Scannerrevolver und Kanone - Gunook

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

Wir wollten einen funktionsfähigen Prototyp mit verschiedenen Arduino-Sensoren erstellen, daher war unsere Wahl, einen Turm mit einer Kanone zu entwickeln, die eine Kugel auf ein Objekt abfeuert, das der Scanner erkannt hat.

Die Funktion des Revolvers beginnt mit der konstanten Bewegung des Scanners, die einen 180-Grad-Sweep ausführt. Wenn er etwas erkennt, bewegt sich die Kanone direkt in die Richtung, in die der Scanner zeigt, und verwendet zwei Tasten, eine zum Laden und eine für schießt, wird eine Kugel abgefeuert.

Es zeigt auch die erkannten Objekte über eine Radarschnittstelle auf dem Bildschirm an.

Projekt von Jaume Guardiola und Damià Cusí

Schritt 1: Benötigte Materialien

BAUMATERIALIEN:

- 1x DIN A4 Methacrylat 0,4 mm Blatt.

- 1x Holz 0, 3mm Blatt. Abmessungen: 600 mm x 300 mm.

- 1x Scharnier.

- Heißkleber.

- Epoxid-Zweikomponentenkleber.

- Sekundenkleber.

- Holzblock.

- Gummiband.

- Stiftröhre.

- Kleine Schnur.

ELEKTRONISCHE MATERIALIEN:

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

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

- 1x Arduino-Nano.

- Anschlusskabel (wenn möglich rot, schwarz und weiß).

- Zinn.

- Schweißer.

Schritt 2: Design

Die Außendesign-Zeichnungen des Turms wurden auf Autocad erstellt. Diese Datei zeigt alle Teile, die für die externe Baugruppe benötigt werden, die die Kanone und den Radarmechanismus abdeckt.

Schritt 3: Lasergeschnittenes Holzblatt

Mit der Autocad-Datei können wir die Formen für eine bessere Genauigkeit und ein besseres Gesamtbild laserschneiden, aber sie können auch handgefertigt werden, indem die Maße aus der Datei extrahiert werden.

Schritt 4: Montage Einführung

Unsere Kanone wird in zwei Hauptstrukturen unterteilt. In allen Servomotoren, Anschlüssen sowie dem Arduino Nano-Board befindet sich eine Basishalterung. dann ist da oben die bewegliche Kanone, die einen weiteren Servomotor im Inneren hält, und den Schussmechanismus.

In diesem Schritt fahren wir mit der Montage der Basis wie auf dem Foto gezeigt fort, Heißkleber oder Epoxidkleber können verwendet werden. Das Loch in der Mitte dient dazu, das Servo zu halten, das die Kanone bewegt (es kann von oben eingesetzt werden) und darunter (idealerweise koaxial) montieren wir das Servo, das den Ultraschallsensor bewegt.

Schritt 5: Kanonendesign

Für das Kanonendesign haben wir einige Kantholzstücke und ein paar lasergeschnittene Teile aus Methacrylat verwendet. Hier finden Sie auch die Autocad-Zeichnung.

Zur Montage haben wir Heißkleber und Verstärkungen aus Abdeckband verwendet, aber es kann beliebig zusammengeklebt werden.

Die Kanonenröhre ist eine normale Kugelschreiberröhre und die Munition wird normale Airsoft-Munition sein. Außerdem wird ein Gummiband verwendet, um die erforderliche Spannung für den Schussmechanismus aufrechtzuerhalten, und eine Schnur, um den Schützen beim Nachladen nach oben zu ziehen.

Alle Maße in der Zeichnung sind in Millimetern angegeben; die Kanonenspitze ist 3mm angehoben, da das Geschoss so immer am Ende bleibt und von hinten geschossen werden kann. Am Ende wurde auch ein wenig Kleber hinzugefügt, um die Kugel im Inneren zu halten, aber gleichzeitig den Schützen zu treffen.

