Le Securibot : un petit drone de surveillance pour la sécurité à domicile : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

C'est un simple fait que les robots sont géniaux. Les robots de sécurité, cependant, ont tendance à être beaucoup trop chers pour une personne moyenne ou sont légalement impossibles à acheter; Les entreprises privées et les militaires ont tendance à garder ces appareils pour eux, et pour cause. Mais que faire si vous voulez vraiment avoir un robot de sécurité personnel ?

Entrez dans le Securibot: un petit robot à traction intégrale qui peut patrouiller où vous le souhaitez et transmettre des informations avec un large éventail de capteurs. Il est petit, robuste et bon marché, et ne nécessitera qu'une compréhension minimale du câblage et de la programmation pour créer.

Étape 1: Rassembler les matériaux

Les matériaux suivants seront nécessaires. Ce sont des pièces qui doivent être achetées et consommées pour le produit final, et en tant que telles, il peut être judicieux d'avoir des matériaux de sauvegarde supplémentaires en cas d'accident. Cliquez simplement sur une pièce pour ouvrir un nouvel onglet si vous devez l'acheter !

GESTION DE L'ALIMENTATION

• Pack de 4 piles 9 volts x1
• Pile AA 8-Pack x1
• Support de pile AA à 4 emplacements x1
• Fils de cavalier mâle/mâle x1
• Fils de cavalier mâle/femelle x1
• Fils de cavalier femelle/femelle x1
• Mini planche à pain x1
• Résistance 1k x1
• Résistance 2k x1
• Câbles d'alimentation rouge/noir x1
• Interrupteur à bascule x2

MATÉRIEL ET CAPTEURS

• Arduino Uno Rev3 x1
• Module Wi-Fi ESP8266 avec NodeMCU x
• Capteur à ultrasons HCSR04 x1
• Capteur de mouvement PIR x1
• Carte moteur x1

CHÂSSIS

Kit de voiture intelligente Makerfire Robot x1

MATÉRIAUX ADDITIONNELS*

• Soldat Fer et Soudure
• Pince à dénuder
• Pinces coupantes
• Acrylique 8"
• Découpeur laser
• Ruban électrique
• Fermetures éclair
• Petites vis et écrous

*Ces matériaux ne sont pas nécessaires, mais ajoutent certainement une couche supplémentaire d'organisation et de protection. Étant facultatifs, ils peuvent être trouvés plus couramment dans les quincailleries, et les découpeurs au laser sont une considération plus sérieuse pour l'achat plutôt que simplement en louer un ou faire expédier des pièces.

Étape 2: Programmation et planification

Le Securibot est un appareil assez complexe en termes de câblage et de programmation qui peut sembler intimidant au premier abord, mais s'il est fait par petites étapes peut être rendu plus facile. Vous trouverez ci-dessous un schéma qui montre l'ensemble du schéma de câblage. Même si c'est ici maintenant, il serait imprudent de tout câbler puisque tout ce mécanisme sera attaché au robot. Ceci est simplement là pour mieux comprendre comment l'appareil est configuré sur papier.

Pour programmer le robot, nous utiliserons deux langages différents: Python et C/C++. En outre, il est important de comprendre que cela est mieux fait lorsqu'il est programmé sur MacOS.

Avant de commencer, attachez physiquement le NodeMCU à la carte moteur. Vous pouvez le faire en alignant les petits gribouillis du bas les uns avec les autres. NE LE METTRE PAS À L'ARRIÈRE OU IL FAUT FRISER !

Une fois que vous avez connecté le NodeMCU + Motorboard à un ordinateur, ouvrez une fenêtre de terminal et commencez à écrire ces lignes, en ignorant quoi que ce soit après un #.

ls /dev/tty.* #Trouve le port sur lequel le NodeMCU écoute.

