Securibot: მცირე ზომის საფრენი აპარატი სახლის უსაფრთხოებისათვის: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ეს არის მარტივი ფაქტი, რომ რობოტები გასაოცარია. უსაფრთხოების რობოტები, როგორც წესი, ძალიან ძვირი ღირს საშუალო ადამიანისთვის, ან შეძენა კანონიერად შეუძლებელია; კერძო კომპანიები და სამხედროები ცდილობენ შეინახონ ასეთი მოწყობილობები თავისთვის და კარგი მიზეზის გამო. რა მოხდება, თუ ნამდვილად გსურთ გქონდეთ პირადი დაცვის რობოტი?

შეიყვანეთ Securibot: პატარა ყველა წამყვანი რობოტი, რომელსაც შეუძლია პატრულირება იქ, სადაც გსურთ და გამოხმაურება სენსორების ფართო სპექტრით. ეს არის პატარა, ძლიერი და იაფი, და შესაქმნელად საჭიროა გაყვანილობისა და პროგრამირების მხოლოდ მინიმალური გაგება.

ნაბიჯი 1: მასალების შეგროვება

შემდეგი მასალები იქნება საჭირო. ეს არის ნაწილები, რომლებიც უნდა იყოს შეძენილი და მოხმარებული საბოლოო პროდუქტისთვის და, როგორც ასეთი, შეიძლება გონივრული იყოს ავარიის შემთხვევაში დამატებითი სარეზერვო მასალების ქონა. უბრალოდ დააწკაპუნეთ ნაწილზე, რომ გახსნათ ახალი ჩანართი, თუ უნდა შეიძინოთ იგი!

ძალაუფლების მართვა

• 9 ვოლტიანი ბატარეა 4 პაკეტი x1
• AA ბატარეა 8 პაკეტი x1
• 4 სლოტი AA ბატარეის მფლობელი x1
• მამაკაცი/მამაკაცი მხტუნავი მავთულები x1
• მამაკაცი/ქალი მხტუნავი მავთულები x1
• ქალი/ქალი მხტუნავი მავთულები x1
• მინი პურის დაფა x1
• 1k რეზისტორი x1
• 2k რეზისტორი x1
• წითელი/შავი დენის კაბელები x1
• როკერის გადამრთველი x2

HARDWARE და სენსორები

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi მოდული w/ NodeMCU x
• HCSR04 ულტრაბგერითი სენსორი x1
• PIR მოძრაობის სენსორი x1
• საავტომობილო დაფა x1

ᲩᲐᲠᲩᲝ

Makerfire Robot Smart Car Kit x1

დამატებითი მასალები*

• ჯარისკაცი რკინა და ჯარისკაცი
• მავთულის სტრიპტიზორები
• Მავთულის საჭრელები
• 8 "აკრილის
• ლაზერული საჭრელი
• ელექტრო ფირზე
• ციპტები
• მცირე ხრახნები და თხილი

*ეს მასალები არ არის საჭირო, მაგრამ რა თქმა უნდა დაამატეთ ორგანიზაციისა და დაცვის დამატებითი ფენა. სურვილისამებრ, ისინი უფრო ხშირად გვხვდება ტექნიკის მაღაზიებში, ხოლო ლაზერული საჭრელები უფრო სერიოზულად განიხილავენ ყიდვისას, ვიდრე უბრალოდ ერთის ქირაობას ან ნაწილების გაგზავნას.

ნაბიჯი 2: პროგრამირება და დაგეგმვა

Securibot არის საკმაოდ რთული მოწყობილობა გაყვანილობისა და პროგრამირების თვალსაზრისით, რომელიც თავიდან შეიძლება შემაშინებელი ჩანდეს, მაგრამ მცირე ნაბიჯებით რომ გაკეთდეს, ეს უფრო ადვილი გახდება. ქვემოთ მოცემულია დიაგრამა, რომელიც აჩვენებს გაყვანილობის მთელ სქემას. მიუხედავად იმისა, რომ ეს აქ არის, უგუნური იქნებოდა ყველაფრის მიერთება, რადგან მთელი ეს მექანიზმი მიმაგრებული იქნება რობოტზე. ეს უბრალოდ აქ არის იმისათვის, რომ უკეთ გაიგოთ, თუ როგორ არის აწყობილი მოწყობილობა ქაღალდზე.

რობოტის დასაპროგრამებლად ჩვენ ვიყენებთ ორ სხვადასხვა ენას: პითონს და C/C ++. ასევე, მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ ეს საუკეთესოდ კეთდება, როდესაც დაპროგრამებულია MacOS– ზე.

