Securibot: طائرة بدون طيار صغيرة للبقاء على قيد الحياة لأمن المنزل: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

إنها حقيقة بسيطة أن الروبوتات رائعة. ومع ذلك ، تميل الروبوتات الأمنية إلى أن تكون باهظة الثمن للغاية بالنسبة لشخص عادي أو يستحيل شراؤها من الناحية القانونية ؛ تميل الشركات الخاصة والجيش إلى الاحتفاظ بهذه الأجهزة لأنفسهم ، ولسبب وجيه. ولكن ماذا لو كنت تريد حقًا امتلاك روبوت أمان شخصي؟

أدخل Securibot: روبوت صغير بالدفع الرباعي يمكنه القيام بدوريات حول المكان الذي تريده والتغذية الراجعة بالمعلومات من خلال مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار. إنها صغيرة وقوية ورخيصة ، ولن تتطلب سوى الحد الأدنى من فهم الأسلاك والبرمجة من أجل إنشائها.

الخطوة 1: جمع المواد

المواد التالية ستكون مطلوبة. هذه هي الأجزاء التي يجب شراؤها واستهلاكها للمنتج النهائي ، وبالتالي قد يكون من الحكمة الحصول على مواد احتياطية إضافية في حالة وقوع حادث. ما عليك سوى النقر فوق جزء لفتح علامة تبويب جديدة إذا كان لا بد من شرائه!

إدارة الطاقة

• بطارية 9 فولت 4 عبوات x1
• بطارية AA 8 عبوات x1
• حامل بطارية AA رباعي الفتحات x1
• ذكر / ذكر الأسلاك الطائر x1
• أسلاك الطائر ذكر / أنثى x1
• أنثى / أنثى الأسلاك الطائر x1
• اللوح الصغير x1
• 1 كيلو المقاوم x1
• 2 كيلو المقاوم x1
• كابلات الطاقة أحمر / أسود x1
• التبديل الروك x2

الأجهزة وأجهزة الاستشعار

• اردوينو أونو Rev3 x1
• وحدة Wi-Fi ESP8266 ث / NodeMCU x
• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية HCSR04 x1
• مستشعر الحركة PIR x1.0
• مجلس المحرك x1

الشاسيه

عدة السيارة الذكية Makerfire Robot x1

مواد إضافية*

• جندي الحديد واللحام
• أدوات تقشير الأسلاك
• قواطع للاسلاك
• 8 "أكريليك
• قاطع ليزري
• شريط كهربائي
• زيبيتس
• براغي وصواميل صغيرة

* هذه المواد غير مطلوبة ، لكنها بالتأكيد تضيف طبقة إضافية من التنظيم والحماية. كونها اختيارية ، يمكن العثور عليها بشكل أكثر شيوعًا في متاجر الأجهزة ، وتعد قواطع الليزر من الاعتبارات الأكثر جدية للشراء بدلاً من استئجار واحدة أو شحن أجزاء منها.

الخطوة الثانية: البرمجة والتخطيط

يعد Securibot جهازًا معقدًا إلى حد ما من حيث الأسلاك والبرمجة قد يبدو مخيفًا في البداية ، ولكن إذا تم القيام به بخطوات صغيرة يمكن أن يكون أسهل. يوجد أدناه رسم تخطيطي يوضح مخطط الأسلاك بالكامل. على الرغم من أن هذا موجود الآن ، سيكون من غير الحكمة توصيل كل شيء لأن هذه الآلية بأكملها سيتم توصيلها بالروبوت. هذا ببساطة هنا للحصول على فهم أفضل لكيفية إعداد الجهاز على الورق.

لبرمجة الروبوت ، سنستخدم لغتين مختلفتين: Python و C / C ++. أيضًا ، من المهم أن نفهم أنه من الأفضل القيام بذلك عند برمجته على نظام MacOS.

قبل أن نبدأ ، قم بإرفاق NodeMCU فعليًا بلوحة المحرك. يمكنك القيام بذلك عن طريق اصطفاف التمايل الصغير في الأسفل مع بعضهما البعض. لا تضعها في الخلف أو ستقلى!

بمجرد توصيل NodeMCU + Motorboard بجهاز كمبيوتر ، افتح نافذة طرفية ، وابدأ في كتابة هذه السطور ، وتجاهل كتابة أي شيء بعد #.

ls /dev/tty.* # يعثر على المنفذ الذي يستمع إليه NodeMCU.

