt), GND (jord) och DAT (data). Anslut de andra ändarna med alla stift från raderna 2-8 på motorkortet för följande anslutningar:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Observera att alla dessa måste vara på samma rad för att fungera. Raderna är märkta på motorbrädans sida. Upprepa detta två gånger för en andra sensor och montera dem på framsidan med några extra avstånd eller något du föredrar. Tänk på att färgsensorerna måste vara mycket nära marken. Om de inte är tillräckligt nära kommer de inte att fungera korrekt. Se till att montera dem symmetriskt på motsatta sidor för avsedd effekt.

Gå tillbaka till webbrepliken, skicka demo.py och importera den igen. Lägg det sedan på en icke-svart yta och kartlägg en rad svart tejp en meter eller två. Placera roboten ner med linjen mellan de två sensorerna. Skriv följande kommandon efter att du har startat:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot bör nu följa linjen och korrigera sig själv när färgsensorn utlöses. Koden fungerar genom att detektera vilket värde som är normalt, vilket betyder att det inte är svartfärgat, och när det värdet upplevs vara annorlunda korrigerar det sig själv. Observera att eftersom programmet är tänkt att köra på obestämd tid är det enda sättet att stoppa roboten att stänga av den. Testa på detta sätt ett par gånger, och om du verkligen vågar, försök att göra några kurvor och svängar.

Steg 5: Ljud av

Diagrammet ovan visar hur ultraljudssensorn kommer att ställas in. Sensorn fungerar genom att sända en ultraljudspuls, högre än någon människa kan höra, och beräkna hur lång tid det tar för den att reflektera tillbaka. Det är här manliga/kvinnliga flikarna kommer att lysa tillsammans med 1k och 2k motstånd.

Vid denna tidpunkt kommer fastigheter att vara svåra att hantera, så nu skulle det vara en bra tid att fästa överdelen på bilen igen. Kom dock ihåg att den grå TRIG -kabeln och den vita ECHO -kabeln måste anslutas till två separata D -stift på motorbrädan under, så smyga dem och fäst dem. Om du köpte brödbrädan som ingår i materialavsnittet kommer den att ha en självhäftande botten som kan användas genom att bara skala bort papperet. Fäst det på framsidan av bilen och fäst sedan batteriet med det lim du önskar bak i bilen.

Det bör noteras att koppartrådarna som levereras med AA -batteriet inte har honändar, så du måste ta bort tråden innan du sätter in dem i brödbrädan.

Koden för ultraljudssensorn är lite mer komplex men kan fortfarande nås från denna github -repo igen. Ladda ner HCSR04.py och motion_control.py och ha dem på samma plats. Med dessa kan du upptäcka avståndet sensorn är från vilket objekt som helst. Räckvidden för ultraljudet är cirka två till tre meter.

Steg 6: Värmesignaturer

Nu när vi har de andra delarna monterade kan vi fokusera på att använda Arduino Uno med den passiva infraröda sensorn (PIR) för att detektera termisk rörelse.

Se till att först ladda ner den senaste IDE för Arduino. Anslut den nödvändiga kabeln från ditt USB -uttag till Uno. Du kan behöva bekräfta säkerhetsmeddelanden för detta, säg "Ja" till alla. Se till att den känner igen detta genom att kontrollera under Verktyg> Kort> Arduino/Genuino Uno och Verktyg> Port> dev/cu. Bluetooth-Inkommande-Port. När de har ökat, gå till Verktyg> Hämta information om styrelsen och se om kortinformationen dyker upp.

Nu kan vi använda koden tillbaka på den gamla goda github -repo för att upptäcka termisk rörelse. Ladda ner.ino -filen i förvaret och öppna den med Arduino IDE. Klicka på "Verifiera" för att kompilera koden och tryck den till Uno med knappen bredvid den.

Nu måste vi fysiskt koppla Arduino Uno. Följ diagrammet ovan för att göra det, och när du fäster PIR på bilen, använd lite superlim för att fästa den ovanpå ultraljudssensorn. Eventuellt lim kommer att fästa ytterligare 9V, switch och Uno.

Steg 7: Kommer tillsammans

Nu när allt är på plats, ladda all kod på respektive kort. När du är klar och du har kört demo.loop () kommer roboten att kunna följa svarta linjer och sensorerna ska ta in data på sina respektive terminalfönster. Grattis, du har nu din egen personliga Securibot!

Om du vill lära dig robotens logistik, är detta avsnitt ett kompletterande material om hur programvaran fungerar. I huvudsak kommer roboten att fortsätta följa linjen i en slinga och de ultraljuds- och passiva infraröda sensorerna visar avstånd och rörelse för föremål direkt framför bilen.

Om du vill lägga till fler protokoll på det, här är ytterligare resurser som du kan använda för att få bilen att få bättre programvara eller hårdvara. Eftersom Securibot är lite grundläggande fungerar det som en plattform för dig att ändra efter ditt hjärta. Designa laserskurna rustningar, avancerade detekteringsprogram, lägg till spikar för att göra din egen stridsrobot; Potentialen är gränslös med vad du kan göra med Securibot!

Om du vill lägga till mer akrylpansar för att chassit ska se snyggare ut har vi redan gjort dem på github -förvaret som.pdfs som kan laddas på en laserskärare. Filerna är armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf och hinge-fix.pdf. För mer handledning om hur man laserskärar, gå till https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ för att lära dig mer skärprojekt.