Scanner Turret and Cannon: 10 Steps (with Pictures)

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Σκοπός μας ήταν να φτιάξουμε ένα λειτουργικό πρωτότυπο χρησιμοποιώντας διάφορους αισθητήρες arduino, οπότε η επιλογή μας ήταν να αναπτύξουμε έναν πυργίσκο με ένα κανόνι που πυροβολεί μια σφαίρα σε ένα αντικείμενο που έχει εντοπίσει ο σαρωτής.

Η λειτουργία του πυργίσκου ξεκινά με τη συνεχή κίνηση του σαρωτή που κάνει σάρωση 180 μοιρών, όταν εντοπίσει κάτι, το κανόνι κινείται δείχνοντας κατευθείαν την κατεύθυνση που δείχνει ο σαρωτής και χρησιμοποιώντας δύο κουμπιά, ένα για φόρτωση και ένα άλλο για πυροβολώντας, μια σφαίρα πυροβολείται.

Θα εμφανίσει επίσης στην οθόνη τα ανιχνευμένα αντικείμενα μέσω μιας διεπαφής ραντάρ.

Έργο των Jaume Guardiola και Damià Cusí

Βήμα 1: Απαιτούνται υλικά

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ:

- 1x φύλλο μεθακρυλικού DIN A4 0, 4mm.

- 1x Ξύλινο φύλλο 0, 3mm. Διαστάσεις: 600mm x 300mm.

- 1x Μεντεσέ.

- Ζεστή κόλλα.

Εποξειδική κόλλα δύο συστατικών.

- Υπερκόλλα.

- Ξύλινο μπλοκ.

- Ελαστική ζώνη.

- Σωλήνας στυλό.

- Μικρή χορδή.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ:

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

- 1x αισθητήρας εγγύτητας υπερήχων HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Σύρμα σύνδεσης (κόκκινο, μαύρο και άσπρο αν είναι δυνατόν).

- κασσίτερος.

- Συγκολλητής.

Βήμα 2: Σχεδιασμός

Τα σχέδια εξωτερικού σχεδιασμού του πυργίσκου έγιναν στο Autocad. Αυτό το αρχείο εμφανίζει όλα τα μέρη που απαιτούνται για την εξωτερική συναρμολόγηση που θα καλύψουν τον μηχανισμό πυροβόλων και ραντάρ.

Βήμα 3: Ξύλινο φύλλο κομμένο με λέιζερ

Με το αρχείο Autocad είμαστε σε θέση να κόψουμε τα σχήματα με λέιζερ για καλύτερη ακρίβεια και καλύτερη εμφάνιση συνολικά, αλλά μπορούν επίσης να είναι χειροποίητα, εξάγοντας τις μετρήσεις από το αρχείο.

Βήμα 4: Εισαγωγή συναρμολόγησης

Το κανόνι μας θα χωριστεί σε δύο κύριες δομές. Θα υπάρχει μια βάση που συγκρατεί όλους τους σερβοκινητήρες, τις συνδέσεις, καθώς και τον πίνακα arduino Nano. στη συνέχεια, υπάρχει το κινούμενο κανόνι στην κορυφή, κρατώντας ένα άλλο σερβοκινητήρα μέσα και τον μηχανισμό λήψης.

Σε αυτό το βήμα προχωρούμε στη συναρμολόγηση της βάσης όπως φαίνεται στη φωτογραφία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί θερμή κόλλα ή εποξειδική κόλλα. Η τρύπα στο κέντρο έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί το σερβο που θα κινεί το κανόνι (μπορεί να εισαχθεί από την πάνω πλευρά) και κάτω από αυτό (ιδανικά ομοαξονικά) θα τοποθετήσουμε το σερβο που θα μετακινήσει τον αισθητήρα υπερήχων.

Βήμα 5: Σχεδιασμός κανόνων

Για τον σχεδιασμό του πυροβόλου χρησιμοποιήσαμε μερικά τετράγωνα κομμάτια ξύλου και μερικά μέρη με μεθακρυλικό κόψιμο με λέιζερ. Μπορείτε επίσης να βρείτε το σχέδιο Autocad εδώ.

Για να το συναρμολογήσουμε χρησιμοποιήσαμε θερμή κόλλα και ενισχυτικά ταινίας κάλυψης, αλλά μπορεί να κολληθεί μεταξύ τους με όποιον τρόπο θέλετε.

