Działo i wieżyczka skanera: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Mieliśmy stworzyć funkcjonalny prototyp przy użyciu różnych czujników arduino, więc naszym wyborem było opracowanie wieży z działkiem, które wystrzeliwuje pocisk w obiekt wykryty przez skaner.

Działanie wieży rozpoczyna się od ciągłego ruchu skanera wykonującego obrót o 180 stopni, gdy coś wykryje, działo porusza się bezpośrednio w kierunku, na który wskazuje skaner i za pomocą dwóch przycisków, jednego do ładowania, a drugiego do strzelanie, kula zostaje wystrzelona.

Pokaże również na ekranie wykryte obiekty za pośrednictwem interfejsu radaru.

Projekt Jaume Guardiola i Damià Cusí

Krok 1: Potrzebne materiały

MATERIAŁY BUDOWLANE:

- 1x metakrylan DIN A4 0,4 mm.

- 1x blacha drewniana 0,3 mm. Wymiary: 600mm x 300mm.

- 1x Zawias.

- Gorący klej.

- Dwuskładnikowy klej epoksydowy.

- Super klej.

- Drewniany klocek.

- Elastyczna opaska.

- Tuba na długopis.

- Mały sznurek.

MATERIAŁY ELEKTRONICZNE:

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

- 1x ultradźwiękowy czujnik zbliżeniowy HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Przewód połączeniowy (w miarę możliwości czerwony, czarny i biały).

- Cyna.

- Spawacz.

Krok 2: Projekt

Rysunki zewnętrzne wieży zostały wykonane w programie Autocad. Ten plik pokazuje wszystkie części potrzebne do montażu zewnętrznego, który obejmie działo i mechanizm radaru.

Krok 3: Laserowo wycinany drewniany arkusz

Dzięki plikowi Autocad jesteśmy w stanie wycinać laserowo kształty dla lepszej dokładności i lepszego ogólnego wyglądu, ale można je również wykonać ręcznie, wyodrębniając pomiary z pliku.

Krok 4: Wprowadzenie do montażu

Nasza armata zostanie podzielona na dwie główne struktury. Wewnątrz wszystkich serwonapędów, przyłączy, a także płytki arduino Nano znajdzie się podstawa; potem na górze znajduje się ruchome działo, w którym znajduje się kolejny serwomotor i mechanizm strzelania.

W tym kroku przystępujemy do montażu podstawy, jak pokazano na zdjęciu, można użyć kleju na gorąco lub kleju epoksydowego. Otwór w środku przeznaczony jest na przytrzymanie serwa, które będzie poruszało działo (można je włożyć od góry), a pod nim (najlepiej współosiowo) zamontujemy serwo poruszające czujnikiem ultradźwiękowym.

Krok 5: Projektowanie armaty

Do konstrukcji armaty użyliśmy kilku kwadratowych kawałków drewna i kilku wyciętych laserowo części z metakrylanu. Możesz również znaleźć rysunek Autocad tutaj.

Do jej montażu użyliśmy kleju na gorąco oraz wzmocnień z taśmy maskującej, ale można ją skleić w dowolny sposób.

Tuba armaty to zwykła tuba długopisu, a amunicja będzie zwykłą amunicją airsoftową. Zastosowana zostanie również elastyczna taśma do utrzymania wymaganego naprężenia mechanizmu do strzału oraz sznurek do podciągania strzelca do góry, gdy konieczne jest przeładowanie.

Wszystkie wymiary na rysunku podane są w milimetrach; czubek działa jest podniesiony o 3 mm, ponieważ w ten sposób pocisk zawsze pozostanie na jego końcu i można go wystrzelić od tyłu. Na końcu dodano również trochę kleju, aby utrzymać kulę w środku, ale jednocześnie pozwolić strzelcowi w nią trafić.

