Er zijn veel apparaten op de markt waarmee je de toestand van een opgesloten dier in een appartement of huis kunt volgen. Het nadeel van deze apparaten is hun stationariteit. Natuurlijk, als de hond zich bijvoorbeeld in dezelfde kamer bevindt, is dit geen probleem, maar als hij door het huis beweegt, en mogelijk over de site, dan moet je camera's in het hele huis / appartement / site installeren om zijn toestand te bewaken.
Om niet met camera's te worden opgehangen, heeft de Master een mobiel apparaat gemaakt dat op afstand wordt bestuurd door een smartphone.
Gereedschap en materialen:
-Arduino Uno;
-Raspberry Pi;
-CNC Shield;
- A4988 stappenmotoraandrijving - 4 stuks;
-Pi camera;
- Ultrasone afstandssensor;
-AKB 11,1 V;
-Stapmotor NEMA 17-2 stuks;
- Spanningsstabilisator UBEC 5V;
-Wielen met een diameter van 7 cm - 2 stuks;
- Rollers -2 stuks;
-Fasters;
-Computer met software;
-3D-printer;
-Acryl;
-Lasersnijder;
Stap één: project
In eerste instantie is het apparaat ontworpen in het Fusion 360-programma. De robot heeft de volgende kenmerken:
-Het kan worden bediend via de applicatie op internet. Hierdoor kan de gebruiker verbinding maken de robot overal ter wereld.
-Een ingebouwde camera die video naar een smartphone streamt, helpt de gebruiker om door het huis te manoeuvreren en met het huisdier te communiceren.
-Aanvullende schaal voor lekkernijen, waarmee u uw huisdier iets lekkers kunt geven.
De Raspberry Pi wordt hier gebruikt om verbinding te maken met internet omdat deze een ingebouwde Wi-Fi-module heeft.
Arduino wordt gebruikt voor het aansturen van stappenmotoren.
Stap twee: 3D-printen, lasersnijden
Enkele onderdelen die bij dit project gebruikt worden, heeft de meester in de werkplaats besteld. Ze werden eerst gemodelleerd in de Fusion 360 en vervolgens gemaakt met een 3D-printer en een lasersnijder.
3D-printonderdelen:
Stepperhouder x 2 stuks.
Bevestiging vision-systeem x 1 st.
Elektronica Standoff x 4 stuks.
Verticale afstandhouder x 4 stuks.
Chassisversterking x 2 stuks.
Behandel kom deksel x 1 stuks.
Behandel schaal x 1 st.
Achterstepper x 1 st.
Wikkelschijf x 1 st.
Lasersnijdende onderdelen
Bodempaneel x 1 st.
Bovenpaneel x 1 st.
Hieronder vindt u een gearchiveerde map met alle STL-bestanden en bestanden voor lasersnijden.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Stap drie: Bouw het platform
Zodra alle details zijn afgedrukt en uitgesneden, begint de meester met de montage. De ontworpen stappenmotorhouder is ontworpen voor het model NEMA 17. Steek de motoras door het gat en zet de motor vast met de bevestigingsschroeven. Daarna moeten beide motoren stevig aan de houders worden bevestigd.
M4-bouten worden gebruikt om de houders aan het onderste lasergesneden paneel te bevestigen.Voordat u ze met moeren bevestigt, moeten de versterkingsstroken worden versterkt.
Het acrylpaneel heeft twee secties die onder de wielen zijn gesneden. De gebruikte wielen hebben een diameter van 7 cm en werden geleverd met stelschroeven die waren bevestigd aan 5 mm stappenassen. Zorg ervoor dat de wielen stevig zijn bevestigd en niet op de as draaien.
Om het chassis soepel te laten bewegen, zijn de rollers voor en achter het apparaat gemonteerd. Dit voorkomt niet alleen dat de robot kantelt, maar stelt u ook in staat om het chassis vrij in elke richting te draaien. De rollen zijn er in verschillende maten, in het bijzonder deze werden geleverd met één roterende schroef, die aan de basis was bevestigd. Om de hoogte aan te passen, gebruikte de meester afstandhouders.