სანამ დავიწყებთ, ფიზიკურად მიამაგრეთ NodeMCU საავტომობილო დაფაზე. ამის გაკეთება შეგიძლიათ ბოლოში პატარა ჩხუბის ერთმანეთთან გაფორმებით. არ განათავსოთ ის უკანა მხარეს, ან გაშრება!

მას შემდეგ რაც კომპიუტერს დაუკავშირებთ NodeMCU + Motorboard- ს, გახსენით ტერმინალის ფანჯარა და დაიწყეთ ამ ხაზების ჩაწერა, იგნორირება გაუკეთეთ რამეს # - ის შემდეგ.

ls /dev/tty.* #პოულობს პორტს, რომელსაც NodeMCU უსმენს.

ეკრანი ls/dev/tty. 115200

#ამის შემდეგ, დააჭირეთ Enter სანამ არ ნახავთ >>>, შემდეგ ჩაწერეთ შემდეგი:

იმპორტის ქსელი

sta = network. WLAN (ქსელი. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap. აქტიური (ჭეშმარიტი)

sta. აქტიური (მცდარი)

თუ ეს სწორად გაქვთ დაპროგრამებული, თქვენ უნდა ნახოთ კავშირი MicroPython-xxxxxx– ზე (რიცხვები განსხვავდება გამოყენებული ESP8266– ის მიხედვით) თქვენს Wi-Fi– ში. დაუკავშირდით მას, პაროლი არის მიკროპითონი (ზუსტად ისე როგორც წერია)

ახლა გადადით https://micropython.org/webrepl/ და დააჭირეთ ღილაკს "დაკავშირება". არ შეცვალოთ IP. ნაგულისხმევი არის ის, რაც არის საჭირო. თქვენ უნდა მოგთხოვოთ პაროლის შეყვანა; უბრალოდ შეიყვანეთ პაროლი.

ამის შემდეგ, ჩვენ უნდა მივიღოთ ყველა კოდი, რომელიც გამოიყენება რობოტის ძრავების კონტროლში. ამ github საცავში გადმოწერეთ crimsonbot.py. საჭიროების შემთხვევაში, შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ სხვა ნივთები მომავალი გამოყენებისთვის. ახლა ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ პროგრამირება, მაგრამ ამის გაკეთება შეიძლება ძალიან რთული იყოს, ასე რომ, ნაცვლად ამისა, ჩვენ შევქმენით სხვა საცავი, რომელიც მდებარეობს აქ. აიღეთ demo.py და განათავსეთ იგი იმავე ადგილას, როგორც crimsonbot.py.

დაბრუნდით webrepl– ში და კვლავ დაუკავშირდით. დააჭირეთ ღილაკს "დაკავშირება" და კვლავ შედით პაროლით. მარჯვენა მხარეს დააწკაპუნეთ "აირჩიეთ ფაილი" და იპოვეთ სად აყენებთ demo.py. Demo.py არჩევის შემდეგ, გაგზავნეთ იგი ღილაკზე "გაგზავნა მოწყობილობაზე". თუ ეს სწორად გააკეთეთ, უნდა შეგეძლოთ ჩაწეროთ იმპორტის დემო და არ მიიღოთ რაიმე შეცდომა. გილოცავთ, თქვენ გაქვთ ყველა პროგრამა შექმნილი კონტროლისთვის. ახლა დროა შევიკრიბოთ ეს თავად რობოტში.

ნაბიჯი 3: საფუძვლების შექმნა

ახლა, როდესაც ჩვენ შევქმენით პროგრამული უზრუნველყოფის ძირითადი ნაწილი, ჩვენ შეგვიძლია ვიმუშაოთ აპარატურაზე. გახსენით პაკეტი რობოტის Makerfire შასისთვის და ააწყვეთ ისე, როგორც ეს მითითებულია ინსტრუქციაში. უნდა აღინიშნოს, რომ მავთულები არ იწებება, ამიტომ ფრთხილად იყავით, როგორც ყოველთვის, ერთთან მუშაობისას. მას შემდეგ რაც შეაგროვეთ მთელი რობოტი მითითებული სახელმძღვანელოს მიხედვით, ჩვენ რეალურად არ გვჭირდება ზემოდან მოთავსება, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ ეს თანაშემწე ახლავე.

ზემოდან რომ გადავიღოთ, ახლა შეგვიძლია რაღაცეები დავამატოთ. აიღეთ თქვენთვის სასურველი წებო და მოათავსეთ ძრავის დაფა და ორი 9 ვ ბატარეა ლურჯი განყოფილების წინ დაფაზე. ეს მიდის სათქმელის გარეშე, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მოაცილოთ Motor Board ამის გაკეთება.

