צריח סורק ותותח: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

נועדנו ליצור אב טיפוס פונקציונלי בעזרת כמה חיישני ארדואינו שונים ולכן הבחירה שלנו הייתה לפתח צריח עם תותח שיורה כדור לעבר אובייקט שהסורק זיהה.

תפקודו של הצריח מתחיל בתנועה המתמדת של הסורק בסחיפה של 180 מעלות, כאשר הוא מזהה משהו, התותח זז ומצביע ישירות לכיוון שאליו מצביע הסורק ומשתמש בשני כפתורים, אחד לטעינה ואחד עבור בירי, כדור נורה.

הוא גם יציג על המסך את האובייקטים שזוהו באמצעות ממשק מכ ם.

פרויקט מאת Jaume Guardiola ודמיה קוסי

שלב 1: חומרים דרושים

חומרי בנייה:

- 1x DIN A4 מתאקרילט 0, 4 מ מ גיליון.

- 1x גיליון עץ 0, 3 מ"מ. מידות: 600 מ"מ על 300 מ"מ.

- 1x ציר.

- דבק חם.

- דבק דו -רכיבי אפוקסי.

- דבק מגע.

- גוש עץ.

- תחבושת אלסטית.

- צינור עט.

- מחרוזת קטנה.

חומרים אלקטרוניים:

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

- 1x חיישן קרבה קולי HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- ננו ארדואינו 1x.

- חוט חיבור (אדום, שחור ולבן אם אפשר).

- פח.

- רתך.

שלב 2: עיצוב

ציורי העיצוב החיצוני של הצריח נעשו באוטוקאד. קובץ זה מציג את כל החלקים הדרושים למכלול החיצוני שיכסה את מנגנון התותח והמכ ם.

שלב 3: גיליון עץ בחיתוך לייזר

בעזרת קובץ Autocad אנו מסוגלים לחתוך את הצורות בלייזר לצורך דיוק טוב יותר ומראה טוב יותר באופן כללי אך ניתן גם לחלץ בעבודת יד את מידות הקובץ.

שלב 4: מבוא הרכבה

התותח שלנו יחולק לשני מבנים עיקריים. יהיה בסיס המחזיק בתוך כל מנועי הסרוו, החיבורים, כמו גם לוח הארדואינו ננו; ואז יש את התותח הנע למעלה, שמחזיק מנוע סרוו נוסף בפנים ואת מנגנון הירי.

בשלב זה אנו ממשיכים להרכיב את הבסיס כפי שמוצג בתמונה, ניתן להשתמש בדבק חם או בדבק אפוקסי. החור במרכז נועד לשמור את הסרוו שיזיז את התותח (ניתן להכניס אותו מהצד העליון) ומתחתיו (באופן אידיאלי בקואקסיאליות) נעלה את הסרוו שיניע את החיישן האולטראסוני.

שלב 5: עיצוב תותח

לעיצוב התותח השתמשנו בכמה נתחי עץ בריבוע וכמה חלקים חתוכים בלייזר במתאקרילט. תוכל למצוא כאן גם את ציור האוטוקאד.

להרכבתו השתמשנו בדבק חם וחיזוקים של סרט דבק, אך ניתן להדביק אותו בכל דרך שתרצו.

צינור התותח הוא צינור עט רגיל והתחמושת תהיה תחמושת רגילה של איירסופט. כמו כן, תשמש רצועה אלסטית כדי לשמור על המתח הנדרש למנגנון הירי ומחרוז למשוך את היורה כלפי מעלה בעת הטעינה מחדש.

כל המדידות בשרטוט הן במילימטרים; קצה התותח מורם 3 מ מ מכיוון שכך הכדור תמיד יישאר בקצהו וניתן לירות בו מאחור. כמו כן הוסיף מעט דבק בסוף כדי לשמור על הכדור בפנים אך בו זמנית נתן ליורה לפגוע בו.