Stap vier: elektronica
Nu kunt u doorgaan met de installatie van het elektronische onderdeel. De gaten in het acrylpaneel zijn uitgelijnd met de montagegaten van de Arduino en Raspberry Pi. Met behulp van 3D-geprinte racks wordt de elektronica net boven de acrylpanelen gemonteerd, zodat alle overtollige bedrading netjes eronder verborgen wordt. Arduino en Raspberry Pi zijn bevestigd met M3-moeren en -bouten. Na het bevestigen van de Arduino is de stappenmotor driver geïnstalleerd en zijn de draden aangesloten in de volgende configuratie:
Linkermotor naar X-as poort van bestuurder
Rechter motor naar bakboord Y-driver
Nadat de stappenmotoren zijn aangesloten, verbindt hij de Arduino met de Raspberry Pi met behulp van de Arduino USB-kabel, terwijl de voorkant van de robot de kant is waarop de Raspberry Pi is geïnstalleerd.
De belangrijkste informatiebron voor de waarnemende robot is visie. De wizard besloot om een Raspberry Pi-compatibele Picamera te gebruiken om video via internet naar de gebruiker te streamen. Er is ook een ultrasone afstandssensor geïnstalleerd om obstakels te vermijden wanneer de robot autonoom werkt. Beide sensoren zijn met schroeven aan de houder bevestigd.
Picamera wordt aangesloten op de Raspberry Pi-poort. De ultrasone sensor wordt als volgt aangesloten:
VCC Ultrasone sensor - 5V CNC-schild
GND - GND
TRIG naar X + eindborgpen
ECHO - Y + eindstop pin pin CNC-scherm
Stap vijf: installeer de bovenkant
Bevestigt de camcorder aan de voorkant van het bovenpaneel. Aan de achterzijde is een stappenmotor bevestigd. Hij zal het deksel van de container openen met wat lekkers.
Bevestigt vier rekken aan het onderste paneel. Op rekken bevestigt het bovenste acrylpaneel. Bevestigt een beker aan het paneel.
Installeer de hoes. Het deksel gaat eenvoudig open. Op de as van de bovenste stappenmotor is een spoel gemonteerd. Om de haspel is een vislijn gewikkeld. Het tweede uiteinde van de vislijn is aan het deksel bevestigd. Wanneer de motor begint te draaien, wordt de vislijn op de trommel gewikkeld en gaat het deksel open.
Stap zes: de cloud
Vervolgens moet u databases voor het systeem maken, zodat u overal ter wereld met de robot kunt communiceren vanuit uw mobiele applicatie. Klik op de volgende link (Google Firebase) die u naar de Firebase-site leidt (inloggen met uw Google-account). Klik op de knop Aan de slag om naar de Firebase-console te gaan. Vervolgens moet u een nieuw project aanmaken door op "Project toevoegen" te klikken en de vereiste regels in te vullen (naam, gegevens, enz.). Sluit af door op de knop "Project maken" te klikken.
Selecteer "database" in het menu aan de linkerkant. Klik vervolgens op de knop "Database maken" en selecteer de optie "testmodus". Stel de "realtime database" in plaats van de "cloud firestore" in door bovenaan op het drop-down menu te klikken. Selecteer het tabblad "regels" en verander "false" in "true". Vervolgens moet u op het tabblad "gegevens" klikken en de database-URL kopiëren.
Het laatste dat u moet doen, is op het tandwielpictogram naast het projectoverzicht klikken, vervolgens in "projectinstellingen" het tabblad "serviceaccounts" selecteren, ten slotte op "Database Secrets" klikken en de veilige code voor uw database opschrijven. Door deze stap te voltooien, hebt u met succes uw clouddatabase gemaakt, die toegankelijk is vanaf uw smartphone en met de Raspberry Pi.
Zevende stap: smartphone-applicatie
Het volgende deel is een smartphone-app. De wizard besloot om de MIT App Inventor te gebruiken om zijn eigen applicatie te maken. Open eerst de volgende link om de gemaakte applicatie te gebruiken (MIT App Inventor)die naar hun webpagina leiden. Klik vervolgens op 'apps maken' bovenaan het scherm en log in op uw Google-account.
