Mobil husdjurspårningsenhet

Det finns många enheter på marknaden som du kan spåra tillståndet för ett djur som är låst i en lägenhet eller hus. Nackdelen med dessa enheter är deras stationära. Naturligtvis, om till exempel hunden är i samma rum, är detta naturligtvis inte ett problem, men om han rör sig runt huset, och eventuellt runt på platsen, måste du ställa in kameror i hela huset / lägenheten / platsen för att övervaka hans tillstånd.

För att inte hängas med kameror skapade Mästaren en mobil enhet fjärrstyrd av en smartphone.

Verktyg och material:
-Arduino uno;
-Raspberry Pi;
-CNC-sköld;
- A4988 stegmotorförare - 4 st;
-Pi-kamera;
-Ultrasonic avståndsgivare;
-AKB 11,1V;
-Stegmotor NEMA 17 - 2 st;
- Spänningsstabilisator UBEC 5V;
-Rullar med en diameter på 7 cm - 2 st;
- Rullar -2 st;
-Krepezh;
-Dator med mjukvara;
-3D-skrivare;
-Akril;
-Laser skärare;


Steg ett: Projekt
Först designades enheten i programmet Fusion 360. Roboten har följande funktioner:
-Det kan styras via applikationen på Internet. Detta gör att användaren kan ansluta till roboten var som helst i världen.
- En integrerad kamera som strömmar video till en smartphone hjälper användaren att manövrera runt huset och interagera med husdjuret.
-Andrar skål för godbitar, som du kan ge ditt husdjur en godbit.
Raspberry Pi används här för att ansluta till Internet eftersom den har en inbyggd Wi-Fi-modul.
Arduino används för att kommandera stegmotorer.

Steg två: 3D-utskrift, laserskärning
Vissa delar som används i detta projekt beställde befälhavaren i verkstaden. De modellerades först i Fusion 360 och tillverkades sedan med en 3D-skrivare och en laserskärare.
3D-tryckdelar:
Steghållare x 2 st.
Visionssystemfäste x 1 st.
Elektronik Standoff x 4 st.
Vertikal Spacer x 4 St.
Chassiförstärkning x 2 st.
Behandla skållock x 1 st.
Behandla skålen x 1 st.
Bakre stegmontering x 1 st.
Lindningsskiva x 1 st.
Laserskärningsdelar
Nedre panelen x 1 st.
Topppanel x 1 st.
Nedan finns en arkiverad mapp som innehåller alla STL-filer och filer för laserskärning.
3dprints.rar
lasercutting.pdf

Steg tre: Bygg plattformen
Så snart alla detaljer skrivs ut och klipps ut, börjar mästaren monteras. Den designade stegmotorhållaren är konstruerad för modellen NEMA 17. För motoraxeln genom hålet och fäst motorn på plats med fästskruvar. Därefter måste båda motorerna vara ordentligt fixerade till hållarna.

M4-bultar används för att fästa hållarna på den nedre laserskurna panelen.Innan du fixar dem med muttrar är det nödvändigt att förstärka förstärkningsremsorna.

Akrylpanelen har två sektioner skurna under hjulen. Hjulen som används har en diameter på 7 cm och kom med inställda skruvar som fästs på 5 mm stegaxlar. Se till att hjulen är ordentligt fixerade och inte roterar på axeln.

För att få chassit att röra sig smidigt installeras rullarna framför och bakom enheten. Detta förhindrar inte bara att roboten välter, utan också låter dig fritt rotera chassit i valfri riktning. Rullarna finns i olika storlekar, i synnerhet levererades dessa med en roterande skruv, som var fixerad på basen. För att justera höjden använde befälhavaren distanser.

Steg fyra: elektronik
Nu kan du fortsätta med installationen av den elektroniska delen. Hålen i akrylpanelen är i linje med monteringshålen på Arduino och Raspberry Pi. Med hjälp av 3D-tryckta stativer monteras elektroniken precis ovanför akrylpanelerna så att allt överskott av ledningar är snyggt gömt under. Arduino och Raspberry Pi fixeras med M3-muttrar och bultar. Efter fixering av Arduino är stegmotordrivrutinen installerad och ledningarna anslutna i följande konfiguration:
Vänster motorn till förarens X-axelport
Höger motor till portaxel Y-drivrutin

När stegmotorerna är anslutna ansluter den Arduino till Raspberry Pi med Arduino USB-kabeln, medan robotens framsida är den sida som Raspberry Pi är installerad på.

Den viktigaste informationskällan för den observerande roboten är vision. Guiden beslutade att använda en Raspberry Pi-kompatibel Picamera för att strömma video till användaren via Internet. En ultraljudssensor är också installerad för att undvika hinder när roboten arbetar autonomt. Båda sensorerna är fästa på hållaren med skruvar.

Picamera ansluts till Raspberry Pi-porten. Ultraljudssensorn är ansluten enligt följande:
VCC Ultrasonic Sensor - 5V CNC Shield
GND - GND
TRIG till X + slutlåsstift
ECHO - Y + slutstiftstift CNC-skärm

Steg fem: Installera toppen
Fäst videokameran på framsidan av den övre panelen. En stegmotor är fäst bak. Han öppnar behållarens lock med en godbit.

Fäst fyra stativ på bottenpanelen. Fäst den övre akrylpanelen på rack. Fäst en kopp på panelen.

