Управляемая MCU карусель для крепления камеры: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Итак, вы злой Безумный Ученый, создающий своего последнего деструкто-бота. Вы усвоили болезненный урок, что в случае неудачи лучше всего не находиться на борту вашего творения во плоти, с горящими и скованными наручниками. Когда ваше творение пробивает южную стену первого берега Ютаунвилля, оно продолжает двигаться на север, к берегу. Убежище, когда внезапно ваш заклятый враг приходит с востока и закорачивает ваш высокоамперный H-мост метательным металлическим снарядом в тематике героев, поджаривая MCU обратным напряжением и обходя вам тысячи частей робота и потерянную потенциальную добычу из банк, пока спасает день и получает девушку. Типичный герой. Если бы вы предусмотрительно установили систему технического зрения, которая могла бы панорамировать с помощью дополнительного аналогового джойстика на геймпаде, которым вы управляли машиной со своей яхты на плаву в международных водах … Что ж, вот один из способов построить такая система. (Я надеюсь, что никому не надоел сценарий злого безумного ученого, описанный выше)

Шаг 1. Детали и инструменты

Необходимое оборудование: Болт длиной 1 / 4-20 x 2 дюйма, кол-во 1 Шестигранная гайка 1 / 4-20, кол-во 3 Барашковая гайка 1 / 4-20, кол-во 1 Крепежный винт 4-40, кол-во 12 4- 40 Машинная гайка, шт. 12 1/4 дюйма, длина # 4 Прокладки, шт. 12 шурупов для дерева, шт. Штифт 6 1/16 дюйма x 1,5 дюйма, шт. 1 Натяжная пружина 2,5 дюйма, кол-во 1 2-компонентный тонкий соединительный провод из эпоксидной смолы Изолированный провод 22-AWG Восстановленное оборудование: выброшенный CD-ROM Носитель, 2 шт. из тонкого древесного лома Электронные компоненты: Потенциометр для монтажа на панели 10 кОм, 1 резистор 1 кОм, 1 шт. Собранная печатная плата H-Bridge на 2 А, 1 двигатель постоянного тока с редуктором, 1 шт. (необязательно, но рекомендуется) MCU по выбору, на печатной плате Штыри с интервалом 0,1 дюйма для подключений 2-контактные, 3-контактные и 4-контактные разъемы Molex Обжимные терминаторы подключения Molex Инструменты: Отвертка Philips №2 Отвертка Philips №2 Плоские ножницы 7/16 дюймов Гаечные ключи 1/4 дюйма, гаечный ключ, игольчатые плоскогубцы, сверло, с битами 1 / 4-20, штамп (как в наборе для метчика и штампа) Набор для пайки компаса маркера Sharpie Инструмент для зачистки проводов Пила по дереву

Шаг 2: планирование, разметка и предварительное просверливание

Я использовал циркуль, чтобы создать круг, концентрический по внешнему краю одного из компакт-дисков. Затем я использовал циркуль, чтобы разделить этот круг на шесть равных сегментов, а затем разделить каждый из них на два, в итоге получилось двенадцать сегментов круга. Я просверлил каждое отмеченное отверстие на обоих компакт-дисках. Кстати, писать на компакт-диске можно только специальными чернилами, например маркером Sharpie. Я разметил некоторые кронштейны из листового металла для крепления ведущего шкива и предварительно просверлил эти отверстия. Затем я вырезал форму кронштейнов и согнул их, придав им нужную форму. Я просверлил отверстие 1/4 дюйма для крепления потенциометра к дереву и предварительно просверлил отверстия в дереве, где будут крепиться кронштейны. Вам также необходимо просверлить отверстие 1/4 дюйма в одном из компакт-дисков для установки вертикального болта для установки камеры.

Шаг 3: Установите верхний компакт-диск на потенциометр

Потенциометр, который я получил от Radio Shack за 2,99 доллара плюс налог, поставлялся с небольшой тонкой шайбой и тонкой гайкой, позволяющей установить его за панелью. У него также был почему-то очень длинный вал. Первое, что нужно сделать, это закрепить вал и нарезать в нем резьбу с помощью штампа 1 / 4-20. Тот, который я использовал, оказался алюминиевым, поэтому резка прошла очень гладко, но резьба не такая прочная, как могла бы быть. Однако они достаточно прочные. Возьмите шайбу и поместите ее по центру под отверстием в центре компакт-диска. Отметьте карандашом диаметр центрального отверстия компакт-диска на шайбе. Теперь используйте ножницы для жести и отрежьте шайбу по диаметру до тех пор, пока она точно не войдет в центральное отверстие компакт-диска. Потенциометр также имеет «выступ» на поверхности, чтобы он оставался выровненным на панели. Просверлите отверстие в CD-ROM, чтобы использовать эту функцию. Между правильным размещением центрирующего отверстия и точной обрезкой шайбы ваш потенциометр будет находиться точно в центре карусели. Затяните гайку, и ваш компакт-диск будет надежно закреплен. Накрутите одну из шестигранных гаек 1 / 4-20 на вал потенциометра.

