Věž skeneru a dělo: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Chtěli jsme vytvořit funkční prototyp pomocí několika různých arduino senzorů, takže naší volbou bylo vyvinout věž s dělem, které vystřelí kulku na objekt, který skener detekoval.

Fungování věže začíná neustálým pohybem skeneru při 180 stupňovém zatažení, když něco detekuje, dělo se pohybuje přímo ve směru, na který ukazuje skener, a používá dvě tlačítka, jedno pro nakládání a druhé pro střelba, vystřelí se kulka.

Na obrazovce také zobrazí detekované objekty prostřednictvím radarového rozhraní.

Projekt Jaume Guardioly a Damià Cusího

Krok 1: Potřebné materiály

KONSTRUKČNÍ MATERIÁLY:

- 1x DIN A4 metakrylát 0, 4 mm list.

- 1x dřevěný plech 0, 3 mm. Rozměry: 600 mm x 300 mm.

- 1x závěs

- Horké lepidlo.

- Epoxidové dvousložkové lepidlo.

- Super lepidlo.

- Dřevěný blok.

- Gumička.

- Tužka na pero.

- Malý provázek.

ELEKTRONICKÉ MATERIÁLY:

- 3x servomotor MMSV001. (https://www.ondaradio.es/Catalogo-Detalle/3034/rob…

- 1x ultrazvukový senzor přiblížení HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Připojovací vodič (pokud možno červený, černý a bílý).

- Cín.

- Svářeč.

Krok 2: Design

Návrhy exteriéru věže byly vyrobeny na Autocadu. Tento soubor ukazuje všechny součásti potřebné pro externí sestavu, která bude pokrývat dělový a radarový mechanismus.

Krok 3: Laserem řezaná dřevěná deska

Se souborem Autocad jsme schopni laserem řezat tvary pro lepší přesnost a celkově lepší vzhled, ale lze je také ručně extrahovat měření ze souboru.

Krok 4: Úvod do montáže

Naše dělo bude rozděleno do dvou hlavních struktur. Uvnitř všech servomotorů, spojů a desky arduino Nano bude základna. pak je nahoře pohyblivé dělo, které drží uvnitř další servomotor a střelecký mechanismus.

V tomto kroku přistoupíme k sestavení základny, jak je znázorněno na fotografii, lze použít horké lepidlo nebo epoxidové lepidlo. Otvor ve středu je navržen tak, aby udržoval servo, které bude pohybovat dělem (lze jej zasunout z horní strany) a pod něj (ideálně koaxiálně) namontujeme servo, které bude pohybovat ultrazvukovým senzorem.

Krok 5: Design děla

Pro konstrukci kanónu jsme použili několik hranatých dřevěných kusů a pár metakrylátových laserem vyřezaných dílů. Zde také můžete najít kresbu Autocad.

K sestavení jsme použili horké lepidlo a výztuhy krycí pásky, ale lze je slepit libovolným způsobem.

Kanónová trubice je obyčejná tuba a munice bude běžná airsoftová munice. Rovněž bude použit elastický pásek k udržení požadovaného napětí pro mechanismus ke střelbě a provázek k vytažení střelce nahoru, když je třeba provést nabíjení.

Všechna měření na výkresu jsou v milimetrech; špička děla se zvedne o 3 mm, protože tak střela vždy zůstane na jejím konci a lze ji střílet zezadu. Na konci bylo také přidáno trochu lepidla, aby střela zůstala uvnitř, ale zároveň ji střelec nechal zasáhnout.

Servo v horní části děla je mechanismus uvolňování a dobíjení střelce, k servu je připevněna páka, která v horizontální poloze bude zasahovat do dráhy střelce a držet ji v polovině cesty k zasažení střely, a když je zvednuta, přidejte do napínacího mechanismu trochu napětí a uvolněte kontakt s ním přibližně na 30 stupňů, nechte jej sledovat svou dráhu a střílet (viz obrázek výše). Chcete -li znovu nabít, musíte zatáhnout mechanismus zpět za bod 30 stupňů pomocí připojeného provázku a poté stisknout tlačítko dobíjení, které vrátí servo zpět do výchozí vodorovné polohy a udrží střelce na místě, dokud nebude potřebovat být znovu zastřelen.

Poznámka: montáž a konstrukce děla bez přesných nástrojů je druh pokusu a omylu, než zjistíte, jak zajistit interakci všeho tak, jak potřebuje, může to chvíli trvat. Při jeho sestavování je zapotřebí jemného doladění. Důrazně doporučujeme stavět dělové a radarové struktury, když je vše propojeno a pracuje na správném zarovnání všech pozic.

Krok 6: Připojení Arduino

Toto je schéma připojení arduino. V zásadě existují 3 serva, z nichž každé je připojeno k zemi, 5V a piny 9, 10 a 11 podle toho (9 pohybuje radarem, 10 pohybuje dělem, 11 pohybuje pákou nabíjení) a pak snímač přiblížení je spojen s piny 2 a 3. Zapnuto nahoře jsou dvě tlačítka svázaná s piny 4 a 5; ti se znovu nabijí a vystřelí. Toto (obrázek výše) je použitým schématem připojení.