écran ls/dev/tty. 115200

#après cela, appuyez sur Entrée jusqu'à ce que vous voyiez >>>, puis tapez ce qui suit:

réseau d'importation

sta = réseau. WLAN(réseau. STA_IF)

ap = réseau. WLAN(réseau. AP_IF)

ap.actif(Vrai)

sta.active(Faux)

Si vous l'avez programmé correctement, vous devriez maintenant voir une connexion pour MicroPython-xxxxxx (les nombres différeront en fonction de l'ESP8266 utilisé) dans votre Wi-Fi. Connectez-vous, le mot de passe est micropython (exactement comme écrit)

Maintenant, allez sur https://micropython.org/webrepl/ et appuyez sur "Connect". NE CHANGEZ PAS L'IP. La valeur par défaut qui est donnée est ce qui est requis. Vous devriez être invité à entrer un mot de passe; Entrez simplement le mot de passe.

Après cela, nous allons devoir obtenir tout le code utilisé dans le contrôle des moteurs du robot. Dans ce référentiel github, téléchargez crimsonbot.py. Vous pouvez télécharger d'autres éléments pour une utilisation future si besoin est. Maintenant, nous pouvons commencer à programmer, mais cela peut être trop difficile, alors à la place, nous avons créé un autre référentiel situé ici. Saisissez demo.py et placez-le au même endroit que crimsonbot.py.

Retournez dans le webrepl et reconnectez-vous. Appuyez sur "Connect" et reconnectez-vous avec le mot de passe. Sur le côté droit, cliquez sur "Choisir un fichier" et trouvez où vous mettez demo.py. Après avoir sélectionné demo.py, envoyez-le en appuyant sur "Envoyer à l'appareil". Si vous l'avez fait correctement, vous devriez pouvoir taper import demo et ne pas obtenir d'erreur. Félicitations, vous avez tous les logiciels configurés pour le contrôle. Il est maintenant temps de l'assembler dans le robot lui-même.

Étape 3: Construire les bases

Maintenant que nous avons configuré la partie principale du logiciel, nous pouvons travailler sur le matériel. Ouvrez l'emballage du châssis Makerfire du robot et assemblez-le comme indiqué dans le guide inclus. Il convient de noter que les fils ne sont pas soudés, alors soyez prudent comme toujours lorsque vous travaillez avec un. Une fois que vous avez assemblé l'ensemble du robot selon le guide fourni, nous n'avons en fait pas besoin d'avoir le haut pour le moment, vous pouvez donc mettre cette aide pour l'instant.

Prenant du haut, on peut maintenant attacher certaines choses. Prenez un adhésif de votre choix et placez la carte moteur et deux piles 9V devant la section bleue de la carte. Cela va sans dire, mais vous pouvez détacher la carte moteur pour ce faire.

À l'aide de fils soudés ou de pinces crocodiles, fixez les deux piles 9V en série, ce qui donne environ 18V de puissance. Maintenant, prenez une extrémité et connectez-la à un interrupteur à bascule. Vous devriez maintenant avoir une extrémité négative/positive attachée à la bascule et une simplement attachée à une extrémité. Avec des pinces à dénuder, retirez un peu du câble d'alimentation rouge/noir pour révéler une partie du cuivre. Vous pouvez maintenant les mettre dans le Motorboard sur la section bleue en les collant. Utilisez un petit tournevis cruciforme pour les soulever et les abaisser afin de les fixer correctement. Le fil rouge se connectera à la prise nommée VIN et la terre se connectera à la prise nommée GND.

C'est maintenant la partie difficile du câblage. C'est probablement la partie la plus difficile car elle est très complexe. En utilisant les extrémités des moteurs, connectez-le de la manière suivante:

Les deux fils noirs à gauche vers la sortie A-

Les deux fils rouges à gauche vers la sortie A+

Les deux fils noirs à droite de la prise B-

Les deux fils rouges à droite vers la prise B+

Le ruban électrique et les fermetures éclair seront très utiles pour maintenir les paires de fils ensemble. Maintenant que cela a été assemblé, nous pouvons tester si les moteurs fonctionnent correctement.