הסרוו בחלקו העליון של התותח הוא מנגנון שחרור היריעה והטעינה מחדש, המחובר לסרוו יש מנוף שבמצב אופקי יפריע לנתיב היורה וישאיר אותו בחצי הדרך לפגוע בכדור, וכאשר הוא יוגבה, הוא הוסף מעט מתח למנגנון הירי ומגע בו רופף בסביבות 30 מעלות, ותן לו לעקוב אחר דרכו ולירות (ראה תמונה למעלה). כדי לטעון מחדש תצטרך למשוך את המנגנון בחזרה מעבר לנקודה של 30 מעלות באמצעות המחרוזת המצורפת ולאחר מכן ללחוץ על כפתור הטעינה מחדש, מה שיחזיר את הסרוו למצב האופקי ההתחלתי וישאיר את היורה במקומו עד שהוא צריך לירות שוב.

הערה: הרכבה והקמה של התותח ללא כלים מדויקים היא סוג של ניסוי וטעייה, זה יכול לקחת זמן להבין כיצד לגרום לכל דבר לקיים אינטראקציה כפי שהוא צריך, תהליך כוונון עדין נדרש בעת הרכבתו. אנו ממליצים בחום לבנות את מבני התותח והמכ ם כאשר הכל מחובר ופועל ליישור נכון של כל העמדות.

שלב 6: חיבורי Arduino

זוהי תכנית החיבור של arduino. בעיקרון יש 3 סרוו כל אחד מחובר לקרקע, 5V וסיכות 9, 10 ו -11 בהתאם (9 מזיז את המכ ם, 10 מזיז את התותח, 11 מזיז את ידית הטעינה), ולאחר מכן חיישן הקרבה קשור לפינים 2 ו -3. נוסף על כך יש שני כפתורים קשורים לסיכות 4 ו -5; אלה יטענו מחדש ויירו. זו (תמונה למעלה) היא סכמט החיבור המשמש.

שלב 7: הקוד

רוב הקוד בנוגע לממשק המכ ם, או על עיבוד וארדואינו, מופנה ומופק ממקורות חיצוניים, עבודתנו הייתה להתאים את הקוד כדי להזיז את כל חלקי התותח בהתאם כדי לכוון אובייקט מסוים על טווח מתוכנן. כל הקוד כלול בקבצי הארדואינו ובעיבוד למעלה, להלן מספר דברים שכדאי לקחת בחשבון:

קוד ארדואינו:

- בפונקציה aimobject () יש שורה: אם (objectin> 10) {שבו הערך 10 מגדיר את "טווח" הזיהוי. אם הערך יורד התותח יכוון לאובייקטים קטנים יותר אך גם יושפע בקלות מרעש, אם הערך גדול יותר הוא רק יזהה אובייקטים גדולים יותר אך המטרה תהיה מדויקת יותר עבור אלה הגדולים.

- לפונקציה aimobject () יש שורה נוספת:

אם (מרחק אחרון <5) {

….

אם (מרחק אחרון <45) {

זה מגדיר את המרחק הפעיל המכוון, אתה יכול להגדיר מרחק מינימלי ומקסימלי (בסנטימטרים) שבו התותח יכוון לאובייקט. אנו רואים בחפצים שאורכם יותר מ -45 ס מ כמעט בלתי ניתנים לזיהוי על ידי החיישן הקולי בדיוק, אך זה תלוי באיכות ההרכבה של המערכת שלכם.

קוד עיבוד:

- אנו לא ממליצים לשנות את קוד הרזולוציה של עיבוד, זה יבלבל את כל הממשק ויהיה קשה לתקן אותו.

- בהתקנת העיבוד יש פרמטר שצריך להחליף. (סביב קו 68).

myPort = סידורי חדש (זה, "COM9", 9600);

יש להחליף את COM9 במספר יציאת הארדואינו שלך. דוגמה ("COM13"). אם Arduino אינו פועל או שהיציאה אינה נכונה העיבוד לא יתחיל.

- שינינו כמה פרמטרים בעיבוד כך שיתאימו למרחקים וטווח הדרושים לנו, ובסביבות קו 176:

אם (מרחק 300) {

זהו יוצא מן הכלל המנקה קצת רעש שמייצר החיישן האולטראסוני שלנו, ניתן למחוק אותו בהתאם לבהירות האות של היחידה הספציפית שלך או לשנות אותו כדי לנקות טווח אחר.

