Na trhu existuje veľa zariadení, pomocou ktorých môžete sledovať stav zvieraťa uzamknutého v byte alebo dome. Nevýhodou týchto zariadení je ich stacionárnosť. Samozrejme, ak je napríklad pes v tej istej miestnosti, potom to nie je problém, ale ak sa pohybuje po dome a prípadne okolo miesta, potom na sledovanie jeho stavu je potrebné nastaviť kamery v celom dome / byte / mieste.
Aby nebol zavesený na fotoaparátoch, urobil Master mobilné zariadenie diaľkovo ovládané smartfónom.
Náradie a materiály:
-Arduino uno;
- Raspberry Pi;
-CNC štít;
- Ovládač krokového motora A4988 - 4 ks;
-Pi fotoaparát;
- ultrazvukový senzor vzdialenosti;
-AKB 11,1 V;
-Step motor NEMA 17 - 2 ks;
- stabilizátor napätia UBEC 5V;
-Kolesá s priemerom 7 cm - 2 ks;
- Valčeky -2 ks;
-Krepezh;
- počítač so softvérom;
-3D tlačiareň;
-Akril;
-Laserová fréza;
Prvý krok: Projekt
Spočiatku bolo zariadenie navrhnuté v programe Fusion 360. Robot má nasledujúce vlastnosti:
-Môže byť ovládaný prostredníctvom aplikácie na internete. To umožňuje užívateľovi pripojiť sa robot odkiaľkoľvek na svete.
- Zabudovaná kamera, ktorá streamuje video do smartfónu, pomáha používateľovi pri manévrovaní po dome a interakcii s domácim miláčikom.
-Ďalšia misa pre dobroty, s ktorou môžete dať svojmu miláčikovi liečiť.
Raspberry Pi sa tu používa na pripojenie k internetu, pretože má zabudovaný modul Wi-Fi.
Arduino sa používa na ovládanie krokových motorov.
Krok 2: 3D tlač, laserové rezanie
Niektoré časti, ktoré sa používajú v tomto projekte, si objednal majster v dielni. Najprv boli modelované v modeli Fusion 360 a potom vyrobené pomocou 3D tlačiarne a laserového rezača.
Časti 3D tlače:
Krokový držiak x 2 ks.
Upevnenie systému Vision x 1 ks.
Elektronický odstup x 4 ks.
Vertikálna rozpera x 4 ks.
Vystuženie podvozku x 2 ks.
Spracujte veko misky x 1 ks.
Miska ošetrite 1 ks.
Zadný schodový držiak x 1 ks.
Navíjací disk x 1 ks.
Časti rezané laserom
Spodný panel x 1 ks.
Horný panel x 1 ks.
Nižšie sa nachádza archívny priečinok obsahujúci všetky súbory STL a súbory na laserové rezanie.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Krok 3: Vybudovanie platformy
Hneď ako sú všetky podrobnosti vytlačené a vystrihnuté, master sa začne zostavovať. Navrhnutý držiak krokového motora je navrhnutý pre model NEMA 17. Prejdite hriadeľom motora otvorom a zaistite motor na mieste pomocou upevňovacích skrutiek. Potom musia byť oba motory pevne pripevnené k držiakom.
Skrutky M4 sa používajú na pripevnenie držiakov k spodnému panelu rezu laserom.Pred ich upevnením maticami je potrebné vystužovacie pásky spevniť.
Akrylátová doska má dve časti rezané pod kolesami. Použité kolesá majú priemer 7 cm a dodávajú sa s nastavovacími skrutkami, ktoré boli pripevnené k krokovým hriadeľom 5 mm. Uistite sa, že kolesá sú pevne pripevnené a neotáčajú sa na hriadeli.
Aby sa podvozok pohyboval hladko, sú valce umiestnené pred a za zariadením. To nielen znemožňuje prevráteniu robota, ale tiež vám umožňuje voľne otáčať podvozok v ľubovoľnom smere. Valčeky sú dodávané v rôznych veľkostiach, najmä boli dodávané s jednou rotačnou skrutkou, ktorá bola pripevnená k základni. Na nastavenie výšky použil hlavný rozpierku.
