Al mercat hi ha molts dispositius amb els quals es pot fer un seguiment de l’estat d’un animal tancat en un apartament o casa. L’inconvenient d’aquests dispositius és la seva estabilitat. Per descomptat, si, per exemple, el gos es troba a la mateixa habitació, això no és un problema, però si es mou per la casa i, possiblement, pel lloc, haureu de configurar càmeres a tota la casa / apartament / lloc.
Per no penjar-se amb les càmeres, el Master va fabricar un dispositiu mòbil controlat a distància per un telèfon intel·ligent.
Eines i materials:
-Arduino Uno;
-Raspberry Pi;
-CNC Shield;
- Conductor de motor pas a pas A4988 - 4 unitats;
-Camera fotogràfica;
-Sensor de distància utrasònic;
-AKB 11.1V;
-Motor motor NEMA 17 - 2 ulls;
- Estabilitzador de tensió UBEC 5V;
-Les rodes amb un diàmetre de 7 cm - 2 unitats;
- Rodets -2 peces;
-Atxulladors;
-Informàtica amb programari;
-Impressora 3D;
-Acryl;
-Talla talladora;
Primer pas: Projecte
Al principi, el dispositiu es va dissenyar al programa Fusion 360. El robot presenta les següents característiques:
-Es pot controlar a través de l’aplicació a Internet. Això permet a l’usuari connectar-se el robot des de qualsevol part del món.
-Una càmera integrada que transmet vídeo a un telèfon intel·ligent ajuda a l’usuari a maniobrar al voltant de la casa i a interactuar amb la mascota.
-Bot addicional per a les llaminadures, amb les quals podeu donar un gust a la vostra mascota.
El Raspberry Pi s’utilitza aquí per connectar-se a Internet perquè té un mòdul Wi-Fi integrat.
Arduino s'utilitza per comandar motors pas a pas.
Segon segon: Impressió 3D, tall làser
Algunes parts que s’utilitzen en aquest projecte, el mestre ordenat al taller. Es van dissenyar primer a la Fusion 360, i després es van fer amb una impressora 3D i un tallador làser.
Peces d'impressió 3D:
Porta-Stepper x 2 peces
Sistema de visió Muntatge x 1 unitat.
Estand electrònica x 4 peces.
Espaciador vertical x 4 unitats
Reforç del xassís x 2 peces
Tapa de bol de 1 x 1
Torta del bol x 1 peça.
Muntatge pas-pas posterior x 1 unitat.
Disc de bobinatge x 1 unitat.
Recanvis per làser
Part inferior x 1 unitat.
Panell superior x 1 unitat.
A continuació es troba una carpeta arxivada que conté tots els fitxers STL i fitxers per tallar làser.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Tercer pas: crea la plataforma
Tan bon punt s’imprimeixen i retallen tots els detalls, el mestre comença a muntar. El suport del motor pas a pas està dissenyat per al model NEMA 17. Passa l’eix del motor pel forat i fixa el motor al seu lloc amb els cargols de fixació. Després d’això, els dos motors s’han de fixar fermament als titulars.
Els cargols M4 s'utilitzen per subjectar els suports al tauler de tall làser inferior.Abans de fixar-les amb nous, cal reforçar les tires de reforç.
El panell acrílic té dues seccions tallades sota les rodes. Les rodes que s’utilitzen tenen un diàmetre de 7 cm i van proveïdes de cargols fixats que es fixaven als eixos pas a pas de 5 mm. Assegureu-vos que les rodes estiguin ben fixades i no gireu sobre l’eix.
Perquè el xassís es mogui de manera suau, els rodets s’instal·len al davant i al darrere del dispositiu. Això no només impedeix que el robot es bolqui, sinó que també permet girar el xassís lliurement en qualsevol direcció. Els rodets de diferents mides, especialment, es lliuraven amb un cargol giratori fixat a la base. Per ajustar l’alçada, el mestre utilitzava espaciadors.