שלב 8: הרכבת הכל

כעת, לאחר שהקוד פועל ו"רכבי המשנה "מוכנים להתקנה, נמשיך להצמיד את התותח לסרוו במרכז הבסיס; יש להדביק את אחד מאביזרי הסרוו בצד התחתון של התותח, באופן אידיאלי על מרכז המסה כדי להימנע מעודף כוחות אינרציה.

כמו כן נעלה את החיישן הקולי עם רצועת עץ דקה ואביזר סרוו אחד, כך שהחיישן ממשיך לטאטא מעט מעט לפני הבסיס (החלקים החתוכים בחזית הבסיס נועדו לאפשר לטאטא החיישן 180 מעלות). ייתכן שיהיה צורך להגביה מעט את הסרוו, כך שתוכל להתייצב עם כל מה שעומד לרשותך.

שלב 9: ניסיון לירות במשהו

עכשיו הגיע הזמן לנסות לראות אם אתה יכול לירות במשהו! אם הוא לא מכוון נכון כנראה שאתה צריך להוציא את התותח ולנסות ליישר אותו עם חיישן הקרבה, אפשר לעשות זאת בכתיבת תוכנית קטנה שמציבה את שניהם באותה מיקום. קוד הארדואינו ליישור המנועים מצורף על גבי שלב זה.

(טווח התנועה של המבנה שלנו הוא בין 0 ל -160 מעלות ואנו ממליצים לשמור אותו כך, קוד העיבוד מותאם גם ל -160 מעלות, כך שהוא מרוכז ב -80 מעלות).

אתה יכול להוריד כאן סרטון מצורף שבו כל תהליך הטעינה, הכוונה והירי מוצג.

שלב 10: רפלקסיות

מאת Jaume:

אני רוצה לציין שעשיית פרויקט ארדואינו הייתה מצחיקה מהצפוי. ארדואינו התגלתה כפלטפורמה ידידותית וקלה מאוד לעבודה, ובנוסף לכך שימושית מאוד לנסות במהירות רעיונות חדשים ללא מעט תשתית.

היכולת להתנסות בחיישנים וטכנולוגיה שונים שהיינו כל כך מנותקים הייתה חוויית פתיחת דלת להוסיף תוכן חדש ועשיר יותר לפרויקטים שלנו. כעת פיתוח מוצרים מבוססי אלקטרוניקה יהיה לפחות מחסום נפשי.

מבחינת הנדסת העיצוב, ארדואינו הוכיח את עצמו כדרך פרקטית וניתנת לביצוע רעיונות מהירים של אב טיפוס רחוק יותר מהבחינה הפורמלית ועוד בצד הפונקציונאלי; זה גם די זול כך שזה יכול לחסוך לחברות הרבה כסף וראינו בביקורנו ב- HP.

עבודת צוות הייתה גם נקודה חשובה עבורנו בפרויקט זה, וחיזקה ששני חשיבה שונים באמת יכולים להשלים ממש טוב כדי ליצור פרויקט חזק ומלא יותר בסך הכל.

מדמיה: בסוף הפרויקט הזה יש לי כמה דברים שאני רוצה להעיר ולהסביר כמסקנה סופית. קודם כל, אני מודה לחירות המוחלטת של תוכן הפרויקט שהיה לנו מההתחלה, זה אתגר את עצמנו להפעיל את היצירתיות שלנו ולנסות למצוא דרך טובה ליישם דברים רבים שלמדו בכיתה לאב טיפוס פונקציונלי. חי בשביל ללמוד כמה שיותר דברים, כי בעתיד אחד, נוכל ליישם את כל הידע. וכפי שציינתי קודם, הייתה לנו החירות לבדוק עם דברים טכנולוגיים מסוגים שונים כדי להבין את הפונקציות הבסיסיות של זה וכיצד זה יכול להיות שימושי ליישום אב טיפוס. לבסוף הייתי רוצה לומר שכל פלטפורמת ה- Arduino גרמה לי להבין את הדרכים האינסופיות להשתמש בו וכמה פשוט (עם ידע בסיסי) יכול להיות.