Krok 4: elektronika
Teraz môžete pokračovať v inštalácii elektronickej časti. Otvory v akrylovom paneli sú zarovnané s montážnymi otvormi Arduino a Raspberry Pi. Pomocou stojanov s potlačou 3D je elektronika namontovaná tesne nad akrylové panely, takže všetky nadbytočné káble sú pod nimi úhľadne skryté. Arduino a Raspberry Pi sú upevnené maticami a maticami M3. Po oprave Arduino je nainštalovaný ovládač krokového motora a vodiče sú zapojené v nasledujúcej konfigurácii:
Ľavý motor k portu osi vodiča
Vodič vpravo na osi Y Y
Po pripojení krokových motorov spája Arduino s Raspberry Pi pomocou Arduino USB kábla, zatiaľ čo predná strana robota je strana, na ktorej je nainštalovaný Raspberry Pi.
Hlavným zdrojom informácií pre pozorujúceho robota je videnie. Sprievodca sa rozhodol použiť aplikáciu Picamera kompatibilnú s Raspberry Pi na streamovanie videa používateľovi cez internet. Je tiež nainštalovaný ultrazvukový senzor vzdialenosti, aby sa zabránilo prekážkam, keď robot pracuje autonómne. Oba senzory sú pripevnené k držiaku pomocou skrutiek.
Picamera sa pripája k portu Raspberry Pi. Ultrazvukový senzor je pripojený nasledovne:
Ultrazvukový senzor VCC - 5V CNC štít
GND - GND
Zamykací kolík TRIG na X +
CNC obrazovka ECHO - Y + koncový dorazový kolík
Krok 5: Nainštalujte hornú časť
Pripája videokameru k prednej časti horného panela. Krokový motor je pripevnený zozadu. Liečbou otvorí veko nádoby.
Pripevňuje štyri stojany k spodnému panelu. Na stojanoch sa upevňuje vrchný akrylový panel. Pripája k panelu šálku.
Nainštaluje kryt. Veko sa otvára jednoducho. Cievka je namontovaná na hriadeli horného krokového motora. Okolo cievky je navinutá rybárska šnúra. Druhý koniec rybárskeho vlasca je pripevnený k viečku. Keď sa motor začne točiť, rybárska šnúra sa navinie na bubon a otvorí sa veko.
Šiesty krok: The Cloud
Ďalej musíte pre systém vytvoriť databázy, aby ste mohli komunikovať s robotom z mobilnej aplikácie odkiaľkoľvek na svete. Kliknite na nasledujúci odkaz (Google Firebase), ktorá vás dovedie na web Firebase (prihlásenie pomocou vášho účtu Google). Kliknutím na tlačidlo Začíname prejdete na konzolu Firebase. Potom musíte vytvoriť nový projekt kliknutím na „Pridať projekt“ a vyplniť riadky s požiadavkami (názov, údaje atď.) Dokončite kliknutím na tlačidlo „Vytvoriť projekt“.
V ponuke vľavo vyberte možnosť „database“. Ďalej kliknite na tlačidlo „Vytvoriť databázu“ a vyberte možnosť „testovací režim“. Nastavte „databázu v reálnom čase“ namiesto „cloud firestore“ kliknutím na rozbaľovaciu ponuku v hornej časti. Vyberte kartu „pravidlá“ a zmeňte „false“ na „true“. Potom musíte kliknúť na záložku „dáta“ a skopírovať URL databázy.
Posledné, čo musíte urobiť, je kliknúť na ikonu ozubeného kolieska vedľa prehľadu projektu, potom v časti „Nastavenia projektu“ vyberte kartu „Účty služieb“, nakoniec kliknite na položku „Tajomstvá databázy“ a zapíšte si bezpečný kód pre svoju databázu. Po dokončení tohto kroku ste úspešne vytvorili cloudovú databázu, ku ktorej máte prístup z vášho smartfónu a pomocou Raspberry Pi.
Siedmy krok: aplikácia pre smartfóny
Ďalšou časťou je aplikácia pre smartfóny. Sprievodca sa rozhodol použiť aplikáciu MIT App Inventor na vytvorenie vlastnej aplikácie. Ak chcete použiť vytvorenú aplikáciu, najprv otvorte nasledujúci odkaz (MIT App Inventor)čo povedie na ich webovú stránku. Potom kliknite na položku „vytvoriť aplikácie“ v hornej časti obrazovky a prihláste sa do svojho účtu Google.
