Có rất nhiều thiết bị trên thị trường mà bạn có thể theo dõi tình trạng của một con vật bị nhốt trong căn hộ hoặc nhà. Nhược điểm của các thiết bị này là sự ổn định của chúng. Tất nhiên, nếu, ví dụ, con chó ở trong cùng một phòng, thì đây không phải là vấn đề, nhưng nếu nó di chuyển quanh nhà, và có thể xung quanh trang web, thì để theo dõi tình trạng của nó, bạn cần phải đặt camera khắp nhà / căn hộ / trang web.
Để không bị treo máy ảnh, Master đã chế tạo một thiết bị di động được điều khiển từ xa bằng điện thoại thông minh.
Dụng cụ và vật liệu:
-Arduino Đoàn kết;
-Raspberry Pi;
-CNC Khiên;
- Trình điều khiển động cơ bước A4988 - 4 chiếc;
-Pi camera;
Cảm biến khoảng cách siêu âm;
-AKB 11.1V;
-Bước động cơ Nema 17 - 2 chiếc;
- Ổn áp điện áp UBEC 5V;
-Wheels có đường kính 7 cm - 2 chiếc;
- Con lăn -2 chiếc;
-Fastener;
-Computer với phần mềm;
-Máy in 3D;
-Acryl;
-Laser cắt;
Bước một: Dự án
Lúc đầu, thiết bị được thiết kế trong chương trình Fusion 360. Robot có các tính năng sau:
-Nó có thể được kiểm soát thông qua ứng dụng trên Internet. Điều này cho phép người dùng kết nối với người máy từ bất cứ nơi nào trên thế giới.
-Một camera tích hợp giúp truyền phát video đến điện thoại thông minh giúp người dùng điều khiển xung quanh nhà và tương tác với thú cưng.
- Bát bổ sung cho các món ăn, mà bạn có thể cho thú cưng của bạn một điều trị.
Raspberry Pi ở đây được sử dụng để kết nối với Internet vì nó có mô-đun Wi-Fi tích hợp.
Arduino được sử dụng để chỉ huy động cơ bước.
Bước hai: In 3D, Cắt Laser
Một số phần được sử dụng trong dự án này, chủ đặt hàng trong hội thảo. Chúng lần đầu tiên được mô hình hóa trong Fusion 360, sau đó được tạo bằng máy in 3D và máy cắt laser.
Bộ phận in 3D:
Chủ Stepper x 2 chiếc.
Hệ thống tầm nhìn Mount x 1 pc.
Điện tử Standoff x 4 chiếc.
Spacer dọc x 4 chiếc.
Gia cố khung gầm x 2 chiếc.
Điều trị Bát nắp x 1 Cái.
Điều trị bát x 1 chiếc.
Phía sau Stepper Mount x 1 pc.
Đĩa cuộn x 1 chiếc.
Bộ phận cắt laser
Bảng dưới x 1 chiếc.
Bảng trên cùng x 1 chiếc.
Một thư mục lưu trữ chứa tất cả các tệp STL và các tệp để cắt laser được đặt bên dưới.
3dprints.rar
lasercocking.pdf
Bước ba: Xây dựng nền tảng
Ngay khi tất cả các chi tiết được in và cắt ra, chủ bắt đầu lắp ráp. Giá đỡ động cơ bước được thiết kế được thiết kế cho mô hình Nema 17. Đi qua trục động cơ qua lỗ và cố định động cơ tại chỗ bằng các vít cố định. Sau đó, cả hai động cơ phải được cố định chắc chắn cho các chủ sở hữu.
Bu lông M4 được sử dụng để gắn giá đỡ vào bảng cắt laser phía dưới.Trước khi cố định chúng bằng các đai ốc, cần phải tăng cường các dải gia cố.
Bảng điều khiển acrylic có hai phần cắt dưới bánh xe. Các bánh xe được sử dụng có đường kính 7 cm và đi kèm với các ốc vít được gắn vào trục bước 5 mm. Đảm bảo rằng các bánh xe được cố định chắc chắn và không quay trên trục.
Để làm cho khung xe di chuyển trơn tru, các con lăn được lắp đặt ở phía trước và phía sau thiết bị. Điều này không chỉ ngăn robot lật, mà còn cho phép bạn tự do xoay khung xe theo bất kỳ hướng nào. Các con lăn có các kích cỡ khác nhau, đặc biệt, chúng được cung cấp với một ốc vít quay, được cố định vào đế. Để điều chỉnh chiều cao, chủ sử dụng miếng đệm.
