อุปกรณ์ติดตามสัตว์เลี้ยงมือถือ

มีอุปกรณ์มากมายในท้องตลาดที่คุณสามารถติดตามสภาพของสัตว์ที่ถูกล็อคในอพาร์ตเมนต์หรือบ้าน ข้อเสียของอุปกรณ์เหล่านี้คือความคงที่ ตัวอย่างเช่นหากสุนัขอยู่ในห้องเดียวกันนั่นไม่ใช่ปัญหา แต่ถ้าเขาเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ บ้านและอาจอยู่รอบ ๆ ไซต์จากนั้นตรวจสอบสภาพของเขาคุณต้องติดตั้งกล้องทั่วบ้าน / อพาร์ทเมนต์ / ไซต์

เพื่อไม่ให้กล้องถูกแขวนคออาจารย์ได้ทำอุปกรณ์พกพาควบคุมจากระยะไกลโดยสมาร์ทโฟน

เครื่องมือและวัสดุ:
-Arduino Uno;
- ราสเบอร์รี่ Pi;
-CNC Shield;
- ไดรเวอร์มอเตอร์ A4988 - 4 ชิ้น;
- กล้อง Pi;
เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก;
-AKB 11.1V;
- สเต็ปเอ็นจิ้น NEMA 17 - 2 ชิ้น;
- แรงดันไฟฟ้าคงตัว UBEC 5V;
- ล้อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 7 ซม. - 2 ชิ้น
- ลูกกลิ้ง -2 ชิ้น
-Krepezh;
- คอมพิวเตอร์พร้อมซอฟต์แวร์
เครื่องพิมพ์ 3D;
-Akril;
- เครื่องตัดเลเซอร์


ขั้นตอนที่หนึ่ง: โครงการ
ตอนแรกอุปกรณ์ได้รับการออกแบบในโปรแกรม Fusion 360 หุ่นยนต์มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- สามารถควบคุมผ่านแอปพลิเคชันบนอินเทอร์เน็ต สิ่งนี้อนุญาตให้ผู้ใช้เชื่อมต่อ หุ่นยนต์ จากทุกที่ในโลก
- กล้องในตัวที่ส่งสัญญาณวิดีโอไปยังสมาร์ทโฟนช่วยให้ผู้ใช้เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ บ้านและโต้ตอบกับสัตว์เลี้ยง
- ชามเพิ่มเติมสำหรับขนมซึ่งคุณสามารถให้สัตว์เลี้ยงของคุณได้รับการรักษา
Raspberry Pi ใช้สำหรับเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่นี่เพราะมีโมดูล Wi-Fi ในตัว
Arduino ใช้สำหรับสั่งงานสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ขั้นตอนที่สอง: การพิมพ์ 3 มิติ, การตัดด้วยเลเซอร์
บางส่วนที่ใช้ในโครงงานนี้อาจารย์ได้สั่งในการประชุมเชิงปฏิบัติการ พวกเขาถูกสร้างแบบจำลองเป็นครั้งแรกใน Fusion 360 จากนั้นสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D และเครื่องตัดเลเซอร์
ส่วนการพิมพ์ 3D:
ที่ใส่ Stepper x 2 ชิ้น
Vision System Mount x 1 ชิ้น
อิเล็กทรอนิคส์ Standoff x 4 ชิ้น
Vertical Spacer แนวตั้ง x 4 ชิ้น
แชสซีเสริมแรง x 2 ชิ้น
Treat ฝาโถ x 1 ชิ้น
Treat Bowl x 1 pc
เมาท์ Stepper ด้านหลัง x 1 ชิ้น
Winding Disc x 1 pc
ชิ้นส่วนตัดเลเซอร์
Bottom Panel x 1 ชิ้น
แผงด้านบน x 1 ชิ้น
โฟลเดอร์ที่เก็บถาวรซึ่งมีไฟล์ STL และไฟล์ทั้งหมดสำหรับการตัดด้วยเลเซอร์อยู่ด้านล่าง
3dprints.rar
lasercutting.pdf

ขั้นตอนที่สาม: สร้างแพลตฟอร์ม
ทันทีที่มีการพิมพ์และตัดรายละเอียดทั้งหมดต้นแบบก็จะเริ่มประกอบ ที่ยึดมอเตอร์ที่ออกแบบมาถูกออกแบบมาสำหรับรุ่น NEMA 17 ผ่านเพลามอเตอร์ผ่านรูและยึดมอเตอร์ไว้กับสกรูยึด หลังจากนั้นเครื่องยนต์ทั้งสองจะต้องได้รับการยึดติดแน่นกับที่จับ

