Mục lục:
- Bước 1: Thiết kế tổng thể
- Bước 2: Thiết lập Raspberry Pi Zero
- Bước 3: Nối dây các bộ phận
- Bước 4: Các bộ phận in
- Bước 5: Công tắc nam châm và cây sậy
- Bước 6: Kiểm tra
- Bước 7: Kết luận
Video: Pi Catapult: 7 bước (có hình ảnh)
2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36
Hàng năm vào thứ bảy cuối cùng của tháng 10, Bảo tàng lịch sử Cantigny tổ chức cuộc thi bắn súng nghiệp dư. Đây là một cuộc thi tuyệt vời cho phép tất cả những người đến chế tạo và bắn máy phóng trong khi cạnh tranh ở 3 hạng mục khác nhau: khoảng cách, nhóm bắn và độ chính xác. Để biết thêm thông tin về cuộc thi, vui lòng truy cập trang web của họ tại https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c… Đối với cuộc thi năm nay, nhóm của tôi, Pi Throwers, đã quyết định sử dụng Raspberry Pi để trợ giúp phát hành phần ném của chúng tôi.
Trong thiết kế của chúng tôi, chúng tôi có một bộ cảm biến được giám sát bởi Raspberry Pi Zero Wireless. Sau khi trang bị máy phóng và kéo thả, Raspberry Pi sẽ kiểm soát thời điểm quả bóng chày sẽ được thả. Sử dụng quy trình đơn giản này, chúng tôi đã có thể đứng ở vị trí thứ hai với khoảng cách 186 feet.
Có thể hướng dẫn này sẽ thảo luận về thiết kế, phát triển và triển khai bộ điều khiển Raspberry Pi và các thiết bị điện tử liên quan. Mặc dù tôi không trình bày về tòa nhà của máy bắn đá năm nay, hãy tìm một người hướng dẫn sau khi bắt đầu năm mới về thiết kế và xây dựng máy bắn đá của những năm tiếp theo.
Chỉ để cho vui, tôi đã gửi kèm một video về cú sút chân dài 186 của chúng tôi. Tôi hy vọng bạn vui.
Tôi cũng muốn cảm ơn các đồng đội của tôi trong năm nay: Steven Bob và Gus Menoudakis.
Bước 1: Thiết kế tổng thể
Trong cuộc thi năm ngoái, chúng tôi đã gặp phải một số khó khăn khi nhận được các bản phát hành nhất quán cho máy phóng của chúng tôi. Là một người rất ham chơi, theo lời vợ, tôi quyết định sử dụng kỹ năng của mình với thiết bị điện tử và chi phí cực thấp của một chiếc Raspberry Pi Zero (5 đô la) để thêm điều khiển máy tính.
Dưới đây là toàn bộ quá trình bắn máy phóng. Đầu tiên, hãy bật số Pi. Thứ hai, kết nối với điểm phát sóng không dây của Pi với iPhone của tôi và khởi động Ứng dụng Catapult của tôi. Tiếp theo, cuộn dây máy phóng và thiết lập bản phát hành. Nạp máy phóng và đặt bộ kích hoạt. Trang bị máy phóng với ứng dụng. Khi bạn đã sẵn sàng bắn máy phóng, hãy kéo thả. Giờ đây, Pi, bằng cách sử dụng các cảm biến nhúng, nhả cò súng vào đúng thời điểm và quả bóng được giải phóng.
Bước 2: Thiết lập Raspberry Pi Zero
Có ba bước chính cần thiết để thiết lập Raspberry Pi để sử dụng trong máy phóng. Đầu tiên là thêm kết nối vào các tấm đệm nguồn nằm ở mặt sau của Pi. Thứ hai là thiết lập Pi làm điểm nóng. Bước cuối cùng là phát triển một chương trình bằng Python sẽ tương tác với ứng dụng điều khiển, đọc các cảm biến và bắn máy phóng khi cần thiết.
Kết nối nguồn
- Đốt mỏ hàn của bạn.
- Lấy một bộ dây khổ 16-18 để kết nối nguồn. Tôi luôn sử dụng dây màu đỏ cho kết nối tích cực. Tôi cũng sử dụng dây có một đầu nối ở một đầu để tôi có thể tháo cây thông khỏi máy bắn đá.
- Dải một ít dây và thiếc các đầu.
- Hàn trước các miếng đệm nơi bạn sẽ kết nối nguồn điện. Tôi không biết số hiệu của miếng đệm nhưng tôi đã chỉ ra miếng đệm nào để sử dụng trong hình.
- Hàn các dây vào Pi. Tôi thấy bước này rất dễ dàng nếu bạn cố định Pi và giữ một dây trên miếng đệm được hàn. Sau đó, tôi áp dụng sắt hàn vào dây trong khi ấn xuống miếng đệm. Khi bạn cảm thấy chất hàn trên dây nóng chảy, hãy giải phóng áp lực.