Krok 7: Kód

Většina kódu týkajícího se radarového rozhraní, ať už na Processingu nebo Arduinu, je odkazována a extrahována z externích zdrojů, naší prací bylo přizpůsobit kód tak, aby odpovídajícím způsobem přesunul všechny části děla tak, aby zaměřil určitý objekt na určený rozsah. Veškerý kód je obsažen v souborech arduino a Processing výše, zde je několik věcí, které je třeba vzít v úvahu:

Arduino kód:

- Do funkce aimobject () je řádek: if (objectin> 10) {kde hodnota 10 definuje „rozsah“detekce. Pokud je hodnota snížena, kanón bude mířit na menší objekty, ale bude také snadno ovlivněn hlukem, pokud je hodnota větší, detekuje pouze větší objekty, ale cíl bude přesnější pro ty větší.

- Do funkce aimobject () je další řádek:

if (lastdistance <5) {

….

if (lastdistance <45) {

toto definuje aktivní vzdálenost míření, můžete definovat minimální a maximální vzdálenost (v centimetrech), ve které bude dělo mířit na objekt. Předměty delší než 45 cm považujeme za téměř nezjistitelné pomocí ultrazvukového senzoru s přesností, ale záleží na kvalitě sestavení vašeho vlastního systému.

Kód zpracování:

- Nedoporučujeme měnit kód rozlišení Zpracování, zkazí celé rozhraní a bude obtížné jej opravit.

- V nastavení zpracování je parametr, který je třeba vyměnit. (kolem řádku 68).

myPort = new Serial (this, "COM9", 9600);

COM9 musí být nahrazeno číslem vašeho portu arduino. příklad ("COM13"). Pokud Arduino neběží nebo port není správný, zpracování se nespustí.

- Změnili jsme některé parametry zpracování, aby odpovídaly potřebným vzdálenostem a dosahu, a kolem řádku 176:

if (vzdálenost300) {

toto je výjimka, která odstraní určitý hluk produkovaný naším ultrazvukovým senzorem, může být vymazán v závislosti na čistotě signálu vaší konkrétní jednotky nebo změněn na vymazání jiného rozsahu.

Krok 8: Upevnění všeho

Nyní, když máme kód funkční a „podsestavy“připravené k montáži, přistoupíme k připevnění děla k servu ve středu základny; jedno ze příslušenství serva musí být nalepeno na spodní stranu děla, ideálně na těžiště, aby se zabránilo nadměrným setrvačným silám.

Ultrazvukový senzor namontujeme také na tenký popruh ze dřeva a jedno příslušenství pro servo, aby se senzor stále mírně pohyboval před základnou (vyříznuté části v přední části základny jsou navrženy tak, aby umožnily vychylování senzoru 180 stupně). Servo může být potřeba trochu zvednout, abyste se mohli trochu postavit s tím, co máte k dispozici.

Krok 9: Pokus o něco střílet

Nyní je čas zkusit zjistit, zda můžete něco natočit! Pokud nemíří správně, pravděpodobně byste měli vytáhnout dělo a pokusit se ho vyrovnat s čidlem přiblížení, lze to udělat napsáním malého programu, který je oba umístí do stejné polohy. Arduino kód pro vyrovnání motorů je připojen v horní části tohoto kroku.

(Rozsah pohybu našeho sestavení je od 0 do 160 stupňů a doporučujeme jej zachovat tímto způsobem, kód zpracování je přizpůsoben také pro 160 stupňů, takže je soustředěn na 80 stupňů).

Zde si můžete stáhnout přiložené video, kde je zobrazen celý proces nabíjení, míření a střelby.

Krok 10: Reflexe

Od Jaume:

Rád bych uvedl, že provádění projektu arduino bylo zábavnější, než se očekávalo. Ukázalo se, že Arduino je opravdu přátelská a snadná platforma, na které se dá pracovat, a navíc velmi užitečné pro rychlé vyzkoušení nových nápadů s malou až žádnou infrastrukturou.

Možnost experimentovat s různými senzory a technologiemi, s nimiž jsme byli tak odpojeni, byla zkušenost s otevíráním dveří, která do našich projektů přidávala nový a bohatší obsah. Nyní vývoj elektronických produktů bude přinejmenším menší mentální bariérou.

Z hlediska konstrukčního inženýrství se arduino osvědčilo jako praktický a proveditelný způsob rychlých prototypovacích nápadů dále z formálního hlediska a více po funkční stránce; je také docela cenově dostupný, takže může společnostem ušetřit spoustu peněz a viděli jsme to při naší návštěvě společnosti HP.

Týmová práce pro nás byla také důležitým bodem tohoto projektu a posílila, že dva opravdu odlišné smýšlení se mohou skvěle doplňovat, aby celkově byl silnější a úplnější projekt.

Od Damia: Na konci tohoto projektu mám několik věcí, které chci komentovat a vysvětlit jako konečný závěr. Za prvé děkuji za úplnou svobodu obsahu projektu, který jsme měli od začátku, to nás samotných vyzvalo zapnout naši kreativitu a pokusit se najít dobrý způsob, jak implementovat mnoho věcí, které se ve třídě naučily, do funkčního prototypu. Za druhé místo vyjadřuji vděčnost účelu tohoto druhu projektů, myslím, že jsme v okamžiku žije proto, aby se naučil co nejvíce věcí, protože v jedné budoucnosti bychom mohli být schopni aplikovat všechny znalosti. A jak jsem již zmínil, měli jsme možnost testovat různé druhy technologických věcí, abychom porozuměli jejich základním funkcím a tomu, jak by to mohlo být užitečné pro implementaci prototypu. Nakonec bych chtěl říci, že mě všechny platformy Arduino udělaly uvědomte si nekonečné způsoby, jak jej používat a jak jednoduché (se základními znalostmi) mohou být.