Connectez-vous et suivez toutes les étapes de l'étape 1, du démarrage de webrepl au chargement de demo.py. Après avoir tapé import demo, tapez l'une des commandes suivantes:

demo.demo_fb() #Fait avancer et reculer le robot.

demo.demo_rot() #Fait tourner le robot.

Ceux-ci évalueront si vous pouvez avancer et tourner. S'ils fonctionnent tous les deux comme prévu, alors c'est fantastique ! Sinon, vérifiez votre câblage et assurez-vous que vos batteries sont complètement chargées. Ci-joint une petite vidéo du programme demo_fb() et de la façon dont il exécute les roues à titre d'exemple. Notez que ceux-ci ne sont pas entièrement alimentés, nous devons donc nous assurer à l'aide d'un multimètre si la puissance est suffisante pour les quatre moteurs.

Étape 4: Colorer un sens des choses

Maintenant que nous avons établi que notre bot peut se déplacer, il est enfin temps de commencer l'automatisation du robot.

Tout comme un garde est chargé de patrouiller une zone pendant un certain temps, le robot est programmé à l'aide du code dans demo.py pour patrouiller une zone en suivant une ligne noire. Le meilleur candidat pour cette ligne est le ruban électrique noir.

À l'aide de trois cavaliers femelles/femelles, connectez-vous aux broches suivantes sur l'un des capteurs de couleur: VCC (alimentation), GND (masse) et DAT (données). Connectez les autres extrémités en utilisant également les broches des rangées 2 à 8 sur la carte du moteur pour les connexions suivantes:

VCC => V

GND => G

DAT => D

Notez que tous ces éléments doivent être dans la même ligne pour fonctionner. Les rangées sont étiquetées sur le côté de la carte du moteur. Répétez cette opération deux fois pour un deuxième capteur et montez-les à l'avant avec des entretoises de rechange ou tout ce que vous préférez. Gardez à l'esprit que les capteurs de couleur doivent être très proches du sol. S'ils ne sont pas assez proches, ils ne fonctionneront pas correctement. Assurez-vous également de les monter symétriquement sur les côtés opposés pour obtenir l'effet souhaité.

Retournez dans le webrepl, envoyez demo.py et importez-le à nouveau. Après cela, posez-le sur une surface non noire et tracez une ligne de ruban électrique noir d'un mètre ou deux. Placez le robot vers le bas avec la ligne entre les deux capteurs. Tapez les commandes suivantes après la mise sous tension:

demo.setup()

démo.loop()

Le Securibot devrait maintenant suivre la ligne et se corriger lorsque le capteur de couleur se déclenche. Le code fonctionne en détectant quelle valeur est normale, c'est-à-dire non de couleur noire, et lorsque cette valeur est détectée comme différente, il se corrige. Notez que puisque le programme est censé s'exécuter indéfiniment, le seul moyen d'arrêter le robot est de l'éteindre. Testez cette méthode plusieurs fois, et si vous êtes vraiment audacieux, essayez de faire des courbes et des virages.

Étape 5: Sonner

Le schéma ci-dessus montre comment le capteur à ultrasons sera configuré. Le capteur fonctionne en transmettant une impulsion sonore ultrasonore, plus élevée que n'importe quel humain peut entendre, et en calculant combien de temps il lui faut pour se refléter. C'est là que les languettes mâle/femelle brilleront aux côtés des résistances 1k et 2k.

À ce stade, l'immobilier sera difficile à gérer, alors ce serait le bon moment pour remettre le toit de la voiture en place. Cependant, gardez à l'esprit que le fil gris TRIG et le fil blanc ECHO doivent se connecter à deux broches D distinctes sur la carte du moteur en dessous, alors glissez-les et attachez-les. Si vous avez acheté la planche à pain incluse dans la section des matériaux, elle aura un fond adhésif qui peut être utilisé en décollant simplement le papier. Fixez-le à l'avant de la voiture, puis fixez la batterie à l'aide de l'adhésif de votre choix à l'arrière de la voiture.