Ο σωλήνας κανονιού είναι ένας κανονικός σωλήνας στυλό και το πυρομαχικό θα είναι κανονικό πυρομαχικό airsoft. Επίσης, μια ελαστική ταινία θα χρησιμοποιηθεί για να διατηρήσει την απαιτούμενη τάση για να πυροβολήσει ο μηχανισμός και μια χορδή για να τραβήξει το σκοπευτή προς τα πάνω όταν πρέπει να γίνει επαναφόρτωση.

Όλες οι μετρήσεις στο σχέδιο είναι σε χιλιοστά. το άκρο του πυροβόλου σηκώνεται 3 χιλιοστά γιατί έτσι η σφαίρα θα παραμένει πάντα στο τέλος της και μπορεί να πυροβοληθεί από πίσω. Επίσης λίγη κόλλα έχει προστεθεί στο τέλος για να κρατήσει τη σφαίρα μέσα αλλά ταυτόχρονα να αφήσει τον σκοπευτή να την χτυπήσει.

Το σερβο στο επάνω μέρος του πυροβόλου είναι ο μηχανισμός απελευθέρωσης και επαναφόρτωσης του σκοπευτή, προσαρτημένος στο σερβο υπάρχει ένας μοχλός που σε οριζόντια θέση θα παρεμβαίνει στη διαδρομή του σκοπευτή και θα τον κρατά μέχρι τη μέση να χτυπήσει τη σφαίρα και, όταν σηκωθεί, θα προσθέστε λίγη ένταση στο μηχανισμό λήψης και χαλαρή επαφή μαζί του σε περίπου 30 μοίρες, αφήνοντάς το να ακολουθήσει την πορεία του και να τραβήξει (δείτε την εικόνα παραπάνω). Για να φορτώσετε ξανά, θα πρέπει να τραβήξετε τον μηχανισμό πίσω πάνω από το σημείο 30 μοιρών χρησιμοποιώντας τη συστοιχία που είναι προσαρτημένη και στη συνέχεια να πατήσετε το κουμπί επαναφόρτωσης, το οποίο θα επαναφέρει το σερβο στην αρχική οριζόντια θέση και θα διατηρήσει το σκοπευτή στη θέση του μέχρι να χρειαστεί πυροβοληθεί ξανά.

Σημείωση: η τοποθέτηση και η κατασκευή του πυροβόλου χωρίς ακριβή εργαλεία είναι ένα είδος δοκιμής και σφάλματος, μπορεί να χρειαστεί λίγος χρόνος για να καταλάβουμε πώς να αλληλεπιδράσουν όλα όπως πρέπει, απαιτείται μια λεπτή διαδικασία συντονισμού κατά τη συναρμολόγησή του. Σας συμβουλεύουμε ανεπιφύλακτα να κατασκευάσετε τις δομές πυροβόλων και ραντάρ όταν όλα είναι συνδεδεμένα και λειτουργούν για να ευθυγραμμιστούν σωστά όλες οι θέσεις.

Βήμα 6: Συνδέσεις Arduino

Αυτό είναι το σχήμα σύνδεσης arduino. Βασικά υπάρχουν 3 σερβό το καθένα συνδεδεμένο στο έδαφος, 5V και οι ακίδες 9, 10 και 11 αντίστοιχα (9 κινεί το ραντάρ, 10 μετακινεί το κανόνι, 11 μετακινεί το μοχλό επαναφόρτισης) και στη συνέχεια ο αισθητήρας εγγύτητας είναι συνδεδεμένος με τις ακίδες 2 και 3. πάνω από αυτό υπάρχουν δύο κουμπιά δεμένα στις ακίδες 4 και 5. αυτά θα φορτωθούν ξανά και θα ενεργοποιηθούν. Αυτό (η εικόνα παραπάνω) είναι το σχηματικό σχήμα σύνδεσης που χρησιμοποιείται.

