هناك العديد من الأجهزة في السوق التي يمكنك من خلالها تتبع حالة حيوان مغلق في شقة أو منزل. عيب هذه الأجهزة هو استقلاليتها. بالطبع ، إذا كان الكلب ، على سبيل المثال ، في نفس الغرفة ، فهذه ليست مشكلة ، ولكن إذا كان يتحرك حول المنزل ، وربما حول الموقع ، فعندئذٍ لمراقبة حالته ، يلزمك إعداد كاميرات في جميع أنحاء المنزل / الشقة / الموقع.
لكي لا يتم تعليقها بالكاميرات ، قام Master بعمل جهاز محمول يتم التحكم فيه عن بُعد بواسطة هاتف ذكي.
الأدوات والمواد:
-اردوينو أونو ؛
-توت العليق Pi.
-CNC درع.
- A4988 سائق السائر - 4 قطع ؛
كاميرا -Pi.
- جهاز استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية.
-اكب 11.1 فولت ؛
-خطوة محرك نيما 17-2 جهاز كمبيوتر شخصى ؛
- مثبت الجهد UBEC 5V ؛
- عجلات بقطر 7 سم - 2 قطعة ؛
- بكرات -2 قطعة ؛
-الأصحاب.
-الكمبيوتر مع البرمجيات.
طابعة ثلاثية الأبعاد
-اكريل.
-قطع الليزر.
الخطوة الأولى: المشروع
تم تصميم الجهاز في البداية في برنامج Fusion 360. يمتلك الروبوت الميزات التالية:
- يمكن التحكم فيه من خلال التطبيق على الإنترنت. هذا يسمح للمستخدم بالاتصال الروبوت من أي مكان في العالم.
- تساعد الكاميرا المدمجة التي تبث الفيديو على الهاتف الذكي المستخدم على المناورة في جميع أنحاء المنزل والتفاعل مع الحيوانات الأليفة.
-وعاء إضافي للعلاجات ، يمكنك من خلاله منح حيوانك الأليف مكافأة.
يستخدم Raspberry Pi هنا للاتصال بالإنترنت لأنه يحتوي على وحدة Wi-Fi مدمجة.
يستخدم اردوينو لقيادة المحركات السائر.
الخطوة الثانية: الطباعة ثلاثية الأبعاد ، القطع بالليزر
بعض الأجزاء التي يتم استخدامها في هذا المشروع ، أمر سيد في ورشة العمل. تم تصميمها لأول مرة في Fusion 360 ، ثم تم تصنيعها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد وقاطع ليزر.
أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد:
حامل ستيبر عدد 2 قطعة.
نظام تثبيت الرؤية × 1 جهاز كمبيوتر.
مواجه للالكترونيات عدد 4 قطع
فاصل عمودي × 4 قطع.
حديد التسليح × 2 قطعة.
علاج غطاء الوعاء × 1 قطعة.
علاج الوعاء × 1 جهاز كمبيوتر.
جبل السائر الخلفي × 1 جهاز كمبيوتر.
لف القرص × 1 جهاز كمبيوتر.
قطع الليزر
اللوحة السفلية × 1 جهاز كمبيوتر.
لوحة علوية × 1 جهاز كمبيوتر.
يوجد أدناه مجلد مؤرشف يحتوي على جميع ملفات STL وملفات القطع بالليزر.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
الخطوة الثالثة: بناء المنصة
بمجرد طباعة جميع التفاصيل وقطعها ، يبدأ المعلم في التجميع. تم تصميم حامل محرك السائر المصمم لنموذج NEMA 17. قم بتمرير عمود المحرك عبر الفتحة وتأمين المحرك في مكانه باستخدام مسامير التثبيت. بعد ذلك ، يجب تثبيت كلا المحركين بقوة لأصحاب.
يتم استخدام مسامير M4 لربط أصحاب لوحة أسفل الليزر.قبل إصلاحها بالمكسرات ، من الضروري تقوية شرائط التقوية.
تحتوي لوحة الأكريليك على قسمين مقطوعين تحت العجلات. يبلغ قطر العجلات المستخدمة 7 سم ومزودة بمسامير مثبتة بأعمدة 5 مم. تأكد من أن العجلات مثبتة بإحكام ولا تدور على العمود.
لجعل الهيكل يتحرك بسلاسة ، يتم تثبيت البكرات أمام الجهاز وخلفه. لا يمنع هذا الروبوت من الانقلاب فحسب ، بل يسمح لك أيضًا بتدوير الهيكل بحرية في أي اتجاه. تأتي البكرات بأحجام مختلفة ، على وجه الخصوص ، تم تسليمها بمسمار دوار واحد ، تم تثبيته على القاعدة. لضبط الارتفاع ، استخدم السيد الفواصل.