Шаг 4: прикрутите нижний компакт-диск к верхнему компакт-диску

Перед тем, как вы действительно добавите нижний компакт-диск, прикрутите крепежный болт камеры. Используйте двенадцать крепежных винтов 4-40, распорки и шестигранные гайки, чтобы прикрутить другой компакт-диск к этому узлу.

Шаг 5: установите карусель на дерево

Проденьте вал потенциометра с резьбой через предварительно просверленное отверстие 1/4 дюйма в древесине. Накрутите вторую шестигранную гайку 1 / 4-20 на вал потенциометра и затяните гайку так, чтобы карусель смотрела вперед, когда потенциометр находится точно в центре своего аналогового диапазона. Чтобы облегчить эту задачу, я пометил кончик древка маркером.

Шаг 6: напишите тестовую прошивку, чтобы превратить ваш MCU в последовательный вольтметр

Я использовал MCU LPC2148 от NXP LPC2148 в своей настройке, потому что я знаком с ними по опыту работы. Другим хорошим выбором будет любой дешевый MCU с аналоговыми входами и бесплатными выводами GPIO с бесплатным набором инструментов GNU и портом RS232. Используя вашу IDE и выбранный компилятор, напишите некоторую прошивку, которая будет считывать аналоговый вход, который вы выбрали, и вставлять результаты на последовательном порту. Учитывая сложность программирования микроконтроллеров, более подробные инструкции по этому вопросу были бы самостоятельными. Прошейте ваш MCU с помощью подходящего кабеля для вспышки. Ваш код работает правильно с первого раза, верно?

Шаг 7: откалибруйте показания MCU

Итак, подключите потенциометр к плате MCU с помощью зажимов из крокодиловой кожи. Я подключил левую электрическую клемму к источнику 3,3 В постоянного тока на плате MCU, заземлил правую клемму и подключил среднюю клемму к контакту аналогового входа через резистор 1 кОм. Резистор не дает вам выпустить волшебный дым из вашего MCU, когда потенциометр находится на одной из пределов своего хода. Подключите к MCU источник питания и подсоедините последовательный кабель. Откройте свою любимую программу терминала RS232 и посмотрите, как поступают показания. В первую очередь я искал максимальное / минимальное возможное напряжение, которое может регистрировать АЦП. Я поместил эти числа в свою прошивку, использовал какую-то причудливую математическую математику в моем коде вольтметра., перекомпилировал, перепрошил и запустил мою терминальную программу. Кстати, "_udivsi ()" сложно отследить. Судя по всему, микроконтроллеры LPC2000 не любят деление. Я тоже, поэтому мы согласились не соглашаться. Следующим набором цифр, который я хотел, было напряжение, когда карусель указывала прямо вперед, влево и вправо. Я обнаружил, что карусель может поворачиваться гораздо дальше влево и вправо, чем вы можете получить значимые числа. Я получил хорошие показания примерно на полные 180 градусов, поэтому я мог направить камеру из крайнего левого угла в крайний правый. Опять же, я добавил эти числа в свои расчеты в прошивке. Это превращает показания, снятые с потенциометра, в несколько надежное показание датчика.

Шаг 8: Подключите оставшееся оборудование и электронику

Прикрутите кронштейны к дереву шурупами. Прикрепите угол коробки передач к одному из кронштейнов. Установите ремень ГРМ на карусель и ведущий шкив. Прикрепите пружину растяжения между двумя кронштейнами, при необходимости используя проволоку для дополнительной длины. Теперь я прикрутил мою печатную плату H-Bridge (излишек от старого проекта) к дереву между двумя кронштейнами.

Шаг 9: кабельная разводка

Ах, время для тяжелой работы. Вам понадобятся провода, соединяющие ваш MCU с потенциометром (повторение этих деталей см. В шаге 7), подключение MCU к H-мосту и подключение H-моста к мотор-редуктору. Вы можете минимизировать количество проводов: просто Измерьте, нарежьте, зачистите и припаяйте эти провода. Для более модульной системы проводки используйте штыри и соединители, обжимные концы проводов, термоусадочные трубки, резиновые ленты, стяжки и липучки, скобы, ленточные кабели и многое другое. дорогих мелочей с mouser.com. Серьезно, изготовление действительно хороших кабелей - это большая работа. Делайте то, что лучше всего подходит для вашей системы.

Шаг 10: Завершите установку прошивки

Итак, теперь у вас есть оборудование и электроника, и у вас есть калибровочные номера. Напишите свою злую, игнорирующую человеческую жизнь прошивку, используя нейронную сеть, способную научиться бояться и возмущаться своим создателем. Если возможно, взаимодействуйте с некоторыми клетками мозга мыши для дополнительного случайного поведения. Я бы определенно рекомендовал добавить к вашему роботу огнеметы и шипы. Что ж, теперь у вашего робота меньше места для укрытия героев в его слепой зоне. Его ахиллесова пята теперь защищена эквивалентом … тонкого хлопкового спортивного носка, но это нормально, потому что ваш главный соперник, вероятно, не так уж и силен. Удачи вам, и помните, что не используйте цифры Пи для вашего счета в швейцарском банке. номер… снова. Спасибо, что прочитали мою первую библию.