Skannerin torni ja tykki: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Meidän oli tarkoitus tehdä toimiva prototyyppi käyttämällä erilaisia arduino -antureita, joten valintamme on ollut kehittää torni, jossa on tykki, joka ampuu luodin skannerin havaitsemaan kohteeseen.

Tornin toiminta alkaa skannerin jatkuvasta liikkeestä 180 asteen pyyhkäisyllä, kun se havaitsee jotain, tykki liikkuu osoittamalla suoraan siihen suuntaan, johon skanneri osoittaa, ja käyttämällä kahta painiketta, toinen latausta ja toinen ammunta, luoti ammutaan.

Se näyttää myös havaitut kohteet näytöllä tutkarajapinnan kautta.

Projekti: Jaume Guardiola ja Damià Cusí

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit

RAKENNUSMATERIAALIT:

- 1x DIN A4 -metakrylaatti 0, 4 mm: n arkki.

- 1x puinen 0,3 mm arkki. Mitat: 600 x 300 mm.

- 1x sarana.

- Kuuma liima.

- Kaksikomponenttinen epoksiliima.

- Pikaliima.

- Puinen palikka.

- Kuminauha.

- Kynäputki.

- Pieni merkkijono.

SÄHKÖMATERIAALIT:

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

- 1x ultraääni-läheisyysanturi HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Liitäntäjohto (punainen, musta ja valkoinen, jos mahdollista).

- Tina.

- Hitsaaja.

Vaihe 2: Suunnittelu

Tornin ulkoasun piirustukset on tehty Autocadilla. Tämä tiedosto näyttää kaikki ulkoiseen kokoonpanoon tarvittavat osat, jotka kattavat tykki- ja tutkamekanismin.

Vaihe 3: Laserleikattu puulevy

Autocad -tiedoston avulla voimme leikata muotoja laserilla paremman tarkkuuden ja kokonaisvaltaisen ulkonäön saavuttamiseksi, mutta ne voidaan myös valmistaa käsintehtyinä poimimalla mitat tiedostosta.

Vaihe 4: Asennuksen esittely

Tykimme jaetaan kahteen päärakenteeseen. Kaikkien servomoottoreiden, liitosten ja arduino Nano -levyn sisällä on pohjapidike; sitten on liikkuva tykki päällä, toinen servomoottori sisällä ja ampumismekanismi.

Tässä vaiheessa jatkamme pohjan kokoamista kuvan mukaisesti, voidaan käyttää kuumaliimaa tai epoksiliimaa. Keskellä oleva reikä on suunniteltu pitämään servo, joka liikuttaa tykkiä (se voidaan asettaa yläpuolelta), ja sen alle (mieluiten koaksiaalisesti) asennamme servon, joka siirtää ultraäänianturia.

Vaihe 5: Tykin suunnittelu

Tykkisuunnittelussa käytimme neliömäisiä puunpaloja ja pari metakrylaattilaserleikattua osaa. Löydät myös Autocad -piirustuksen täältä.

Sen kokoamiseen käytimme kuumaa liimaa ja maalarinteipin vahvikkeita, mutta se voidaan liimata yhteen haluamallasi tavalla.

Tykiputki on tavallinen kynäputki ja ammukset ovat airsoft -tavallisia ammuksia. Myös joustavaa nauhaa käytetään pitämään tarvittava jännitys mekanismin ampumista varten ja naru, joka vetää ampujaa ylös, kun lataaminen on suoritettava.

Kaikki piirustuksen mitat ovat millimetreinä; tykin kärkeä nostetaan 3 mm, koska näin luoti pysyy aina sen päässä ja sitä voidaan ampua takaa. Lisäksi loppuun on lisätty hieman liimaa luodin pitämiseksi sisällä, mutta samalla ampuja antaa osua siihen.