Bước bốn: điện tử
Bây giờ bạn có thể tiến hành cài đặt phần điện tử. Các lỗ trên bảng acrylic được căn chỉnh với các lỗ lắp của Arduino và Raspberry Pi. Sử dụng giá đỡ in 3D, các thiết bị điện tử được gắn ngay phía trên tấm acrylic để tất cả các dây thừa được giấu gọn gàng bên dưới. Arduino và Raspberry Pi được cố định với đai ốc và bu lông M3. Sau khi sửa Arduino, trình điều khiển động cơ bước được cài đặt và các dây được kết nối theo cấu hình sau:
Động cơ bên trái đến cổng trục X của trình điều khiển
Động cơ bên phải trình điều khiển trục Y
Sau khi các động cơ bước được kết nối, nó kết nối Arduino với Raspberry Pi bằng cáp USB Arduino, trong khi phía trước của robot là phía mà Raspberry Pi được cài đặt.
Nguồn thông tin chính cho robot quan sát là tầm nhìn. Trình hướng dẫn đã quyết định sử dụng Picamera tương thích Raspberry Pi để truyền phát video đến người dùng qua Internet. Một cảm biến khoảng cách siêu âm cũng được cài đặt để tránh chướng ngại vật khi robot hoạt động tự chủ. Cả hai cảm biến được gắn vào giá đỡ bằng ốc vít.
Picamera cắm vào cổng Raspberry Pi. Cảm biến siêu âm được kết nối như sau:
Cảm biến siêu âm VCC - Khiên CNC 5V
GND - GND
Pin khóa cuối TRIG đến X +
ECHO - Y + chốt chặn pin màn hình CNC
Bước năm: Cài đặt hàng đầu
Gắn máy quay vào mặt trước của bảng trên cùng. Một động cơ bước được gắn vào phía sau. Anh ta sẽ mở nắp hộp đựng bằng một món ăn.
Chốt bốn giá đỡ vào bảng điều khiển phía dưới. Trên giá đỡ gắn bảng acrylic hàng đầu. Gắn một cái cốc vào bảng điều khiển.
Cài đặt nắp. Nắp mở đơn giản. Một cuộn dây được gắn trên trục của động cơ bước trên. Một dây câu được quấn quanh cuộn dây. Đầu thứ hai của dây câu được gắn vào nắp. Khi động cơ bắt đầu quay, dây câu được quấn trên trống và nắp mở ra.
Bước sáu: Đám mây
Tiếp theo, bạn cần tạo cơ sở dữ liệu cho hệ thống để bạn có thể giao tiếp với robot từ ứng dụng di động của bạn từ bất cứ đâu trên thế giới. Nhấp vào liên kết sau (Căn cứ hỏa lực của Google) sẽ dẫn bạn đến trang web Firebase (đăng nhập bằng tài khoản Google của bạn). Nhấp vào nút Bắt đầu để đi đến bảng điều khiển Firebase. Sau đó, bạn cần tạo một dự án mới bằng cách nhấp vào Thêm Add Project Project và điền vào các dòng yêu cầu (tên, dữ liệu, v.v.). Hoàn tất bằng cách nhấp vào nút Tạo Tạo dự án.
Chọn "cơ sở dữ liệu" trong menu bên trái. Tiếp theo, nhấp vào nút "Tạo cơ sở dữ liệu", chọn tùy chọn "chế độ thử nghiệm". Đặt cơ sở dữ liệu thời gian thực thực tế, thay vì cơ sở dữ liệu đám mây trên nền tảng đám mây bằng cách nhấp vào menu thả xuống ở trên cùng. Chọn tab quy tắc của Wikipedia và thay đổi quy tắc giả thành thành đúng. Sau đó, bạn cần nhấp vào tab dữ liệu trên mạng và sao chép URL cơ sở dữ liệu.
Điều cuối cùng cần làm là nhấp vào biểu tượng bánh răng bên cạnh tổng quan về dự án, sau đó trong cài đặt dự án của Cameron, chọn tab Tài khoản dịch vụ, cuối cùng nhấp vào Cơ sở dữ liệu Bí mật, và viết mã bảo mật cho cơ sở dữ liệu của bạn. Bằng cách hoàn thành bước này, bạn đã tạo thành công cơ sở dữ liệu đám mây của mình, có thể truy cập từ điện thoại thông minh của bạn và với Raspberry Pi.
Bước thứ bảy: ứng dụng điện thoại thông minh
Phần tiếp theo là một ứng dụng điện thoại thông minh. Trình hướng dẫn đã quyết định sử dụng MIT App Inventor để tạo ứng dụng của riêng mình. Để sử dụng ứng dụng đã tạo, trước tiên hãy mở liên kết sau (Nhà phát minh ứng dụng MIT)Điều này sẽ dẫn đến trang web của họ. Sau đó, nhấp vào ứng dụng tạo ra ứng dụng khác ở đầu màn hình và đăng nhập vào tài khoản Google của bạn.