Serwo w górnej części działa to mechanizm zwalniania i przeładowania strzelca, do którego przymocowana jest dźwignia, która w pozycji poziomej będzie zakłócać tor strzelca i utrzymywać go w połowie drogi do trafienia pocisku, a po podniesieniu będzie dodaj trochę napięcia do mechanizmu strzelającego i rozluźnij z nim kontakt przy około 30 stopniach, pozwalając mu podążać jego ścieżką i strzelać (patrz obrazek powyżej). Aby przeładować, będziesz musiał pociągnąć mechanizm z powrotem poza punkt 30 stopni za pomocą dołączonego sznurka, a następnie nacisnąć przycisk przeładowania, co spowoduje powrót serwa do początkowej pozycji poziomej i utrzymanie strzelca w miejscu, aż będzie musiał zostać zastrzelonym ponownie.

Uwaga: montaż i konstruowanie armaty bez precyzyjnych narzędzi jest rodzajem zadania prób i błędów, może zająć trochę czasu, aby dowiedzieć się, jak sprawić, by wszystko współdziałało tak, jak to konieczne, podczas montażu wymagany jest proces precyzyjnego dostrajania. Zdecydowanie radzimy budować struktury armat i radarów, gdy wszystko jest połączone i działa, aby prawidłowo wyrównać wszystkie pozycje.

Krok 6: Połączenia Arduino

To jest schemat połączenia arduino. Zasadniczo są 3 serwa, każde podłączone do masy, 5V i odpowiednio piny 9, 10 i 11 (9 porusza radarem, 10 porusza działkiem, 11 porusza dźwignią przeładowania), a następnie czujnik zbliżeniowy podłączony do pinów 2 i 3. Świeci na górze są dwa przyciski przywiązane do pinów 4 i 5; te przeładują się i wystrzelą. To (obrazek powyżej) jest używanym schematem połączeń.

Krok 7: Kodeks

Większość kodu dotyczącego interfejsu radaru, zarówno w Processingu, jak i Arduino, jest odwoływana i pobierana ze źródeł zewnętrznych, nasza praca polegała na dostosowaniu kodu, aby odpowiednio przesuwać wszystkie części armaty, aby wycelować w określony obiekt na zaprojektowanym zasięgu. Cały kod jest zawarty w powyższych plikach arduino i Processing, oto kilka rzeczy, które należy wziąć pod uwagę:

Kod Arduino:

- W funkcji aimobject() znajduje się linia: if (objectin > 10) { gdzie wartość 10 określa "zakres" wykrywania. Jeśli wartość jest obniżona, działo będzie celować w mniejsze obiekty, ale będzie również łatwo podatne na hałas, jeśli wartość jest wyższa, wykryje tylko większe obiekty, ale celowanie będzie dokładniejsze dla tych większych.

- W funkcji aimobject() jest kolejna linia:

jeśli (ostatnia odległość < 5) {

….

jeśli (ostatnia odległość < 45) {

to definiuje odległość aktywną celowania, możesz zdefiniować minimalną i maksymalną odległość (w centymetrach), w której armata będzie celować w obiekt. Uważamy, że obiekty dalej niż 45 cm są prawie niewykrywalne przez czujnik ultradźwiękowy z dokładnością, ale zależy to od jakości wykonania własnego systemu.

Kod przetwarzania:

- Nie zalecamy zmiany kodu rozdzielczości w Przetwarzaniu, spowoduje to bałagan w całym interfejsie i będzie trudne do naprawienia.

- W ustawieniach przetwarzania jest parametr, który należy wymienić. (około linii 68).

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

COM9 należy zastąpić numerem portu arduino. przykład ("COM13"). Jeśli Arduino nie działa lub port jest nieprawidłowy, przetwarzanie nie rozpocznie się.

- Zmieniliśmy niektóre parametry w Przetwarzaniu, aby dopasować odległości i zasięg, których potrzebowaliśmy, i wokół linii 176:

jeśli(odległość300){

jest to wyjątek, który usuwa niektóre szumy wytwarzane przez nasz czujnik ultradźwiękowy, można je usunąć w zależności od czystości sygnału danej jednostki lub zmienić, aby wyczyścić inny zakres.