شاشة ls / dev / tty. 115200

# بعد ذلك ، اضغط على Enter حتى ترى >>> ، ثم اكتب ما يلي:

شبكة الاستيراد

sta = network. WLAN (network. STA_IF)

ap = network. WLAN (network. AP_IF)

ap.active (صواب)

sta.active (خطأ)

إذا قمت ببرمجة هذا بشكل صحيح ، يجب أن ترى الآن اتصال MicroPython-xxxxxx (ستختلف الأرقام بناءً على ESP8266 المستخدم) في شبكة Wi-Fi الخاصة بك. اتصل به ، كلمة المرور الخاصة به هي micropythoN (تمامًا كما هو مكتوب)

الآن ، انتقل إلى https://micropython.org/webrepl/ واضغط على "اتصال". لا تغير IP. الافتراضي المعطى هو المطلوب. يجب أن يُطلب منك إدخال كلمة مرور ؛ ببساطة أدخل كلمة المرور.

بعد ذلك ، سيتعين علينا الحصول على جميع الشفرات المستخدمة في التحكم في محركات الروبوت. في مستودع github هذا ، قم بتنزيل crimsonbot.py. يمكنك تنزيل أشياء أخرى لاستخدامها في المستقبل إذا لزم الأمر. الآن يمكننا أن نبدأ البرمجة ، ولكن القيام بذلك قد يكون صعبًا للغاية ، لذلك بدلاً من ذلك قمنا بإنشاء مستودع آخر بدلاً من ذلك موجود هنا. احصل على demo.py وضعه في نفس مكان crimsonbot.py.

ارجع إلى webrepl وقم بالاتصال مرة أخرى. اضغط على "اتصال" وقم بتسجيل الدخول باستخدام كلمة المرور مرة أخرى. على الجانب الأيمن ، انقر فوق "اختيار ملف" وابحث عن مكان وضع demo.py. بعد اختيار demo.py ، أرسله بالضغط على "إرسال إلى الجهاز". إذا قمت بذلك بشكل صحيح ، فيجب أن تكون قادرًا على كتابة العرض التوضيحي للاستيراد وعدم ظهور أي خطأ. تهانينا ، لديك كل البرامج التي تم إعدادها للتحكم. حان الوقت الآن لتجميع هذا في الروبوت نفسه.

الخطوة الثالثة: بناء الأساسيات

الآن بعد أن قمنا بإعداد الجزء الأساسي من البرنامج ، يمكننا العمل على الأجهزة. افتح الحزمة الخاصة بهيكل Makerfire الخاص بالروبوت وقم بتجميعه وفقًا للتعليمات الواردة في الدليل المرفق. وتجدر الإشارة إلى أن الأسلاك غير ملحومة ، لذا كن حذرًا كما هو الحال دائمًا عند العمل مع الأسلاك. بمجرد أن تقوم بتجميع الروبوت بالكامل وفقًا للدليل المقدم ، لا يتعين علينا في الواقع أن يكون لدينا الجزء العلوي في الوقت الحالي ، لذلك يمكنك وضع هذا المساعد في الوقت الحالي.

بأخذ القمة ، يمكننا الآن إرفاق بعض الأشياء. احصل على مادة لاصقة من اختيارك وضع لوحة المحرك وبطاريتين 9 فولت أمام القسم الأزرق على اللوحة. وغني عن القول ، ولكن يمكنك فصل لوحة المحرك للقيام بذلك.

باستخدام الأسلاك الملحومة أو مقاطع التمساح ، قم بتوصيل البطاريتين 9 فولت في سلسلة ، مما يوفر حوالي 18 فولت من الطاقة. الآن خذ أحد طرفي ذلك وقم بتوصيله بمفتاح متأرجح. يجب أن يكون لديك الآن طرف سلبي / موجب متصل بالمهز ونهاية متصلة ببساطة بنهاية واحدة. باستخدام أدوات تقشير الأسلاك ، قم بإزالة القليل من كبل الطاقة الأحمر / الأسود للكشف عن بعض النحاس. يمكنك الآن وضعها في Motorboard على القسم الأزرق عن طريق لصقها بها. استخدم مفك براغي Phillips صغيرًا لرفعها وخفضها لتثبيتها بشكل صحيح. سيتم إرفاق السلك الأحمر بالمخرج المسمى VIN وسيتم إرفاق الأرض بالمخرج المسمى GND.

الآن هو الجزء الصعب من الأسلاك. ربما يكون الجزء الأصعب لأنه معقد للغاية. باستخدام أطراف المحركات ، قم بتوصيلها بالطريقة التالية:

السلكان الأسودان الموجودان على اليسار لمخرج A-

السلكان الأحمران الموجودان على اليسار لمخرج A +

السلكان الأسودان الموجودان على يمين المخرج ب-

السلكان الأحمران الموجودان على اليمين مخرج B +

سيكون الشريط الكهربائي والكود البريدي في متناول اليد للغاية من أجل الحفاظ على أزواج الأسلاك معًا. الآن وقد تم تجميع ذلك ، يمكننا اختبار ما إذا كانت المحركات تعمل بشكل صحيح.

