Кула и оръдие на скенера: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Трябваше да направим функционален прототип, използвайки различни датчици arduino, така че нашият избор беше да разработим кула с оръдие, което изстрелва куршум към обект, който скенерът е открил.

Функционирането на кулата започва с постоянното движение на скенера, който извършва размахване на 180 градуса, когато открие нещо, оръдието се движи, сочейки директно към посоката, към която скенерът сочи, и използва два бутона, един за зареждане, а друг за стрелба, куршум се изстрелва.

Той също така ще показва на екрана откритите обекти чрез радарния интерфейс.

Проект на Jaume Guardiola и Damià Cusí

Стъпка 1: Необходими материали

СТРОИТЕЛНИ МАТЕРИАЛИ:

- 1x DIN A4 метакрилат 0, 4 мм лист.

- 1x дървен лист 0, 3 мм. Размери: 600 мм x 300 мм.

- 1x Панта.

- горещо лепило.

- Епоксидно двукомпонентно лепило.

- Супер лепило.

- Дървен блок.

- Ластична лента.

- Тръба за писалка.

- Малък низ.

ЕЛЕКТРОННИ МАТЕРИАЛИ:

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

- 1x ултразвуков сензор за близост HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Свързващ проводник (червен, черен и бял, ако е възможно).

- Калай.

- Заварчик.

Стъпка 2: Дизайн

Чертежите на външния дизайн на кулата са направени на Autocad. Този файл показва всички части, необходими за външния монтаж, които ще обхващат оръдието и радарния механизъм.

Стъпка 3: Лазерно рязане на дървен лист

С файла Autocad можем да изрязваме с лазер фигурите за по -добра точност и по -добър външен вид, но те също могат да бъдат ръчно изработени, като извличат измерванията от файла.

Стъпка 4: Въвеждане на монтажа

Нашето оръдие ще бъде разделено на две основни структури. Вътре във всички сервомотори, връзки, както и платката arduino Nano, ще има основа, която държи базата; след това има движещото се оръдие отгоре, което държи друг сервомотор вътре и стрелковия механизъм.

В тази стъпка пристъпваме към сглобяването на основата, както е показано на снимката, може да се използва горещо лепило или епоксидно лепило. Отворът в центъра е проектиран да поддържа серво, което ще премества оръдието (може да се постави от горната страна), а под него (в идеалния случай коаксиално) ще монтираме серво, което ще премести ултразвуковия сензор.

Стъпка 5: Дизайн на оръдия

За дизайна на оръдието използвахме няколко квадратни дървени парчета и няколко метакрилатни лазерно нарязани части. Тук можете да намерите и чертежа на Autocad.

За да го сглобим, използвахме горещо лепило и армировка от маскираща лента, но може да бъде залепена по какъвто искате начин.

Тръбната оръдие е обикновена тръба за писалка, а амунициите ще бъдат обикновени амуниции от страйкбол. Също така ще се използва еластична лента, за да се запази необходимото напрежение, за да може механизмът да стреля, и низ, който да издърпа стрелеца нагоре, когато трябва да се извърши презареждане.

Всички измервания на чертежа са в милиметри; върхът на оръдието се повдига на 3 мм, защото по този начин куршумът винаги ще остане в края му и може да бъде изстрелян отзад. Също така в края е добавено малко лепило, за да запази куршума вътре, но в същото време да позволи на стрелеца да го удари.

Сервото в горната част на оръдието е механизмът за освобождаване и презареждане на стрелеца, прикрепен към сервото, има лост, който в хоризонтално положение ще пречи на пътя на стрелеца и ще го задържи наполовина, за да удари куршума, а когато се повдигне, той ще добавете малко напрежение към стрелковия механизъм и разхлабете контакта с него на приблизително 30 градуса, оставяйки го да следва пътя си и да стреля (вижте снимката по -горе). За да презаредите, ще трябва да издърпате механизма обратно през точката от 30 градуса с помощта на прикрепения низ и след това да натиснете бутона за презареждане, който ще върне серво в първоначалното хоризонтално положение и ще задържи стрелеца на място, докато не се наложи да бъде застрелян отново.

Забележка: монтирането и конструирането на оръдието без прецизни инструменти е нещо като проба и грешка, може да отнеме известно време, за да разберете как да накарате всичко да взаимодейства по начина, по който трябва, при сглобяването е необходим процес на фина настройка. Силно съветваме да се изгради оръдие и радарни структури, когато всичко е свързано и работи за правилното подравняване на всички позиции.

Стъпка 6: Ардуино връзки

Това е схемата за свързване на arduino. По принцип има 3 сервомотора, всеки от които е свързан към земята, 5V и съответно щифтове 9, 10 и 11 (9 премества радара, 10 премества оръдието, 11 премества лоста за презареждане), а след това сензорът за близост е свързан към щифтове 2 и 3. Вкл. отгоре на това има два бутона, свързани с щифтове 4 и 5; те ще се презаредят и ще стрелят. Това (снимката по -горе) е използваната схема на свързване.

