Hay muchos dispositivos en el mercado con los que puede rastrear la condición de un animal encerrado en un apartamento o casa. La desventaja de estos dispositivos es su estacionariedad. Por supuesto, si, por ejemplo, el perro está en la misma habitación, entonces esto no es un problema, pero si se mueve por la casa y posiblemente por el sitio, entonces para monitorear su condición, debe configurar cámaras en toda la casa / apartamento / sitio.
Para no ser colgado con cámaras, el Maestro hizo un dispositivo móvil controlado remotamente por un teléfono inteligente.
Herramientas y materiales:
-Arduino Uno;
-Raspberry Pi;
-CNC Shield;
- Controlador de motor paso a paso A4988 - 4 piezas;
-Pi cámara;
-Sensor de distancia ultrasónico;
-AKB 11.1V;
-Motor paso a paso NEMA 17 - 2 piezas;
- Estabilizador de voltaje UBEC 5V;
-Ruedas con un diámetro de 7 cm - 2 piezas;
- Rodillos -2 piezas;
-Sujetadores;
-Ordenador con software;
-3D impresora;
-Acrilo;
-Cortador láser;
Paso uno: proyecto
Al principio, el dispositivo fue diseñado en el programa Fusion 360. El robot tiene las siguientes características:
-Se puede controlar a través de la aplicación en Internet. Esto permite al usuario conectarse a el robot desde cualquier parte del mundo.
-Una cámara incorporada que transmite video a un teléfono inteligente ayuda al usuario a moverse por la casa e interactuar con la mascota.
-Tazón adicional para golosinas, con el que puedes darle a tu mascota un regalo.
La Raspberry Pi se usa aquí para conectarse a Internet porque tiene un módulo de Wi-Fi incorporado.
Arduino se usa para comandar motores paso a paso.
Paso dos: impresión 3D, corte por láser
Algunas partes que se utilizan en este proyecto, el maestro ordenó en el taller. Primero se modelaron en el Fusion 360, y luego se hicieron con una impresora 3D y un cortador láser.
Piezas de impresión 3D:
Soporte paso a paso x 2 piezas
Sistema de visión de montaje x 1 pc.
Separador electrónico x 4 piezas.
Espaciador vertical x 4 piezas
Refuerzo del chasis x 2 piezas.
Tratar Tapa Tazón x 1 Uds.
Tratar Tazón x 1 pc.
Montaje paso a paso trasero x 1 pc.
Disco de bobinado x 1 pc.
Piezas de corte por láser
Panel inferior x 1 pc.
Panel superior x 1 pc.
A continuación se encuentra una carpeta archivada que contiene todos los archivos STL y archivos para corte por láser.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Paso tres: construir la plataforma
Tan pronto como se imprimen y recorten todos los detalles, el maestro comienza a ensamblar. El soporte del motor paso a paso diseñado está diseñado para el modelo NEMA 17. Pase el eje del motor a través del orificio y asegure el motor en su lugar con tornillos de fijación. Después de eso, ambos motores deben estar firmemente sujetos a los soportes.
Los pernos M4 se utilizan para unir los soportes al panel inferior cortado con láser.Antes de fijarlos con nueces, es necesario fortalecer las tiras de refuerzo.
El panel acrílico tiene dos secciones cortadas debajo de las ruedas. Las ruedas que se usan tienen un diámetro de 7 cm y vienen con tornillos de fijación que se unieron a ejes paso a paso de 5 mm. Asegúrese de que las ruedas estén firmemente fijadas y no giren sobre el eje.
Para que el chasis se mueva suavemente, los rodillos se instalan delante y detrás del dispositivo. Esto no solo evita que el robot se vuelque, sino que también le permite girar libremente el chasis en cualquier dirección. Los rodillos vienen en diferentes tamaños, en particular, estos se suministraron con un tornillo giratorio, que se fijó a la base. Para ajustar la altura, el maestro usó espaciadores.
