Αυτόνομος πυργίσκος Nerf Sentry: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Πριν από μερικά χρόνια, είδα ένα έργο που παρουσίαζε έναν ημιαυτόνομο πυργίσκο που θα μπορούσε να πυροβολήσει μόνος του κάποτε. Αυτό μου έδωσε την ιδέα να χρησιμοποιήσω μια κάμερα Pixy 2 για να αποκτήσω στόχους και στη συνέχεια να σκοτώσω αυτόματα το όπλο nerf, το οποίο στη συνέχεια θα μπορούσε να κλειδώσει και να πυροβολήσει μόνο του.

Αυτό το έργο χρηματοδοτήθηκε από το DFRobot.com

Απαιτούμενα μέρη:

Βηματικό μοτέρ DFRobot με κιβώτιο ταχυτήτων-

DFRobot Stepper Motor Driver-

DFRobot Pixy 2 Cam-

Βηματικό μοτέρ NEMA 17

Arduino Mega 2560

HC-SR04

Nerf Nitron

Βήμα 1: Τα εξαρτήματα

Για αυτό το έργο, το όπλο θα χρειαζόταν μάτια, οπότε επέλεξα να χρησιμοποιήσω το Pixy 2 λόγω του πόσο εύκολα μπορεί να διασυνδεθεί με την κεντρική πλακέτα. Τότε χρειάστηκα έναν μικροελεγκτή, οπότε επέλεξα ένα Arduino Mega 2560 λόγω του πόσες καρφίτσες έχει.

Δεδομένου ότι το όπλο χρειάζεται δύο άξονες, στρέψιμο και βήμα, απαιτεί δύο βηματικούς κινητήρες. Εξαιτίας αυτού, η DFRobot μου έστειλε τον διπλό πίνακα οδηγών κινητήρα DRV8825.

Βήμα 2: CAD

Ξεκίνησα φορτώνοντας το Fusion 360 και εισάγοντας έναν προσαρτημένο καμβά του πιστόλι nerf. Στη συνέχεια, δημιούργησα ένα συμπαγές σώμα από αυτόν τον καμβά. Αφού σχεδιάστηκε το όπλο, έφτιαξα μια πλατφόρμα με μερικά στηρίγματα που βασίζονται σε ρουλεμάν που θα επέτρεπαν στο όπλο να περιστρέφεται από αριστερά προς τα δεξιά. Τοποθέτησα ένα βηματικό μοτέρ δίπλα στην περιστρεφόμενη πλατφόρμα για να το οδηγήσω.

Αλλά το μεγαλύτερο ερώτημα είναι πώς να κάνεις το όπλο να ανεβοκατεβαίνει. Για αυτό, χρειάστηκε ένα γραμμικό σύστημα κίνησης με ένα σημείο προσαρτημένο στο κινούμενο μπλοκ και ένα άλλο σημείο στο πίσω μέρος του όπλου. Μια ράβδος θα συνέδεε τα δύο σημεία, επιτρέποντας στο πιστόλι να περιστρέφεται κατά μήκος του κεντρικού άξονα.

Μπορείτε να κατεβάσετε όλα τα απαραίτητα αρχεία εδώ:

www.thingiverse.com/thing:3396077

Βήμα 3: Κατασκευή των ανταλλακτικών

Σχεδόν όλα τα μέρη του σχεδιασμού μου προορίζονται για εκτύπωση 3D, οπότε χρησιμοποίησα τους δύο εκτυπωτές μου για να τα δημιουργήσω. Στη συνέχεια, δημιούργησα την κινητή πλατφόρμα χρησιμοποιώντας πρώτα το Fusion 360 για να δημιουργήσω τις απαραίτητες διαδρομές εργαλείων για το δρομολογητή μου CNC και έπειτα έκοψα το δίσκο από ένα φύλλο κόντρα πλακέ.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Αφού δημιουργήθηκαν όλα τα μέρη, ήρθε η ώρα να τα συναρμολογήσουμε. Ξεκίνησα συνδέοντας τα στηρίγματα ρουλεμάν στον περιστρεφόμενο δίσκο. Στη συνέχεια, ένωσα το γραμμικό συγκρότημα πίσσας περνώντας τις ράβδους αλουμινίου 6mm και τη ράβδο με σπείρωμα στα κομμάτια. Τέλος, στερέωσα το ίδιο το πιστόλι nerf με μια χαλύβδινη ράβδο και δύο στύλους κατασκευασμένους από εξωθήσεις αλουμινίου.

Βήμα 5: Προγραμματισμός

Τώρα για το πιο δύσκολο μέρος του έργου: προγραμματισμός. Ένα μηχάνημα εκτόξευσης βλήματος είναι πολύ περίπλοκο και τα μαθηματικά πίσω από αυτό μπορεί να προκαλέσουν σύγχυση. Ξεκίνησα γράφοντας βήμα-βήμα τη ροή του προγράμματος και τη λογική, περιγράφοντας λεπτομερώς τι θα συνέβαινε σε κάθε κατάσταση μηχανής. Οι διαφορετικές καταστάσεις έχουν ως εξής:

Αποκτήστε στόχο

Τοποθετήστε το όπλο

Ρυθμίστε τους κινητήρες

Πυροβόλησε το όπλο

Σβήστε τους κινητήρες

Η απόκτηση του στόχου περιλαμβάνει πρώτα τη ρύθμιση του Pixy για παρακολούθηση νέον ροζ αντικειμένων ως στόχων. Στη συνέχεια, το όπλο κινείται έως ότου ο στόχος επικεντρωθεί στην όψη του Pixy, όπου στη συνέχεια μετράται η απόσταση του από τη κάννη του όπλου στον στόχο. Χρησιμοποιώντας αυτήν την απόσταση, οι οριζόντιες και οι κάθετες αποστάσεις μπορούν να βρεθούν χρησιμοποιώντας μερικές βασικές τριγωνομετρικές συναρτήσεις. Ο κωδικός μου έχει μια συνάρτηση που ονομάζεται get_angle (), η οποία χρησιμοποιεί αυτές τις δύο αποστάσεις για να υπολογίσει πόση γωνία χρειάζεται για να χτυπήσει αυτόν τον στόχο.

Το πιστόλι στη συνέχεια μετακινείται σε αυτή τη θέση και ανάβει τους κινητήρες μέσω ενός MOSFET. Αφού περιστραφεί για πέντε δευτερόλεπτα, στη συνέχεια μετακινεί τον σερβοκινητήρα για να τραβήξει τη σκανδάλη. Στη συνέχεια, το MOSFET σβήνει τον κινητήρα και στη συνέχεια το πιστόλι nerf επιστρέφει στην αναζήτηση στόχων.

Βήμα 6: Διασκεδάζοντας

Έβαλα μια νέα ροζ κάρτα δείκτη στον τοίχο για να δοκιμάσω την ακρίβεια του όπλου. Τα πήγε καλά, καθώς το πρόγραμμά μου βαθμονομεί και προσαρμόζει τη γωνία για τη μετρούμενη απόσταση. Εδώ είναι ένα βίντεο που δείχνει την λειτουργία του όπλου.