الخطوة الرابعة: الإلكترونيات
يمكنك الآن متابعة تثبيت الجزء الإلكتروني. الثقوب الموجودة في لوح الأكريليك محاذية لثقوب Arduino و Raspberry Pi. باستخدام الرفوف المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، يتم تثبيت الإلكترونيات فوق ألواح الأكريليك مباشرة بحيث يتم إخفاء جميع الأسلاك الزائدة بدقة في الأسفل. يتم إصلاح Arduino و Raspberry Pi باستخدام صواميل وبراغي M3. بعد تثبيت Arduino ، يتم تثبيت محرك السائر وتوصيل الأسلاك في التكوين التالي:
المحرك الأيسر إلى منفذ المحور X للسائق
المحرك المناسب لمحرك Y المحور
بعد توصيل محركات السائر ، يقوم بتوصيل Arduino بـ Raspberry Pi باستخدام كابل Arduino USB ، في حين أن الجزء الأمامي من الروبوت هو الجانب الذي يتم تثبيت Raspberry Pi عليه.
المصدر الرئيسي للمعلومات للروبوت المراقبة هو الرؤية. قرر المعالج استخدام Picamera متوافق مع Raspberry Pi لبث الفيديو إلى المستخدم عبر الإنترنت. يتم تثبيت مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية أيضًا لتجنب العوائق عندما يعمل الروبوت بشكل مستقل. يتم إرفاق كلا الحساسين بالحامل بمسامير.
يتم توصيل Picamera بمنفذ Raspberry Pi. يتم توصيل مستشعر الموجات فوق الصوتية على النحو التالي:
مستشعر الموجات فوق الصوتية VCC - درع CNC 5 فولت
GND - GND
TRIG إلى X + طرف قفل النهاية
ECHO - Y + نهاية توقف دبوس دبوس شاشة CNC
الخطوة الخامسة: تثبيت الجزء العلوي
إرفاق كاميرا الفيديو في الجزء الأمامي من اللوحة العلوية. يتم إرفاق محرك السائر في الخلف. سيفتح غطاء الحاوية بعلاج.
يثبت أربعة رفوف على اللوحة السفلية. على الرفوف يثبت لوح الأكريليك العلوي. يعلق كوب على اللوحة.
يثبت الغطاء. يفتح الغطاء ببساطة. يتم تثبيت الملف على عمود محرك السائر العلوي. جرح خط الصيد حول بكرة. يتم توصيل الطرف الثاني من خط الصيد بالغطاء. عندما يبدأ المحرك في الدوران ، يلف خط الصيد على الأسطوانة ويفتح الغطاء.
الخطوة السادسة: السحابة
بعد ذلك ، تحتاج إلى إنشاء قواعد بيانات للنظام حتى تتمكن من التواصل مع الروبوت من تطبيق الهاتف المحمول الخاص بك من أي مكان في العالم. اضغط على الرابط التالي (Google Firebase) الذي سيوجهك إلى موقع Firebase (تسجيل الدخول باستخدام حساب Google الخاص بك). انقر على زر البدء للانتقال إلى وحدة تحكم Firebase. ثم تحتاج إلى إنشاء مشروع جديد عن طريق النقر على "إضافة مشروع" وملء سطور المتطلبات (الاسم ، البيانات ، إلخ). قم بإنهاء بالنقر فوق الزر "إنشاء مشروع".
حدد "قاعدة بيانات" في القائمة على اليسار. بعد ذلك ، انقر فوق الزر "إنشاء قاعدة بيانات" ، حدد الخيار "وضع الاختبار". قم بتعيين "قاعدة بيانات الوقت الفعلي" بدلاً من "سحابة firestore" عن طريق النقر على القائمة المنسدلة في الأعلى. حدد علامة التبويب "القواعد" وقم بتغيير "false" إلى "true". ثم تحتاج إلى النقر على علامة التبويب "البيانات" ونسخ عنوان URL لقاعدة البيانات.
آخر شيء تفعله هو النقر على رمز الترس بجوار نظرة عامة على المشروع ، ثم في "إعدادات المشروع" ، حدد علامة التبويب "حسابات الخدمة" ، وأخيرًا انقر على "أسرار قاعدة البيانات" واكتب الرمز الآمن لقاعدة البيانات الخاصة بك. من خلال إكمال هذه الخطوة ، تكون قد أنشأت بنجاح قاعدة بيانات السحابة الخاصة بك ، والتي يمكن الوصول إليها من هاتفك الذكي ومع Raspberry Pi.
الخطوة السابعة: تطبيق الهاتف الذكي
الجزء التالي هو تطبيق الهاتف الذكي. قرر المعالج استخدام مخترع MIT App لإنشاء تطبيقه الخاص. لاستخدام التطبيق الذي تم إنشاؤه ، افتح الرابط التالي أولاً (مخترع تطبيق MIT)مما سيؤدي إلى صفحة الويب الخاصة بهم. ثم انقر فوق "إنشاء تطبيقات" في أعلى الشاشة ، وقم بتسجيل الدخول إلى حساب Google الخاص بك.
