Existem muitos dispositivos no mercado com os quais você pode rastrear a condição de um animal trancado em um apartamento ou casa. A desvantagem desses dispositivos é sua estacionariedade. É claro que, se, por exemplo, o cachorro estiver na mesma sala, isso não será um problema, mas se ele se mover pela casa e, possivelmente, pelo local, para monitorar sua condição, será necessário instalar câmeras em toda a casa / apartamento / local.
Para não ser pendurado nas câmeras, o Mestre fabricou um dispositivo móvel controlado remotamente por um smartphone.
Ferramentas e materiais:
-Arduino Uno;
-Raspberry Pi;
-CNC Shield;
- Driver de motor de passo A4988 - 4 peças;
Câmera -Pi;
Sensor de distância ultra-sônico;
-AKB 11,1V;
- Motor de passo NEMA 17 - 2 peças;
- Estabilizador de tensão UBEC 5V;
-Rodas com diâmetro de 7 cm - 2 peças;
- Rolos -2 peças;
-Fixadores;
-Computador com software;
Impressora 3D;
-Crilo;
-Cortador a laser;
Etapa 1: Projeto
Inicialmente, o dispositivo foi projetado no programa Fusion 360. O robô possui os seguintes recursos:
-Pode ser controlado através do aplicativo na Internet. Isso permite que o usuário se conecte a o robô de qualquer lugar do mundo.
-Uma câmera embutida que transmite vídeo para um smartphone ajuda o usuário a se movimentar pela casa e interagir com o animal de estimação.
Tigela adicional para guloseimas, com as quais você pode dar um petzinho ao seu animal de estimação.
O Raspberry Pi é usado aqui para conectar-se à Internet porque possui um módulo Wi-Fi embutido.
O Arduino é usado para comandar motores de passo.
Etapa 2: Impressão 3D, corte a laser
Algumas peças usadas neste projeto, o mestre encomendou na oficina. Eles foram modelados no Fusion 360 e depois feitos com uma impressora 3D e um cortador a laser.
Peças de impressão 3D:
Suporte deslizante x 2 unid.
Suporte para sistema Vision x 1 pc.
Suporte eletrônico x 4 unid.
Espaçador vertical x 4 unid.
Reforço do chassi x 2 unid.
Trate a tampa da tigela x 1 un.
Bacia do deleite x 1 PC.
Montagem deslizante traseira x 1 pc.
Disco de enrolamento x 1 pc.
Peças de corte a laser
Painel inferior x 1 pc.
Painel superior x 1 unid.
Uma pasta arquivada contendo todos os arquivos STL e arquivos para corte a laser está localizada abaixo.
3dprints.rar
lasercutting.pdf
Etapa três: criar a plataforma
Assim que todos os detalhes são impressos e cortados, o mestre começa a montar. O suporte do motor de passo projetado foi projetado para o modelo NEMA 17. Passe o eixo do motor pelo orifício e prenda o motor no lugar com os parafusos de fixação. Depois disso, ambos os motores devem ser firmemente fixados aos suportes.
Os parafusos M4 são usados para prender os suportes ao painel inferior de corte a laser.Antes de fixá-los com porcas, é necessário fortalecer as tiras de reforço.
O painel de acrílico possui duas seções cortadas sob as rodas. As rodas utilizadas têm um diâmetro de 7 cm e vêm com parafusos de fixação que foram fixados em eixos deslizantes de 5 mm. Verifique se as rodas estão firmemente fixadas e não ligam o eixo.
Para fazer o chassi se mover sem problemas, os rolos são instalados na frente e atrás do dispositivo. Isso não apenas impede que o robô tombe, mas também permite que você gire livremente o chassi em qualquer direção. Os rolos são fornecidos em tamanhos diferentes, em particular, foram fornecidos com um parafuso rotativo, que foi fixado na base. Para ajustar a altura, o mestre usou espaçadores.
Etapa quatro: eletrônica
Agora você pode prosseguir com a instalação da parte eletrônica. Os orifícios no painel de acrílico estão alinhados com os orifícios de montagem do Arduino e Raspberry Pi. Usando racks impressos em 3D, os componentes eletrônicos são montados logo acima dos painéis de acrílico, para que todo o excesso de fiação fique oculto por baixo. Arduino e Raspberry Pi são fixados com parafusos e porcas M3. Depois de consertar o Arduino, o driver do motor de passo é instalado e os fios são conectados na seguinte configuração:
Motor esquerdo até a porta do motorista no eixo X
Motor direito para acionar o eixo Y
Após a conexão dos motores de passo, ele conecta o Arduino ao Raspberry Pi usando o cabo USB do Arduino, enquanto a frente do robô é o lado em que o Raspberry Pi está instalado.
A principal fonte de informação para o robô observador é a visão. O assistente decidiu usar um Picamera compatível com Raspberry Pi para transmitir vídeo para o usuário pela Internet. Um sensor de distância ultrassônico também é instalado para evitar obstáculos quando o robô está operando autonomamente. Ambos os sensores estão conectados ao suporte com parafusos.
O Picamera se conecta à porta Raspberry Pi. O sensor ultrassônico é conectado da seguinte maneira:
Sensor ultrassônico VCC - blindagem CNC de 5V
GND - GND
Pino de fixação TRIG a X +
ECHO - Tela CNC de pino de parada Y +
Etapa 5: instalar a parte superior
Encaixa a câmera de vídeo na parte frontal do painel superior. Um motor de passo está conectado à parte traseira. Ele abrirá a tampa do recipiente com um tratamento.
Prende quatro racks no painel inferior. Nas prateleiras, prende o painel de acrílico superior. Anexa um copo ao painel.
