Securibot: Ev Güvenliği için Küçük Bir Gözetleme Uçağı: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Robotların harika olduğu basit bir gerçektir. Ancak güvenlik robotları, ortalama bir kişinin karşılayamayacağı kadar pahalı olma eğilimindedir veya satın alması yasal olarak imkansızdır; Özel şirketler ve ordu, bu tür cihazları kendilerine saklama eğilimindedir ve bunun iyi bir nedeni vardır. Peki ya gerçekten bir kişisel güvenlik robotuna sahip olmak istiyorsanız?

Securibot'a girin: İstediğiniz yerde devriye gezebilen ve geniş bir sensör yelpazesiyle bilgi geri bildirimi yapabilen küçük bir dört tekerlekten çekişli robot. Küçük, sağlam ve ucuzdur ve oluşturmak için yalnızca minimum düzeyde kablolama ve programlama bilgisi gerektirecektir.

Adım 1: Materyal Toplama

Aşağıdaki malzemeler gerekli olacaktır. Bunlar nihai ürün için satın alınması ve tüketilmesi gereken parçalardır ve bu nedenle bir kaza olması durumunda ek yedek malzemelerin bulundurulması akıllıca olabilir. Satın almanız gerekiyorsa yeni bir sekme açmak için bir parçaya tıklamanız yeterli!

GÜÇ YÖNETİMİ

• 9 Volt Pil 4'lü Paket x1
• AA Pil 8'li Paket x1
• 4 Yuvalı AA Pil Tutucu x1
• Erkek/Erkek Jumper Telleri x1
• Erkek/Dişi Jumper Telleri x1
• Dişi/Dişi Jumper Telleri x1
• Mini Ekmek Tahtası x1
• 1k Direnç x1
• 2k Direnç x1
• Kırmızı/Siyah Güç Kabloları x1
• Rocker Anahtarı x2

DONANIM VE SENSÖRLER

• Arduino Uno Rev3 x1
• ESP8266 Wi-Fi Modülü w/ NodeMCU x
• HCSR04 Ultrasonik Sensör x1
• PIR Hareket Sensörü x1
• Motor Kurulu x1

ŞASİ

Makerfire Robot Akıllı Araç Kiti x1

EK MATERYALLER*

• Asker Demir ve Lehim
• Tel Sıyırıcılar
• Tel kesiciler
• 8" Akrilik
• Lazer Kesici
• Elektrik bandı
• fermuarlar
• Küçük Vidalar ve Somunlar

*Bu malzemeler gerekli değildir, ancak kesinlikle ekstra bir organizasyon ve koruma katmanı ekler. İsteğe bağlı olduklarından, hırdavatçılarda daha yaygın olarak bulunabilirler ve lazer kesiciler, yalnızca birini kiralamak veya parçaları sevk ettirmek yerine satın almak için daha ciddi bir husustur.

Adım 2: Programlama ve Planlama

Securibot, kablolama ve programlama açısından ilk bakışta korkutucu görünebilecek oldukça karmaşık bir cihazdır, ancak küçük adımlarla yapılırsa daha kolay hale getirilebilir. Aşağıda tüm kablolama şemasını gösteren bir şema bulunmaktadır. Bu şimdi burada olsa bile, tüm bu mekanizma robota bağlı olacağından her şeyi kablolamak akıllıca olmaz. Bu, cihazın kağıt üzerinde nasıl kurulduğunu daha iyi anlamak için burada.

Robotu programlamak için iki farklı dil kullanacağız: Python ve C/C++. Ayrıca, bunun en iyi MacOS'ta programlandığında yapıldığını anlamak önemlidir.

Başlamadan önce, NodeMCU'yu Motor Kartına fiziksel olarak bağlayın. Bunu, alttaki küçük dalgalı çizgiyi birbiriyle hizalayarak yapabilirsiniz. GERİ KOYMAYIN YA DA KIZARACAKTIR!