Das Servo im oberen Teil der Kanone ist der Auslöse- und Nachlademechanismus des Schützen, am Servo ist ein Hebel angebracht, der in horizontaler Position den Weg des Schützen stört und ihn auf halbem Weg zum Auftreffen des Geschosses hält Fügen Sie dem Schussmechanismus ein wenig Spannung hinzu und verlieren Sie den Kontakt mit ihm bei ungefähr 30 Grad, lassen Sie ihn seiner Bahn folgen und schießen (siehe Bild oben). Zum Nachladen müssen Sie den Mechanismus mit der angebrachten Schnur über den 30-Grad-Punkt hinaus nach oben ziehen und dann den Nachladeknopf drücken, der das Servo in die ursprüngliche horizontale Position zurückbringt und den Schützen an Ort und Stelle hält, bis er benötigt wird wieder erschossen werden.

Hinweis: Das Montieren und Konstruieren der Kanone ohne präzises Werkzeug ist eine Art Trial-and-Error-Aufgabe. Es kann eine Weile dauern, bis alles zusammenpasst, wie es benötigt wird. Beim Zusammenbau ist ein Feinabstimmungsprozess erforderlich. Wir empfehlen dringend, die Kanonen- und Radarstrukturen zu bauen, wenn alles verbunden ist und alle Positionen richtig ausgerichtet sind.

Schritt 6: Arduino-Verbindungen

Dies ist das Arduino-Verbindungsschema. Grundsätzlich gibt es 3 Servos, von denen jeder mit Masse, 5V und den Pins 9, 10 und 11 verbunden ist (9 bewegt das Radar, 10 bewegt die Kanone, 11 bewegt den Nachladehebel) und dann der Näherungssensor, der an die Pins 2 und 3 gebunden ist oben drauf gibt es zwei Knöpfe, die mit den Pins 4 und 5 verbunden sind; diese werden nachladen und feuern. Dies (Bild oben) ist das verwendete Anschlussschema.

Schritt 7: Der Code

Der größte Teil des Codes bezüglich der Radarschnittstelle, entweder auf Processing und Arduino, wird referenziert und aus externen Quellen extrahiert. Unsere Arbeit bestand darin, den Code so anzupassen, dass alle Teile der Kanone entsprechend bewegt werden, um ein bestimmtes Objekt auf eine bestimmte Reichweite zu richten. Der gesamte Code ist in den obigen arduino- und Processing-Dateien enthalten. Hier sind einige Dinge zu berücksichtigen:

Arduino-Code:

- In der Funktion aimobject() gibt es eine Zeile: if (objectin > 10) { wobei der Wert 10 den "Erkennungsbereich" definiert. Wenn der Wert verringert wird, zielt die Kanone auf kleinere Objekte, wird aber auch leicht von Rauschen beeinflusst. Wenn der Wert größer ist, erkennt sie nur größere Objekte, aber das Zielen ist bei größeren Objekten genauer.

- In der aimobject()-Funktion gibt es eine weitere Zeile:

if (letzter Abstand < 5) {

….

if (letzter Abstand < 45) {

Dies definiert die aktive Zielentfernung, Sie können die minimale und maximale Entfernung (in Zentimetern) definieren, in der die Kanone auf ein Objekt zielt. Wir betrachten Objekte, die weiter als 45 cm entfernt sind, für den Ultraschallsensor mit Genauigkeit fast nicht erkennbar, aber es hängt von der Verarbeitungsqualität Ihres eigenen Systems ab.

Verarbeitungscode:

- Wir empfehlen nicht, den Auflösungscode der Verarbeitung zu ändern, da dies die gesamte Benutzeroberfläche durcheinander bringt und schwer zu beheben ist.

- Im Setup der Verarbeitung gibt es einen Parameter, der ersetzt werden muss. (um Zeile 68).

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

COM9 muss durch die Nummer Ihres Arduino-Ports ersetzt werden. Beispiel ("COM13"). Wenn Arduino nicht ausgeführt wird oder der Port nicht korrekt ist, wird die Verarbeitung nicht gestartet.

- Wir haben einige Parameter der Verarbeitung geändert, um sie an die von uns benötigten Entfernungen und Reichweiten anzupassen, und um Zeile 176 herum:

wenn (Entfernung300) {

Dies ist eine Ausnahme, die einige von unserem Ultraschallsensor erzeugte Geräusche löscht. Sie können je nach Klarheit des Signals Ihres bestimmten Geräts gelöscht oder geändert werden, um einen anderen Bereich zu löschen.

