Πλατφόρμα γυροσκοπίου/ κάμερα Gimbal: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com)

Βήμα 1: Βήμα 1: Λίστα υλικών

Για να ξεκινήσετε το έργο, πρέπει πρώτα να ξέρετε με τι θα συνεργαστείτε! Ακολουθούν τα υλικά που πρέπει να έχετε πριν ξεκινήσετε:

• 1x μικροελεγκτής Arduino Uno R3 και καλώδιο USB (Amazon Link)
• 1x μονάδα MPU 6050 (Amazon Link)
• 3x MG996R Μεταλλικό σερβομηχανισμό (Amazon Link)
• 1x DC Power Plug to 2-Pin Screw Terminal Adapter (CableWholesale Link)
• 2x κάτοχος μπαταρίας με διακόπτη ON/Off για Arduino (Amazon Link)
• 3x Jumper Wires, αρσενικό σε θηλυκό Άνδρα σε αρσενικό Γυναίκα σε γυναίκα (Amazon Link)
• Πρόσβαση σε 3D εκτυπωτή (Creality)
• PLA Filament (Amazon Link)

Αυτά είναι τα κύρια συστατικά του έργου μη διστάσετε να προσθέσετε περισσότερα καθώς δημιουργείτε τη δική σας έκδοση!

Βήμα 2: Τμήματα εκτυπωμένων 3D

Το πρώτο μέρος αυτού του έργου είναι η δημιουργία ενός σχεδίου για να συγκρατούν τα συστατικά μαζί. Αυτό θα περιλαμβάνει τους βραχίονες Yaw, Pitch και Roll καθώς και μια βάση για το Arduino και το MPU6050.

Τα εξαρτήματα έχουν σχεδιαστεί στο Autodesk Inventor καθώς είναι δωρεάν για φοιτητές πανεπιστημίου και στη συνέχεια τοποθετούνται σε ένα συγκρότημα. Όλα τα αρχεία μέρους και η συναρμολόγηση έχουν τοποθετηθεί σε ένα αρχείο.rar το οποίο μπορεί να βρίσκεται στο τέλος αυτού του βήματος.

Όλα σε αυτό το έργο ήταν τρισδιάστατη εκτύπωση με εξαίρεση τα ηλεκτρικά εξαρτήματα, καθώς τέτοιες διαστάσεις ήταν σημαντικές. Στο σχέδιο έδωσα περίπου 1-2 mm ανοχή για να ταιριάξω ομαλά όλα τα μέρη χωρίς να περιλαμβάνει δομή. Όλα τα πράγματα στη συνέχεια στερεώθηκαν στη θέση τους με μπουλόνια και παξιμάδια.

Όταν κοιτάζετε τη συναρμολόγηση, θα παρατηρήσετε ένα μεγάλο κενό χώρο στην πλατφόρμα, καθώς αυτό είναι για να καθίσει το Arduino και για να καθίσει το MPU6050.

Η εκτύπωση κάθε μέρους θα διαρκέσει 2-5 ώρες. Λάβετε αυτό υπόψη κατά το σχεδιασμό, διότι μπορεί να θέλετε να επανασχεδιάσετε για να μειώσετε τον χρόνο εκτύπωσης.

Βήμα 3: Κύκλωμα

Εδώ συζητάμε για το ηλεκτρικό κύκλωμα που ελέγχει τους κινητήρες. Έχω ένα σχηματικό από το Fritzing, το οποίο είναι ένα χρήσιμο λογισμικό που μπορείτε να κατεβάσετε εδώ. Είναι ένα πολύ χρήσιμο λογισμικό για τη δημιουργία ηλεκτρικών σχημάτων.

Ο πίνακας και τα σερβίς τροφοδοτούνται και από δύο μπαταρίες 9v, η κάθε μία από τις οποίες διατηρείται στην αντίστοιχη θήκη μπαταρίας. Τα καλώδια τροφοδοσίας και γείωσης των 3 σερβομηχανών θα πρέπει να ενωθούν και στη συνέχεια να συνδεθούν με τον αντίστοιχο πείρο τους στον ακροδέκτη βιδών 2 ακίδων για να τροφοδοτήσουν τα σερβίς. Ενώ το MPU6050 τροφοδοτείται μέσω του ακροδέκτη Arduino 5v. Ο πείρος σήματος του σερβο Yaw πηγαίνει στον πείρο 10, ο ακροδέκτης Pitch πηγαίνει στον ακροδέκτη 9 και ο πείρος σήματος του σερβο Roll πηγαίνει στον ακροδέκτη 8 στο Arduino.

Βήμα 4: Κωδικός

Εδώ είναι το διασκεδαστικό μέρος! Έχω επισυνάψει ένα αρχείο.rar που περιέχει τη 2 έκδοση του κώδικα για αυτό το έργο. που μπορείτε να βρείτε στο τέλος αυτού του βήματος. Ο κώδικας σχολιάζεται πλήρως για να δείτε και εσείς!

-Ο κωδικός είναι γραμμένος για το Arduino και είναι γραμμένος στο Arduino IDE. Το IDE μπορείτε να το βρείτε εδώ. Το IDE χρησιμοποιεί τις γλώσσες προγραμματισμού C/C ++. Ο κώδικας που γράφτηκε και αποθηκεύτηκε στο IDE είναι γνωστός ως σκίτσο και μέρος των σκίτσων μπορείτε να συμπεριλάβετε αρχεία από την τάξη καθώς και βιβλιοθήκες που βρίσκετε στο διαδίκτυο για τα στοιχεία σας.

Βήμα 5: Τρισδιάστατη εκτύπωση & συναρμολόγηση

Μόλις εκτυπωθούν οι 2 βραχίονες μαζί με την πλατφόρμα, μπορείτε να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση του γυροσκοπίου. Τα εξαρτήματα συγκρατούνται μεταξύ των σερβομηχανισμών που είναι τοποθετημένα σε κάθε βραχίονα και την πλατφόρμα με μπουλόνια και παξιμάδια. Μόλις συναρμολογηθεί, μπορείτε να τοποθετήσετε το Arduino και το MPU6050 στην πλατφόρμα και να ξεκινήσετε να ακολουθείτε το διάγραμμα κυκλώματος.

-Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές λειτουργούν με κωδικό g, ο οποίος λαμβάνεται χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα κοπής. Αυτό το πρόγραμμα θα λάβει το αρχείο.stl του τμήματος που δημιουργήσατε στο λογισμικό CAD και θα το μετατρέψει σε κώδικα για να διαβάσει και να εκτυπώσει το κομμάτι σας από τον εκτυπωτή. Μερικοί δημοφιλείς τεμαχιστές περιλαμβάνουν τον Cura και τον Prusa Slicer και υπάρχουν πολλοί περισσότεροι!

-Η τρισδιάστατη εκτύπωση απαιτεί πολύ χρόνο, αλλά μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τις ρυθμίσεις του τεμαχιστή. Για να αποφύγετε τους μεγάλους χρόνους εκτύπωσης, μπορείτε να εκτυπώσετε με πλήρωση 10% καθώς και να αλλάξετε την ποιότητα εκτύπωσης. Όσο υψηλότερη είναι η πλήρωση τόσο βαρύτερο θα είναι το κομμάτι αλλά θα είναι πιο συμπαγές και όσο χαμηλότερη είναι η ποιότητα τόσο περισσότερο θα παρατηρείτε γραμμές και ανώμαλη επιφάνεια στις εκτυπώσεις σας.