قم بتسجيل الدخول واتبع جميع الأجزاء في الخطوة 1 من بدء webrepl إلى تحميل demo.py. بعد كتابة العرض التوضيحي للاستيراد ، اكتب أحد الأمرين التاليين:

demo.demo_fb () # يجعل الروبوت يتحرك للأمام والخلف.

demo.demo_rot () # يجعل الروبوت يدور.

سيقيم هذا ما إذا كان يمكنك المضي قدمًا والانعطاف. إذا كان كلاهما يعمل على النحو المنشود ، فهذا رائع! إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتحقق مرة أخرى من الأسلاك الخاصة بك وتأكد من شحن البطاريات بالكامل. مرفق بهذا فيديو صغير لبرنامج demo_fb () وكيف يدير العجلات كمثال. لاحظ أن هذه لا تعمل بالطاقة بشكل كامل ، لذلك يجب أن نتأكد من استخدام مقياس متعدد ما إذا كانت الطاقة كافية للمحركات الأربعة.

الخطوة 4: تلوين الإحساس بالأشياء

الآن وقد أثبتنا أن الروبوت الخاص بنا يمكنه التحرك ، فقد حان الوقت أخيرًا لبدء التشغيل الآلي للروبوت.

يشبه إلى حد كبير كيفية تكليف الحارس بدوريات في منطقة ما لفترة من الوقت ، تتم برمجة الروبوت باستخدام الكود في demo.py للقيام بدوريات في منطقة باتباع خط أسود. أفضل مرشح لهذا الخط هو الشريط الكهربائي الأسود.

باستخدام ثلاثة أسلاك توصيل أنثى / أنثى ، قم بالاتصال بالمسامير التالية على أحد مستشعرات الألوان: VCC (الطاقة) و GND (الأرضي) و DAT (البيانات). قم بتوصيل الأطراف الأخرى باستخدام أي دبابيس من الصفوف 2-8 على لوحة المحرك للتوصيلات التالية:

VCC => V.

GND => G

DAT => د

لاحظ أن كل هذه العناصر يجب أن تكون في نفس الصف لتعمل. يتم تمييز الصفوف على جانب لوحة المحرك. كرر هذا مرتين لجهاز الاستشعار الثاني ، وقم بتثبيتها في المقدمة مع بعض المواجهات الاحتياطية أو أي شيء تفضله. ضع في اعتبارك أن مستشعرات الألوان يجب أن تكون قريبة جدًا من الأرض. إذا لم تكن قريبة بما يكفي ، فلن تعمل بشكل صحيح. تأكد أيضًا من تثبيتها بشكل متماثل على جوانب متقابلة للحصول على التأثير المقصود.

ارجع إلى webrepl وأرسل demo.py واستورده مرة أخرى. بعد ذلك ، ضعه على سطح غير أسود ورسم خطًا من الشريط الكهربائي الأسود بطول متر أو مترين. ضع الروبوت لأسفل مع وضع الخط بين المستشعرين. اكتب الأوامر التالية بعد التشغيل:

demo.setup ()

demo.loop ()

يجب أن يتبع Securibot الآن الخط ويصحح نفسه عند تعطل مستشعر اللون. تعمل الشفرة من خلال اكتشاف القيمة الطبيعية ، أي ليست ذات لون أسود ، وعندما يتم الشعور بأن هذه القيمة مختلفة ، فإنها تصحح نفسها. لاحظ أنه نظرًا لأن البرنامج يهدف إلى العمل إلى أجل غير مسمى ، فإن الطريقة الوحيدة لإيقاف الروبوت هي إيقاف تشغيله. اختبر بهذه الطريقة عدة مرات ، وإذا كنت جريئًا حقًا ، فحاول عمل بعض المنحنيات والمنعطفات.

الخطوة 5: السبر

يوضح الرسم البياني أعلاه كيفية إعداد مستشعر الموجات فوق الصوتية. يعمل المستشعر عن طريق إرسال نبضة صوتية فوق صوتية أعلى مما يسمعه أي إنسان ، وحساب الوقت الذي يستغرقه انعكاسه مرة أخرى. هذا هو المكان الذي سوف تتألق فيه علامات التبويب الخاصة بالذكور / الإناث جنبًا إلى جنب مع المقاومات 1k و 2k.

في هذه المرحلة ، سيكون من الصعب إدارة العقارات ، لذا سيكون الوقت مناسبًا الآن لإعادة تثبيت الجزء العلوي من السيارة. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أن سلك TRIG الرمادي وسلك ECHO الأبيض يجب توصيلهما بمسمارين D منفصلين على لوحة المحرك تحتها ، لذا قم بإدخالهما وإرفاقهما. إذا اشتريت لوح التجارب المضمن في قسم المواد ، فسيكون له قاع لاصق يمكن استخدامه بمجرد تقشير الورق بعيدًا. قم بتوصيل ذلك بمقدمة السيارة ، ثم قم بتوصيل حزمة البطارية باستخدام أي مادة لاصقة تريدها في الجزء الخلفي من السيارة.