Schritt 8: Alles montieren

Jetzt, da der Code funktioniert und die "Unterbaugruppen" zur Montage bereit sind, werden wir die Kanone am Servo in der Mitte der Basis befestigen. Eines der Servozubehörteile muss auf die Unterseite der Kanone geklebt werden, idealerweise auf den Massenschwerpunkt, um übermäßige Trägheitskräfte zu vermeiden.

Wir werden den Ultraschallsensor auch mit einem dünnen Holzband und einem Servozubehör montieren, so dass der Sensor nur ein wenig vor der Basis schwenkt (die ausgeschnittenen Teile an der Vorderseite der Basis sind so ausgelegt, dass der Sensor 180. schwenkt Grad). Möglicherweise muss das Servo etwas angehoben werden, damit Sie mit allem, was Ihnen zur Verfügung steht, einen kleinen Stand machen können.

Schritt 9: Versuchen, etwas zu schießen

Jetzt ist es an der Zeit, zu versuchen, ob Sie etwas schießen können! Wenn es nicht richtig zielt, sollten Sie wahrscheinlich die Kanone herausnehmen und versuchen, sie mit dem Näherungssensor auszurichten. Sie können ein kleines Programm schreiben, das beide in die gleiche Position bringt. Der Arduino-Code zum Ausrichten der Motoren ist oben auf diesem Schritt angebracht.

(Der Bewegungsbereich unseres Builds liegt zwischen 0 und 160 Grad und wir empfehlen, dies so zu belassen, der Verarbeitungscode ist auch für 160 Grad angepasst, sodass er auf 80 ° zentriert ist).

Sie können hier ein angehängtes Video herunterladen, in dem der gesamte Nachlade-, Ziel- und Schießvorgang gezeigt wird.

Schritt 10: Reflexionen

Von Jaume:

Ich möchte sagen, dass die Durchführung eines Arduino-Projekts lustiger war als erwartet. Arduino erwies sich als eine wirklich freundliche und einfache Plattform zum Arbeiten und darüber hinaus sehr nützlich, um schnell neue Ideen mit wenig bis gar keiner Infrastruktur auszuprobieren.

Die Möglichkeit, mit verschiedenen Sensoren und Technologien zu experimentieren, mit denen wir so nicht verbunden waren, war eine Türöffner-Erfahrung, um unseren Projekten neue und reichhaltigere Inhalte hinzuzufügen. Jetzt wird die Entwicklung von Produkten auf elektronischer Basis zumindest weniger eine mentale Barriere sein.

Aus konstruktionstechnischer Sicht hat sich arduino als praktischer und praktikabler Weg erwiesen, Ideen weiter vom formalen Standpunkt als auch mehr auf der funktionalen Seite zu entwickeln. Es ist auch recht erschwinglich, sodass Unternehmen viel Geld sparen können, und wir haben es bei unserem Besuch bei HP gesehen.

Teamwork war für uns auch bei diesem Projekt ein wichtiger Punkt, der bestätigt, dass sich zwei wirklich unterschiedliche Denkweisen wirklich gut ergänzen können, um ein insgesamt stärkeres und vollständigeres Projekt zu ergeben.

Von Damia: Am Ende dieses Projekts habe ich einige Dinge, die ich als abschließendes Fazit kommentieren und erklären möchte. Zunächst einmal danke ich für die völlige Freiheit der Projektinhalte, die wir von Anfang an hatten, diese forderten uns heraus unsere Kreativität anzuregen und zu versuchen, einen guten Weg zu finden, um viele Dinge, die im Unterricht gelernt wurden, in einen funktionsfähigen Prototypen umzusetzen lebt dafür, so viel wie möglich zu lernen, denn in einer Zukunft könnten wir all das Wissen anwenden können. Und wie ich bereits erwähnt habe, hatten wir die Freiheit, mit verschiedenen Arten von technologischem Material zu testen, um die grundlegenden Funktionen davon zu verstehen und wie es für die Prototypenimplementierung nützlich sein könnte. Abschließend möchte ich sagen, dass die gesamte Arduino-Plattform mich gemacht hat erkennen, welche unendlichen Möglichkeiten es zu nutzen und wie einfach (mit Grundkenntnissen) sein kann.