NodeMCU + Motorboard'u bir bilgisayara bağladıktan sonra, bir terminal penceresi açın ve # işaretinden sonra herhangi bir şey yazmayı göz ardı ederek bu satırları yazmaya başlayın.

ls /dev/tty.* #NodeMCU'nun dinlediği bağlantı noktasını bulur.

ekran ls/dev/tty. 115200

#bundan sonra, >>> görene kadar enter tuşuna basın, ardından aşağıdakini yazın:

ithalat ağı

sta = ağ. WLAN(network. STA_IF)

ap = ağ. WLAN(network. AP_IF)

ap.aktif(Doğru)

sta.active(Yanlış)

Bunu doğru programladıysanız, şimdi Wi-Fi'nizde MicroPython-xxxxxx (sayılar kullanılan ESP8266'ya göre farklılık gösterecektir) için bir bağlantı görmelisiniz. Ona bağlanın, şifresi micropythoN'dir (tam olarak yazıldığı gibi)

Şimdi https://micropython.org/webrepl/ adresine gidin ve "Bağlan"a basın. IP DEĞİŞTİRMEYİN. Verilen varsayılan, gerekli olandır. Bir parola girmeniz istenecektir; Sadece şifreyi girin.

Bundan sonra robotun motorlarının kontrolünde kullanılan tüm kodları elde etmemiz gerekecek. Bu github deposunda crimsonbot.py dosyasını indirin. Gerekirse ileride kullanmak üzere başka şeyler indirebilirsiniz. Şimdi programlamaya başlayabiliriz, ancak bunu yapmak çok zor olabilir, bu yüzden onun yerine burada bulunan başka bir havuz yaptık. demo.py'yi alın ve crimsonbot.py ile aynı konuma yerleştirin.

Webrepl'e geri dönün ve tekrar bağlanın. "Bağlan" a basın ve tekrar şifre ile giriş yapın. Sağ tarafta, "Dosya Seç"e tıklayın ve demo.py'yi nereye koyduğunuzu bulun. demo.py'yi seçtikten sonra "Cihaza gönder"e basarak gönderin. Doğru yaptıysanız, import demo yazabilmeli ve herhangi bir hata almamalısınız. Tebrikler, kontrol için tüm yazılımları kurdunuz. Şimdi bunu robotun kendisinde birleştirmenin zamanı geldi.

Adım 3: Temelleri Oluşturma

Artık yazılımın birincil bölümünü kurduğumuza göre, donanım üzerinde çalışabiliriz. Robotun Makerfire kasası için paketi açın ve verilen kılavuzda belirtildiği gibi monte edin. Tellerin lehimli gelmediğine dikkat edilmelidir, bu nedenle tellerle çalışırken her zaman olduğu gibi dikkatli olun. Sağlanan kılavuza göre tüm robotu bir araya getirdiğinizde, aslında şimdilik üst kısmı takmak zorunda değiliz, bu yüzden şimdilik o yardımcıyı koyabilirsiniz.

Tepeyi alarak, şimdi bazı şeyleri ekleyebiliriz. Seçtiğiniz bir yapıştırıcıyı alın ve Motor Kartı ile iki adet 9V pili tahtadaki mavi bölümün önüne yerleştirin. Söylemeye gerek yok, ancak bunu yapmak için Motor Kartını çıkarabilirsiniz.

Lehimli teller veya timsah klipsleri kullanarak, iki 9V pili seri olarak takın ve yaklaşık 18V güç verin. Şimdi bunun bir ucunu alın ve bir rocker anahtarına bağlayın. Şimdi, külbütöre bağlı bir negatif/pozitif ucunuz ve bir ucuna basitçe bağlı bir ucunuz olmalıdır. Kablo sıyırıcılarla, bakırın bir kısmını ortaya çıkarmak için kırmızı/siyah güç kablosunun bir kısmını çıkarın. Artık bunları mavi bölümdeki Motorboard'a yapıştırarak yerleştirebilirsiniz. Bunları düzgün bir şekilde sabitlemek için yükseltmek ve alçaltmak için küçük bir yıldız tornavida kullanın. Kırmızı kablo VIN isimli prize, toprak ise GND isimli prize bağlanacaktır.

Şimdi kablolamanın zor kısmı. Çok karmaşık olduğu için muhtemelen en zor kısımdır. Motorların uçlarını kullanarak aşağıdaki şekilde bağlayın:

Soldaki iki siyah kablo A çıkışına

A+ çıkışına giden soldaki iki kırmızı kablo

B çıkışının sağındaki iki siyah kablo-

B+ çıkışının sağındaki iki kırmızı kablo

Kablo çiftlerini bir arada tutmak için elektrik bandı ve fermuarlar çok kullanışlı olacaktır. Artık bu monte edildiğine göre, motorların düzgün çalışıp çalışmadığını test edebiliriz.