Tykin yläosassa oleva servo on ampujan vapautus- ja latausmekanismi, joka on kiinnitetty servoon, jossa on vipu, joka vaakasuorassa asennossa häiritsee ampujan polkua ja pitää sen puolivälissä osumassa luodiin, ja kun se nostetaan, se lisää hieman jännitystä ampumismekanismiin ja löysää kosketusta siihen noin 30 astetta, anna sen seurata polkuaan ja ampua (katso kuva yllä). Jos haluat ladata uudelleen, sinun on vedettävä mekanismi takaisin 30 asteen pisteen ohi käyttämällä kiinnitettyä narua ja paina sitten uudelleenlatauspainiketta, joka vie servon takaisin vaakasuoraan alkuasentoon ja pitää ampuja paikallaan, kunnes se tarvitsee ammutaan uudelleen.

Huomautus: tykin asentaminen ja rakentaminen ilman tarkkoja työkaluja on eräänlainen kokeilu- ja erehdystehtävä, voi kestää jonkin aikaa selvittää, miten kaikki saadaan toimimaan vuorovaikutuksessa haluamallasi tavalla. Suosittelemme vahvasti, että rakennat tykki- ja tutkarakenteet, kun kaikki on kytketty ja pyrkii kohdistamaan kaikki asennot oikein.

Vaihe 6: Arduino -yhteydet

Tämä on arduino -yhteysjärjestelmä. Pohjimmiltaan on kolme servoa, joista jokainen on kytketty maahan, 5 V ja nastat 9, 10 ja 11 vastaavasti (9 liikuttaa tutkaa, 10 liikkuu tykkiä, 11 liikuttaa latausvipua) ja sitten läheisyysanturi sidottu nastoihin 2 ja 3. päälle on kaksi painiketta, jotka on sidottu nastoihin 4 ja 5; ne latautuvat uudelleen ja laukaisevat. Tämä (kuva yllä) on käytetty kytkentäkaaviota.

Vaihe 7: Koodi

Suurin osa tutkan rajapintaa koskevasta koodista, joko prosessoinnissa ja Arduinossa, on viitattu ja uutettu ulkoisista lähteistä. Työmme oli mukauttaa koodi siirtämään kaikki tykin osat vastaavasti tietyn kohteen kohdistamiseksi suunnitellulle alueelle. Kaikki koodit sisältyvät yllä oleviin arduino- ja Processing -tiedostoihin, tässä on joitain asioita, jotka on otettava huomioon:

Arduino -koodi:

- Aimobject () -funktiossa on rivi: if (objectin> 10) {jossa arvo 10 määrittelee havaitsemisalueen. Jos arvoa lasketaan, tykki kohdistaa pienempiin esineisiin, mutta myös melu vaikuttaa siihen helposti. Jos arvo on suurempi, se havaitsee vain suurempia esineitä, mutta tavoite on tarkempi isommille.

- Aimobject () -funktiossa on toinen rivi:

jos (viimeisin matka <5) {

….

jos (viimeisin matka <45) {

tämä määrittää aktiivisen tähtäävän etäisyyden, voit määrittää minimi- ja maksimietäisyyden (senttimetreinä), jolla tykki tähtää kohteeseen. Pidämme yli 45 cm: n pituisia esineitä lähes havaitsemattomina ultraääni -anturilla tarkasti, mutta se riippuu oman järjestelmän rakentamislaadusta.

Käsittelykoodi:

- Emme suosittele käsittelyn päätöslausekoodin muuttamista, se sotkee koko käyttöliittymän ja sitä on vaikea korjata.

- Käsittelyn asetuksissa on parametri, joka on vaihdettava. (noin linja 68).

myPort = uusi sarja (tämä, "COM9", 9600);

COM9 on korvattava arduino -porttisi numerolla. esimerkki ("COM13"). Jos Arduino ei ole käynnissä tai portti ei ole oikea, käsittely ei käynnisty.

- Muutimme joitain prosessoinnin parametreja tarvittavien etäisyyksien ja kantaman mukaan ja rivin 176 ympärille:

jos (etäisyys300) {

tämä on poikkeus, joka poistaa jonkin verran ultraäänianturimme tuottamaa kohinaa, se voidaan poistaa laitteen signaalin kirkkauden mukaan tai muuttaa toisen alueen tyhjentämiseksi.