สลักเกลียว M4 ใช้เพื่อยึดตัวยึดเข้ากับแผงตัดเลเซอร์ด้านล่างก่อนที่จะยึดด้วยน็อตจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงให้กับแผ่นเหล็กเสริม

แผงอะคริลิคมีสองส่วนที่ตัดใต้ล้อ ล้อที่ใช้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 7 ซม. และมาพร้อมกับชุดสกรูที่ติดอยู่กับเพลา stepper 5 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าล้อได้รับการแก้ไขแล้วและไม่หมุนบนเพลา

เพื่อให้แชสซีเคลื่อนที่อย่างราบรื่นลูกกลิ้งจะถูกติดตั้งไว้ด้านหน้าและด้านหลังอุปกรณ์ สิ่งนี้ไม่เพียงป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์ล้มลง แต่ยังช่วยให้คุณสามารถหมุนแชสซีได้อย่างอิสระในทุกทิศทาง ลูกกลิ้งมาในขนาดที่แตกต่างกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล่านี้ถูกส่งมาพร้อมกับสกรูโรตารี่หนึ่งตัวซึ่งยึดติดกับฐาน ในการปรับความสูงต้นแบบใช้ spacers

ขั้นตอนที่สี่: อิเล็กทรอนิกส์
ตอนนี้คุณสามารถดำเนินการติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้ รูในแผงอะคริลิคนั้นสอดคล้องกับรูยึดของ Arduino และ Raspberry Pi การใช้ชั้นวางแบบ 3 มิติอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะติดตั้งอยู่เหนือแผงอะคริลิกเพื่อให้สายไฟส่วนเกินทั้งหมดถูกซ่อนไว้ภายใต้ Arduino และ Raspberry Pi ได้รับการแก้ไขด้วย M3 น็อตและสลักเกลียว หลังจากแก้ไข Arduino แล้วจะมีการติดตั้งไดรเวอร์มอเตอร์และสายไฟเชื่อมต่อในการกำหนดค่าต่อไปนี้:
เอ็นจิ้นซ้ายไปยังพอร์ตแกน X ของไดรเวอร์
เอ็นจิ้นขวาไปยังพอร์ตแกน Y

หลังจากเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์แล้วจะเชื่อมต่อ Arduino กับ Raspberry Pi โดยใช้สายเคเบิล Arduino USB ในขณะที่ด้านหน้าของหุ่นยนต์เป็นด้านที่ติดตั้ง Raspberry Pi

แหล่งข้อมูลหลักสำหรับหุ่นยนต์สังเกตการณ์คือวิสัยทัศน์ ตัวช่วยสร้างตัดสินใจใช้ Picamera ที่รองรับ Raspberry Pi เพื่อสตรีมวิดีโอไปยังผู้ใช้ผ่านอินเทอร์เน็ต นอกจากนี้ยังติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะห่างอัลตราโซนิกเพื่อหลีกเลี่ยงอุปสรรคเมื่อหุ่นยนต์ทำงานโดยอัตโนมัติ เซ็นเซอร์ทั้งสองถูกยึดเข้ากับตัวยึดด้วยสกรู

Picamera เสียบเข้ากับพอร์ต Raspberry Pi เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคเชื่อมต่อดังนี้:
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก VCC - 5V CNC Shield
GND - GND
หมุดล็อค TRIG ถึง X +
ECHO - Y + ปลายขาหยุดหน้าจอ CNC pin

ขั้นตอนที่ห้า: ติดตั้งด้านบน
ติดตั้งกล้องวิดีโอที่ด้านหน้าของแผงด้านบน มีมอเตอร์สเต็ปติดอยู่ทางด้านหลัง เขาจะเปิดฝาภาชนะด้วยการรักษา

ยึดสี่ชั้นวางไว้ที่แผงด้านล่าง บนชั้นวางยึดแผงอะคริลิคด้านบน แนบถ้วยกับแผง

ติดตั้งฝาครอบ ฝาเปิดง่าย ขดลวดถูกติดตั้งไว้ที่เพลาของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ด้านบน สายการประมงมีแผลรอบรีล ปลายที่สองของสายการประมงจะติดกับฝา เมื่อเครื่องยนต์เริ่มหมุนเส้นตกปลาจะถูกพันบนดรัมและฝาจะเปิดขึ้น