بعد ذلك ، تحتاج إلى تنزيل الملف المذكور أدناه.افتح علامة التبويب "المشاريع" وانقر على "استيراد مشروع (.aia) من جهاز الكمبيوتر" ، ثم حدد الملف الذي نزّلته للتو وانقر على "موافق". في نافذة المكونات ، قم بالتمرير لأسفل حتى ترى "FirebaseDB1" ، وانقر عليها وقم بتغيير "FirebaseToken" و "FirebaseURL" إلى القيم التي تم نسخها أعلاه. بعد إكمال هذه الخطوات ، يمكنك تنزيل التطبيق وتثبيته. يمكنك تنزيل التطبيق مباشرة على هاتفك بالنقر فوق علامة التبويب "إنشاء" والنقر على "التطبيق (توفير رمز الاستجابة السريعة لـ. apk)" ، ثم مسح رمز الاستجابة السريعة من هاتفك الذكي أو النقر فوق "التطبيق (حفظ. apk في جهاز الكمبيوتر الخاص بي)"
IOT_pet_monitoring_system.rar
الخطوة الثامنة: برمجة Raspberry Pi
يستخدم Raspberry Pi لسببين رئيسيين.
ينقل دفق الفيديو المباشر من الروبوت إلى خادم الويب. يمكن للمستخدم مشاهدة هذا الدفق باستخدام تطبيق محمول.
يقرأ الأوامر المحدثة في قاعدة بيانات Firebase ويوجه Arduino لإكمال المهام الضرورية.
يوجد بالفعل دليل مفصل يمكنك العثور عليه لتهيئة Raspberry Pi للبث المباشر. هنا. تنزل التعليمات إلى ثلاثة أوامر بسيطة. قم بتشغيل Raspberry Pi ، وافتح نافذة طرفية وأدخل الأوامر التالية.
استنساخ بوابة https https: //github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
القرص المضغوط RPi_Cam_Web_Interface
./install.shبعد اكتمال التثبيت ، أعد تشغيل Pi ويمكنك الوصول إلى الدفق من خلال البحث في عنوان http: // IP الخاص بـ Pi في أي متصفح ويب.
بعد إعداد البث المباشر ، ستحتاج إلى تنزيل مكتبات معينة وتثبيتها حتى تتمكن من استخدام قاعدة بيانات السحابة. افتح الطرفية على جهاز Pi الخاص بك وأدخل الأوامر التالية:
طلبات تثبيت sudo pip == 1.1.0
تثبيت sudo pip python-firebaseقم بتنزيل ملف python أدناه واحفظه في Raspberry Pi. في السطر الرابع من التعليمات البرمجية ، قم بتغيير منفذ COM إلى المنفذ الذي يتصل به Arduino. بعد ذلك ، غيّر عنوان URL في السطر 8 إلى عنوان URL في Firebase الذي كتبت عنه سابقًا. أخيرًا ، قم بتشغيل البرنامج من خلال الوحدة الطرفية. يستقبل هذا البرنامج أوامر من قاعدة بيانات سحابية وينقلها إلى Arduino من خلال اتصال تسلسلي.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
الخطوة التاسعة: برمجة اردوينو
يتلقى Arduino إشارة من Pi ويعطي الأمر للمشغلين لأداء المهام اللازمة. قم بتنزيل كود Arduino المرفق أدناه وقم بتحميله إلى Arduino. بعد برمجة Arduino ، قم بتوصيله بأحد منافذ Pi's باستخدام كابل USB مخصص.
final.rar
الخطوة العاشرة: التغذية
سيتم تشغيل الجهاز على بطارية ليثيوم بوليمر. تذهب طاقة البطارية مباشرة إلى شاشة CNC لتشغيل المحركات ، وعن طريق ناقل آخر ، إلى UBEC 5 فولت ، لتشغيل Raspberry Pi عبر دبابيس GPIO. يتم توصيل 5V من UBEC إلى دبوس 5V من Raspberry Pi ، ويتم توصيل GND من UBEC بدبوس GND إلى Pi.
الخطوة الحادية عشر: اتصل
تسمح لك واجهة التطبيق بالتحكم في روبوت المراقبة ، وكذلك بث البث المباشر من الكاميرا المدمجة. للاتصال بالروبوت ، تحتاج إلى التأكد من أن لديك اتصال إنترنت مستقر ، ثم أدخل ببساطة عنوان IP لـ Raspberry Pi في مربع النص وانقر فوق زر التحديث. بعد ذلك ، سيظهر بث مباشر على الشاشة ، وسيكون من الممكن التحكم في الوظائف المختلفة للروبوت.
الآن بعد أن تم تجميع الروبوت الذي يشاهد الحيوانات الأليفة بالكامل ، يمكنك ملء الوعاء بعلاج للكلاب.
وفقا للسيد ، بمجرد أن تغلب الكلب على الخوف الأولي من هذا الجسم المتحرك ، طاردت الروبوت حول المنزل. توفر الكاميرا الموجودة على اللوحة رؤية جيدة واسعة الزاوية للبيئة.
