Securibot: מזל"ט קטן של אבטחה לבית: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

עובדה פשוטה שרובוטים הם מדהימים. עם זאת, רובוטי אבטחה נוטים להיות יקרים מדי לאדם ממוצע או שהם בלתי אפשריים לרכוש מבחינה משפטית; חברות פרטיות והצבא נוטים לשמור מכשירים כאלה לעצמם, ולא בכדי. אבל מה אם אתה באמת רוצה רובוט אבטחה אישי?

היכנסו ל- Securibot: רובוט קטן בעל הנעה לכל הגלגלים שיכול לסייר במקום בו אתם רוצים ולתת משוב בעזרת מגוון רחב של חיישנים. הוא קטן, חזק וזול, ודורש רק הבנה מינימלית של חיווט ותכנות על מנת ליצור.

שלב 1: איסוף חומרים

החומרים הבאים יידרשו. אלה חלקים שחייבים לרכוש ולצרוך עבור המוצר הסופי, וככזה יכול להיות חכם להחזיק חומרי גיבוי נוספים במקרה של תאונה. פשוט לחץ על חלק כדי לפתוח כרטיסייה חדשה אם עליך לרכוש אותה!

ניהול צריכת חשמל

• סוללת 9 וולט 4-Pack x1
• סוללת AA 8 חבילות x1
• מחזיק סוללות AA בעל 4 חריצים x1
• חוטי מגשר זכר/זכר x1
• חוטי מגשר זכר/נקבה x1
• חוטי מגשר נקבה/נקבה x1
• לוח קרש מיני x1
• הנגד 1k x1
• הנגד 2k x1
• כבלי חשמל אדומים/שחורים x1
• מתג נדנדה x2

חומרים וחיישנים

• Arduino Uno Rev3 x1
• מודול Wi-Fi ESP8266 עם NodeMCU x
• חיישן אולטרסאונד HCSR04 x1
• חיישן תנועה PIR x1
• לוח מוטורי x1

שִׁלדָה

ערכת מכוניות חכמה של Makerfire רובוט x1

חומרים נוספים*

• חייל ברזל והלחמה
• חשפניות חוטים
• מספרי תיל
• 8 "אקריליק
• חותך לייזר
• קלטת חשמל
• ציפטיות
• ברגים ואומים קטנים

*חומרים אלה אינם נדרשים, אך בהחלט מוסיפים שכבה נוספת של ארגון והגנה. בהיותם אופציונליים, הם יכולים להימצא בדרך כלל יותר בחנויות חומרי בניין, וחותכי לייזר הם שיקול רציני יותר לרכישה, אלא פשוט לשכור אחד או לשלוח חלקים.

שלב 2: תכנות ותכנון

ה- Securibot הוא מכשיר מורכב למדי מבחינת חיווט ותכנות שעלול להיראות בהתחלה מאיים, אך אם ניתן לעשות זאת בקלות רבה יותר. להלן תרשים המציג את כל ערכת החיווט. למרות שזה כאן עכשיו, לא יהיה זה חכם לחבר הכל מכיוון שכל המנגנון הזה יצורף לרובוט. זה פשוט כאן כדי להבין טוב יותר את אופן ההתקנה של המכשיר על נייר.

כדי לתכנת את הרובוט נשתמש בשתי שפות שונות: Python ו- C/C ++. כמו כן, חשוב להבין כי הדבר נעשה בצורה הטובה ביותר כאשר הוא מתוכנת ב- MacOS.

לפני שנתחיל, צרף פיזית את ה- NodeMCU ללוח המנועים. אתה יכול לעשות זאת על ידי סידור ההתכווצויות הקטנות שבתחתית אחת עם השנייה. אל תשים אותו אחורה או שזה יטגן!

לאחר שחיברת את NodeMCU + מוטורבורד למחשב, פתח חלון מסוף והתחל לכתוב שורות אלה, תוך התעלמות מהקלדת כל דבר לאחר #.

ls /dev/tty.* #מוצא את היציאה שבה ה- NodeMCU מאזין.