Стъпка 7: Кодът

По -голямата част от кода относно радарния интерфейс, както на Processing, така и на Arduino, е посочен и извлечен от външни източници, нашата работа беше да адаптираме кода, за да премества всички части на оръдието съответно, за да насочи определен обект към проектиран обхват. Целият код е включен в arduino и файловете за обработка по -горе, ето някои неща, които трябва да имате предвид:

Код на Arduino:

- Във функцията aimobject () има ред: if (objectin> 10) {където стойността на 10 определя "обхвата" на откриване. Ако стойността бъде понижена, оръдието ще се насочи към по -малки обекти, но също така ще бъде лесно засегнато от шум, ако стойността е по -голяма, тя ще открие само по -големи обекти, но целта ще бъде по -точна за тези по -големи.

- Във функцията aimobject () има друг ред:

if (lastdistance <5) {

….

if (lastdistance <45) {

това определя активното разстояние на прицелване, можете да определите минимално и максимално разстояние (в сантиметри), на което оръдието ще се насочи към обект. Смятаме обекти, по -дълги от 45 см, за почти неоткриваеми от ултразвуковия сензор с точност, но това зависи от качеството на изграждане на вашата собствена система.

Код за обработка:

- Не препоръчваме да променяте кода на разделителната способност на Processing, това ще обърка целия интерфейс и ще бъде трудно да се поправи.

- При настройката на обработката има параметър, който трябва да бъде заменен. (около ред 68).

myPort = нов сериен (това, "COM9", 9600);

COM9 трябва да бъде заменен с номера на вашия arduino порт. пример ("COM13"). Ако Arduino не работи или портът не е правилен, обработката няма да започне.

- Променихме някои параметри при обработката, за да отговарят на необходимите ни разстояния и обхват, и около ред 176:

if (разстояние 300) {

това е изключение, което изчиства някои шумове, произведени от нашия ултразвуков сензор, той може да бъде изтрит в зависимост от яснотата на сигнала на вашето конкретно устройство или да се промени, за да изчистите друг диапазон.

Стъпка 8: Монтиране на всичко нагоре

Сега, когато кодът работи и "подсборките" са готови за монтиране, ще продължим да прикачваме оръдието към сервото в центъра на основата; един от серво аксесоарите трябва да бъде залепен към долната страна на оръдието, в идеалния случай в центъра на масата, за да се избегнат излишните инерционни сили.

Също така ще монтираме ултразвуковия сензор с тънка лента от дърво и един серво аксесоар, така че сензорът продължава да мете само малко пред основата (изрязаните части в предната част на основата са проектирани така, че да позволят на сензора да премести 180 степени). Сервото може да се наложи да се повдигне малко нагоре, за да можете да направите малко стойка с всичко, с което разполагате.

Стъпка 9: Опитвате се да заснемете нещо

Сега е време да опитате да видите дали можете да заснемете нещо! Ако не се прицели правилно, вероятно трябва да извадите оръдието и да се опитате да го подравните със сензора за близост, може да се направи, като напишете малка програма, която да ги постави в едно и също положение. Кодът arduino за подравняване на двигателите е приложен отгоре на тази стъпка.

(Обхватът на движение на нашата конструкция е от 0 до 160 градуса и съветваме да го поддържаме по този начин, кодът за обработка е адаптиран и за 160 градуса, така че е центриран на 80º).

Можете да изтеглите прикачен видеоклип тук, където е показан целият процес на презареждане, прицелване и снимане.

Стъпка 10: Размисли

От Jaume:

Бих искал да заявя, че правенето на arduino проект беше по -смешно от очакваното. Arduino се оказа наистина приятелска и лесна платформа за работа и на всичкото отгоре наистина полезно за бързо изпробване на нови идеи с малко или никаква инфраструктура.

Възможността да експериментираме с различни сензори и технологии, с които бяхме толкова изключени, беше опит за отваряне на врати, за да добавим ново и по -богато съдържание към нашите проекти. Сега разработването на продукти на базата на електроника поне ще бъде по -малко психическа бариера.

От гледна точка на инженерното проектиране, arduino се доказа като практичен и възможен начин за бързи идеи за прототипиране по -далеч от формалната гледна точка и повече от функционална страна; той също е доста достъпен, така че може да спести на компаниите много пари и видяхме при посещението ни в HP.

Работата в екип също беше важен момент за нас за този проект, като подчертава, че две наистина различни начини на мислене могат да се допълват наистина добре, за да направят по -силен и по -завършен проект като цяло.

От Дамия: В края на този проект имам няколко неща, които искам да коментирам и обясня като окончателно заключение. На първо място, благодаря на пълната свобода на съдържанието на проекта, която имахме от самото начало, това предизвика себе си да включим креативността си и да се опитаме да намерим добър начин да приложим много неща, научени в час, във функционален прототип. На второ място изразявам благодарност към целта на този вид проекти, мисля, че сме в момент на нашето живот, за да научим колкото се може повече неща, защото в едно бъдеще бихме могли да приложим всички знания. И както споменах по -рано, имахме свободата да тестваме с различни видове технологични неща, за да разберем основните функции на него и как може да бъде полезно за внедряване на прототип. Накрая бих искал да кажа, че цялата платформа Arduino ме накара осъзнайте безкрайните начини да го използвате и колко прости (с основни познания) могат да бъдат.