შედუღებული მავთულის ან ალიგატორის სამაგრების გამოყენებით, მიამაგრეთ ორი 9 ვ ბატარეა სერიულად, რაც იძლევა დაახლოებით 18 ვ სიმძლავრეს. ახლა აიღეთ ერთი ბოლო და შეაერთეთ იგი როკერის გადამრთველთან. თქვენ უნდა გქონდეთ ნეგატიური/პოზიტიური დასასრული როკერზე და ერთი უბრალოდ ერთ ბოლოზე. მავთულხლართებით, ამოიღეთ წითელი/შავი დენის კაბელი ცოტაოდენი სპილენძის გასახსნელად. ახლა თქვენ შეგიძლიათ ჩადოთ ისინი მოტორბორდზე ლურჯ მონაკვეთზე, ჩასვით მათ შიგნით. გამოიყენეთ პატარა ფილიპსის ხრახნიანი ასამაღლებლად და დასაწევად, რათა სწორად დაიჭიროთ. წითელი მავთული მიმაგრდება განყოფილებაში სახელწოდებით VIN და მიწა მიმაგრდება გასასვლელთან სახელწოდებით GND.

ახლა არის გაყვანილობის რთული ნაწილი. ეს ალბათ ყველაზე რთული ნაწილია, რადგან ის ძალიან რთულია. ძრავების ბოლოების გამოყენებით დააკავშირეთ იგი შემდეგნაირად:

ორი შავი მავთული მარცხნივ A- გამოსასვლელში

ორი წითელი მავთული მარცხნივ A+ გამოსასვლელში

ორი შავი მავთული გასასვლელიდან მარჯვნივ B-

ორი წითელი მავთული მარჯვენა გასასვლელში B+

ელექტრო ფირზე და zipties იქნება ძალიან მოსახერხებელი, რათა შეინარჩუნოს წყვილი ხაზები ერთად. ახლა, როდესაც ის უკვე შეიკრიბა, ჩვენ შეგვიძლია შევამოწმოთ, მუშაობს თუ არა ძრავები სწორად.

შედით სისტემაში და მიჰყევით ნაბიჯების 1 -ლი ნაწილს webrepl– ის დაწყებიდან demo.py– ის ჩატვირთვამდე. მას შემდეგ რაც ჩაწერეთ იმპორტის დემო, ჩაწერეთ რომელიმე შემდეგი ბრძანება:

demo.demo_fb () #აიძულებს რობოტს წავიდეს წინ და უკან.

demo.demo_rot () #რობოტს ატრიალებს.

ეს შეაფასებს თუ არა შეგიძლიათ წინსვლა და შემობრუნება. თუ ორივე მუშაობს ისე, როგორც განზრახული იყო, მაშინ ფანტასტიურია! თუ არა, ორმაგად შეამოწმეთ გაყვანილობა და დარწმუნდით, რომ თქვენი ბატარეები სრულად დატენულია. ამას ერთვის demo_fb () პროგრამის მცირე ვიდეო და როგორ მუშაობს ბორბლები, როგორც მაგალითი. გაითვალისწინეთ, რომ ისინი არ იკვებება სრულად, ამიტომ ჩვენ უნდა დავრწმუნდეთ მულტიმეტრის გამოყენებით არის თუ არა საკმარისი სიმძლავრე ოთხი ძრავისთვის.

ნაბიჯი 4: საგნების გრძნობის შეღებვა

ახლა, როდესაც ჩვენ დავადგინეთ, რომ ჩვენს ბოტს შეუძლია გადაადგილება, საბოლოოდ დროა დავიწყოთ რობოტის ავტომატიზაცია.

ისევე, როგორც მცველს ევალება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ტერიტორიის პატრულირება, რობოტი დაპროგრამებულია demo.py კოდის გამოყენებით, რომ დაიცვას ტერიტორია შავი ხაზის დაცვით. ამ ხაზისთვის საუკეთესო კანდიდატია შავი ელექტრული ლენტი.