Krok 8: Montaż wszystkiego

Teraz, gdy mamy już działający kod i „podzespoły” gotowe do zamontowania, przystąpimy do mocowania działa do serwomechanizmu na środku podstawy; jedno z akcesoriów serwomechanizmu należy przykleić do dolnej strony armaty, najlepiej na środku masy, aby uniknąć nadmiernych sił bezwładności.

Zamontujemy również czujnik ultradźwiękowy z cienkim drewnianym paskiem i jednym akcesorium serwo, dzięki czemu czujnik zamiata tylko trochę przed podstawą (wycięte części z przodu podstawy są zaprojektowane tak, aby umożliwić przemiatanie czujnika 180 stopnie). Być może serwo będzie musiało być nieco podniesione, abyś mógł trochę stanąć z tym, co masz do dyspozycji.

Krok 9: Próba sfotografowania czegoś

Teraz nadszedł czas, aby sprawdzić, czy możesz coś sfotografować! Jeśli nie celuje prawidłowo, prawdopodobnie należy wyjąć działo i spróbować zrównać je z czujnikiem zbliżeniowym, można to zrobić pisząc mały program, który ustawi oba w tej samej pozycji. Kod arduino do wyrównywania silników jest dołączony na górze tego kroku.

(Zakres ruchu naszej konstrukcji wynosi od 0 do 160 stopni i radzimy zachować ten sposób, kod przetwarzania jest również dostosowany do 160 stopni, więc jest wyśrodkowany na 80º).

Możesz pobrać załączony film tutaj, gdzie pokazano cały proces przeładowywania, celowania i strzelania.

Krok 10: Refleksje

Od Jaume'a:

Chciałbym powiedzieć, że robienie projektu arduino było zabawniejsze niż oczekiwano. Arduino okazało się naprawdę przyjazną i łatwą platformą do pracy, a ponadto bardzo przydatną do szybkiego wypróbowania nowych pomysłów przy niewielkiej lub zerowej infrastrukturze.

Możliwość eksperymentowania z różnymi czujnikami i technologią, z którymi byliśmy tak oderwani, była doświadczeniem otwierania drzwi, które pozwalało dodawać nowe i bogatsze treści do naszych projektów. Teraz rozwój produktów opartych na elektronice będzie przynajmniej mniejszą barierą mentalną.

Z punktu widzenia inżynierii projektowej, arduino okazało się praktycznym i wykonalnym sposobem szybkiego prototypowania pomysłów dalej z formalnego punktu widzenia i bardziej po stronie funkcjonalnej; jest również dość przystępny, więc może zaoszczędzić firmom dużo pieniędzy, co widzieliśmy podczas naszej wizyty w HP.

Praca zespołowa była dla nas również ważnym punktem w tym projekcie, wzmacniając, że dwa naprawdę różne sposoby myślenia mogą naprawdę dobrze się uzupełniać, aby stworzyć silniejszy i bardziej kompletny projekt.

Od Damii: Na koniec tego projektu mam kilka rzeczy, które chcę skomentować i wyjaśnić jako ostateczny wniosek. Przede wszystkim dziękuję za całkowitą swobodę treści projektu, którą mieliśmy od początku, to wyzwanie dla siebie pobudzić naszą kreatywność i spróbować znaleźć dobry sposób na wdrożenie wielu rzeczy, których nauczyłem się na zajęciach, w funkcjonalny prototyp. Na drugim miejscu wyrażam wdzięczność za cel tego rodzaju projektów, myślę, że jesteśmy w momencie żyje, aby nauczyć się jak najwięcej rzeczy, ponieważ w przyszłości będziemy mogli zastosować całą wiedzę. I jak wspomniałem wcześniej, mieliśmy swobodę testowania z różnymi rzeczami technologicznymi, aby zrozumieć podstawowe funkcje tego i jak może być przydatny do wdrożenia prototypu. Na koniec chciałbym powiedzieć, że cała platforma Arduino mnie stworzyła uświadomić sobie nieskończone sposoby korzystania z niego i jak proste (z podstawową wiedzą) może być.