Na trhu je mnoho zařízení, pomocí kterých můžete sledovat stav zvířete uzamčeného v bytě nebo domě. Nevýhodou těchto zařízení je jejich stacionarita. Samozřejmě, pokud je například pes ve stejné místnosti, pak to není problém, ale pokud se pohybuje po domě a případně kolem místa, pak pro sledování jeho stavu je třeba nastavit kamery v celém domě / bytě / místě.
Aby nebyl zavěšen na fotoaparáty, vyrobil Master mobilní zařízení vzdáleně ovládané chytrým telefonem.
Nářadí a materiály:
-Arduino Uno;
-Raspberry Pi;
-CNC štít;
- Krokový motorový ovladač A4988 - 4 ks;
-Pi fotoaparát;
- ultrazvukový senzor vzdálenosti;
-AKB 11,1 V;
-Step motor NEMA 17 - 2 ks;
- stabilizátor napětí UBEC 5V;
- Kotouče o průměru 7 cm - 2 ks;
- Válce -2 ks;
-Fastery;
- počítač se softwarem;
-3D tiskárna;
-Aryl;
-Laserová řezačka;
Krok 1: Projekt
Zařízení bylo nejprve navrženo v programu Fusion 360. Robot má následující funkce:
- Lze jej ovládat pomocí aplikace na internetu. To umožňuje uživateli připojit se robot odkudkoli na světě.
- Vestavěná kamera, která streamuje video do smartphonu, pomáhá uživateli manévrovat po domě a komunikovat s domácím mazlíčkem.
-Další mísa pro dárky, se kterou můžete dát svému miláčku léčbu.
Raspberry Pi se zde používá k připojení k internetu, protože má vestavěný modul Wi-Fi.
Arduino se používá k ovládání krokových motorů.
Krok 2: 3D tisk, řezání laserem
Některé části, které se v tomto projektu používají, objednal mistr v dílně. Nejprve byly modelovány v modelu Fusion 360 a poté vyrobeny pomocí 3D tiskárny a laserové řezačky.
3D tiskové díly:
Stepper Holder x 2 ks.
Montáž systému Vision x 1 ks.
Pohotovostní elektronika x 4 ks.
Vertikální rozteč x 4 ks.
Zesílení podvozku x 2 ks.
Ošetřte víčko misky x 1 ks.
Ošetřte misku x 1 ks.
Zadní krokový držák x 1 ks.
Navíjecí disk x 1 ks.
Laserové řezací součásti
Spodní panel x 1 ks.
Horní panel x 1 ks.
Níže je archivovaná složka obsahující všechny soubory STL a soubory pro laserové řezání.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Krok 3: Vytvoření platformy
Jakmile jsou všechny podrobnosti vytištěny a vystřiženy, hlavní jednotka se začne sestavovat. Navržený držák krokového motoru je určen pro model NEMA 17. Protáhněte hřídel motoru skrz otvor a zajistěte motor na místě pomocí upevňovacích šroubů. Poté musí být oba motory pevně připevněny k držákům.
Šrouby M4 se používají k připevnění držáků ke spodnímu laserem řezanému panelu.Před jejich upevněním maticemi je třeba vyztužovací pásky vyztužit.
Akrylátový panel má dvě části pod koly. Použitá kola mají průměr 7 cm a dodávají se stavěcími šrouby, které byly připevněny k krokovým hřídelím 5 mm. Ujistěte se, že jsou kola pevně připevněna a neotáčejí se na hřídeli.
Aby se podvozek pohyboval plynule, jsou válečky instalovány před a za zařízením. To nejen zabrání převrácení robota, ale také vám umožní volně otáčet podvozek v libovolném směru. Válečky jsou dodávány v různých velikostech, zejména ty byly dodávány s jedním otočným šroubem, který byl připevněn k základně. K nastavení výšky použil hlavní rozpěrky.