Tiếp theo, bạn cần tải xuống tệp, được liệt kê dưới đây.Mở tab của các dự án trên mạng và nhấp vào dự án Nhập khẩu (.aia) từ máy tính của tôi, sau đó chọn tệp bạn vừa tải xuống và nhấp vào OK OK. Trong cửa sổ thành phần, cuộn xuống cho đến khi bạn nhìn thấy Fire FireDBDB1, nhấp vào nó và thay đổi, FirebaseToken,, Fire FireURUR, theo các giá trị được sao chép ở trên. Sau khi hoàn thành các bước này, bạn có thể tải xuống và cài đặt ứng dụng. Bạn có thể tải ứng dụng trực tiếp về điện thoại của mình bằng cách nhấp vào tab của Build Build và nhấp vào Ứng dụng (cung cấp mã QR cho .apk), sau đó quét mã QR từ điện thoại thông minh của bạn hoặc nhấp vào Ứng dụng (lưu .apk vào máy tính của tôi)
IOT_pet_monitoring_system.rar
Bước Tám: Lập trình Raspberry Pi
Raspberry Pi được sử dụng vì hai lý do chính.
Nó chuyển luồng video trực tiếp từ robot đến máy chủ web. Người dùng có thể xem luồng này bằng ứng dụng di động.
Anh ta đọc các lệnh được cập nhật trong cơ sở dữ liệu Firebase và hướng dẫn Arduino hoàn thành các nhiệm vụ cần thiết.
Đã có một hướng dẫn chi tiết mà bạn có thể tìm thấy để định cấu hình Raspberry Pi để phát trực tiếp. ở đây. Hướng dẫn đi xuống ba lệnh đơn giản. Bật Raspberry Pi, mở một thiết bị đầu cuối và nhập các lệnh sau.
git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.shSau khi cài đặt hoàn tất, hãy khởi động lại Pi và bạn có thể truy cập luồng bằng cách tìm kiếm địa chỉ IP http: // của Pi trong bất kỳ trình duyệt web nào.
Sau khi thiết lập phát sóng trực tiếp, bạn sẽ cần tải xuống và cài đặt một số thư viện nhất định để có thể sử dụng cơ sở dữ liệu đám mây. Mở terminal trên Pi của bạn và nhập các lệnh sau:
yêu cầu cài đặt sudo pip == 1.1.0
sudo pip cài đặt python-firebaseTải xuống tệp python bên dưới và lưu nó vào Raspberry Pi của bạn. Trong dòng mã thứ tư, thay đổi cổng COM thành cổng mà Arduino được kết nối. Sau đó thay đổi URL trên dòng 8 thành URL Firebase mà bạn đã viết trước đó. Cuối cùng, chạy chương trình thông qua thiết bị đầu cuối. Chương trình này nhận các lệnh từ cơ sở dữ liệu đám mây và chuyển chúng sang Arduino thông qua kết nối nối tiếp.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Bước Chín: Lập trình Arduino
Arduino nhận được tín hiệu từ Pi và đưa ra lệnh cho các bộ truyền động để thực hiện các tác vụ cần thiết. Tải về mã Arduino đính kèm bên dưới và tải nó lên Arduino. Sau khi lập trình Arduino, kết nối nó với một trong các cổng USB của Pi bằng cáp USB chuyên dụng.
Final.rar
Bước mười: Dinh dưỡng
Thiết bị sẽ chạy trên pin lithium polymer. Năng lượng pin đi trực tiếp vào màn hình CNC để cung cấp năng lượng cho động cơ và trên một xe buýt khác, đến UBEC 5 volt, để cấp nguồn cho Raspberry Pi thông qua các chân GPIO. 5V từ UBEC được kết nối với chân 5V của Raspberry Pi và GND từ UBEC được kết nối với chân GND trên Pi.
Bước mười một: Kết nối
Giao diện ứng dụng cho phép bạn điều khiển robot quan sát, cũng như phát sóng trực tiếp từ camera tích hợp. Để kết nối với robot, bạn cần đảm bảo rằng bạn có kết nối Internet ổn định, sau đó chỉ cần nhập địa chỉ IP của Raspberry Pi vào hộp văn bản và nhấp vào nút cập nhật. Sau đó, một chương trình phát sóng trực tiếp sẽ xuất hiện trên màn hình và có thể điều khiển các chức năng khác nhau của robot.
Bây giờ robot xem thú cưng đã được lắp ráp hoàn chỉnh, bạn có thể đổ đầy bát với một điều trị cho những con chó.
Theo ông chủ, ngay khi chú chó vượt qua nỗi sợ hãi ban đầu về vật thể chuyển động này, cô đã đuổi theo con bot quanh nhà. Camera trên máy bay cung cấp góc nhìn rộng về môi trường xung quanh.