Giriş yapın ve webrepl'i başlatmaktan demo.py'yi yüklemeye kadar Adım 1'deki tüm bölümleri izleyin. İçe aktarma demosunu yazdıktan sonra aşağıdaki komutlardan birini yazın:

demo.demo_fb() #Robotun ileri ve geri gitmesini sağlar.

demo.demo_rot() #Robotu döndürür.

Bunlar ileriye doğru hareket edip dönemeyeceğinizi değerlendirecektir. Her ikisi de amaçlandığı gibi çalışırsa, harika! Değilse, kablolamanızı iki kez kontrol edin ve pillerinizin tamamen şarj olduğundan emin olun. Buna demo_fb() programının ve tekerlekleri nasıl çalıştırdığının küçük bir videosu örnek olarak eklenmiştir. Bunlara tam güç verilmediğine dikkat edin, bu nedenle gücün dört motor için yeterli olup olmadığını bir multimetre kullandığımızdan emin olmalıyız.

Adım 4: Bir Şey Duygusunu Renklendirme

Artık botumuzun hareket edebildiğini belirlediğimize göre, nihayet robotun otomasyonunu başlatmanın zamanı geldi.

Bir muhafızın belirli bir süre bir alanda devriye gezmekle görevlendirilmesine benzer şekilde, robot, siyah bir çizgiyi izleyerek bir alanda devriye gezmek için demo.py'deki kod kullanılarak programlanmıştır. Bu hat için en iyi aday siyah elektrik bandıdır.

Üç dişi/dişi aktarma kablosu kullanarak, renk sensörlerinden birindeki şu pimlere bağlayın: VCC (güç), GND (toprak) ve DAT (veri). Aşağıdaki bağlantılar için Motor Kartındaki 2-8 sıralarından herhangi bir pimi kullanarak diğer uçları da bağlayın:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Bunların hepsinin çalışması için aynı satırda olması gerektiğini unutmayın. Satırlar, Motor Kartının yan tarafında etiketlenmiştir. Bunu ikinci bir sensör için iki kez tekrarlayın ve bazı yedek parçalar veya tercih ettiğiniz herhangi bir şeyle ön tarafa monte edin. Renk sensörlerinin yere çok yakın olması gerektiğini unutmayın. Yeterince yakın değillerse, düzgün çalışmazlar. Amaçlanan etki için bunları simetrik olarak zıt taraflara monte ettiğinizden emin olun.

Webrepl'e geri dönün, demo.py gönderin ve bir kez daha içe aktarın. Bundan sonra, siyah olmayan bir yüzeye koyun ve bir veya iki metrelik bir siyah elektrik bandı çizgisi çizin. Robotu, çizgi iki sensör arasına gelecek şekilde yerleştirin. Güç verdikten sonra aşağıdaki komutları yazın:

demo.setup()

demo.döngü()

Securibot şimdi çizgiyi takip etmeli ve renk sensörü tetiklendiğinde kendini düzeltmelidir. Kod, hangi değerin normal yani siyah renkli olmadığını algılayarak çalışır ve bu değerin farklı olduğu algılandığında kendini düzeltir. Programın süresiz olarak çalışması amaçlandığından, robotu durdurmanın tek yolunun onu kapatmak olduğunu unutmayın. Bu şekilde birkaç kez test edin ve gerçekten cüretkarsanız, bazı eğriler ve dönüşler yapmaya çalışın.

Adım 5: Sesin Kapatılması

Yukarıdaki şema ultrasonik sensörün nasıl kurulacağını göstermektedir. Sensör, herhangi bir insanın duyabileceğinden daha yüksek bir ultrasonik ses darbesi ileterek ve geri yansımasının ne kadar sürdüğünü hesaplayarak çalışır. Erkek/dişi sekmelerin 1k ve 2k dirençlerin yanında parlayacağı yer burasıdır.