Ďalej musíte stiahnuť súbor, ktorý je uvedený nižšie.Otvorte kartu „Projekty“ a kliknite na „Importovať projekt (.aia) z môjho počítača“, vyberte súbor, ktorý ste práve prevzali, a kliknite na „OK“. V okne súčasti prejdite nadol, kým sa nezobrazí položka „FirebaseDB1“, kliknite na ňu a zmeňte „FirebaseToken“, „FirebaseURL“ na hodnoty, ktoré boli skopírované vyššie. Po dokončení týchto krokov si môžete aplikáciu stiahnuť a nainštalovať. Aplikáciu si môžete stiahnuť priamo do svojho telefónu kliknutím na kartu „Zostaviť“ a kliknutím na „Aplikácia (uveďte kód QR pre .apk)“, potom naskenujte QR kód zo smartfónu alebo kliknite na „Aplikácia (uložiť .apk do môjho počítača)“.
IOT_pet_monitoring_system.rar
Krok 8: Programovanie Raspberry Pi
Raspberry Pi sa používa z dvoch hlavných dôvodov.
Prenáša živý tok videa z robota na webový server. Tento tok si môže užívateľ prezerať pomocou mobilnej aplikácie.
Číta aktualizované príkazy v databáze Firebase a dá Arduinovi pokyn, aby dokončil potrebné úlohy.
Existuje už podrobný sprievodca, ktorý nájdete, ako nakonfigurovať Raspberry Pi na živé vysielanie. tu, Pokyny zostupujú na tri jednoduché príkazy. Zapnite Raspberry Pi, otvorte terminál a zadajte nasledujúce príkazy.
klon git https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_interface
./install.shPo dokončení inštalácie reštartujte počítač Pi a môžete pristupovať k toku vyhľadaním http: // IP adresy vášho zariadenia Pi v ľubovoľnom webovom prehliadači.
Po nastavení živého vysielania budete musieť stiahnuť a nainštalovať určité knižnice, aby ste mohli používať cloudovú databázu. Otvorte terminál na vašom Pi a zadajte nasledujúce príkazy:
požiadavky na inštaláciu sudo pip == 1.1.0
sudo pip nainštalujte python-firebaseStiahnite si súbor python nižšie a uložte ho do svojho Raspberry Pi. Vo štvrtom riadku kódu zmeňte port COM na port, ku ktorému je Arduino pripojený. Potom zmeňte adresu URL v riadku 8 na adresu Firebase URL, o ktorej ste písali predtým. Nakoniec spustite program cez terminál. Tento program prijíma príkazy z cloudovej databázy a prenáša ich do Arduina prostredníctvom sériového pripojenia.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Krok 9: Programovanie Arduino
Arduino prijíma signál od Pi a dáva pokyn k ovládačom na vykonanie potrebných úloh. Stiahnite si Arduino kód, ktorý je pripojený nižšie, a nahrajte ho na Arduino. Po naprogramovaní Arduino ho pripojte k jednému z USB portov Pi pomocou vyhradeného USB kábla.
final.rar
Krok 10: Výživa
Zariadenie bude fungovať na lítium-polymérovej batérii. Napájanie z batérie vedie priamo na obrazovku CNC na napájanie motorov a na druhej zbernici do 5-voltového UBEC, na napájanie Raspberry Pi prostredníctvom GPIO pinov. 5 V z UBEC je pripojené k 5 V kolíku Raspberry Pi a GND z UBEC je pripojené k GND kolíku na Pi.
Krok jedenásť: Pripojte sa
Aplikačné rozhranie umožňuje ovládať pozorujúceho robota a vysielať živé vysielania zo vstavanej kamery. Ak sa chcete pripojiť k robotovi, musíte sa uistiť, že máte stabilné pripojenie na internet, a potom jednoducho zadajte IP adresu Raspberry Pi do textového poľa a kliknite na tlačidlo aktualizácie. Potom sa na obrazovke objaví živé vysielanie a bude možné ovládať rôzne funkcie robota.
Teraz, keď je robot na sledovanie domácich miláčikov kompletne zmontovaný, môžete misku naplniť liečením pre psov.
Podľa majstra, hneď ako pes prekonal počiatočný strach z tohto pohybujúceho sa objektu, prenasledovala robota okolo domu. Palubná kamera poskytuje dobrý širokouhlý výhľad na okolie.