სამი ქალი/ქალი ჯუმბერის მავთულის გამოყენებით, დაუკავშირდით შემდეგ ქინძისთავებს ერთ -ერთ ფერად სენსორზე: VCC (სიმძლავრე), GND (მიწა) და DAT (მონაცემები). შეაერთეთ სხვა ბოლოები საავტომობილო დაფაზე 2-8 რიგებიდან ნებისმიერი ქინძისთავის გამოყენებით შემდეგი კავშირებისთვის:

VCC => V

GND => G

DAT => D

გაითვალისწინეთ, რომ ყველა ეს უნდა იყოს ერთ რიგში იმისათვის, რომ იმოქმედოს. სტრიქონები მონიშნულია საავტომობილო დაფის მხარეს. გაიმეორეთ ეს ორჯერ მეორე სენსორისთვის და მიამაგრეთ ისინი წინა ნაწილში, სათადარიგო ჩამორჩენით ან სხვა რამით, რაც გირჩევნიათ. გაითვალისწინეთ, რომ ფერის სენსორები უნდა იყოს ძალიან ახლოს მიწასთან. თუ ისინი საკმარისად ახლოს არ არიან, ისინი არ იმუშავებენ სწორად. ასევე დარწმუნდით, რომ დააინსტალირეთ ისინი სიმეტრიულად მოპირდაპირე მხარეს დანიშნულებისამებრ.

დაბრუნდით webrepl– ში, გაგზავნეთ demo.py და კიდევ ერთხელ შემოიტანეთ იგი. ამის შემდეგ, დადეთ იგი არა-შავ ზედაპირზე და დაადგინეთ შავი ელექტრული ფირის ხაზი მეტრზე ან ორზე. მოათავსეთ რობოტი ხაზთან ორ სენსორს შორის. ჩართვის შემდეგ ჩაწერეთ შემდეგი ბრძანებები:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot– მა უნდა დაიცვას ხაზი და გაასწოროს ის, როდესაც ფერის სენსორი იშლება. კოდი მუშაობს იმის გამოვლენით, თუ რა მნიშვნელობა აქვს ნორმალურ, ანუ არა შავ ფერს და როდესაც ეს მნიშვნელობა განსხვავებულად იგრძნობა, ის თვითონ ასწორებს. გაითვალისწინეთ, რომ რადგანაც პროგრამას აქვს განუსაზღვრელი ვადის გაშვება, რობოტის გაჩერების ერთადერთი გზა არის მისი გამორთვა. გამოსცადეთ ეს გზა რამდენჯერმე და თუ ნამდვილად გაბედავთ, შეეცადეთ გააკეთოთ მოსახვევები.

ნაბიჯი 5: ხმის გამორთვა

ზემოთ დიაგრამა გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიქმნება ულტრაბგერითი სენსორი. სენსორი მუშაობს ხმის ულტრაბგერითი პულსის გადაცემით, იმაზე მაღალი ვიდრე ნებისმიერი ადამიანი ისმენს და გამოთვლის რამდენი დრო სჭირდება მის უკან ასახვას. ეს არის ადგილი, სადაც მამრობითი/მდედრობითი ჩანართები ბრწყინავს 1k და 2k რეზისტორებთან ერთად.

ამ ეტაპზე უძრავი ქონების მართვა რთული იქნება, ამიტომ ახლა კარგი დრო იქნება მანქანის ზედა ნაწილის დასაბრუნებლად. ამასთან, გაითვალისწინეთ, რომ ნაცრისფერი TRIG მავთული და თეთრი ECHO მავთული უნდა დაუკავშირდეს ძრავის დაფის ორ ცალკეულ D ქინძისთავს, ასე რომ შემოგეპარებით და მიამაგრეთ ისინი. თუ თქვენ იყიდეთ პურის დაფა, რომელიც შედის მასალების განყოფილებაში, მაშინ მას ექნება წებოვანი ფსკერი, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია ქაღალდის მოშორებით. მიამაგრეთ ეს მანქანის წინა ნაწილზე და შემდეგ მიამაგრეთ ბატარეის ნაკრები მანქანის უკანა ნაწილში არსებული ნებისმიერი წებოს გამოყენებით.

უნდა აღინიშნოს, რომ სპილენძის მავთულხლართებს, რომლებსაც თან ახლავს AA ბატარეის პაკეტი, არ აქვს ქალის ბოლოები, ასე რომ თქვენ დაგჭირდებათ მავთულის მოშორება, სანამ ისინი დაფაზე შეიყვანთ.

ულტრაბგერითი სენსორის კოდი ცოტა უფრო რთულია, მაგრამ მისი ხელახალი წვდომა კვლავ შესაძლებელია ამ github repo– დან. ჩამოტვირთეთ HCSR04.py და motion_control.py და იქონიეთ ისინი იმავე ადგილას. ამ საშუალებით თქვენ შეგიძლიათ აღმოაჩინოთ მანძილი სენსორი ნებისმიერი ობიექტიდან. ულტრაბგერითი დიაპაზონი დაახლოებით ორიდან სამ მეტრამდეა.