تجدر الإشارة إلى أن الأسلاك النحاسية التي تأتي مع حزمة بطارية AA ليس لها نهايات أنثوية ، لذلك ستحتاج إلى نزع السلك قبل إدخاله في اللوح.

يعد رمز جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر تعقيدًا بعض الشيء ولكن لا يزال من الممكن الوصول إليه من خلال مستودع جيثب هذا مرة أخرى. قم بتنزيل HCSR04.py و motion_control.py واجعلهما في نفس المكان. باستخدام هذه ، يمكنك اكتشاف المسافة التي يبعدها المستشعر عن أي جسم. نطاق الموجات فوق الصوتية حوالي مترين إلى ثلاثة أمتار.

الخطوة 6: التوقيعات الحرارية

الآن بعد أن تم تجميع الأجزاء الأخرى ، يمكننا التركيز على استخدام Arduino Uno مع مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) لاكتشاف الحركة الحرارية.

بادئ ذي بدء ، تأكد من تنزيل أحدث IDE لـ Arduino. قم بتوصيل الكبل المطلوب من منفذ USB الخاص بك إلى Uno. قد يُطلب منك تأكيد مطالبات الأمان لهذا ، قل "نعم" للجميع. تأكد من أنه يتعرف على هذا عن طريق التحقق من الأدوات> اللوحة> Arduino / Genuino Uno والأدوات> المنفذ> dev / cu. منفذ بلوتوث الوارد. بمجرد أن يتم تصعيدها ، انتقل إلى الأدوات> الحصول على معلومات اللوحة ومعرفة ما إذا كانت معلومات اللوحة تنبثق.

الآن يمكننا استخدام الكود مرة أخرى على github repo القديم الجيد من أجل اكتشاف الحركة الحرارية. قم بتنزيل ملف.ino في المستودع وافتحه باستخدام Arduino IDE. انقر فوق "تحقق" لتجميع الشفرة ودفعها إلى Uno باستخدام الزر المجاور لها.

الآن يجب علينا توصيل Arduino Uno فعليًا. اتبع الرسم البياني أعلاه للقيام بذلك ، وعند إرفاق PIR بالسيارة ، استخدم بعض الغراء الفائق لتثبيته أعلى جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. أي مادة لاصقة بسبب إرفاق 9V الإضافي والمفتاح و Uno.

الخطوة 7: معا

الآن بعد أن أصبح كل شيء في مكانه ، قم بتحميل كل الكود على اللوحات المعنية. بمجرد الانتهاء وتنفيذ demo.loop () ، سيكون الروبوت قادرًا على تتبع الخطوط السوداء ويجب على المستشعرات إحضار البيانات على النوافذ الطرفية الخاصة بها. تهانينا ، لديك الآن برنامج Securibot الشخصي الخاص بك!

إذا كنت ترغب في تعلم الخدمات اللوجستية للروبوت ، فإن هذا القسم عبارة عن مادة تكميلية حول كيفية عمل البرنامج. بشكل أساسي ، سيستمر الروبوت في تتبع الخط في حلقة وستقوم مستشعرات الأشعة فوق الصوتية والأشعة تحت الحمراء السلبية بعرض المسافة والحركة للأجسام الموجودة أمام السيارة مباشرة.

إذا كنت ترغب في إضافة المزيد من البروتوكولات إليه ، فإليك بعض الموارد الإضافية التي يمكنك استخدامها لجعل السيارة بها برامج أو أجهزة أفضل. نظرًا لأن Securibot أساسي بعض الشيء ، فهو بمثابة نظام أساسي يمكنك تعديله وفقًا لمحتوى قلبك. تصميم درع القطع بالليزر ، وبرامج الكشف المتقدمة ، وإضافة المسامير لصنع الروبوت القتالي الخاص بك ؛ الإمكانات لا حدود لها مع ما يمكنك القيام به باستخدام Securibot!

إذا كنت ترغب في إضافة المزيد من دروع الأكريليك لجعل الهيكل يبدو أجمل ، فقد صنعناها بالفعل على مستودع جيثب مثل ملفات pdf والتي يمكن تحميلها على قاطع ليزر. الملفات هي armor-side.pdf و front-back-plate-fixed.pdf و hinge-fix.pdf. لمزيد من البرامج التعليمية حول كيفية القطع بالليزر ، انتقل إلى https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ لمعرفة المزيد من مشاريع القطع.