Βήμα 7: Ο κώδικας

Ο περισσότερος κώδικας σχετικά με τη διεπαφή ραντάρ, είτε στο Processing και στο Arduino, αναφέρεται και εξάγεται από εξωτερικές πηγές, η δουλειά μας ήταν να προσαρμόσουμε τον κώδικα για να μετακινήσουμε όλα τα μέρη του πυροβόλου ανάλογα, ώστε να στοχεύσουμε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο σε ένα σχεδιασμένο εύρος. Όλος ο κώδικας περιλαμβάνεται στα παραπάνω αρχεία arduino και Processing, εδώ είναι μερικά πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη:

Κωδικός Arduino:

- Στη συνάρτηση aimobject () υπάρχει μια γραμμή: if (objectin> 10) {όπου η τιμή 10 ορίζει το "εύρος" ανίχνευσης. Εάν μειωθεί η τιμή, το κανόνι θα στοχεύει σε μικρότερα αντικείμενα αλλά θα επηρεάζεται επίσης εύκολα από τον θόρυβο, αν η τιμή είναι μεγαλύτερη θα ανιχνεύει μόνο μεγαλύτερα αντικείμενα αλλά ο στόχος θα είναι πιο ακριβής για τα μεγαλύτερα.

- Στη συνάρτηση aimobject () υπάρχει άλλη γραμμή:

εάν (τελευταία απόσταση <5) {

….

αν (τελευταία απόσταση <45) {

αυτό ορίζει την ενεργή απόσταση στόχευσης, μπορείτε να ορίσετε ελάχιστη και μέγιστη απόσταση (σε εκατοστά) στην οποία το κανόνι θα στοχεύει σε ένα αντικείμενο. Θεωρούμε ότι τα αντικείμενα πέρα από τα 45 εκατοστά δεν είναι σχεδόν ανιχνεύσιμα από τον αισθητήρα υπερήχων με ακρίβεια, αλλά εξαρτάται από την ποιότητα κατασκευής του δικού σας συστήματος.

Κωδικός επεξεργασίας:

- Δεν συνιστούμε να αλλάξετε τον κωδικό ανάλυσης της Επεξεργασίας, θα χαλάσει ολόκληρη η διεπαφή και θα είναι δύσκολο να διορθωθεί.

- Κατά τη ρύθμιση της επεξεργασίας υπάρχει μια παράμετρος που πρέπει να αντικατασταθεί. (γύρω στη γραμμή 68).

myPort = νέο Σειριακό (αυτό, "COM9", 9600);

Το COM9 πρέπει να αντικατασταθεί με τον αριθμό της θύρας arduino. παράδειγμα ("COM13"). Εάν το Arduino δεν εκτελείται ή η θύρα δεν είναι σωστή, η επεξεργασία δεν ξεκινά.

- Αλλάξαμε ορισμένες παραμέτρους στο Processing για να ταιριάξουμε τις αποστάσεις και το εύρος που χρειαζόμασταν, και γύρω από τη γραμμή 176:

εάν (απόσταση300) {

Αυτή είναι μια εξαίρεση που καθαρίζει κάποιο θόρυβο που παράγεται από τον αισθητήρα υπερήχων, μπορεί να διαγραφεί ανάλογα με τη διαύγεια του σήματος της συγκεκριμένης μονάδας σας ή να αλλάξει για να διαγράψει ένα άλλο εύρος.

Βήμα 8: Τοποθέτηση των πάντων επάνω

Τώρα που έχουμε τον κώδικα σε λειτουργία και τα "υποσυστήματα" έτοιμα για τοποθέτηση, θα προχωρήσουμε στην προσάρτηση του πυροβόλου στο σερβο στο κέντρο της βάσης. ένα από τα σερβο αξεσουάρ πρέπει να κολληθεί στην κάτω πλευρά του πυροβόλου, ιδανικά στο κέντρο της μάζας για να αποφευχθούν οι υπερβολικές αδρανειακές δυνάμεις.

Θα τοποθετήσουμε επίσης τον υπερηχητικό αισθητήρα με ένα λεπτό λουρί ξύλου και ένα σερβο αξεσουάρ, έτσι ώστε ο αισθητήρας να σαρώνει λίγο μπροστά από τη βάση (τα κομμένα μέρη στο μπροστινό μέρος της βάσης έχουν σχεδιαστεί για να επιτρέπουν στον αισθητήρα να σαρώνει 180 μοίρες). Το σερβο μπορεί να χρειαστεί να σηκωθεί λίγο, ώστε να μπορείτε να κάνετε μια μικρή στάση με ό, τι έχετε στη διάθεσή σας.