- Lặp lại với dây thứ hai.
- Kiểm tra xem có quần đùi nào không. Hiện tượng đoản mạch xảy ra nếu dây hoặc vật hàn từ cả hai miếng đệm chạm vào nhau. Nếu điều này xảy ra, hãy làm nóng vật hàn, tháo dây và thử lại.
Điểm nóng
Mặc dù tôi có thể thực hiện tất cả các bước để thiết lập một điểm nóng, nhưng có những người khác đã hoàn thành công việc tốt hơn. Tôi đã liệt kê một số trang web với hướng dẫn từng bước.
RaspberryPi.org
Frillip.com
Chương trình Python
Một chương trình Python được sử dụng để kiểm soát cấu hình và kích hoạt của máy phóng. Chương trình, nằm bên dưới, được chạy trên Pi và cho phép bạn cấu hình và điều khiển máy phóng. Chương trình này được thêm vào thư mục người dùng cục bộ và chạy mỗi khi Pi được khởi động bằng cách thêm một mục nhập trong /etc/rc.local. Chương trình này thiết lập một máy chủ mạng mà tôi kết nối bằng ứng dụng được phát triển cho iPhone của tôi. Bạn cũng có thể sử dụng telnet và kết nối với cổng 9999 trên Pi. Sau đó, bạn có thể sử dụng các lệnh văn bản để ảnh hưởng tương tự như ứng dụng của tôi.
Chương trình Node-Red
Như một phần bổ sung cho chương trình Python, tôi đã tạo một chương trình Node-Red có chức năng tương tự nhưng nó sử dụng giao diện web. Vì Rasbian, hệ điều hành được đề xuất cho Raspberry Pi, bao gồm Node-Red như một phần của quá trình cài đặt, tôi nghĩ đây có thể là một bổ sung tốt. Sao chép nội dung của tệp catapult.json vào khay nhớ tạm của bạn, mở Node-Red trên Pi mà bạn định sử dụng cho máy phóng của mình, chọn Nhập-> Bảng tạm từ menu bên phải và dán mã vào đó. Bây giờ tất cả những gì bạn cần làm là triển khai mã và kết nối với địa chỉ IP của Pi cho giao diện người dùng. Trong trường hợp của tôi, đó là https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, địa chỉ IP của bạn sẽ rất.
Bước 3: Nối dây các bộ phận
Mặc dù trông có vẻ như một mớ hỗn độn, nhưng thực tế hệ thống đi dây khá thẳng về phía trước. Sơ đồ PowerPoint được thực hiện kém cho thấy tất cả các kết nối. Các bộ phận cần thiết được liệt kê dưới đây.
Danh sách các bộ phận
- Raspberry Pi Zero Wireless - $ 5
- Thẻ micro SD 16 GB - $ 8-10
- Uxcell DC12V 25N Lực kéo đẩy 2 dây Solenoid, Nam châm điện, Bộ truyền động 10 mm - $ 18
- eBoot 6 Pack LM2596 Bộ chuyển đổi DC sang DC Buck 3.0-40V sang 1.5-35V Mô-đun cấp nguồn Step Down - $ 2
- Floureon 2 Packs Pin Lipo 3S 11.1V 1500mAh 35C RC với Đầu cắm XT60 cho Xe RC, Skylark m4-fpv250, Máy hủy tài khoản nhỏ 200, Qav250, Vortex, Drone và FPV (2,91 x 1,46 x 1,08 inch) - $ 27
- Chuyển đổi công tắc - $ 2-10 cho mỗi công tắc, tôi có một cái cũ mà tôi đã sử dụng
- Phần mềm 6 cặp XT60 XT-60 Đầu nối Bullet Nam Nữ Phích cắm nguồn có co nhiệt cho pin RC Lipo - $ 7,50
- Công tắc Sậy Cylewet 15 cái với đầu mạ vàng Thường mở (N / O) Công tắc cảm ứng từ tính Điện từ cho Arduino (Gói 15 chiếc) CYT1065 - $ 10
- Mô-đun chuyển tiếp Tolako 5v cho Arduino ARM PIC AVR MCU 5V Đèn LED chỉ báo 1 kênh Mô-đun chuyển tiếp kênh hoạt động với bảng Arduino chính thức - $ 6. Bạn có thể nhận được một rơ le hoạt động ở 3.3v và bỏ qua bóng bán dẫn NPN, tôi sẽ có nếu tôi đã đặt hàng đúng cái để bắt đầu.
- 100 x 2N2222 NPN TO-92 bọc nhựa bóng bán dẫn điện 75V 600mA - $ 2
- Các bộ phận dây và linh kiện - bộ phận này bao gồm một số nam châm 20mm.