Paso cuatro: electrónica
Ahora puede continuar con la instalación de la parte electrónica. Los agujeros en el panel acrílico están alineados con los agujeros de montaje del Arduino y Raspberry Pi. Usando bastidores impresos en 3D, los componentes electrónicos se montan justo por encima de los paneles acrílicos para que todo el exceso de cableado quede perfectamente escondido debajo. Arduino y Raspberry Pi se arreglan con tuercas y tornillos M3. Después de arreglar el Arduino, se instala el controlador del motor paso a paso y los cables se conectan en la siguiente configuración:
Motor izquierdo al puerto del eje X del conductor
Motor derecho al puerto del eje Y conductor
Después de conectar los motores paso a paso, conecta el Arduino al Raspberry Pi utilizando el cable USB Arduino, mientras que la parte frontal del robot es el lado en el que está instalado el Raspberry Pi.
La principal fuente de información para el robot observador es la visión. El asistente decidió usar una cámara Picamera compatible con Raspberry Pi para transmitir video al usuario a través de Internet. También se instala un sensor de distancia ultrasónico para evitar obstáculos cuando el robot funciona de forma autónoma. Ambos sensores están unidos al soporte con tornillos.
Picamera se conecta al puerto Raspberry Pi. El sensor ultrasónico está conectado de la siguiente manera:
Sensor ultrasónico VCC - Escudo CNC de 5V
GND - GND
TRIG to X + pin de bloqueo final
ECHO - Pantalla CNC de pin de pin de tope final Y +
Paso cinco: instale la parte superior
Fija la videocámara en la parte frontal del panel superior. Un motor paso a paso está conectado a la parte trasera. Él abrirá la tapa del recipiente con una golosina.
Sujeta cuatro bastidores al panel inferior. En los estantes se sujeta el panel acrílico superior. Adjunta una taza al panel.
Instala la tapa. La tapa se abre simplemente. Se monta una bobina en el eje del motor paso a paso superior. Una línea de pesca se enrolla alrededor del carrete. El segundo extremo de la línea de pesca está unido a la tapa. Cuando el motor comienza a girar, el hilo de pescar se enrolla en el tambor y se abre la tapa.
Paso seis: la nube
A continuación, debe crear bases de datos para el sistema para poder comunicarse con el robot desde su aplicación móvil desde cualquier parte del mundo. Haga clic en el siguiente enlace (Google firebase) que lo llevará al sitio de Firebase (iniciar sesión con su cuenta de Google). Haz clic en el botón Comenzar para ir a la consola de Firebase. Luego debe crear un nuevo proyecto haciendo clic en "Agregar proyecto" y completar las líneas de requisitos (nombre, datos, etc.). Finalice haciendo clic en el botón "Crear proyecto".
Seleccione "base de datos" en el menú de la izquierda. A continuación, haga clic en el botón "Crear base de datos", seleccione la opción "modo de prueba". Establezca la "base de datos en tiempo real" en lugar del "almacén de fuego en la nube" haciendo clic en el menú desplegable en la parte superior. Seleccione la pestaña "reglas" y cambie "falso" a "verdadero". Luego debe hacer clic en la pestaña "datos" y copiar la URL de la base de datos.
Lo último que debe hacer es hacer clic en el ícono de ajustes junto a la descripción general del proyecto, luego, en “configuración del proyecto”, seleccione la pestaña “cuentas de servicio”, finalmente haga clic en “Secretos de la base de datos” y escriba el código seguro para su base de datos. Al completar este paso, ha creado con éxito su base de datos en la nube, a la que puede acceder desde su teléfono inteligente y con la Raspberry Pi.
Séptimo paso: aplicación para teléfonos inteligentes
La siguiente parte es una aplicación para teléfonos inteligentes. El asistente decidió usar el MIT App Inventor para crear su propia aplicación. Para usar la aplicación creada, primero abra el siguiente enlace (Inventor de la aplicación MIT)lo que llevará a su página web. Luego haga clic en "crear aplicaciones" en la parte superior de la pantalla e inicie sesión en su cuenta de Google.