Il convient de noter que les fils de cuivre fournis avec la batterie AA n'ont pas d'extrémités femelles, vous devrez donc dénuder le fil avant de les insérer dans la planche à pain.

Le code du capteur à ultrasons est un peu plus complexe mais est toujours accessible à partir de ce référentiel github. Téléchargez HCSR04.py et motion_control.py et placez-les au même endroit. Avec ceux-ci, vous pouvez détecter la distance entre le capteur et n'importe quel objet. La portée des ultrasons est d'environ deux à trois mètres.

Étape 6: signatures thermiques

Maintenant que nous avons assemblé les autres pièces, nous pouvons nous concentrer sur l'utilisation de l'Arduino Uno avec le capteur infrarouge passif (PIR) pour détecter les mouvements thermiques.

Tout d'abord, assurez-vous de télécharger le dernier IDE pour Arduino. Connectez le câble requis de votre prise USB à l'Uno. Vous devrez peut-être confirmer les invites de sécurité pour cela, dites « Oui » à tous. Assurez-vous qu'il le reconnaît en vérifiant sous Outils > Carte > Arduino/Genuino Uno et Outils > Port > dev/cu. Bluetooth-Incoming-Port. Une fois ceux-ci augmentés, accédez à Outils > Obtenir des informations sur le tableau et voyez si les informations sur le tableau s'affichent.

Nous pouvons maintenant réutiliser le code sur le bon vieux référentiel github afin de détecter les mouvements thermiques. Téléchargez le fichier.ino dans le référentiel et ouvrez-le avec l'IDE Arduino. Cliquez sur "Vérifier" pour compiler le code et le pousser vers l'Uno en utilisant le bouton à côté.

Il faut maintenant câbler physiquement l'Arduino Uno. Suivez le schéma ci-dessus pour ce faire, et lors de la fixation du PIR à la voiture, utilisez de la super colle pour le fixer au-dessus du capteur à ultrasons. Tout adhésif sera dû pour fixer le 9V supplémentaire, l'interrupteur et l'Uno.

Étape 7: Se réunir

Maintenant que tout est en place, chargez tout le code sur les cartes respectives. Une fois terminé et que vous avez exécuté demo.loop(), le robot pourra suivre les lignes noires et les capteurs devraient apporter des données sur leurs fenêtres de terminal respectives. Félicitations, vous avez maintenant votre propre Securibot personnel !

Au cas où vous voudriez apprendre la logistique du robot, alors cette section est un matériel supplémentaire sur le fonctionnement du logiciel. Essentiellement, le robot continuera à suivre la ligne en boucle et les capteurs à ultrasons et infrarouges passifs afficheront la distance et le mouvement des objets directement devant la voiture.

Si vous souhaitez y ajouter plus de protocoles, voici des ressources supplémentaires que vous pouvez utiliser pour que la voiture dispose de meilleurs logiciels ou matériels. Étant donné que le Securibot est un peu basique, il vous sert de plate-forme à modifier à votre guise. Concevez une armure découpée au laser, des programmes de détection avancés, ajoutez des pointes pour créer votre propre robot de combat; Le potentiel est illimité avec ce que vous pouvez faire avec le Securibot !

Si vous souhaitez ajouter plus d'armure acrylique pour rendre le châssis plus joli, nous les avons déjà créés sur le référentiel github en tant que fichiers.pdf qui peuvent être chargés sur un découpeur laser. Les fichiers sont armor-side.pdf, front-back-plates-fixed.pdf et charnière-fix.pdf. Pour plus de tutoriels sur la découpe au laser, rendez-vous sur https://www.troteclaser.com/en/knowledge/do-it-yourself-samples/ pour en savoir plus sur les projets de découpe.