Krok 4: elektronika
Nyní můžete pokračovat v instalaci elektronické části. Otvory v akrylovém panelu jsou zarovnány s upevňovacími otvory Arduino a Raspberry Pi. Pomocí stojanů s potiskem 3D je elektronika namontována těsně nad akrylové panely, takže veškerá nadbytečná kabeláž je pod ní úhledně skrytá. Arduino a Raspberry Pi jsou upevněny maticemi M3 a šrouby. Po opravě Arduina je nainstalován ovladač krokového motoru a vodiče jsou připojeny v následující konfiguraci:
Levý motor k portu osy X řidiče
Ovladač na pravém motoru k ose Y
Po připojení krokových motorů spojí Arduino s Raspberry Pi pomocí kabelu Arduino USB, zatímco přední strana robota je strana, na které je nainstalován Raspberry Pi.
Hlavním zdrojem informací pro pozorujícího robota je vidění. Průvodce se rozhodl použít Picamera kompatibilní s Raspberry Pi pro streamování videa uživateli přes internet. Je také nainstalován ultrazvukový senzor vzdálenosti, aby se zabránilo překážkám, když robot pracuje autonomně. Oba senzory jsou k držáku připevněny šrouby.
Picamera se připojuje k portu Raspberry Pi. Ultrazvukový senzor je připojen následujícím způsobem:
Ultrazvukový senzor VCC - 5V CNC štít
GND - GND
Zajišťovací kolík TRIG na X +
CNC obrazovka ECHO - Y + koncový dorazový čep
Krok 5: Nainstalujte horní část
Připojí videokameru k přední straně horního panelu. Krokový motor je připevněn k zadní části. Ošetřením otevře víko nádoby.
Připevňuje čtyři stojany ke spodnímu panelu. Na stojany připevňuje horní akrylový panel. Připevňuje k panelu šálek.
Nainstaluje kryt. Víko se otevírá jednoduše. Cívka je namontována na hřídeli horního krokového motoru. Kolem navijáku je navinuta rybářská šňůra. Druhý konec rybářské šňůry je připevněn k víku. Když se motor začne otáčet, navíjí se rybářská šňůra na buben a víko se otevře.
Šestý krok: The Cloud
Dále musíte pro systém vytvořit databáze, abyste mohli komunikovat s robotem z mobilní aplikace odkudkoli na světě. Klikněte na následující odkaz (Google Firebase), která vás přivede na web Firebase (přihlášení pomocí vašeho účtu Google). Klepnutím na tlačítko Začínáme přejdete do konzole Firebase. Poté je třeba vytvořit nový projekt kliknutím na „Přidat projekt“ a vyplnit řádky požadavků (jméno, data atd.) Dokončit kliknutím na tlačítko „Vytvořit projekt“.
V nabídce vlevo vyberte „databáze“. Dále klikněte na tlačítko „Vytvořit databázi“ a vyberte možnost „testovací režim“. Nastavte „databázi v reálném čase“ namísto „cloudového krbu“ kliknutím na rozbalovací nabídku v horní části. Vyberte záložku „pravidla“ a změňte „false“ na „true“. Pak musíte kliknout na záložku „data“ a zkopírovat URL databáze.
Poslední věcí, kterou musíte udělat, je kliknout na ikonu ozubeného kola vedle přehledu projektu, poté v části „Nastavení projektu“ vyberte záložku „účty služeb“, nakonec klikněte na „Tajemství databáze“ a zapište si zabezpečený kód vaší databáze. Po dokončení tohoto kroku jste úspěšně vytvořili cloudovou databázi, ke které lze přistupovat ze smartphonu a pomocí Raspberry Pi.
Sedmý krok: aplikace smartphone
Další část je aplikace pro smartphone. Průvodce se rozhodl použít aplikaci MIT App Inventor k vytvoření své vlastní aplikace. Chcete-li použít vytvořenou aplikaci, nejprve otevřete následující odkaz (MIT App Inventor)což povede k jejich webové stránce. Poté klikněte na „vytvořit aplikace“ v horní části obrazovky a přihlaste se k účtu Google.