Quatre pas: electrònica
Ara podeu procedir a la instal·lació de la part electrònica. Els forats del plafó acrílic estan alineats amb els forats de muntatge de l'Arduino i Raspberry Pi. Utilitzant bastidors impresos en 3D, l'electrònica es monta just damunt dels panells acrílics de manera que tot l'excés de cablejat queda perfectament amagat a sota. Arduino i Raspberry Pi es fixen amb femelles i cargols M3. Després de fixar l’Arduino, el controlador del motor pas a pas s’instal·la i els cables es connecten en la configuració següent:
El motor de l'esquerra al port del conductor de l'eix X
Motor dret al port de l’eix Y del conductor
Un cop connectats els motors pas a pas, connecta l’Arduino al Raspberry Pi mitjançant el cable USB d’Arduino, mentre que la part frontal del robot és el costat sobre el qual s’instal·la el Raspberry Pi.
La principal font d’informació del robot que observa és la visió. L’assistent va decidir utilitzar un Picamera compatible amb Raspberry Pi per transmetre vídeo a l’usuari per Internet. També s’instal·la un sensor de distància ultrasònic per evitar obstacles quan el robot funciona de manera autònoma. Tots dos sensors estan units al suport amb cargols.
Picamera es connecta al port Raspberry Pi. El sensor d'ultrasons està connectat de la següent manera:
Sensor d'ultrasons VCC - Escut CNC de 5V
GND - GND
Passador de bloqueig final de TRIG a X +
Pantalla CNC per pin de parada ECHO - Y + final
Cinquè pas: instal·leu la part superior
Lliga la càmera de vídeo a la part davantera del tauler superior. Un motor pas a pas està unit a la part posterior. Obrirà la tapa del recipient amb una llaminadura.
Fixa quatre bastidors al tauler inferior. Als bastidors es fixa el panell acrílic superior. Adjunta una tassa al tauler.
Instal·la la coberta. La tapa s’obre simplement. Una bobina es munta a l’eix del motor pas a pas superior. Una línia de pesca s’enrotlla al voltant del rodet. El segon extrem de la línia de pesca s’adjunta a la tapa. Quan el motor comença a girar, la línia de pesca s’enrotlla al tambor i s’obre la tapa.
Pas sisè: El núvol
A continuació, heu de crear bases de dades per al sistema perquè pugueu comunicar-vos amb el robot des de la vostra aplicació mòbil des de qualsevol lloc del món. Feu clic al següent enllaç (Firebase de Google) que us portarà al lloc de Firebase (inicieu la sessió amb el vostre compte de Google). Feu clic al botó Iniciar per anar a la consola Firebase. A continuació, heu de crear un nou projecte fent clic a "Afegir projecte" i empleneu les línies de requisits (nom, dades, etc.). Feu clic al botó "Crear projecte".
Seleccioneu "base de dades" al menú de l'esquerra. A continuació, feu clic al botó "Crea base de dades", seleccioneu l'opció "mode de prova". Configureu la "base de dades en temps real" en lloc del "botiga de foc al núvol" fent clic al menú desplegable de la part superior. Seleccioneu la pestanya "regles" i canvieu de "fals" per "veritable". Després heu de fer clic a la pestanya "dades" i copiar l'URL de la base de dades.
L’últim que cal fer és fer clic a la icona d’engranatge que hi ha al costat de la visió general del projecte, a la secció “Configuració del projecte”, seleccionar la pestanya “comptes de servei”, finalment fer clic a “Secrets de base de dades” i anotar el codi segur de la base de dades. Finalitzant aquest pas, heu creat amb èxit la vostra base de dades de núvols, a la qual es pot accedir des del vostre telèfon intel·ligent i amb el Raspberry Pi.
Setè pas: aplicació per a telèfons intel·ligents
La següent part és una aplicació per a telèfons intel·ligents. L’assistent va decidir utilitzar la MIT App Inventor per crear la seva pròpia aplicació. Per utilitzar l'aplicació creada, obriu primer l'enllaç següent (Inventor d'aplicacions MIT)que portarà a la seva pàgina web. A continuació, feu clic a "crear aplicacions" a la part superior de la pantalla i inicieu la sessió al vostre compte de Google.