A continuación, debe descargar el archivo, que se enumera a continuación.Abra la pestaña "proyectos" y haga clic en "Importar proyecto (.aia) desde mi computadora", luego seleccione el archivo que acaba de descargar y haga clic en "Aceptar". En la ventana del componente, desplácese hacia abajo hasta que vea "FirebaseDB1", haga clic en él y cambie "FirebaseToken", "FirebaseURL" a los valores que se copiaron anteriormente. Después de completar estos pasos, puede descargar e instalar la aplicación. Puede descargar la aplicación directamente en su teléfono haciendo clic en la pestaña "Crear" y haciendo clic en "Aplicación (proporcionar código QR para .apk)", luego escaneando el código QR desde su teléfono inteligente o haciendo clic en "Aplicación (guardar .apk en mi computadora)"
IOT_pet_monitoring_system.rar
Paso ocho: programación de Raspberry Pi
La Raspberry Pi se usa por dos razones principales.
Transfiere la transmisión de video en vivo desde el robot al servidor web. Este flujo puede ser visto por el usuario utilizando una aplicación móvil.
Él lee los comandos actualizados en la base de datos de Firebase y le indica al Arduino que complete las tareas necesarias.
Ya hay una guía detallada que puede encontrar para configurar su Raspberry Pi para transmisión en vivo. aqui. Las instrucciones se reducen a tres comandos simples. Encienda la Raspberry Pi, abra una terminal e ingrese los siguientes comandos.
git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.shUna vez completada la instalación, reinicie Pi y podrá acceder a la transmisión buscando la dirección http: // IP de su Pi en cualquier navegador web.
Después de configurar la transmisión en vivo, deberá descargar e instalar ciertas bibliotecas para poder usar la base de datos en la nube. Abra la terminal en su Pi e ingrese los siguientes comandos:
solicitudes de instalación de sudo pip == 1.1.0
sudo pip install python-firebaseDescargue el archivo de Python a continuación y guárdelo en su Raspberry Pi. En la cuarta línea de código, cambie el puerto COM al puerto al que está conectado el Arduino. Luego, cambie la URL en la línea 8 a la URL de Firebase sobre la que escribió anteriormente. Finalmente, ejecute el programa a través de la terminal. Este programa recibe comandos de una base de datos en la nube y los transfiere a Arduino a través de una conexión en serie.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Paso Nueve: Programación Arduino
Arduino recibe una señal de Pi y da el comando a los actuadores para realizar las tareas necesarias. Descargue el código Arduino adjunto a continuación y cárguelo en Arduino. Después de programar el Arduino, conéctelo a uno de los puertos USB del Pi usando un cable USB dedicado.
final.rar
Paso diez: nutrición
El dispositivo funcionará con una batería de polímero de litio. La energía de la batería va directamente a la pantalla del CNC para alimentar los motores y, en otro bus, al UBEC de 5 voltios, para alimentar el Raspberry Pi a través de los pines GPIO. 5V de UBEC está conectado al pin de 5V del Raspberry Pi, y GND de UBEC está conectado al pin de GND al Pi.
Paso Once: Conéctate
La interfaz de la aplicación le permite controlar el robot de observación, así como transmitir transmisiones en vivo desde la cámara incorporada. Para conectarse al robot, debe asegurarse de tener una conexión a Internet estable y luego simplemente ingrese la dirección IP de la Raspberry Pi en el cuadro de texto y haga clic en el botón Actualizar. Después de eso, aparecerá una transmisión en vivo en la pantalla, y será posible controlar varias funciones del robot.
Ahora que el robot de observación de mascotas está completamente ensamblado, puede llenar el recipiente con un regalo para los perros.
Según el maestro, tan pronto como el perro superó el miedo inicial a este objeto en movimiento, persiguió al robot por la casa. La cámara a bordo proporciona una buena visión gran angular de los alrededores.
