Scannertårn og kanon: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Det var meningen, at vi skulle lave en funktionel prototype ved hjælp af nogle forskellige arduinosensorer, så vores valg har været at udvikle et tårn med en kanon, der affyrer en kugle til et objekt, som scanneren har opdaget.

Tårnets funktion starter med, at scannerens konstante bevægelse foretager en 180 graders fejning, når det opdager noget, bevæger kanonen sig direkte mod den retning, som scanneren peger på og ved hjælp af to knapper, en til indlæsning og en anden til skyder, bliver en kugle affyret.

Det vil også vise de registrerede objekter på skærmen via et radarinterface.

Projekt af Jaume Guardiola og Damià Cusí

Trin 1: Nødvendige materialer

BYGGEMATERIALER:

- 1x DIN A4 methacrylat 0, 4 mm ark.

- 1x træ 0, 3 mm ark. Dimensioner: 600 mm x 300 mm.

- 1x hængsel.

- Varm lim.

- Epoxy -bikomponentlim.

- Super lim.

- Træklods.

- Elastik.

- Penrør.

- Lille snor.

ELEKTRONISKE MATERIALER:

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

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

- 1x arduino nano.

- Tilslutningskablet (rød, sort og hvid, hvis det er muligt).

- Tin.

- Svejser.

Trin 2: Design

Tårnets udvendige designtegninger blev lavet på Autocad. Denne fil viser alle de dele, der er nødvendige til den eksterne samling, der dækker kanon- og radarmekanismen.

Trin 3: Laserskåret træark

Med Autocad -filen er vi i stand til at laserskære formerne for bedre nøjagtighed og bedre udseende generelt, men de kan også håndlaves ved at udtrække målingerne fra filen.

Trin 4: Monteringsindledning

Vores kanon vil blive opdelt i to hovedstrukturer. Der vil være en base inde i alle servomotorer, forbindelser samt arduino Nano-kortet; så er der den bevægelige kanon på toppen, der holder en anden servomotor inde og skydemekanismen.

I dette trin fortsætter vi med at samle basen som vist på billedet, varm lim eller epoxylim kan bruges. Hullet i midten er designet til at beholde den servo, der vil flytte kanonen (den kan indsættes fra oversiden) og under den (ideelt koaksialt) monterer vi den servo, der vil flytte ultralydssensoren.

Trin 5: Cannon Design

Til kanondesignet brugte vi nogle firkantede træstykker og et par laserskårne dele af methacrylat. Du kan også finde Autocad -tegningen her.

For at samle det brugte vi varm lim og forstærkninger af malertape, men det kan limes sammen, som du vil.

Kanonrøret er et almindeligt penrør, og ammunitionen vil være airsofts almindelige ammunition. Der vil også blive brugt et elastikbånd til at holde den nødvendige spænding for mekanismen til at skyde og en snor til at trække skytten op, når der skal genindlæses.

Alle mål på tegningen er i millimeter; kanonspidsen hæves 3 mm, fordi kuglen på denne måde altid vil forblive i slutningen af den og kan skydes bagfra. Der er også tilføjet lidt lim til sidst for at holde kuglen inde, men samtidig lod skytten ramme den.

Servoen på den øverste del af kanonen er skydemodtageren og genindlæsningsmekanismen, der er fastgjort til servoen, der er en håndtag, der i vandret position vil forstyrre skytterbanen og holde den halvvejs i at ramme kuglen, og når den hæves, vil den tilføj en smule spænding til skydemekanismen og løs kontakten med den ved cirka 30 grader, lad den følge sin vej og skyde (se billedet ovenfor). For at genindlæse skal du trække mekanismen op igen forbi 30 graders punkt ved hjælp af den vedhæftede streng og derefter trykke på genindlæsningsknappen, som tager servoen tilbage til den oprindelige vandrette position og holder skytten på plads, indtil den skal blive skudt igen.

Bemærk: montering og konstruktion af kanonen uden præcise værktøjer er en slags prøve- og fejlopgave, det kan tage et stykke tid at finde ud af, hvordan alt kan interagere, som det skal, en finjusteringsproces er påkrævet, mens den samles. Vi anbefaler kraftigt at bygge kanon- og radarstrukturer, når alt er forbundet og fungerer for at justere alle positioner korrekt.

Trin 6: Arduino -forbindelser

Dette er arduino -forbindelsesordningen. Grundlæggende er der 3 servoer, der hver er forbundet til jorden, 5V og ben 9, 10 og 11 i overensstemmelse hermed (9 flytter radaren, 10 flytter kanonen, 11 flytter genindlæsningshåndtaget) og derefter nærhedsføleren bundet til ben 2 og 3. Til Derudover er der to knapper bundet til ben 4 og 5; de vil genindlæse og skyde. Dette (billede ovenfor) er den anvendte forbindelsesskema.