Vaihe 8: Asenna kaikki ylös

Nyt kun koodi on toiminnassa ja "alikokoonpanot" valmiina asennettavaksi, jatkamme tykin kiinnittämistä jalustan keskellä olevaan servoon; yksi servotarvikkeista on liimattu tykin alapuolelle, mieluiten massan keskelle, jotta vältetään liialliset hitausvoimat.

Asennamme myös ultraääni -anturin ohuella puuhihnalla ja yhdellä servovarusteella, joten anturi pyyhkäisee vain vähän alustan edessä (jalustan etuosassa olevat leikatut osat on suunniteltu anturin pyyhkäisyyn 180 astetta). Servoa on ehkä nostettava hieman ylös, joten voit tehdä pienen seisomisen mitä tahansa käytettävissänne.

Vaihe 9: Yritä kuvata jotain

Nyt on aika kokeilla, voitko ampua jotain! Jos se ei tähtää oikein, sinun pitäisi luultavasti ottaa tykki ulos ja yrittää kohdistaa se läheisyysanturiin, se voidaan tehdä kirjoittamalla pieni ohjelma, joka asettaa molemmat samaan asentoon. Arduino -koodi moottoreiden kohdistamiseksi on liitetty tämän vaiheen päälle.

(Rakenteemme liikealue on 0-160 astetta ja suosittelemme pitämään sen tällä tavalla, käsittelykoodi on sovitettu myös 160 asteeseen, joten se on keskitetty 80º: een).

Voit ladata liitteenä olevan videon täältä, jossa näkyy koko lataus-, tähtäys- ja ammuntaprosessi.

Vaihe 10: Heijastuksia

Lähde: Jaume:

Haluan todeta, että arduino -projektin tekeminen on ollut odotettua hauskempaa. Arduino osoittautui todella ystävälliseksi ja helpoksi alustaksi työskennellä, ja sen lisäksi todella hyödyllinen kokeilla uusia ideoita nopeasti ilman infrastruktuuria.

Mahdollisuus kokeilla erilaisia antureita ja tekniikkaa, joista olimme niin irti, on ollut ovien avautumiskokemus lisätä uutta ja rikkaampaa sisältöä projekteihimme. Nyt elektroniikkapohjaisten tuotteiden kehittäminen on ainakin vähemmän henkinen este.

Suunnittelutekniikan kannalta arduino on osoittautunut käytännölliseksi ja toteuttamiskelpoiseksi tapaksi nopeuttaa prototyyppien luomista kauemmas muodollisesta näkökulmasta ja enemmän toiminnallisesta näkökulmasta; se on myös melko edullinen, joten se voi säästää yrityksiltä paljon rahaa, ja näimme vierailullamme HP: lle.

Myös tiimityö on ollut meille tärkeä asia tässä hankkeessa, mikä on vahvistanut, että kaksi todella erilaista ajattelutapaa voivat täydentää todella hyvin vahvemman ja kokonaisvaltaisemman projektin luomiseksi.

Damia: Tämän projektin lopussa minulla on useita asioita, jotka haluan kommentoida ja selittää lopuksi. Ensinnäkin kiitän projektin sisällön täydellisestä vapaudesta, joka meillä oli alusta lähtien, tämä haastoi itsemme kääntää luovuutemme päälle ja yrittää löytää hyvä tapa toteuttaa monet oppitunnilla opitut asiat toimivaksi prototyypiksi. elää oppiakseen mahdollisimman paljon asioita, koska yhdessä tulevaisuudessa voisimme soveltaa kaikkia tietoja. Ja kuten aiemmin mainitsin, meillä oli vapaus testata erilaisilla teknologisilla aineilla ymmärtääksemme sen perustoimintoja ja kuinka se voisi olla hyödyllinen prototyyppien toteuttamisessa. ymmärtää loputtomat tavat käyttää sitä ja kuinka yksinkertainen (perustiedolla) voi olla.