מסך ls/dev/tty. 115200

#לאחר מכן הקש enter עד שתראה >>>, ולאחר מכן הקלד את הדברים הבאים:

רשת יבוא

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap.active (נכון)

sta.active (שקר)

אם תכנת את זה נכון, כעת אתה אמור לראות חיבור ל- MicroPython-xxxxxx (המספרים ישתנו בהתאם ל- ESP8266 בשימוש) ב- Wi-Fi שלך. התחבר אליו, הסיסמה עבורו היא micropythoN (בדיוק כפי שנכתב)

כעת, עבור אל https://micropython.org/webrepl/ ולחץ על "התחבר". אין לשנות את ה- IP. ברירת המחדל שניתנת היא מה שנדרש. עליך להתבקש להזין סיסמה; פשוט הכנס סיסמא.

לאחר מכן, נצטרך להשיג את כל הקוד המשמש לשליטה על מנועי הרובוט. במאגר github זה, הורד את crimsonbot.py. אתה יכול להוריד דברים אחרים לשימוש עתידי במידת הצורך. כעת אנו יכולים להתחיל לתכנת, אך פעולה זו עשויה להיות קשה מדי, ולכן במקום זאת יצרנו מאגר נוסף הממוקם כאן. קח את demo.py והנח אותו באותו מיקום כמו crimsonbot.py.

חזור אל ה- webrepl והתחבר שוב. לחץ על "התחבר" והיכנס שוב באמצעות סיסמה. בצד ימין, לחץ על "בחר קובץ" ומצא היכן אתה שם demo.py. לאחר בחירת demo.py, שלח אותו על ידי לחיצה על "שלח למכשיר". אם עשית את זה נכון, אתה אמור להיות מסוגל להקליד הדגמת יבוא ולא לקבל שום שגיאה. מזל טוב, יש לך את כל התוכנות לשליטה. עכשיו הגיע הזמן להרכיב את זה לתוך הרובוט עצמו.

שלב 3: בניית היסודות

כעת, לאחר שהגדרנו את החלק העיקרי של התוכנה, נוכל לעבוד על החומרה. פתח את החבילה לשלדת ה- Makerfire של הרובוט והרכיב אותה בהתאם להוראות המדריך המצורף. יש לציין כי החוטים אינם מגיעים מולחמים, לכן היזהר כמו תמיד כאשר אתה עובד עם אחד. לאחר שהרכבת את הרובוט כולו בהתאם למדריך שסופק, למעשה איננו צריכים להחזיק את החלק העליון כרגע, כך שתוכל לשים את העוזר לעת עתה.

אם לקחת את החלק העליון, אנחנו יכולים לצרף כמה דברים. תפוס דבק לבחירתך והנח את לוח המנוע ושתי סוללת 9V מול החלק הכחול על הלוח. זה מובן מאליו, אבל אתה יכול לנתק את לוח המנוע לעשות זאת.

באמצעות חוטים מולחמים או קליפים תנינים, חבר את שתי הסוללות 9V בסדרות, ונותן הספק של כ -18V. עכשיו קח קצה אחד של זה וחבר אותו למתג נדנדה. כעת אמור להיות קצה שלילי/חיובי לחיבור הנדנדה וקצה פשוט מחובר לקצה אחד. עם חשפניות תיל, הסר מעט מכבל החשמל האדום/שחור כדי לחשוף חלק מהנחושת. כעת תוכל להכניס אותם ללוח המוטור על החלק הכחול על ידי הדבקתם פנימה. השתמש במברג פיליפס קטן כדי להעלות ולהוריד כדי לאבטח אותם כראוי. החוט האדום יתחבר לשקע בשם VIN והקרקע תצורף לשקע בשם GND.

עכשיו הוא החלק הקשה של החיווט. זה כנראה החלק הקשה ביותר מכיוון שהוא מאוד מסובך. באמצעות קצות המנועים, חבר אותו בצורה הבאה:

שני החוטים השחורים בצד שמאל לשקע A-

שני החוטים האדומים בצד שמאל לשקע A+

שני החוטים השחורים מימין לשקע B-

שני החוטים האדומים מימין לשקע B+

קלטת חשמל וזיפסים יועילו מאוד על מנת לשמור על זוגות החוטים יחד. כעת, לאחר שהורכב, נוכל לבדוק אם המנועים עובדים כראוי.