Dále musíte stáhnout soubor, který je uveden níže.Otevřete kartu „projekty“ a klikněte na „Importovat projekt (.aia) z mého počítače“, vyberte soubor, který jste právě stáhli, a klikněte na „OK“. V okně komponenty přejděte dolů, dokud neuvidíte „FirebaseDB1“, klikněte na něj a změňte „FirebaseToken“, „FirebaseURL“ na výše zkopírované hodnoty. Po dokončení těchto kroků si můžete aplikaci stáhnout a nainstalovat. Aplikaci si můžete stáhnout přímo do telefonu kliknutím na záložku „Sestavit“ a kliknutím na „Aplikace (zadejte QR kód pro .apk)“, poté naskenujte QR kód ze smartphonu nebo klikněte na „App (uložit .apk do mého počítače)“ “
IOT_pet_monitoring_system.rar
Krok osm: Programování Raspberry Pi
Raspberry Pi se používá ze dvou hlavních důvodů.
Přenáší živý tok videa z robota na webový server. Tento stream si uživatel může prohlížet pomocí mobilní aplikace.
Přečte aktualizované příkazy v databázi Firebase a dá Arduinovi pokyn k dokončení nezbytných úkolů.
Existuje již podrobný průvodce, který najdete, jak nakonfigurovat Raspberry Pi pro živé vysílání. zde. Instrukce sestávají ze tří jednoduchých příkazů. Zapněte Raspberry Pi, otevřete terminál a zadejte následující příkazy.
klon git https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Inface
./install.shPo dokončení instalace restartujte Pi a můžete přistupovat ke streamu vyhledáním http: // IP adresy vašeho Pi v libovolném webovém prohlížeči.
Po nastavení živého vysílání budete muset stáhnout a nainstalovat určité knihovny, abyste mohli používat cloudovou databázi. Otevřete terminál na vašem Pi a zadejte následující příkazy:
požadavky na instalaci sudo pip == 1.1.0
sudo pip install python-firebaseStáhněte si níže uvedený pythonový soubor a uložte jej do Raspberry Pi. Ve čtvrtém řádku kódu změňte port COM na port, ke kterému je Arduino připojeno. Poté změňte adresu URL v řádku 8 na adresu Firebase, o které jste psali dříve. Nakonec spusťte program přes terminál. Tento program přijímá příkazy z cloudové databáze a přenáší je do Arduina prostřednictvím sériového připojení.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Krok devátý: Programování Arduino
Arduino přijímá signál od Pi a dává povel k pohonům vykonávat nezbytné úkoly. Stáhněte si níže uvedený Arduino kód a nahrajte jej do Arduina. Po naprogramování Arduina jej připojte k jednomu z USB portů Pi pomocí vyhrazeného kabelu USB.
final.rar
Krok 10: Výživa
Zařízení bude fungovat na lithium-polymerové baterii. Napájení z baterie jde přímo na obrazovku CNC k napájení motorů a na další sběrnici do 5-voltového UBEC k napájení Raspberry Pi prostřednictvím GPIO pinů. 5 V od UBEC je připojeno k 5V kolíku Raspberry Pi a GND od UBEC je připojeno k GND kolíku na Pi.
Krok jedenáct: Připojte se
Aplikační rozhraní umožňuje ovládat pozorovatele robota a také vysílat živé vysílání z vestavěné kamery. Chcete-li se připojit k robotu, musíte se ujistit, že máte stabilní připojení k internetu, a do textového pole jednoduše zadejte IP adresu Raspberry Pi a klikněte na tlačítko aktualizace. Poté se na obrazovce objeví živé vysílání a bude možné ovládat různé funkce robota.
Nyní, když je robot pro sledování domácích zvířat kompletně smontovaný, můžete misku naplnit léčbou pro psy.
Podle pána, jakmile pes překonal počáteční strach z tohoto pohybujícího se objektu, honila robota kolem domu. Boční kamera poskytuje dobrý širokoúhlý výhled do okolí.
