Tháp pháo và khẩu máy quét: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Chúng tôi dự định tạo ra một nguyên mẫu chức năng bằng cách sử dụng một số cảm biến arduino khác nhau, vì vậy lựa chọn của chúng tôi là phát triển một tháp pháo với một khẩu pháo có thể bắn một viên đạn tới một vật thể mà máy quét đã phát hiện được.

Chức năng của tháp pháo bắt đầu với sự di chuyển liên tục của máy quét thực hiện quét 180 độ, khi nó phát hiện thứ gì đó, khẩu pháo sẽ di chuyển trực tiếp theo hướng mà máy quét đang trỏ đến và sử dụng hai nút, một để tải và một để bắn, một viên đạn được bắn ra.

Nó cũng sẽ hiển thị trên màn hình các đối tượng được phát hiện thông qua giao diện radar.

Dự án của Jaume Guardiola và Damià Cusí

Bước 1: Vật liệu cần thiết

VẬT LIỆU XÂY DỰNG:

- 1x DIN A4 tấm methacrylate 0, 4mm.

- 1x Tấm gỗ 0, 3mm. Kích thước: 600mm x 300mm.

- 1x Bản lề.

- Keo nóng.

- Keo Epoxy bicomponent.

- Keo siêu dính.

- Khối gỗ.

- Ban nhạc đàn hồi.

- Ống bút.

- Chuỗi nhỏ.

VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ:

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

- Cảm biến tiệm cận siêu âm 1x HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Dây kết nối (đỏ, đen và trắng nếu có thể).

- Thiếc.

- Thợ hàn.

Bước 2: Thiết kế

Bản vẽ thiết kế bên ngoài tháp pháo được thực hiện trên Autocad. Tập tin này cho thấy tất cả các bộ phận cần thiết cho việc lắp ráp bên ngoài sẽ bao gồm khẩu pháo và cơ cấu radar.

Bước 3: Cắt Laser Tấm Gỗ

Với tệp Autocad, chúng tôi có thể cắt laser các hình dạng để có độ chính xác cao hơn và nhìn tổng thể đẹp hơn nhưng chúng cũng có thể được chiết xuất thủ công từ các phép đo từ tệp.

Bước 4: Giới thiệu lắp ráp

Pháo của chúng ta sẽ được chia thành hai cấu trúc chính. Sẽ có một đế giữ bên trong tất cả các động cơ servo, các kết nối, cũng như bo mạch arduino Nano; sau đó có một khẩu pháo chuyển động ở trên, giữ một động cơ servo khác bên trong và cơ chế bắn.

Bước này chúng ta tiến hành lắp ráp chân đế như trong ảnh, có thể dùng keo nóng hoặc keo epoxy. Lỗ ở giữa được thiết kế để giữ servo sẽ di chuyển pháo (có thể lắp nó từ phía trên) và bên dưới nó (lý tưởng là đồng trục), chúng tôi sẽ gắn servo sẽ di chuyển cảm biến siêu âm.

Bước 5: Thiết kế pháo

Đối với thiết kế khẩu pháo, chúng tôi sử dụng một số khối gỗ hình vuông và một vài bộ phận cắt bằng laser methacrylate. Bạn cũng có thể tìm thấy bản vẽ Autocad tại đây.

Để lắp ráp nó, chúng tôi đã sử dụng keo nóng và băng dính gia cố, nhưng nó có thể được dán lại với nhau theo bất kỳ cách nào bạn muốn.

Ống pháo là một ống bút thông thường và đạn sẽ là đạn airsoft thông thường. Ngoài ra, một sợi dây đàn hồi sẽ được sử dụng để giữ độ căng cần thiết cho cơ chế bắn và một sợi dây để kéo người bắn lên khi cần nạp đạn.

Tất cả các phép đo trong bản vẽ đều tính bằng milimét; đầu khẩu pháo được nâng lên 3mm vì theo cách này viên đạn sẽ luôn nằm ở cuối và có thể bắn từ phía sau. Ngoài ra, một chút keo đã được thêm vào ở cuối để giữ viên đạn bên trong nhưng đồng thời để người bắn trúng nó.

