Doginator P-Blaster и газонокосилка

Предыстория и описание
Моя лужайка находится на улице, которую часто посещают собаки, многие из которых справляют нужду на моей лужайке. Мои соседи хорошо собирают, но, увы, жидкость остается и приводит к обильным желтым пятнам. Я люблю собак, у меня есть одна, и мне нужно было решение, которое не было бы ограничительным. Это вдохновило на создание Doginator P-Blaster, устройства, которое будет идентифицировать задерживающихся собак (при условии, что ��ни задерживаются по очевидной причине), отмечать решетку, в которой они задерживаются, и распылять воду на месте после их ухода.

Разработка P-Blaster была делом любви, которое началось в конце февраля и почти завершилось в конце апреля, намеренно совпав с конкурсом «Умные гаджеты для домашних животных с Arduino». Это потребовало ряда параллельных программных и аппаратных усилий, в том числе:

Разработка модели TensorFlow-lite (TF) «собака/не-собака» с использованием EdgeImpulse, подходящей для развертывания с использованием платы Arduino Nicla Vision.
Установка и использование прошивки на основе openMV, используемой для развертывания модели распознавания TF, а также связанных с ней скриптов MicroPython.
Разработка схемы, которая обеспечит легко адаптируемый интерфейс между Nicla Vision, сервоприводами X и Z, электромагнитным клапаном и другим оборудованием будущего.
Разработка всех сопутствующих деталей для 3D-печати, необходимых для размещения всех компонентов Doginator P-Blaster, а также специализированной насадки, ограничителей потока воды и насадок.
Определение и закупка всех необходимых сантехнических аксессуаров, а также сервоприводов и электромагнитных клапанов.
Множество разработок, тестирований и итераций скриптов Python, чтобы довести продукт до точки, пригодной для использования.

Показанная здесь модель работает, но необходимо выполнить ряд действий, чтобы вывести ее за рамки этапов тестирования и разработки. Я разместил свой список дел в репозитории GitHub проекта Doginator.

Плата Arduino Nicla Vision — фантастическая технология, но этот проект доводит ее до предела ее возможностей. Мне стыдно признаться, что я сейчас нахожусь на своей третьей плате, заблокировав одну (скачок напряжения) и сделав что-то с флэш-памятью другой, что не позволяет ей обеспечить неповрежденную пе��едачу файлов через USB.

Функции

Концептуально идея заключается в том, что P-Blaster будет с высокой точностью идентифицировать, когда собака остается на одном месте в течение определенного периода времени, P-Blaster будет распылять это место после того, как собака уйдет. Сломанный Пи-Бластер;

Мониторы видео для собак и не собак с прибл. точность 80%,
Идентифицирует сетку в массиве 8x8, в которой была идентифицирована собака,
Помечает и перечисляет сетку, если собака остается в сетке в течение настраиваемого периода времени (например, 5-10 секунд),
Распыляет воду на участке после настраиваемой задержки после ухода собаки, если в зоне нет других объектов, используя настраиваемую схему распыления.
Возобновляет мониторинг.

Используемое оборудование и программное обеспечение

Аппаратное обеспечение:
Подробная спецификация электронных компонентов доступна на GitHub, а сжатая версия включена в файлы здесь. Основные компоненты включают в себя:

Ардуино Никла Видение
Дочерняя плата Doginator, специально разработанная для этого проекта (Gerber доступен на GitHub и здесь)
Электронные компоненты (см. спецификацию — детали я заказывал у DigiKey и LCSC.)
Сервопривод MG90S х 2
Соединители садового шланга
Электромагнитный клапан 12 В постоянного тока
Нажим наружным диаметром ¼ дюйма для соединения фитингов
Силиконовая трубка, отрезанная до необходимой длины.
Пружинные хомуты
Шланги диаметром ¼ дюйма и фитинги с нажимным соединением
Разное. сантехнические компоненты (например, тефлоновая лента)
Садовый шланг и соединитель
Адаптер питания — 12В, 2А (у меня такой валялся)
Разное оборудование и аксессуары (например, 4 винта диаметром 1 дюйм для крепления клапана к основанию, небольшая силиконовая шайба для установки внутри патрубка и герметизации для обеспечения водонепроницаемости)
Наверное, я что-то забыл

Программное обеспечение:

Fusion 360 для разработки 3D-моделей
EasyEDA для проектирования печатных плат и связанных с ними схем
OpenMV IDE для разработки кода на микропитоне
EdgeImpulse для разработки файлов распознавания TensoFlow «собака/несобака»
ChatGPT — Мой лучший друг и трудоспособный помощник, который