Βήμα 9: Προσπαθώντας να πυροβολήσετε κάτι

Τώρα ήρθε η ώρα να προσπαθήσετε να δείτε αν μπορείτε να τραβήξετε κάτι! Εάν δεν στοχεύει σωστά, πιθανότατα θα πρέπει να βγάλετε το κανόνι έξω και να προσπαθήσετε να το ευθυγραμμίσετε με τον αισθητήρα εγγύτητας, μπορεί να γίνει γράφοντας ένα μικρό πρόγραμμα που τα βάζει και τα δύο στην ίδια θέση. Ο κωδικός arduino για την ευθυγράμμιση των κινητήρων επισυνάπτεται πάνω από αυτό το βήμα.

(Το εύρος κίνησης της κατασκευής μας είναι από 0 έως 160 μοίρες και σας συμβουλεύουμε να το διατηρήσετε με αυτόν τον τρόπο, ο κώδικας επεξεργασίας προσαρμόζεται επίσης για 160 μοίρες, έτσι ώστε να επικεντρώνεται σε 80º).

Μπορείτε να κατεβάσετε ένα συνημμένο βίντεο εδώ, όπου εμφανίζεται ολόκληρη η διαδικασία επαναφόρτωσης, στόχευσης και λήψης.

Βήμα 10: Αντανακλάσεις

Από τον Jaume:

Θα ήθελα να δηλώσω ότι το να κάνω ένα έργο arduino ήταν πιο αστείο από το αναμενόμενο. Το Arduino αποδείχθηκε μια πραγματικά φιλική και εύκολη πλατφόρμα για εργασία, και επιπλέον χρήσιμη για να δοκιμάσετε γρήγορα νέες ιδέες με ελάχιστη έως καθόλου υποδομή.

Το να πειραματιζόμαστε με διαφορετικούς αισθητήρες και τεχνολογία με την οποία αποσυνδεθήκαμε ήταν μια εμπειρία ανοίγματος πόρτας για να προσθέσουμε νέο και πιο πλούσιο περιεχόμενο στα έργα μας. Τώρα η ανάπτυξη προϊόντων με βάση την ηλεκτρονική θα είναι τουλάχιστον ένα λιγότερο διανοητικό εμπόδιο.

Από την άποψη της σχεδιαστικής μηχανικής, το arduino έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας πρακτικός και εφικτός τρόπος γρήγορης δημιουργίας πρωτοτύπων ιδεών πέρα από την επίσημη άποψη και περισσότερο από τη λειτουργική πλευρά. είναι επίσης αρκετά προσιτό, ώστε να μπορεί να εξοικονομήσει εταιρείες πολλά χρήματα και είδαμε στην επίσκεψή μας στην HP.

Η ομαδική εργασία ήταν επίσης ένα σημαντικό σημείο για εμάς σχετικά με αυτό το έργο, ενισχύοντας ότι δύο πραγματικά διαφορετικές νοοτροπίες μπορούν να συμπληρώσουν πολύ καλά για να κάνουν ένα ισχυρότερο και πιο ολοκληρωμένο έργο συνολικά.

Από τη Damia: Στο τέλος αυτού του έργου έχω πολλά πράγματα που θέλω να σχολιάσω και να εξηγήσω ως τελικό συμπέρασμα. Πρώτα απ 'όλα, ευχαριστώ τη συνολική ελευθερία του περιεχομένου του έργου που είχαμε από την αρχή, αυτό αμφισβήτησε τον εαυτό μας να ενεργοποιήσουμε τη δημιουργικότητά μας και να προσπαθήσουμε να βρούμε έναν καλό τρόπο για να υλοποιήσουμε πολλά πράγματα που έμαθαν στην τάξη σε ένα λειτουργικό πρωτότυπο. Δεύτερον, εκφράζω την ευγνωμοσύνη μου για τον σκοπό αυτού του είδους των έργων, νομίζω ότι βρισκόμαστε σε μια στιγμή του δικού μας ζει για να μάθει όσο το δυνατόν περισσότερα πράγματα, γιατί σε ένα μέλλον, θα μπορούσαμε να εφαρμόσουμε όλη τη γνώση. Και όπως ανέφερα προηγουμένως, είχαμε την ελευθερία να δοκιμάσουμε με διαφορετικά είδη τεχνολογικών στοιχείων για να κατανοήσουμε τις βασικές λειτουργίες του και πώς θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για την εφαρμογή πρωτοτύπου. Τέλος, θα ήθελα να πω ότι όλη η πλατφόρμα Arduino με έκανε συνειδητοποιήστε τους άπειρους τρόπους χρήσης του και πόσο απλό (με βασικές γνώσεις) μπορεί να είναι.