Servo ở phần trên của khẩu pháo là cơ chế nhả đạn và nạp đạn, gắn vào servo có một cần gạt ở vị trí nằm ngang sẽ cản trở đường đi của người bắn và giữ cho nó nửa đường trúng đạn và khi nâng lên, nó sẽ thêm một chút căng thẳng vào cơ chế chụp và tiếp xúc lỏng lẻo với nó ở góc gần 30 độ, để nó đi theo đường của nó và chụp (xem hình trên). Để tải lại, bạn sẽ phải kéo cơ chế quay ngược lại qua điểm 30 độ bằng cách sử dụng dây được gắn và sau đó nhấn nút tải lại, thao tác này sẽ đưa servo trở lại vị trí nằm ngang ban đầu và sẽ giữ người bắn tại chỗ cho đến khi cần bị bắn một lần nữa.

Lưu ý: việc lắp và chế tạo khẩu pháo mà không có dụng cụ chính xác là một nhiệm vụ thử và sai, có thể mất một lúc để tìm ra cách làm cho mọi thứ tương tác theo cách nó cần, cần có một quá trình tinh chỉnh trong khi lắp ráp nó. Chúng tôi đặc biệt khuyên bạn nên xây dựng các cấu trúc pháo và radar khi mọi thứ được kết nối và hoạt động để căn chỉnh đúng tất cả các vị trí.

Bước 6: Kết nối Arduino

Đây là sơ đồ kết nối arduino. Về cơ bản có 3 servo mỗi cái được kết nối với mặt đất, 5V và các chân 9, 10 và 11 tương ứng (9 di chuyển radar, 10 di chuyển pháo, 11 di chuyển cần nạp đạn), và sau đó cảm biến khoảng cách được gắn vào chân 2 và 3. Bật trên cùng có hai nút được buộc vào chân 4 và 5; chúng sẽ tải lại và khai hỏa. Đây (hình trên) là sơ đồ kết nối được sử dụng.

Bước 7: Mã

Hầu hết các mã liên quan đến giao diện radar, trên Xử lý và Arduino, đều được tham chiếu và trích xuất từ các nguồn bên ngoài, công việc của chúng tôi là điều chỉnh mã để di chuyển tất cả các bộ phận của khẩu pháo cho phù hợp nhằm nhắm vào một đối tượng nhất định trên phạm vi được thiết kế. Tất cả mã được bao gồm trong tệp arduino và tệp Xử lý ở trên, đây là một số điều cần xem xét:

Mã Arduino:

- Trong hàm aimobject () có một dòng: if (objectin> 10) {trong đó giá trị 10 xác định "phạm vi" phát hiện. Nếu giá trị bị hạ thấp, pháo sẽ nhắm vào các vật thể nhỏ hơn nhưng cũng dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn, nếu giá trị lớn hơn nó sẽ chỉ phát hiện các vật thể lớn hơn nhưng ngắm bắn sẽ chính xác hơn đối với những vật thể lớn hơn.

- Trong hàm aimobject () có một dòng khác:

if (lastdistance <5) {

….

if (lastdistance <45) {

điều này xác định khoảng cách chủ động nhắm mục tiêu, bạn có thể xác định khoảng cách tối thiểu và tối đa (tính bằng cm) mà pháo sẽ nhắm tới một đối tượng. Chúng tôi coi các vật thể xa hơn 45cm gần như không thể phát hiện được bằng cảm biến siêu âm với độ chính xác, nhưng tùy thuộc vào chất lượng xây dựng của hệ thống của riêng bạn.

Mã xử lý:

- Chúng tôi khuyên bạn không nên thay đổi mã độ phân giải của Xử lý, nó sẽ làm rối toàn bộ giao diện và rất khó sửa chữa.

- Trong thiết lập của quá trình xử lý, có một tham số cần được thay thế. (khoảng dòng 68).

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

COM9 phải được thay thế bằng số cổng arduino của bạn. ví dụ ("COM13"). Nếu Arduino không chạy hoặc cổng không chính xác, quá trình xử lý sẽ không bắt đầu.

- Chúng tôi đã thay đổi một số thông số trên Xử lý để phù hợp với khoảng cách và phạm vi chúng tôi cần và xung quanh dòng 176:

nếu (khoảng cách 300) {

Đây là một ngoại lệ giúp xóa một số tiếng ồn do cảm biến siêu âm của chúng tôi tạo ra, nó có thể bị xóa tùy thuộc vào độ rõ ràng của tín hiệu của thiết bị cụ thể của bạn hoặc được thay đổi để xóa một phạm vi khác.