Installerar locket. Locket öppnas enkelt. En spole är monterad på axeln på den övre stegmotorn. En fiske linje är lindad runt rullen. Den andra änden av fiskelinjen är fäst vid locket. När motorn börjar rotera lindas fiskelinjen på trumman och locket öppnas.

Steg sex: molnet
Därefter måste du skapa databaser för systemet så att du kan kommunicera med roboten från din mobilapplikation var som helst i världen. Klicka på följande länk (Googles brandbas) som leder dig till Firebase-webbplatsen (loggar in med ditt Google-konto). Klicka på knappen Komma igång för att gå till Firebase-konsolen. Sedan måste du skapa ett nytt projekt genom att klicka på "Lägg till projekt" och fylla i kravlinjerna (namn, data etc.) Avsluta genom att klicka på knappen "Skapa projekt".

Välj "databas" i menyn till vänster. Klicka sedan på knappen "Skapa databas", välj alternativet "testläge". Ställ in "realtidsdatabas" i stället för "molnfirestore" genom att klicka på rullgardinsmenyn längst upp. Välj fliken "regler" och ändra "falskt" till "sant". Sedan måste du klicka på fliken "data" och kopiera databasens URL.

Det sista att göra är att klicka på kugghjulsikonen bredvid projektöversikten, sedan i "projektinställningar", välj fliken "servicekonton", klicka slutligen på "Databashemligheter" och skriv ner säker kod för din databas. Genom att slutföra detta steg har du framgångsrikt skapat din molndatabas, som kan nås från din smartphone och med Raspberry Pi.

Sjunde steg: smartphone-applikation
Nästa del är en smartphone-app. Guiden beslutade att använda MIT App Inventor för att skapa sin egen applikation. För att använda det skapade programmet öppnar du först följande länk (MIT App Inventor)vilket leder till deras webbsida. Klicka sedan på "skapa appar" längst upp på skärmen och logga in på ditt Google-konto.

Därefter måste du ladda ner filen, som listas nedan.Öppna fliken "projekt" och klicka på "Importera projekt (.aia) från min dator", välj sedan filen du just har laddat ner och klicka på "OK". I komponentfönstret bläddrar du ner tills du ser "FirebaseDB1", klicka på det och ändra "FirebaseToken", "FirebaseURL" till värden som kopierades ovan. När du har slutfört dessa steg kan du ladda ner och installera programmet. Du kan ladda ner applikationen direkt till din telefon genom att klicka på "Bygg" -fliken och klicka på "App (ange QR-kod för .apk)", sedan skanna QR-koden från din smartphone eller klicka på "App (spara .apk till min dator)"
IOT_pet_monitoring_system.rar

Steg åtta: Raspberry Pi-programmering
Raspberry Pi används av två huvudsakliga skäl.
Den överför live-videoströmmen från roboten till webbservern. Denna ström kan ses av användaren med hjälp av en mobilapplikation.
Han läser de uppdaterade kommandona i Firebase-databasen och instruerar Arduino att slutföra nödvändiga uppgifter.

Det finns redan en detaljerad guide som du kan hitta för att konfigurera din Raspberry Pi för direktuppspelning. här. Instruktioner kommer till tre enkla kommandon. Slå på Raspberry Pi, öppna en terminal och ange följande kommandon.

gitklon https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.sh

När installationen är klar, starta om Pi och du kan komma åt strömmen genom att söka på http: // IP-adressen till din Pi i vilken webbläsare som helst.

När du har installerat live-sändningen måste du ladda ner och installera vissa bibliotek för att kunna använda molndatabasen. Öppna terminalen på din Pi och ange följande kommandon:

sudo pip installera förfrågningar == 1.1.0
sudo pip installera python-firebase

Ladda ner python-filen nedan och spara den på din Raspberry Pi. Ändra COM-porten till den port som Arduino är ansluten till i den fjärde kodraden. Ändra sedan URL på rad 8 till Firebase URL som du skrev om tidigare. Kör slutligen programmet genom terminalen. Detta program tar emot kommandon från en molndatabas och överför dem till Arduino via en seriell anslutning.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py

Steg nio: Arduino-programmering
Arduino får en signal från Pi och ger kommandot till ställdonna att utföra nödvändiga uppgifter. Ladda ner Arduino-koden som bifogas nedan och ladda upp den till Arduino. När du har programmerat Arduino, anslut den till en av Pis USB-portar med en dedicerad USB-kabel.
final.rar

Steg tio: Näring
Enheten körs på ett litiumpolymerbatteri. Batterikraft går direkt till CNC-skärmen för att driva motorerna, och på den andra bussen, till 5-volt UBEC, för att driva Raspberry Pi via GPIO-stift. 5V från UBEC är ansluten till 5V-stiftet på Raspberry Pi, och GND från UBEC är anslutet till GND-stiftet på Pi.

Steg elva: Anslut
Applikationsgränssnittet låter dig styra den observerande roboten samt sända direktsändningar från den inbyggda kameran. För att ansluta till roboten måste du se till att du har en stabil internetanslutning och sedan helt enkelt ange IP-adressen till Raspberry Pi i textrutan och klicka på uppdateringsknappen. Efter det kommer en direktutsändning att visas på skärmen, och det är möjligt att kontrollera robotens olika funktioner.

Nu när sällskapsroboten för husdjur är helt monterad kan du fylla skålen med en godbit till hundarna.
Enligt befälhavaren, så snart hunden övervann den ursprungliga rädslan för detta rörliga föremål, jagade hon botten runt huset. Kameran ombord ger en bra vidvinkelbild av miljön.