ნაბიჯი 6: ხელმოწერების გათბობა

ახლა, როდესაც ჩვენ შევიკრიბეთ სხვა ნაწილები, ჩვენ შეგვიძლია გავამახვილოთ ყურადღება Arduino Uno– ს პასიური ინფრაწითელი სენსორის გამოყენებით (PIR) თერმული მოძრაობის გამოსავლენად.

უპირველეს ყოვლისა, დარწმუნდით, რომ ჩამოტვირთეთ უახლესი IDE Arduino– სთვის. შეაერთეთ USB კაბელიდან საჭირო კაბელი Uno– სთან. შეიძლება დაგჭირდეთ უსაფრთხოების მოთხოვნის დადასტურება, თქვით "დიახ" ყველასთვის. დარწმუნდით, რომ ის ამას აღიარებს ინსტრუმენტებით> დაფა> Arduino/Genuino Uno და ინსტრუმენტები> პორტი> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. მას შემდეგ რაც გაძლიერდება, გადადით ინსტრუმენტებში> მიიღეთ დაფის ინფორმაცია და ნახეთ გამოჩნდება თუ არა დაფის ინფორმაცია.

ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ კოდი ძველ კარგ github repo– ზე თერმული მოძრაობის გამოსავლენად. ჩამოტვირთეთ.ino ფაილი საცავში და გახსენით Arduino IDE– ით. დააწკაპუნეთ "გადამოწმებაზე" კოდის შესადგენად და დააჭირეთ ღილაკს Uno მის გვერდით მდებარე ღილაკის გამოყენებით.

ახლა ჩვენ ფიზიკურად უნდა გავაერთიანოთ Arduino Uno. მიჰყევით ზემოთ მოცემულ დიაგრამას ამის გასაკეთებლად და როდესაც PIR მანქანას მიამაგრებთ, გამოიყენეთ სუპერ წებო ულტრაბგერითი სენსორის თავზე დასამაგრებლად. ნებისმიერი წებოვანი მიმაგრება დამატებით 9V, გადამრთველი და Uno.

ნაბიჯი 7: ერთად მოსვლა

ახლა, როდესაც ყველაფერი ადგილზეა, ჩატვირთეთ ყველა კოდი შესაბამის დაფაზე. დასრულების შემდეგ და თქვენ დაასრულებთ demo.loop (), რობოტს შეეძლება დაიცვას შავი ხაზები და სენსორებმა უნდა შეიტანონ მონაცემები მათი შესაბამისი ტერმინალის ფანჯრებზე. გილოცავთ, თქვენ უკვე გაქვთ საკუთარი პირადი Securibot!

თუ გსურთ რობოტის ლოგისტიკის სწავლა, მაშინ ეს განყოფილება არის დამატებითი მასალა, თუ როგორ მუშაობს პროგრამული უზრუნველყოფა. არსებითად, რობოტი გააგრძელებს ხაზის დაცვას მარყუჟში და ულტრაბგერითი და პასიური ინფრაწითელი სენსორები აჩვენებენ ობიექტების მანძილს და მოძრაობას უშუალოდ მანქანის წინ.

თუ გსურთ მეტი პროტოკოლის დამატება მასზე, აქ არის დამატებითი რესურსი, რომელიც შეგიძლიათ გამოიყენოთ, რათა მანქანას ჰქონდეს უკეთესი პროგრამული უზრუნველყოფა ან ტექნიკა. ვინაიდან Securibot არის ცოტა ძირითადი, ის ემსახურება როგორც პლატფორმას თქვენი გულის შინაარსის შეცვლისთვის. შეიმუშავეთ ლაზერული ჭრის ჯავშანი, მოწინავე გამოვლენის პროგრამები, დაამატეთ ნაპერწკლები თქვენი საბრძოლო რობოტის შესაქმნელად; პოტენციალი უსაზღვროა იმით, რისი გაკეთებაც შეგიძლიათ Securibot– ით!

თუ გსურთ დაამატოთ მეტი აკრილის ჯავშანი, რათა შასი უფრო ლამაზად გამოიყურებოდეს, ჩვენ უკვე გავაკეთეთ ისინი github საცავში, როგორც.pdf, რომელიც შეიძლება დატვირთული იყოს ლაზერულ საჭრელზე. ფაილები არის armor-side.pdf, front-back-plate-fixed.pdf და hinge-fix.pdf. დამატებითი გაკვეთილებისთვის, თუ როგორ უნდა მოხდეს ლაზერული ჭრა, ეწვიეთ https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/, რათა გაიგოთ მეტი ჭრის პროექტები.