ขั้นตอนที่หก: คลาวด์
ถัดไปคุณต้องสร้างฐานข้อมูลสำหรับระบบเพื่อให้คุณสามารถสื่อสารกับหุ่นยนต์จากแอปพลิเคชันมือถือของคุณได้จากทุกที่ในโลก คลิกที่ลิงค์ต่อไปนี้ (Google firebase) ที่จะนำคุณไปสู่เว็บไซต์ Firebase (ลงชื่อเข้าใช้ด้วยบัญชี Google ของคุณ) คลิกปุ่มเริ่มต้นเพื่อไปที่คอนโซล Firebase จากนั้นคุณต้องสร้างโครงการใหม่โดยคลิก“ เพิ่มโครงการ” และกรอกบรรทัดข้อกำหนด (ชื่อข้อมูล ฯลฯ ) เสร็จสิ้นโดยคลิกปุ่ม“ สร้างโครงการ”

เลือก "ฐานข้อมูล" ในเมนูด้านซ้าย จากนั้นคลิกปุ่ม "สร้างฐานข้อมูล" เลือกตัวเลือก "โหมดทดสอบ" ตั้งค่า“ ฐานข้อมูลเรียลไทม์” แทน“ คลาวด์ไฟร์เตอร์” โดยคลิกที่เมนูแบบเลื่อนลงที่ด้านบน เลือกแท็บ "กฎ" และเปลี่ยน "เท็จ" เป็น "จริง" จากนั้นคุณต้องคลิกที่แท็บ "data" และคัดลอก URL ฐานข้อมูล

สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำคือคลิกที่ไอคอนรูปเฟืองถัดจากภาพรวมโครงการจากนั้นใน "การตั้งค่าโครงการ" เลือกแท็บ "บัญชีบริการ" สุดท้ายคลิกที่ "ความลับฐานข้อมูล" และจดรหัสรักษาความปลอดภัยสำหรับฐานข้อมูลของคุณ เมื่อทำตามขั้นตอนนี้คุณจะสร้างฐานข้อมูลคลาวด์ของคุณสำเร็จซึ่งสามารถเข้าถึงได้จากสมาร์ทโฟนของคุณและด้วย Raspberry Pi

ขั้นตอนที่เจ็ด: แอปพลิเคชั่นสมาร์ทโฟน
ส่วนต่อไปคือแอพสมาร์ทโฟน ตัวช่วยสร้างตัดสินใจใช้ MIT App Inventor เพื่อสร้างแอปพลิเคชันของเขาเอง ในการใช้แอปพลิเคชั่นที่สร้างขึ้นก่อนอื่นให้เปิดลิงค์ต่อไปนี้ (นักประดิษฐ์แอพ MIT)ซึ่งจะนำไปสู่หน้าเว็บของพวกเขา จากนั้นคลิก“ สร้างแอป” ที่ด้านบนของหน้าจอแล้วลงชื่อเข้าใช้บัญชี Google ของคุณ

ถัดไปคุณต้องดาวน์โหลดไฟล์ซึ่งอยู่ในรายการด้านล่างเปิดแท็บ "โครงการ" และคลิก "นำเข้าโครงการ (.aia) จากคอมพิวเตอร์ของฉัน" จากนั้นเลือกไฟล์ที่คุณเพิ่งดาวน์โหลดและคลิก "ตกลง" ในหน้าต่างองค์ประกอบเลื่อนลงจนกว่าคุณจะเห็น“ FirebaseDB1” คลิกที่มันและเปลี่ยน“ FirebaseToken”,“ FirebaseURL” เป็นค่าที่คัดลอกข้างต้น หลังจากทำตามขั้นตอนเหล่านี้แล้วคุณสามารถดาวน์โหลดและติดตั้งแอปพลิเคชันได้ คุณสามารถดาวน์โหลดแอปพลิเคชันไปยังโทรศัพท์ของคุณโดยตรงโดยคลิกที่แท็บ "สร้าง" และคลิกที่ "แอพ (ระบุรหัส QR สำหรับ. apk)" จากนั้นสแกนรหัส QR จากสมาร์ทโฟนของคุณหรือคลิกที่ "แอพ
IOT_pet_monitoring_system.rar