Bu noktada, gayrimenkulün yönetimi zor olacak, bu yüzden şimdi arabanın üstünü tekrar takmak için iyi bir zaman olabilir. Ancak, gri TRIG kablosunun ve beyaz ECHO kablosunun Motor Kartının altındaki iki ayrı D pinine bağlanması gerektiğini unutmayın, bu nedenle onları gizlice geçirin ve takın. Malzemeler bölümünde yer alan breadboard'u satın aldıysanız, sadece kağıdı soyarak kullanılabilecek yapışkan bir altlığa sahip olacaktır. Bunu arabanın önüne yapıştırın ve ardından arabanın arkasına istediğiniz yapıştırıcıyı kullanarak pil takımını takın.

AA pil takımıyla birlikte gelen bakır kabloların dişi uçları olmadığı için devre tahtasına takmadan önce kabloyu soymanız gerekecektir.

Ultrasonik sensörün kodu biraz daha karmaşıktır ancak yine de bu github deposundan tekrar erişilebilir. HCSR04.py ve motion_control.py'yi indirin ve bunları aynı konumda tutun. Bunlarla sensörün herhangi bir nesneye olan mesafesini tespit edebilirsiniz. Ultrasonik menzili yaklaşık iki ila üç metredir.

Adım 6: Isı İmzaları

Artık diğer parçaları bir araya getirdiğimize göre, termal hareketi algılamak için Arduino Uno'yu Pasif Kızılötesi Sensör (PIR) ile kullanmaya odaklanabiliriz.

Her şeyden önce, Arduino için en son IDE'yi indirdiğinizden emin olun. Gerekli kabloyu USB çıkışınızdan Uno'ya bağlayın. Bunun için güvenlik istemlerini onaylamanız gerekebilir, hepsine "Evet" deyin. Tools > Board > Arduino/Genuino Uno ve Tools > Port > dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port altında kontrol ederek bunu tanıdığından emin olun. Bunlar bir kez yükseltildiğinde, Araçlar > Pano Bilgilerini Al'a gidin ve pano bilgilerinin açılıp açılmadığına bakın.

Artık termal hareketi tespit etmek için kodu eski güzel github deposunda kullanabiliriz. Depodaki.ino dosyasını indirin ve Arduino IDE ile açın. Kodu derlemek için "Doğrula"yı tıklayın ve yanındaki düğmeyi kullanarak Uno'ya gönderin.

Şimdi Arduino Uno'yu fiziksel olarak bağlamalıyız. Bunu yapmak için yukarıdaki şemayı takip edin ve PIR'yi araca takarken, ultrasonik sensörün üzerine takmak için biraz süper yapıştırıcı kullanın. Herhangi bir yapıştırıcı ek 9V, anahtar ve Uno'yu ekleyecektir.

Adım 7: Bir Araya Gelmek

Artık her şey yerli yerinde olduğuna göre, tüm kodu ilgili panolara yükleyin. Bitirdikten ve demo.loop()'u çalıştırdığınızda, robot siyah çizgileri takip edebilecek ve sensörler ilgili terminal pencerelerine veri getirmelidir. Tebrikler, artık kendi kişisel Securibot'unuz var!

Robotun lojistiğini öğrenmek istiyorsanız, bu bölüm yazılımın nasıl çalıştığına dair ek materyaldir. Esasen, robot bir döngü içinde çizgiyi takip etmeye devam edecek ve ultrasonik ve pasif kızılötesi sensörler, doğrudan arabanın önündeki nesnelerin mesafesini ve hareketini gösterecek.

Üzerine daha fazla protokol eklemek isterseniz, arabanın daha iyi yazılım veya donanıma sahip olmasını sağlamak için kullanabileceğiniz ek kaynaklar burada. Securibot biraz basit olduğundan, kalbinizin içeriğini değiştirmeniz için bir platform görevi görür. Lazer kesim zırh, gelişmiş tespit programları tasarlayın, kendi savaş robotunuzu yapmak için sivri uçlar ekleyin; Securibot ile yapabilecekleriniz sınırsız!

Şasinin daha güzel görünmesi için daha fazla akrilik zırh eklemek istiyorsanız, bunları bir lazer kesiciye yüklenebilen.pdfs olarak github deposunda zaten yaptık. Dosyalar, armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf ve menteşe-fix.pdf şeklindedir. Lazer kesim hakkında daha fazla eğitim için, daha fazla kesim projesi öğrenmek için https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ adresine gidin.