Skannertårn og kanon: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Det var meningen at vi skulle lage en funksjonell prototype ved hjelp av noen forskjellige arduinosensorer, så vårt valg har vært å utvikle et tårn med en kanon som skyter en kule mot et objekt som skanneren har oppdaget.

Tårnets funksjon starter med konstant bevegelse av skanneren som gjør en 180 graders feiing, når den oppdager noe, beveger kanonen seg direkte til retningen som skanneren peker på og bruker to knapper, en for lasting og en annen for skyting, blir en kule avfyrt.

Det vil også vise de oppdagede objektene på skjermen via et radargrensesnitt.

Prosjekt av Jaume Guardiola og Damià Cusí

Trinn 1: Nødvendige materialer

BYGNINGSMATERIALER:

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

- 1x tre 0, 3 mm ark. Dimensjoner: 600 mm x 300 mm.

- 1x hengsel.

- Varmt lim.

- Epoksy bikomponent lim.

- Superlim.

- Trekloss.

- Strikk.

- Pennerør.

- Liten snor.

ELEKTRONISKE MATERIALER:

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

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

- 1x arduino nano.

- Tilkoblingskabel (rød, svart og hvit hvis mulig).

- Tinn.

- Sveiser.

Trinn 2: Design

Tårnets utvendige designtegninger ble laget på Autocad. Denne filen viser alle delene som trengs for den eksterne enheten som dekker kanonen og radarmekanismen.

Trinn 3: Laserskåret treplate

Med Autocad -filen er vi i stand til å laserskjære formene for bedre nøyaktighet og bedre utseende generelt, men de kan også være håndlaget for å trekke ut målingene fra filen.

Trinn 4: Monteringsinnledning

Kanonen vår vil bli delt i to hovedstrukturer. Det vil være en base som holder inne i alle servomotorer, tilkoblinger, samt arduino Nano-kortet; så er det den bevegelige kanonen på toppen, som holder en annen servomotor inne og skytemekanismen.

I dette trinnet fortsetter vi med å montere basen som vist på bildet, varmt lim eller epoksylim kan brukes. Hullet i midten er designet for å beholde servoen som vil bevege kanonen (den kan settes inn fra oversiden) og under den (ideelt sett koaksialt) monterer vi servoen som skal bevege ultralydssensoren.

Trinn 5: Kanondesign

For kanondesignen brukte vi noen firkantede trestykker og et par metakrylat-laserskårne deler. Du kan også finne Autocad -tegningen her.

For å montere det brukte vi varmt lim og forsterkninger av malertape, men det kan limes sammen slik du vil.

Kanonrøret er et vanlig pennerør og ammunisjonen vil være airsoft vanlig ammunisjon. Et elastisk bånd vil også bli brukt for å beholde den nødvendige spenningen for mekanismen for å skyte og en snor for å trekke skytteren opp når det må lastes på nytt.

Alle mål på tegningen er i millimeter; kanonspissen er hevet 3 mm fordi kulen alltid vil forbli på slutten av den og kan skytes bakfra. Det er også tilsatt litt lim på slutten for å holde kulen inne, men samtidig la skytteren treffe den.

Servoen på den øvre delen av kanonen er skyterutløsermekanismen og lademekanismen, festet til servoen er det en spak som i horisontal stilling vil forstyrre skytterbanen og holde den halvveis i å treffe kulen, og når den er hevet, vil den legg til litt spenning i skytemekanismen og løs kontakten med den på omtrent 30 grader, la den følge veien og skyte (se bildet ovenfor). For å laste på nytt må du trekke mekanismen opp igjen forbi 30 -graders punktet ved hjelp av strengen festet og deretter trykke på reload -knappen, som tar servoen tilbake til den opprinnelige horisontale posisjonen og holder skytteren på plass til den må bli skutt igjen.

Merk: å montere og konstruere kanonen uten presise verktøy er en prøve- og feiloppgave, det kan ta en stund å finne ut hvordan alt skal samhandle slik det trenger, en finjusteringsprosess er nødvendig mens du monterer det. Vi anbefaler på det sterkeste å bygge kanon- og radarkonstruksjonene når alt er tilkoblet og fungerer for å justere alle posisjoner riktig.

Trinn 6: Arduino -tilkoblinger

Dette er arduino -tilkoblingsordningen. I utgangspunktet er det 3 servoer som hver er koblet til bakken, 5V og pinnene 9, 10 og 11 tilsvarende (9 beveger radaren, 10 beveger kanonen, 11 flytter omlastingsspaken), og deretter nærhetssensoren knyttet til pinnene 2 og 3. På på toppen av det er det to knapper knyttet til pinne 4 og 5; de vil laste på nytt og skyte. Dette (bildet over) er tilkoblingsskjemaet som brukes.