Kết nối
Như bạn có thể thấy từ sơ đồ thiết bị điện tử khủng khiếp của tôi, các kết nối cho thiết bị điện tử khá đơn giản. Bạn có thể thắc mắc tại sao lại có một bóng bán dẫn NPN được đưa vào đó, nó liên quan đến rơ le hoạt động ở 5 volt và Pi chạy ở 3,3v. Có, có các chân 5V trên Pi, nhưng chúng không phải để kết nối với các chân GPIO. Hỏi tôi làm sao tôi biết…
Bạn kết nối các thành phần với nhau như thế nào là do bạn lựa chọn. Tôi đã sử dụng các đầu nối RC servo cũ vì chúng có khoảng cách chính xác để sử dụng cho các chân GPIO trên Raspberry Pi và tôi có một bộ sưu tập lớn về chúng. Bạn có thể hàn trực tiếp vào các lỗ / chốt trên Pi nếu bạn muốn. Bạn chỉ cần đảm bảo rằng các kết nối được bảo mật và không có khả năng tách rời trong quá trình bạo lực đó là phóng máy phóng.
Bước 4: Các bộ phận in
Có ba mục mà tôi phải in cho dự án này và chúng được liệt kê bên dưới.
- Trường hợp điện tử
- Hộp điện từ
- Cánh tay giữ bóng chày
Tôi đã bao gồm các tệp STL cho mỗi phần mà tôi phải in. Khi in cánh tay, tôi khuyên bạn nên sử dụng tỷ lệ lấp đầy 25-50%. Điều này để đảm bảo rằng cánh tay không bị gãy do các ứng suất mà nó phải chịu trong quá trình bắn.
Bước 5: Công tắc nam châm và cây sậy
Một trong những khía cạnh thiết kế quan trọng hơn là xác định cách nói cánh tay ở đâu trong quá trình bắn máy phóng. Có một số tùy chọn khác nhau, cảm biến Hall Effect, công tắc sậy và máy đo gia tốc chỉ là một số ít. Ban đầu tôi đã định sử dụng cảm biến Hall Effect nhưng nhận thấy rằng chúng không hoạt động ổn định nên tôi đã chuyển sang công tắc cây sậy. Nếu bạn chọn sử dụng công tắc bằng sậy, một lời cảnh báo, các công tắc bằng sậy nên được định hướng sao cho chúng vuông góc với lực ly tâm. Nếu không, có thể các công tắc sậy sẽ bị cưỡng bức mở / đóng bởi chuyển động quay của cánh tay.
Như bạn có thể thấy từ sơ đồ, tôi đã sử dụng bốn nam châm và hai công tắc sậy. Mỗi nam châm được đặt lệch nhau 90 độ. Điều này, kết hợp với cài đặt tắt 135 độ cho các công tắc sậy, cho phép 8 lần đọc cảm biến trên mỗi vòng quay. Với độ lệch cảm biến, cả hai cảm biến sẽ không vượt qua nam châm cùng một lúc, điều này cho phép chúng ta có độ chính xác tương tự như khi sử dụng một công tắc sậy duy nhất và 8 nam châm. Trong cả hai trường hợp, cứ mỗi 45 độ mà cánh tay quay số Pi sẽ nhận được một xung duy nhất.
Mỗi nam châm được nhúng vào giá đỡ cơ sở cho cánh tay ném. Tôi đã sử dụng một bit forstner 7/8 inch và khoan khoảng 6 mm để phù hợp với chiều cao nam châm mà tôi có trong tay. Sau đó, tôi thêm một chút keo nóng vào lỗ và ép các nam châm vào đúng vị trí. Mỗi nam châm phải phẳng với bề mặt của đế.
Đối với các công tắc sậy, trước tiên tôi kết nối các công tắc với dây mà sau này tôi sẽ kết nối với các chân GPIO của Pi. Sau đó, tôi khoan một khe cho công tắc sậy ở mặt dưới của cánh tay ném. Khe cắm này phải có kích thước để bao bọc hoàn toàn công tắc sậy của bạn. Sau đó tôi khoan một lỗ qua cánh tay ở cuối khe. Lỗ này là cách luồn dây điện và công tắc sậy xuyên qua cánh tay nên nó phải đủ lớn để xử lý cả hai. Sau đó, tôi luồn kết nối dây với công tắc sậy và dán công tắc sậy vào khe được tạo cho nó. Vì tôi đã sử dụng gỗ cho cánh tay ném của mình, nên tôi đã lấp đầy các khoảng trống trong rãnh chuyển đổi bằng sậy bằng chất độn gỗ. Đây là một cách để đảm bảo rằng công tắc cây lau được chắc chắn và không thể cọ xát vào đế.