Bước 8: Gắn mọi thứ lên

Bây giờ chúng ta đã có mã hoạt động và các "cụm lắp ghép phụ" đã sẵn sàng được lắp, chúng ta sẽ tiến hành gắn khẩu pháo vào servo ở trung tâm của đế; một trong những phụ kiện trợ động phải được dán vào mặt dưới của khẩu pháo, lý tưởng nhất là trên khối tâm để tránh lực quán tính dư thừa.

Chúng tôi cũng sẽ gắn cảm biến siêu âm với một dây đeo bằng gỗ mỏng và một phụ kiện servo, vì vậy cảm biến sẽ tiếp tục quét một chút ở phía trước của đế (các phần cắt ra ở phía trước của đế được thiết kế để cho phép cảm biến quét 180 độ). Servo có thể cần được nâng lên một chút, vì vậy bạn có thể tạo ra một chút đứng vững với bất cứ thứ gì bạn có theo ý của bạn.

Bước 9: Cố gắng chụp thứ gì đó

Bây giờ là lúc để thử xem bạn có thể bắn thứ gì không! Nếu nó không nhắm chính xác, bạn có thể nên lấy khẩu pháo ra và cố gắng căn chỉnh nó với cảm biến khoảng cách, bạn có thể viết một chương trình nhỏ để đặt cả hai khẩu vào cùng một vị trí. Mã arduino để căn chỉnh động cơ được đính kèm trên đầu bước này.

(Phạm vi chuyển động của bản dựng của chúng tôi là từ 0 đến 160 độ và chúng tôi khuyên bạn nên giữ nó theo cách này, mã xử lý cũng được điều chỉnh cho 160 độ, vì vậy nó được căn giữa ở 80º).

Bạn có thể tải xuống video đính kèm tại đây, nơi hiển thị toàn bộ quá trình tải lại, ngắm và bắn.

Bước 10: Phản xạ

Từ Jaume:

Tôi muốn nói rằng thực hiện một dự án arduino vui hơn mong đợi. Arduino hóa ra là một nền tảng thực sự thân thiện và dễ sử dụng, và trên hết là thực sự hữu ích để nhanh chóng thử nghiệm các ý tưởng mới với ít hoặc không có cơ sở hạ tầng.

Có thể thử nghiệm với các cảm biến và công nghệ khác nhau mà chúng tôi rất mất kết nối đã là một trải nghiệm mở ra cánh cửa để thêm nội dung mới và phong phú hơn vào các dự án của chúng tôi. Giờ đây, việc phát triển các sản phẩm dựa trên điện tử ít nhất sẽ ít gặp rào cản về mặt tinh thần.

Từ quan điểm kỹ thuật thiết kế, arduino đã được chứng minh là một cách thực tế và khả thi cho các ý tưởng tạo mẫu nhanh hơn từ quan điểm chính thức và hơn thế nữa về mặt chức năng; nó cũng khá phải chăng vì vậy nó có thể tiết kiệm cho các công ty rất nhiều tiền và chúng tôi đã thấy trong chuyến thăm của chúng tôi đến HP.

Làm việc theo nhóm cũng là một điểm quan trọng đối với chúng tôi về dự án này, củng cố rằng hai tư duy thực sự khác nhau có thể bổ sung thực sự tốt để tạo nên một dự án tổng thể mạnh mẽ hơn và hoàn thiện hơn.

Từ Damia: Vào cuối dự án này, tôi có một số điều muốn nhận xét và giải thích như một kết luận cuối cùng. để phát huy khả năng sáng tạo của chúng tôi và cố gắng tìm ra một cách tốt để triển khai nhiều thứ đã học trên lớp thành một nguyên mẫu chức năng. sống để học càng nhiều điều càng tốt, bởi vì trong một tương lai, chúng ta có thể áp dụng tất cả kiến thức. Và như tôi đã đề cập trước đây, chúng tôi có quyền tự do thử nghiệm với các loại công nghệ khác nhau để hiểu các chức năng cơ bản của nó và cách nó có thể hữu ích cho việc triển khai nguyên mẫu. nhận ra vô số cách để sử dụng nó và mức độ đơn giản (với kiến thức cơ bản) có thể được thực hiện.