Сканерная турель и пушка: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Мы должны были создать функциональный прототип с использованием нескольких различных датчиков Arduino, поэтому мы выбрали турель с пушкой, которая выпускает пулю в объект, обнаруженный сканером.

Функционирование турели начинается с постоянного движения сканера на 180 градусов, когда он что-то обнаруживает, пушка движется, указывая прямо в направлении, на которое указывает сканер, и использует две кнопки, одну для заряжания, а другую для стреляет, стреляет пуля.

Он также покажет на экране обнаруженные объекты через интерфейс радара.

Проект Жауме Гвардиолы и Дамиа Куси

Шаг 1: Необходимые материалы

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

- 1x лист метакрилата DIN A4 0,4 мм.

- 1x деревянный лист 0,3 мм. Размеры: 600 мм x 300 мм.

- 1x петля.

- Горячий клей.

- Клей эпоксидный двухкомпонентный.

- Супер клей.

- Деревянный блок.

- Резинка.

- Ручка-трубка.

- Маленькая струна.

ЭЛЕКТРОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

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

- 1x ультразвуковой датчик приближения HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Соединительный провод (по возможности красный, черный и белый).

- Банка.

- Сварщик.

Шаг 2: Дизайн

Чертежи внешнего вида башни были выполнены в Autocad. В этом файле показаны все детали, необходимые для внешней сборки, которая будет охватывать пушку и радарный механизм.

Шаг 3: лазерная резка деревянного листа

С помощью файла Autocad мы можем вырезать формы лазером для большей точности и лучшего внешнего вида, но они также могут быть изготовлены вручную, извлекая измерения из файла.

Шаг 4: Введение в сборку

Наша пушка будет разделена на две основные части. Внутри будет база, удерживающая все серводвигатели, соединения, а также плату Arduino Nano; затем наверху движется пушка, внутри которой находится еще один серводвигатель и стреляющий механизм.

На этом этапе мы приступаем к сборке основы, как показано на фото, можно использовать горячий клей или эпоксидный клей. Отверстие в центре предназначено для удержания сервопривода, который будет перемещать пушку (его можно вставить с верхней стороны), а под ним (в идеале соосно) мы установим сервопривод, который будет перемещать ультразвуковой датчик.

Шаг 5: Дизайн пушки

Для конструкции пушки мы использовали несколько квадратных деревянных кусков и пару деталей из метакрилата, вырезанных лазером. Вы также можете найти здесь чертеж Autocad.

Для его сборки мы использовали горячий клей и армирующую малярную ленту, но склеивать ее можно как угодно.

Трубка пушки представляет собой обычную трубку для ручки, а боеприпасами будут обычные боеприпасы для страйкбола. Также будет использоваться резинка для поддержания необходимого натяжения для механизма, чтобы стрелять, и веревка, чтобы подтянуть стрелка вверх, когда необходимо произвести перезарядку.

Все размеры на чертеже указаны в миллиметрах; острие пушки приподнято на 3 мм, потому что в этом случае пуля всегда будет оставаться на конце и может быть выпущена сзади. Также в конце было добавлено немного клея, чтобы пуля оставалась внутри, но в то же время позволяла стрелку попасть в нее.

Сервопривод в верхней части пушки представляет собой механизм спуска и перезарядки стрелка, прикрепленный к сервоприводу, есть рычаг, который в горизонтальном положении будет мешать траектории стрелка и удерживать его на полпути к попаданию пули, а при поднятии он будет добавьте немного напряжения в механизм стрельбы и ослабьте контакт с ним примерно на 30 градусов, позволяя ему следовать своей траектории и стрелять (см. рисунок выше). Для перезарядки вам нужно будет подтянуть механизм назад за точку 30 градусов, используя прикрепленную веревку, а затем нажать кнопку перезагрузки, которая вернет сервопривод обратно в исходное горизонтальное положение и будет удерживать стрелка на месте до тех пор, пока ему не понадобится быть застрелен снова.

Примечание: установка и сборка пушки без точных инструментов - это своего рода задача проб и ошибок, может потребоваться время, чтобы понять, как заставить все взаимодействовать так, как это нужно, требуется процесс точной настройки при ее сборке. Мы настоятельно рекомендуем строить конструкции пушек и радаров, когда все подключено и работает, чтобы правильно выровнять все позиции.

Шаг 6: Подключения Arduino

Это схема подключения Arduino. В основном есть 3 сервопривода, каждый из которых подключен к земле, 5V и контакты 9, 10 и 11 соответственно (9 перемещает радар, 10 перемещает пушку, 11 перемещает рычаг перезарядки), а затем датчик приближения привязан к контактам 2 и 3. Включен. Кроме того, к контактам 4 и 5 привязаны две кнопки; те будут перезаряжаться и стрелять. Это (рисунок выше) используемая схема подключения.