Instala a tampa. A tampa se abre simplesmente. Uma bobina é montada no eixo do motor de passo superior. Uma linha de pesca é enrolada ao redor do carretel. A segunda extremidade da linha de pesca está presa à tampa. Quando o motor começa a girar, a linha de pesca é enrolada no tambor e a tampa se abre.
Etapa seis: a nuvem
Em seguida, você precisa criar bancos de dados para o sistema para poder se comunicar com o robô a partir do seu aplicativo móvel de qualquer lugar do mundo. Clique no link a seguir (Google firebase) que o levará ao site Firebase (fazendo login com sua conta do Google). Clique no botão Introdução para acessar o console do Firebase. Em seguida, você precisa criar um novo projeto clicando em "Adicionar projeto" e preencher as linhas de requisitos (nome, dados, etc.). Conclua clicando no botão "Criar projeto".
Selecione "banco de dados" no menu à esquerda. Em seguida, clique no botão "Criar banco de dados", selecione a opção "modo de teste". Defina o “banco de dados em tempo real” em vez do “firestore na nuvem” clicando no menu suspenso na parte superior. Selecione a guia "rules" e altere "false" para "true". Então você precisa clicar na guia "dados" e copiar o URL do banco de dados.
A última coisa a fazer é clicar no ícone de engrenagem ao lado da visão geral do projeto e, em "configurações do projeto", selecione a guia "contas de serviço", finalmente clique em "Segredos do banco de dados" e anote o código seguro do seu banco de dados. Ao concluir esta etapa, você criou com sucesso seu banco de dados em nuvem, que pode ser acessado a partir do seu smartphone e com o Raspberry Pi.
Sétimo passo: aplicação para smartphone
A próxima parte é um aplicativo para smartphone. O assistente decidiu usar o MIT App Inventor para criar seu próprio aplicativo. Para usar o aplicativo criado, primeiro abra o seguinte link (MIT App Inventor)o que levará à sua página da web. Em seguida, clique em "criar aplicativos" na parte superior da tela e faça login na sua conta do Google.
Em seguida, você precisa fazer o download do arquivo, listado abaixo.Abra a guia "projetos" e clique em "Importar projeto (.aia) do meu computador", selecione o arquivo que você acabou de baixar e clique em "OK". Na janela do componente, role para baixo até ver "FirebaseDB1", clique nele e altere "FirebaseToken", "FirebaseURL" para os valores que foram copiados acima. Após concluir estas etapas, você pode baixar e instalar o aplicativo. Você pode fazer o download do aplicativo diretamente no seu telefone clicando na guia "Build" e em "App (forneça o código QR para .apk)", depois digitalize o código QR do seu smartphone ou clique em "App (salve .apk no meu computador)"
IOT_pet_monitoring_system.rar
Etapa Oito: Programação do Raspberry Pi
O Raspberry Pi é usado por dois motivos principais.
Ele transfere a transmissão de vídeo ao vivo do robô para o servidor da web. Esse fluxo pode ser visualizado pelo usuário usando um aplicativo móvel.
Ele lê os comandos atualizados no banco de dados do Firebase e instrui o Arduino a concluir as tarefas necessárias.
Já existe um guia detalhado que você pode encontrar para configurar seu Raspberry Pi para transmissão ao vivo. aqui. As instruções se resumem a três comandos simples. Ligue o Raspberry Pi, abra um terminal e digite os seguintes comandos.
git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.shApós a conclusão da instalação, reinicie o Pi e você poderá acessar o fluxo pesquisando o endereço IP http: // do seu Pi em qualquer navegador da web.
Depois de configurar a transmissão ao vivo, você precisará baixar e instalar determinadas bibliotecas para poder usar o banco de dados em nuvem. Abra o terminal no seu Pi e digite os seguintes comandos:
solicitações de instalação do sudo pip == 1.1.0
Instalação do sudo pip python-firebaseFaça o download do arquivo python abaixo e salve-o no seu Raspberry Pi. Na quarta linha de código, altere a porta COM para a porta à qual o Arduino está conectado. Em seguida, altere o URL na linha 8 para o URL do Firebase sobre o qual você escreveu anteriormente. Por fim, execute o programa pelo terminal. Este programa recebe comandos de um banco de dados na nuvem e os transfere para o Arduino através de uma conexão serial.
iot_pet_monitor_serial_transfer.py
Etapa Nove: Programação do Arduino
O Arduino recebe um sinal do Pi e dá o comando aos atuadores para executar as tarefas necessárias. Faça o download do código do Arduino anexado abaixo e faça o upload para o Arduino. Após programar o Arduino, conecte-o a uma das portas USB do Pi usando um cabo USB dedicado.
final.rar
Passo Dez: Nutrição
O dispositivo funcionará com uma bateria de polímero de lítio. A energia da bateria vai diretamente para a tela do CNC para alimentar os motores e, no outro barramento, para o UBEC de 5 volts, para alimentar o Raspberry Pi por meio de pinos GPIO. 5V do UBEC está conectado ao pino de 5V do Raspberry Pi e GND do UBEC está conectado ao pino do GND no Pi.
Etapa Onze: Conectar
A interface do aplicativo permite controlar o robô observador, bem como transmitir transmissões ao vivo da câmera embutida. Para conectar-se ao robô, você precisa ter uma conexão estável à Internet e simplesmente inserir o endereço IP do Raspberry Pi na caixa de texto e clicar no botão Atualizar. Depois disso, uma transmissão ao vivo será exibida na tela e será possível controlar várias funções do robô.
Agora que o robô para observação de animais de estimação está totalmente montado, você pode encher a tigela com um petisco para os cães.
Segundo o mestre, assim que o cachorro superou o medo inicial desse objeto em movimento, ela perseguiu o bot pela casa. A câmera de bordo fornece uma boa visão grande angular dos arredores.