Trin 7: Koden

Det meste af koden vedrørende radargrænsefladen, enten på Processing og Arduino, er refereret og ekstraheret fra eksterne kilder, vores arbejde var at tilpasse koden til at flytte alle kanonens dele i overensstemmelse hermed for at målrette et bestemt objekt på et designet område. Al kode er inkluderet i arduino- og behandlingsfilerne ovenfor, her er nogle ting, der skal tages i betragtning:

Arduino kode:

- I funktionen aimobject () er der en linje: if (objectin> 10) {hvor værdien af 10 definerer detekteringsområdet. Hvis værdien sænkes, vil kanonen sigte mod mindre objekter, men vil også let blive påvirket af støj, hvis værdien er større, vil den kun detektere større objekter, men målet vil være mere præcist for de større.

- I funktionen aimobject () er der en anden linje:

hvis (sidste afstand <5) {

….

hvis (sidste afstand <45) {

dette definerer den målrettede aktive afstand, du kan definere minimum og maksimal afstand (i centimeter), hvor kanonen vil sigte mod et objekt. Vi betragter objekter, der er længere end 45 cm, næsten uopdagelige af ultralydssensoren med nøjagtighed, men det er op til byggekvaliteten af dit eget system.

Behandlingskode:

- Vi anbefaler ikke at ændre opløsningskoden for behandling, det ødelægger hele grænsefladen og vil være svært at rette.

- I processens opsætning er der en parameter, der skal udskiftes. (omkring linje 68).

myPort = ny Serial (dette, "COM9", 9600);

COM9 skal udskiftes med nummeret på din arduino -port. eksempel ("COM13"). Hvis Arduino ikke kører, eller porten ikke er korrekt, starter behandlingen ikke.

- Vi ændrede nogle parametre på Processing for at passe til de afstande og rækkevidde, vi havde brug for, og omkring linje 176:

hvis (distance300) {

Dette er en undtagelse, der fjerner noget støj fra vores ultralydssensor, den kan slettes afhængigt af klarheden i signalet på din særlige enhed eller ændres for at slette et andet område.

Trin 8: Montering af alt

Nu hvor vi har koden fungerende og "underenhederne" klar til at blive monteret, fortsætter vi med at fastgøre kanonen til servoen på midten af basen; et af servotilbehøret skal limes til kanonens underside, ideelt set på massens centrum for at undgå overskydende inertialkræfter.

Vi monterer også ultralydssensoren med en tynd rem af træ og et servotilbehør, så sensoren bliver ved med at feje lidt foran basen (de udskårne dele foran på basen er designet til at tillade sensorfejning 180 grader). Servoen skal muligvis hæves lidt op, så du kan lave et lille stativ med det, du har til rådighed.

Trin 9: Forsøger at skyde noget

Nu er det tid til at prøve at se, om du kan skyde noget! Hvis det ikke sigter korrekt, skal du sandsynligvis tage kanonen ud og prøve at justere den med nærhedsføleren, det kan gøres ved at skrive et lille program, der sætter dem begge i samme position. Arduino -koden til justering af motorerne er vedhæftet oven på dette trin.

(Bevægelsesområdet for vores build er fra 0 til 160 grader, og vi anbefaler at beholde det på denne måde, behandlingskoden er også tilpasset til 160 grader, så den er centreret om 80º).

Du kan downloade en vedhæftet video her, hvor hele genindlæsning, sigtning og skydning er vist.

Trin 10: Refleksioner

Fra Jaume:

Jeg vil gerne konstatere, at det har været sjovere end forventet at lave et arduino -projekt. Arduino viste sig at være en virkelig venlig og let platform at arbejde på, og oven i købet virkelig nyttig at hurtigt prøve nye ideer med lidt eller ingen infrastruktur.

At kunne eksperimentere med forskellige sensorer og teknologi, vi var så afbrudt af, har været en døråbningsoplevelse for at tilføje nyt og rigere indhold til vores projekter. Nu vil udviklingen af elektronisk baserede produkter i det mindste være en mindre mental barriere.

Fra designteknisk synspunkt har arduino vist sig at være en praktisk og gennemførlig måde til hurtige prototyping af ideer længere fra det formelle synspunkt og mere på den funktionelle side; Det er også ganske overkommeligt, så det kan spare virksomheder for mange penge, og vi så det i vores besøg hos HP.

Teamarbejde har også været et vigtigt punkt for os om dette projekt og forstærket, at to virkelig forskellige tankegange kan supplere rigtig godt for at skabe et stærkere og mere komplet projekt generelt.

Fra Damia: I slutningen af dette projekt har jeg flere ting, som jeg vil kommentere og forklare som en endelig konklusion. Først og fremmest takker jeg den totale frihed af projektindholdet, som vi havde fra begyndelsen, dette udfordrede os selv at tænde vores kreativitet og forsøge at finde en god måde at implementere mange ting, der lærte i klassen, til en funktionel prototype. lever for at lære så mange ting som muligt, for i en fremtid kunne vi være i stand til at anvende al viden. Og som jeg nævnte før, havde vi friheden til at teste med forskellige slags teknologiske ting for at forstå de grundlæggende funktioner i det, og hvordan det kunne være nyttigt til prototypeimplementering. Til sidst vil jeg gerne sige, at hele Arduino -platformen gjorde mig indse de uendelige måder at bruge det på, og hvor enkelt (med grundlæggende viden) kan være.