ขั้นตอนที่แปด: การเขียนโปรแกรม Raspberry Pi
Raspberry Pi ใช้สำหรับสองเหตุผลหลัก
มันโอนกระแสวิดีโอสดจากหุ่นยนต์ไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ ผู้ใช้สามารถดูสตรีมนี้โดยใช้แอปพลิเคชันมือถือ
เขาอ่านคำสั่งที่อัปเดตในฐานข้อมูล Firebase และสั่งให้ Arduino ทำงานให้สำเร็จตามที่จำเป็น

มีคำแนะนำโดยละเอียดที่คุณสามารถค้นหาเพื่อกำหนดค่า Raspberry Pi ของคุณสำหรับการสตรีมสด ที่นี่. คำสั่งนั้นใช้คำสั่งง่ายๆสามคำสั่ง เปิด Raspberry Pi เปิดเทอร์มินัลแล้วป้อนคำสั่งต่อไปนี้

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

หลังจากการติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ให้รีสตาร์ท Pi และคุณสามารถเข้าถึงสตรีมได้โดยค้นหา http: // ที่อยู่ IP ของ Pi ของคุณในเว็บเบราว์เซอร์ใด ๆ

หลังจากตั้งค่าการถ่ายทอดสดคุณจะต้องดาวน์โหลดและติดตั้งไลบรารีบางอย่างเพื่อให้สามารถใช้ฐานข้อมูลคลาวด์ เปิดเทอร์มินัลบน Pi ของคุณและป้อนคำสั่งต่อไปนี้:

คำขอการติดตั้ง sudo pip == 1.1.0
sudo pip ติดตั้ง python-firebase

ดาวน์โหลดไฟล์ไพ ธ อนด้านล่างและบันทึกลงใน Raspberry Pi ของคุณ ในรหัสบรรทัดที่สี่เปลี่ยนพอร์ต COM เป็นพอร์ตที่เชื่อมต่อกับ Arduino จากนั้นเปลี่ยน URL ในบรรทัดที่ 8 เป็น Firebase URL ที่คุณเขียนก่อนหน้านี้ ในที่สุดให้เรียกใช้โปรแกรมผ่านเทอร์มินัล โปรแกรมนี้ได้รับคำสั่งจากฐานข้อมูลคลาวด์และถ่ายโอนไปยัง Arduino ผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม
iot_pet_monitor_serial_transfer.py

ขั้นตอนที่เก้า: การเขียนโปรแกรม Arduino
Arduino ได้รับสัญญาณจาก Pi และให้คำสั่งแก่แอคชูเอเตอร์เพื่อทำงานที่จำเป็น ดาวน์โหลดรหัส Arduino ที่แนบมาด้านล่างและอัปโหลดไปยัง Arduino หลังจากตั้งโปรแกรม Arduino ให้เชื่อมต่อเข้ากับพอร์ต USB ของ Pi โดยใช้สาย USB เฉพาะ
final.rar

ขั้นตอนที่สิบ: โภชนาการ
อุปกรณ์จะทำงานด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ พลังงานแบตเตอรี่ไปยังหน้าจอ CNC โดยตรงเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์และบนบัสอื่นไปยัง UBEC 5 โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับ Raspberry Pi ผ่าน GPIO 5V จาก UBEC เชื่อมต่อกับ 5V pin ของ Raspberry Pi และ GND จาก UBEC เชื่อมต่อกับ GND pin บน Pi

ขั้นตอนที่สิบเอ็ด: เชื่อมต่อ
อินเทอร์เฟซแอปพลิเคชันช่วยให้คุณสามารถควบคุมหุ่นยนต์สังเกตการณ์รวมถึงการออกอากาศสดจากกล้องในตัว ในการเชื่อมต่อกับหุ่นยนต์คุณต้องแน่ใจว่าคุณมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่เสถียรจากนั้นเพียงป้อนที่อยู่ IP ของ Raspberry Pi ในช่องข้อความและคลิกปุ่มอัปเดต หลังจากนั้นการถ่ายทอดสดจะปรากฏบนหน้าจอและจะสามารถควบคุมฟังก์ชั่นต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ได้

หลังจากที่หุ่นยนต์เฝ้าดูสัตว์เลี้ยงรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์แล้วคุณสามารถเติมชามด้วยการดูแลสุนัขได้
จากข้อมูลของอาจารย์เมื่อสุนัขเอาชนะความกลัวเริ่มแรกของวัตถุที่เคลื่อนไหวเธอก็ไล่บอทไปรอบ ๆ บ้าน กล้องออนบอร์ดให้มุมมองที่ดีในมุมกว้างของสภาพแวดล้อม