Trinn 7: Koden

Det meste av koden angående radargrensesnittet, enten på Processing og Arduino, er referert til og hentet fra eksterne kilder, vårt arbeid var å tilpasse koden for å flytte alle delene av kanonen tilsvarende for å sikte et bestemt objekt på et designet område. All kode er inkludert i arduino- og behandlingsfilene ovenfor. Her er noen ting du må ta hensyn til:

Arduino -kode:

- I funksjonen aimobject () er det en linje: if (objectin> 10) {hvor verdien på 10 definerer "deteksjonsområdet". Hvis verdien senkes, vil kanonen sikte mot mindre objekter, men vil også lett bli påvirket av støy, hvis verdien er større vil den bare oppdage større objekter, men målet vil være mer nøyaktig for de større.

- I aimobject () -funksjonen er det en annen linje:

hvis (siste avstand <5) {

….

hvis (siste avstand <45) {

dette definerer den aktive sikteavstanden, du kan definere minimum og maksimal avstand (i centimeter) der kanonen vil sikte mot et objekt. Vi anser objekter lengre enn 45 cm for å være nesten uoppdagelige av ultralydsensoren med nøyaktighet, men det er opp til byggekvaliteten til ditt eget system.

Behandlingskode:

- Vi anbefaler ikke å endre oppløsningskoden for behandling, det vil ødelegge hele grensesnittet og vil være vanskelig å fikse.

- I prosesseringens oppsett er det en parameter som må byttes ut. (rundt linje 68).

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

COM9 må byttes ut med nummeret på din arduino -port. eksempel ("COM13"). Hvis Arduino ikke kjører eller porten ikke er riktig, vil behandlingen ikke starte.

- Vi endret noen parametere på Processing for å passe avstandene og rekkevidden vi trengte, og rundt linje 176:

hvis (distanse300) {

Dette er et unntak som fjerner noe støy fra ultralydssensoren vår. Den kan slettes avhengig av klarheten i signalet til din bestemte enhet eller endres for å slette et annet område.

Trinn 8: Monter alt opp

Nå som vi har koden som fungerer og "underenhetene" klare til montering, fortsetter vi å feste kanonen til servoen på midten av basen; ett av servotilbehøret må limes til undersiden av kanonen, ideelt sett på massesenteret for å unngå overdreven treghetskrefter.

Vi vil også montere ultralydsensoren med en tynn rem av tre og ett servotilbehør, slik at sensoren fortsetter å feie litt foran basen (de utskårne delene på forsiden av basen er utformet slik at sensoren kan feie 180 grader). Servoen må kanskje løftes litt opp, slik at du kan lage et lite standpunkt med alt du har til rådighet.

Trinn 9: Prøver å skyte noe

Nå er det på tide å prøve å se om du kan skyte noe! Hvis den ikke sikter riktig, bør du sannsynligvis ta kanonen ut og prøve å justere den med nærhetssensoren, det kan gjøres å skrive et lite program som setter dem begge i samme posisjon. Arduino -koden for justering av motorene er festet på toppen av dette trinnet.

(Bevegelsesområdet for bygningen vår er fra 0 til 160 grader, og vi anbefaler å beholde den på denne måten. Behandlingskoden er også tilpasset 160 grader, så den er sentrert på 80º).

Du kan laste ned en vedlagt video her hvor hele lastingen, sikten og skyteprosessen vises.

Trinn 10: Refleksjoner

Fra Jaume:

Jeg vil gjerne konstatere at det har vært morsommere enn forventet å gjøre et arduino -prosjekt. Arduino viste seg å være en veldig vennlig og enkel plattform å jobbe med, og på toppen av det veldig nyttig å raskt prøve nye ideer med liten eller ingen infrastruktur.

Å kunne eksperimentere med forskjellige sensorer og teknologi vi var så frakoblet med, har vært en døråpningsopplevelse for å legge til nytt og rikere innhold i prosjektene våre. Nå vil det i det minste være en mental barriere å utvikle elektronisk baserte produkter.

Fra designteknisk synspunkt har arduino vist seg å være en praktisk og gjennomførbar måte for raske prototyping av ideer lenger fra det formelle synspunktet og mer på den funksjonelle siden; Det er også ganske rimelig, så det kan spare selskaper for mye penger, og vi så det i vårt besøk på HP.

Teamarbeid har også vært et viktig poeng for oss om dette prosjektet, og forsterket at to virkelig forskjellige tankesett kan utfylle veldig bra for å gjøre et sterkere og mer komplett prosjekt totalt sett.

Fra Damia: På slutten av dette prosjektet har jeg flere ting jeg vil kommentere og forklare som en endelig konklusjon. Først av alt takker jeg den totale friheten til prosjektinnholdet som vi hadde fra begynnelsen, dette utfordret oss selv å slå på kreativiteten vår og prøve å finne en god måte å implementere mange ting som lærte i klassen til en funksjonell prototype. For det andre uttrykker jeg takknemlighet for formålet med denne typen prosjekter, jeg tror at vi er i et øyeblikk lever for å lære så mange ting som mulig, for i en fremtid kan vi kunne bruke all kunnskap. Og som jeg nevnte før, hadde vi friheten til å teste med forskjellige slags teknologiske ting for å forstå de grunnleggende funksjonene til det og hvordan det kan være nyttig for prototypeimplementering. Til slutt vil jeg si at hele Arduino -plattformen gjorde meg innse de uendelige måtene å bruke det og hvor enkelt (med grunnleggende kunnskap) kan være.