Bước 6: Kiểm tra
Kiểm tra là một quá trình thú vị. Đó là nơi bạn đi đến một nơi nào đó mà bạn sẽ không làm tổn thương người hoặc thiệt hại tài sản và xem liệu đồ đạc của bạn có hoạt động hay không. Tôi ước tôi đã làm được điều đó. Trong bài kiểm tra đầu tiên của chúng tôi, việc thả tay ra quá muộn và tôi đã có một cánh buồm bóng chày vượt qua xe tải của mình, cách đó khoảng 100 feet. Sau khi điều chỉnh thời gian phát hành, chúng tôi đã thử lại. Lần này quả bóng chày đập vào lốp ô tô của tôi và dội ngược trở lại với chúng tôi. Tôi đã chuyển xe của mình.
Sau vài lần thử nữa, chúng tôi di chuyển đến nơi mà sợi dây được gắn vào cánh tay để cánh tay dừng 90 độ CCW từ hướng thẳng lên. Điều này cho phép chúng tôi bắn thẳng về phía trước và ở góc 45 độ. Tốt hơn nhiều. Khi chúng tôi đã quay số phát hành, chúng tôi đã thay đổi trọng lượng và sửa đổi dây treo bóng một vài lần để có được kết quả tốt nhất.
Bước 7: Kết luận
Tôi muốn cảm ơn tất cả những người đã giúp đỡ máy phóng trong năm nay. Steven Bob và Gus Menoudakis, những người đồng đội của tôi. Vợ tôi, người hàng năm đều hỏi tại sao tôi phải xây dựng một thiết kế khác nhau cho máy phóng. Và Cantigny vì đã có cuộc thi ngay từ đầu. Đó là một vụ nổ và thực sự nên có một đám đông lớn hơn.
Cảm ơn bạn đã dành thời gian và cho tôi biết nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào.
Đề xuất:
Máy ảnh hồng ngoại hình ảnh nhiệt tự làm: 3 bước (có hình ảnh)
Máy ảnh hồng ngoại hình ảnh nhiệt tự làm: Xin chào! Tôi luôn tìm kiếm các Dự án mới cho các bài học vật lý của mình. Hai năm trước, tôi đã xem một báo cáo về cảm biến nhiệt MLX90614 từ Melexis. Loại tốt nhất chỉ với 5 ° FOV (trường nhìn) sẽ phù hợp với máy ảnh nhiệt tự chế
Tự làm cảm biến hình ảnh và máy ảnh kỹ thuật số: 14 bước (có hình ảnh)
Tự làm cảm biến hình ảnh và máy ảnh kỹ thuật số: Có rất nhiều hướng dẫn trực tuyến về cách xây dựng máy ảnh phim của riêng bạn, nhưng tôi không nghĩ rằng có bất kỳ hướng dẫn nào về việc xây dựng cảm biến hình ảnh của riêng bạn! Cảm biến hình ảnh có sẵn từ rất nhiều công ty trực tuyến và việc sử dụng chúng sẽ giúp thiết kế
Hình ảnh - Máy ảnh Raspberry Pi in 3D.: 14 bước (có Hình ảnh)
Hình ảnh - Máy ảnh Raspberry Pi 3D được in: Cách đây trở lại vào đầu năm 2014, tôi đã xuất bản một máy ảnh có thể hướng dẫn được gọi là SnapPiCam. Máy ảnh được thiết kế để đáp ứng với Adafruit PiTFT mới được phát hành. Đã hơn một năm trôi qua và với bước đột phá gần đây của tôi vào in 3D, tôi nghĩ rằng n
MÁY ẢNH UNICORN - Raspberry Pi Zero W NoIR Cấu hình máy ảnh 8MP: 7 bước (có hình ảnh)
UNICORN CAMERA - Raspberry Pi Zero W NoIR Camera 8MP Build: Pi Zero W NoIR Camera 8MP BuildThis hướng dẫn được tạo ra để giúp bất kỳ ai muốn có Camera hồng ngoại hoặc Camera di động thực sự tuyệt vời hoặc Camera Raspberry Pi di động hoặc chỉ muốn giải trí, heheh . Đây là cấu hình và giá cả phải chăng nhất
Ánh sáng video thân mật / Ánh sáng chụp ảnh cầm tay: 7 bước (với hình ảnh)
Ánh sáng video thân mật / Ánh sáng chụp ảnh cầm tay: Tôi biết bạn đang nghĩ gì. Bằng cách " thân mật, " Ý tôi là chiếu sáng cận cảnh trong các tình huống ánh sáng khó - không nhất thiết dành cho " các tình huống thân mật. &Quot; (Tuy nhiên, nó cũng có thể được sử dụng cho việc đó …) Là một nhà quay phim thành phố New York - hoặc