היכנס ועקוב אחר כל החלקים בשלב 1 החל מהתחלת webrepl ועד טעינת demo.py. לאחר שהקלדת הדגמת ייבוא, הקלד אחת מהפקודות הבאות:

demo.demo_fb () #גורם לרובוט ללכת קדימה ואחורה.

demo.demo_rot () #גורם לסובב את הרובוט.

אלה יעריכו אם אתה יכול להתקדם ולפנות. אם שניהם עובדים כמתוכנן, מאשר פנטסטי! אם לא, בדוק שוב את החיווט שלך וודא שהסוללות טעונות במלואן. מצורף לכך סרטון קטן של התוכנית demo_fb () וכיצד היא מפעילה את הגלגלים כדוגמה. שימו לב כי אלה אינם מופעלים במלואם, לכן עלינו לוודא שימוש במולטימטר האם הספק מספיק מספיק לארבעת המנועים.

שלב 4: צביעת חוש הדברים

כעת, לאחר שקבענו שהבוט שלנו יכול לנוע, סוף סוף הגיע הזמן להתחיל את האוטומציה של הרובוט.

בדומה לאופן בו מוטל על השומר לסייר באזור לפרק זמן מסוים, הרובוט מתוכנת באמצעות הקוד ב- demo.py כדי לסייר באזור על ידי ביצוע קו שחור. המועמד הטוב ביותר לקו זה הוא סרט חשמלי שחור.

באמצעות שלושה חוטי מגשר נקבה/נקבה, התחבר לפינים הבאים באחד מחיישני הצבעים: VCC (מתח), GND (קרקע) ו- DAT (נתונים). חבר את הקצוות האחרים באמצעות סיכות משורות 2-8 בלוח המנוע לחיבורים הבאים:

VCC => V

GND => G

DAT => D

שים לב שכל אלה חייבים להיות באותה שורה כדי לפעול. השורות מסומנות בצד הלוח המוטורי. חזור על הפעולה פעמיים עבור חיישן שני, והרכיב אותם בחזית עם כמה עמידות פנויות או כל דבר שאתה מעדיף. זכור שחיישני הצבע חייבים להיות קרובים מאוד לאדמה. אם הם לא קרובים מספיק, הם לא יפעלו כראוי. הקפד להרכיב אותם גם באופן סימטרי בצדדים מנוגדים לצורך האפקט המיועד.

חזור אל ה- webrepl, שלח demo.py וייבא אותו שוב. לאחר מכן, הניחו אותו על משטח שאינו שחור ומפות קו של סרט חשמלי שחור במטר או שניים. הנח את הרובוט כלפי מטה כשהקו בין שני החיישנים. הקלד את הפקודות הבאות לאחר הפעלה:

demo.setup ()

demo.loop ()

Securibot צריך כעת לעקוב אחר הקו ולתקן את עצמו כאשר חיישן הצבעים מעד. הקוד פועל על ידי זיהוי מה הערך הנורמלי, כלומר לא בצבע שחור, וכאשר הערך הזה נראה שונה, הוא מתקן את עצמו. שים לב שמכיוון שהתוכנית נועדה לפעול ללא הגבלת זמן, הדרך היחידה לעצור את הרובוט היא לכבות אותו. בדוק את הדרך הזו כמה פעמים, ואם אתה באמת נועז, נסה לבצע כמה עקומות ופניות.

שלב 5: צליל כבוי

התרשים לעיל מראה כיצד יותקן החיישן הקולי. החיישן פועל על ידי שידור דופק צליל אולטרסוני, גבוה יותר מכל אדם שיכול לשמוע, וחישוב כמה זמן לוקח לו להחזיר לאחור. זה המקום שבו הלשונות זכר/נקבה יאירו לצד הנגדים 1k ו- 2k.

בשלב זה יהיה קשה לנהל את הנדל ן, כך שעכשיו יהיה זמן טוב לחבר את החלק העליון של המכונית בחזרה. עם זאת, זכור כי חוט ה- TRIG האפור וחוט ה- ECHO הלבן חייבים להתחבר לשני סיכות D נפרדות בלוח המנוע מתחת, אז גנב אותם והצמד אותם. אם רכשת את לוח הלחם הכלול בחלק החומרים, תהיה לו תחתית דבקה שניתן להשתמש בה רק על ידי קילוף הנייר. חבר את זה לחזית המכונית, ולאחר מכן צרף את מארז הסוללות בעזרת כל דבק שתרצה בחלקו האחורי של המכונית.

