Autonomer Nerf Sentry Turret - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Vor ein paar Jahren sah ich ein Projekt, das einen halbautonomen Turm zeigte, der nach dem Zielen von selbst feuern konnte. Das brachte mich auf die Idee, eine Pixy 2-Kamera zu verwenden, um Ziele zu erfassen und dann automatisch mit der Nerf-Pistole zu zielen, die dann von selbst angreifen und feuern konnte.

Dieses Projekt wurde gesponsert von DFRobot.com

Benötigte Teile:

DFRobot Schrittmotor mit Getriebe -

DFRobot Schrittmotortreiber -

DFRobot Pixy 2 Cam -

NEMA 17 Schrittmotor

Arduino Mega 2560

HC-SR04

Nerf Nitron

Schritt 1: Die Komponenten

Für dieses Projekt würde die Waffe Augen brauchen, daher habe ich mich für den Pixy 2 entschieden, da er sich leicht mit dem Mainboard verbinden lässt. Dann brauchte ich einen Mikrocontroller, also habe ich mich aufgrund der vielen Pins für einen Arduino Mega 2560 entschieden.

Da die Pistole zwei Achsen benötigt, Gieren und Nicken, benötigt sie zwei Schrittmotoren. Aus diesem Grund schickte mir DFRobot ihre duale DRV8825-Motortreiberplatine.

Schritt 2: CAD

Ich begann damit, Fusion 360 zu laden und eine angebrachte Leinwand der Nerf-Pistole einzufügen. Dann habe ich aus dieser Leinwand einen festen Körper erstellt. Nachdem die Waffe entworfen wurde, machte ich eine Plattform mit ein paar lagerbasierten Stützen, die es der Waffe ermöglichen würden, sich von links nach rechts zu drehen. Ich habe einen Schrittmotor neben der rotierenden Plattform platziert, um sie anzutreiben.

Aber die größere Frage ist, wie man die Waffe nach oben und unten neigt. Dafür wurde ein Linearantriebssystem mit einem Punkt am beweglichen Block und einem anderen Punkt an der Rückseite der Waffe benötigt. Eine Stange würde die beiden Punkte verbinden und es der Waffe ermöglichen, sich entlang ihrer Mittelachse zu drehen.

Hier können Sie alle notwendigen Dateien herunterladen:

www.thingiverse.com/thing:3396077

Schritt 3: Herstellung der Teile

Fast alle Teile in meinem Design sollen in 3D gedruckt werden, also habe ich meine beiden Drucker verwendet, um sie zu erstellen. Dann habe ich die bewegliche Plattform erstellt, indem ich zuerst Fusion 360 verwendet habe, um die erforderlichen Werkzeugwege für meinen CNC-Router zu generieren, dann schneide ich die Scheibe aus einer Sperrholzplatte aus.

Schritt 4: Montage

Nachdem alle Teile erstellt waren, ging es an den Zusammenbau. Ich begann damit, die Lagerstützen mit der rotierenden Scheibe zu verbinden. Dann habe ich die Linear-Pitch-Baugruppe zusammengebaut, indem ich die 6-mm-Aluminiumstangen und die Gewindestange durch die Stücke führe. Zuletzt befestigte ich die Nerf-Gun selbst mit einer Stahlstange und zwei Pfosten aus Aluminium-Strangpressprofilen.

Schritt 5: Programmierung

Nun zum schwierigsten Teil des Projekts: der Programmierung. Eine Maschine zum Abfeuern von Projektilen ist sehr komplex und die Mathematik dahinter kann verwirrend sein. Ich begann damit, den Programmablauf und die Logik Schritt für Schritt aufzuschreiben und detailliert zu beschreiben, was bei jedem Maschinenzustand passieren würde. Die verschiedenen Zustände sind wie folgt:

Ziel erfassen

Positionieren Sie die Waffe

Motoren aufspulen

Feuer die Waffe

Motoren runterfahren

Um das Ziel zu erfassen, muss zuerst der Pixy eingerichtet werden, um neonpinke Objekte als Ziele zu verfolgen. Dann bewegt sich die Waffe, bis das Ziel im Sichtfeld des Pixys zentriert ist, wo dann der Abstand vom Waffenrohr zum Ziel gemessen wird. Unter Verwendung dieser Distanz können die horizontalen und vertikalen Distanzen mithilfe einiger grundlegender trigonometrischer Funktionen ermittelt werden. Mein Code hat eine Funktion namens get_angle(), die diese beiden Entfernungen verwendet, um zu berechnen, wie viel Winkel benötigt wird, um dieses Ziel zu treffen.

Die Pistole bewegt sich dann in diese Position und schaltet die Motoren über einen MOSFET ein. Nachdem es fünf Sekunden lang aufgespult ist, bewegt es den Servomotor, um den Abzug zu betätigen. Der MOSFET schaltet dann den Motor aus und dann kehrt die Nerf-Pistole zur Suche nach Zielen zurück.

Schritt 6: Spaß haben

Ich habe eine neonpinke Karteikarte an die Wand gehängt, um die Genauigkeit der Waffe zu testen. Es hat gut funktioniert, da mein Programm den Winkel für die gemessene Entfernung kalibriert und anpasst. Hier ist ein Video, das die Funktionsweise der Waffe demonstriert.