A continuació, cal descarregar el fitxer, que es mostra a continuació.Obriu la pestanya "Projectes" i feu clic a "Importa el projecte (.aia) des del meu equip", després seleccioneu el fitxer que acabeu de descarregar i feu clic a "D'acord". A la finestra del component, desplaceu-vos cap avall fins que veieu “FirebaseDB1”, feu clic sobre ell i canvieu “FirebaseToken”, “FirebaseURL” als valors que s’han copiat anteriorment. Després de completar aquests passos, podeu descarregar i instal·lar l’aplicació. Podeu descarregar l’aplicació directament al vostre telèfon fent clic a la pestanya “Construir” i fent clic a “Aplicació (proporcioneu el codi QR per a .apk)”, després escanegeu el codi QR des del vostre telèfon intel·ligent o feu clic a “Aplicació (guardeu .apk al meu ordinador)”.
IOT_pet_monitoring_system.rar
Pas vuit: Programació de gerds
El Raspberry Pi s’utilitza per dos motius principals.
Transfereix el flux de vídeo en directe des del robot al servidor web. L'usuari pot visualitzar aquest flux mitjançant una aplicació mòbil.
Llegeix les ordres actualitzades a la base de dades Firebase i demana a l'Arduino que realitzeu les tasques necessàries.
Ja hi ha una guia detallada que podeu trobar per configurar el vostre Raspberry Pi en temps real. aquí. Les instruccions es descriuen a tres ordres senzilles. Enceneu el Raspberry Pi, obriu un terminal i introduïu les ordres següents.
clon de git https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.shUn cop finalitzada la instal·lació, reinicieu Pi i podeu accedir al flux cercant l’adreça http: // IP del vostre Pi en qualsevol navegador web.
Després de configurar la transmissió en directe, haureu de descarregar i instal·lar determinades biblioteques per poder utilitzar la base de dades en núvol. Obriu el terminal al vostre Pi i introduïu les ordres següents:
sol·licituds d'instal·lació sudo pip == 1.1.0
sudo pip instal·lar python-firebaseDescarregueu el fitxer python que apareix a continuació i deseu-lo al vostre Raspberry Pi. A la quarta línia de codi, canvieu el port COM al port amb què Arduino està connectat. A continuació, canvieu l’URL de la línia 8 a l’URL de Firebase sobre el qual heu escrit anteriorment. Finalment, executa el programa pel terminal. Aquest programa rep ordres d’una base de dades en núvol i les transfereix a Arduino mitjançant una connexió en sèrie.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Nou Pas: Programació Arduino
Arduino rep un senyal de Pi i dóna l'ordre als actuadors perquè realitzin les tasques necessàries. Descarregueu el codi Arduino adjunt a sota i pengeu-lo a Arduino. Després de programar Arduino, connecteu-lo a un dels ports USB del Pi mitjançant un cable USB dedicat.
final.rar
Pas deu: Nutrició
El dispositiu funcionarà amb una bateria de polímer de liti. L'energia de la bateria es dirigeix directament a la pantalla CNC per alimentar els motors i, en un altre bus, a la UBEC de 5 volts, per alimentar el Raspberry Pi mitjançant pins GPIO. 5V des d'UBEC es connecta al pin 5V del gerd de la gerd i el GND de la UBEC es connecta al pin GND del Pi.
Pas 11: Connexió
La interfície de l'aplicació permet controlar el robot que observa, així com emetre en directe les transmissions en directe des de la càmera integrada. Per connectar-vos al robot, heu d’assegurar-vos que teniu una connexió a Internet estable i, a continuació, només heu d’introduir l’adreça IP del Raspberry Pi al quadre de text i feu clic al botó d’actualització. Després d'això, apareixerà una emissió en directe a la pantalla i serà possible controlar diverses funcions del robot.
Ara que el robot que observa les mascotes està completament muntat, podeu omplir el bol amb un regal per als gossos.
Segons el mestre, tan bon punt el gos va vèncer la por inicial d’aquest objecte en moviment, va perseguir el bot per tota la casa. La càmera a bord ofereix una bona vista angular dels voltants.