Шаг 7: Код

Большая часть кода, относящегося к интерфейсу радара, как на Processing, так и на Arduino, ссылается и извлекается из внешних источников, наша работа заключалась в адаптации кода для перемещения всех частей пушки соответственно для наведения определенного объекта на заданный диапазон. Весь код включен в файлы arduino и Processing выше, вот некоторые вещи, которые следует принять во внимание:

Код Arduino:

- В функции aimobject () есть строка: if (objectin> 10) {, где значение 10 определяет «диапазон» обнаружения. Если значение понижено, пушка будет нацеливаться на более мелкие объекты, но также будет легко подвержена влиянию шума, если значение больше, она будет обнаруживать только более крупные объекты, но прицел будет более точным для более крупных.

- В функции aimobject () есть еще одна строчка:

if (lastdistance <5) {

….

if (lastdistance <45) {

это определяет активное расстояние прицеливания, вы можете определить минимальное и максимальное расстояние (в сантиметрах), на котором пушка будет нацеливаться на объект. Мы считаем, что объекты дальше 45 см почти не обнаруживаются ультразвуковым датчиком с точностью, но это зависит от качества сборки вашей собственной системы.

Код обработки:

- Мы не рекомендуем изменять код разрешения Обработки, это испортит весь интерфейс и будет трудно исправить.

- В настройке обработки есть параметр, который нужно заменить. (около строки 68).

myPort = новый серийный номер (это, «COM9», 9600);

COM9 необходимо заменить номером вашего порта Arduino. пример ("COM13"). Если Arduino не работает или порт неверен, обработка не начнется.

- Мы изменили некоторые параметры обработки, чтобы они соответствовали нужным расстояниям и диапазону, а также около строки 176:

if (distance300) {

это исключение, которое устраняет некоторый шум, производимый нашим ультразвуковым датчиком, его можно стереть в зависимости от четкости сигнала вашего конкретного устройства или изменить, чтобы очистить другой диапазон.

Шаг 8: Монтаж всего

Теперь, когда у нас есть рабочий код и готовые к установке «узлы», мы приступим к прикреплению пушки к сервоприводу в центре основания; одно из сервоприводов должно быть приклеено к нижней стороне пушки, в идеале в центре масс, чтобы избежать избыточных сил инерции.

Мы также установим ультразвуковой датчик с помощью тонкого деревянного ремешка и одного сервопривода, чтобы датчик продолжал перемещаться немного впереди основания (вырезанные части в передней части основания предназначены для того, чтобы датчик мог перемещаться на 180 °). градусов). Сервопривод, возможно, придется немного поднять, чтобы вы могли немного постоять, используя все, что есть в вашем распоряжении.

Шаг 9: Попытка что-то выстрелить

А теперь пора попробовать что-нибудь выстрелить! Если он не прицеливается правильно, вам, вероятно, следует вынуть пушку и попытаться совместить ее с датчиком приближения, это можно сделать, написав небольшую программу, которая помещает их в одно и то же положение. Код Arduino для выравнивания двигателей прикреплен в верхней части этого шага.

(Диапазон движения нашей сборки составляет от 0 до 160 градусов, и мы советуем сохранить его таким образом, код обработки также адаптирован для 160 градусов, поэтому он центрирован на 80º).

Здесь вы можете скачать прикрепленное видео, где показан весь процесс перезарядки, прицеливания и стрельбы.

Шаг 10: размышления

От Жауме:

Я хотел бы заявить, что создание проекта Arduino оказалось интереснее, чем ожидалось. Arduino оказалась действительно дружелюбной и простой платформой для работы, и, кроме того, действительно полезной для быстрого опробования новых идей практически без инфраструктуры.

Возможность экспериментировать с различными датчиками и технологиями, с которыми мы были настолько разорваны, открыла нам двери для добавления нового и более богатого контента в наши проекты. Теперь разработка электронных продуктов станет, по крайней мере, меньшим ментальным барьером.

С точки зрения проектирования, arduino зарекомендовал себя как практичный и осуществимый способ быстрого прототипирования идей дальше с формальной точки зрения и больше с функциональной стороны; это также довольно доступно, поэтому может сэкономить компаниям много денег, и мы это видели во время нашего визита в HP.

Работа в команде также была важным моментом для нас в этом проекте, подтверждая, что два действительно разных образа мышления могут хорошо дополнять друг друга, чтобы сделать проект в целом более сильным и законченным.

От Дамии: В конце этого проекта у меня есть несколько вещей, которые я хочу прокомментировать и объяснить в качестве окончательного вывода. Прежде всего, я благодарю за полную свободу содержания проекта, которая у нас была с самого начала, это бросало вызов самим себе. включить нашу креативность и попытаться найти хороший способ воплотить многие вещи, изученные в классе, в функциональный прототип. Во-вторых, я выражаю благодарность цели такого рода проектов, я думаю, что мы находимся в момент нашего живет, чтобы узнать как можно больше вещей, потому что в одном будущем мы сможем применить все знания. И, как я уже упоминал ранее, у нас была возможность протестировать различные технические средства, чтобы понять его основные функции и то, как он может быть полезен для реализации прототипа. Наконец, я хотел бы сказать, что вся платформа Arduino сделала меня осознайте бесконечное количество способов его использования и то, насколько простым (с базовыми знаниями) может быть.