יצוין כי לחוטי הנחושת המגיעים עם סוללת ה- AA אין קצוות נקביים, כך שתצטרך להפשיט את החוט לפני הכנסתם ללוח הלחם.

הקוד לחיישן האולטראסוני מעט מורכב יותר אך עדיין ניתן לגשת אליו ממאגר github זה שוב. הורד את HCSR04.py ו- motion_control.py ושמור אותם באותו מיקום. בעזרת אלה תוכלו לזהות את המרחק שהחיישן נמצא מכל אובייקט. טווח האולטראסוני הוא סביב שניים עד שלושה מטרים.

שלב 6: חתימות חום

כעת, לאחר שהרכבנו את שאר החלקים, אנו יכולים להתמקד בשימוש ב- Arduino Uno עם חיישן האינפרא אדום הפסיבי (PIR) לאיתור תנועה תרמית.

קודם כל, הקפד להוריד את ה- IDE העדכני ביותר עבור Arduino. חבר את הכבל הדרוש משקע ה- USB שלך ל- Uno. ייתכן שתידרש לאשר את הנחיות האבטחה לכך, אמור "כן" לכולם. וודא שהוא מזהה זאת על ידי סימון תחת כלים> לוח> Arduino/Genuino Uno וכלים> יציאה> dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. לאחר שהעלו אותם, עבור אל כלים> קבל מידע על הלוח ובדוק אם פרטי הלוח צצים.

כעת נוכל להשתמש בקוד בחזרה למאגר github הישן והטוב על מנת לזהות תנועה תרמית. הורד את קובץ.ino במאגר ופתח אותו באמצעות Arduino IDE. לחץ על "אמת" כדי לאסוף את הקוד ולדחוף אותו ל- Uno באמצעות הלחצן שלידו.

כעת עלינו לחבר פיזית את ה- Arduino Uno. עקוב אחר התרשים לעיל כדי לעשות זאת, וכאשר מחברים את ה- PIR לרכב, השתמש בדבק סופר כדי להצמיד אותו על גבי החיישן האולטראסוני. כל דבק יצטרך לצרף את 9V הנוסף, המתג וה- Uno.

שלב 7: ביחד

עכשיו כשהכל במקום, טען את כל הקוד על הלוחות המתאימים. לאחר סיום והפעלת demo.loop (), הרובוט יוכל לעקוב אחר קווים שחורים והחיישנים צריכים להביא נתונים על חלונות המסוף המתאימים להם. מזל טוב, כעת יש לך Securibot אישי משלך!

אם אתה רוצה ללמוד את הלוגיסטיקה של הרובוט, אז סעיף זה הוא חומר משלים על אופן הפעולה של התוכנה. בעיקרו של דבר, הרובוט ימשיך לעקוב אחר הקו בלולאה וחיישני האינפרא אדום הקולי והפאסיבי יציגו את המרחק והתנועה של עצמים ישירות מול המכונית.

אם ברצונך להוסיף עליה פרוטוקולים נוספים, להלן משאבים נוספים בהם תוכל להשתמש בכדי להפוך את המכונית לתוכנה או חומרה טובים יותר. מכיוון שה- Securibot קצת בסיסי, הוא משמש עבורך פלטפורמה לשינוי לפי תוכן ליבך. עיצוב שריון בחיתוך לייזר, תוכניות גילוי מתקדמות, הוסף קוצים לייצור רובוט קרבי משלך; הפוטנציאל הוא בלתי מוגבל לגבי מה שאתה יכול לעשות עם Securibot!

אם אתה רוצה להוסיף עוד שריון אקרילי כדי שהמארז ייראה נחמד יותר, כבר הכנו אותם במאגר github כ- PDFs שניתן להעלות על חותך לייזר. הקבצים הם armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf ו- hinge-fix.pdf. לקבלת הדרכות נוספות כיצד לחתוך בלייזר, עבור אל https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ למידע נוסף על פרוייקטים של חיתוך.