Vervolgens moet u het bestand downloaden dat hieronder wordt vermeld.Open het tabblad "projecten" en klik op "Project importeren (.aia) van mijn computer", selecteer vervolgens het bestand dat u zojuist hebt gedownload en klik op "OK". Blader in het componentvenster naar beneden totdat u "FirebaseDB1" ziet, klik erop en verander "FirebaseToken", "FirebaseURL" in de waarden die hierboven zijn gekopieerd. Na het voltooien van deze stappen kunt u de applicatie downloaden en installeren. U kunt de applicatie rechtstreeks naar uw telefoon downloaden door op het tabblad "Build" te klikken en op "App (QR-code voor .apk)" te klikken, vervolgens de QR-code van uw smartphone te scannen of op "App (save .apk op mijn computer)" te klikken
IOT_pet_monitoring_system.rar
Stap acht: Raspberry Pi-programmering
De Raspberry Pi wordt om twee belangrijke redenen gebruikt.
Het brengt de live videostream over van de robot naar de webserver. Deze stream kan door de gebruiker worden bekeken met een mobiele applicatie.
Hij leest de bijgewerkte opdrachten in de Firebase-database en instrueert de Arduino om de noodzakelijke taken uit te voeren.
Er is al een gedetailleerde gids die je kunt vinden om je Raspberry Pi te configureren voor live streaming. hier. Instructies komen neer op drie eenvoudige opdrachten. Zet de Raspberry Pi aan, open een terminal en voer de volgende opdrachten in.
git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.shNadat de installatie is voltooid, start u Pi opnieuw op en hebt u toegang tot de stream door in elke webbrowser naar het http: // IP-adres van uw Pi te zoeken.
Na het opzetten van de live uitzending, moet u bepaalde bibliotheken downloaden en installeren om de clouddatabase te kunnen gebruiken. Open de terminal op je Pi en voer de volgende opdrachten in:
sudo pip installatieverzoeken == 1.1.0
sudo pip installeer python-firebaseDownload het python-bestand hieronder en sla het op uw Raspberry Pi op. Wijzig in de vierde coderegel de COM-poort in de poort waarop de Arduino is aangesloten. Wijzig vervolgens de URL op regel 8 in de Firebase-URL waarover u eerder schreef. Voer ten slotte het programma via de terminal uit. Dit programma ontvangt opdrachten van een clouddatabase en draagt ze over naar een Arduino via een seriële verbinding.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Stap negen: Arduino-programmering
Arduino ontvangt een signaal van Pi en geeft het commando aan de actuatoren om de nodige taken uit te voeren. Download de onderstaande Arduino-code en upload deze naar Arduino. Na het programmeren van de Arduino sluit je hem aan op een van de USB-poorten van de Pi met een speciale USB-kabel.
final.rar
Stap tien: voeding
Het apparaat werkt op een lithium-polymeerbatterij. De batterij gaat rechtstreeks naar het CNC-scherm om de motoren van stroom te voorzien en, aan de andere bus, naar de 5-volt UBEC, om de Raspberry Pi via GPIO-pinnen van stroom te voorzien. 5V van UBEC is verbonden met de 5V-pin van de Raspberry Pi en GND van UBEC is verbonden met de GND-pin op de Pi.
Stap elf: verbinden
Met de applicatie-interface kunt u de observatierobot besturen en live-uitzendingen uitzenden vanuit de ingebouwde camera. Om verbinding te maken met de robot, moet je ervoor zorgen dat je een stabiele internetverbinding hebt, en dan voer je gewoon het IP-adres van de Raspberry Pi in het tekstvak in en klik je op de updateknop. Daarna verschijnt er een live uitzending op het scherm en is het mogelijk om verschillende functies van de robot te bedienen.
Nu de robot voor huisdieren kijken volledig is gemonteerd, kunt u de kom vullen met een traktatie voor de honden.
Volgens de meester joeg de hond, zodra de hond de aanvankelijke angst voor dit bewegende object overwon, de bot door het huis. De ingebouwde camera geeft een goed groothoekbeeld van de omgeving.
