MCU-steuerbares Karussell für eine Kamerahalterung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Sie sind also ein böser verrückter Wissenschaftler, der Ihren neuesten Destructo-Bot baut. Sie haben die schmerzhafte Lektion gelernt, dass es am besten ist, wenn Sie vereitelt sind, nicht an Bord Ihrer Kreation im Fleisch, mit dem Brennen und den Handschellen zu sein. Als Ihre Kreation die Südwand des ersten Ufers von YourTownVille durchbricht, geht es weiter nach Norden in Richtung der Tresor, wenn plötzlich Ihr Erzfeind aus dem Osten kommt und Ihre H-Brücke mit hoher Stromstärke mit einem geworfenen Metallprojektil im Heldenthema kurzschließt, die MCU mit Gegenspannung frisst und Sie Tausende von Roboterteilen kostet und potenzielle Beute von die Bank, während sie den Tag retten und das Mädchen holen. Typisches Heldenzeug. Wenn Sie nur die Weitsicht gehabt hätten, ein Vision-System zu installieren, das mit dem zusätzlichen Analogstick auf dem Gamepad, mit dem Sie die Maschine von Ihrer Yacht in internationalen Gewässern flott gefahren haben, hätte schwenken können … Nun, hier ist eine Möglichkeit, zu bauen ein solches System. (Ich hoffe, niemand hat das oben genannte Szenario des bösen verrückten Wissenschaftlers satt)

Schritt 1: Teile und Werkzeuge

Benötigte Hardware: 1/4-20 x 2" lange Schraube, Menge 1 1/4-20 Sechskantmutter, Menge 3 1/4-20 Flügelmutter, Menge 1 4-40 Maschinenschraube, Menge 12 4- 40 Maschinenmutter, Stk. 12 1/4" lang #4 Distanzstücke, Stck. 12 Holzschrauben, Stck. 6 1/16" x 1,5" langer Stift, Menge 1 2,5-Zoll-Zugfeder, Stk. 1 2-Komponenten-Epoxid-dünner Bailing-Draht 22-AWG-isolierter DrahtGeborgene Hardware: ausrangierte CD-ROM-Medien, Stk. 2 Getriebe aus Spielzeugauto, Stk. 1 Zahnriemen mit Riemenscheibe, Stk. 1 Stück aus Holz dünnem SchrottblechElektronische Komponenten: 10k Ohm Potentiometer zur Panelmontage, 1 Stück 1k Ohm Widerstand, 1 Stück Montierte 2-A-H-Brücken-PCBA, 1 Stück Gleichstrommotor mit Getriebe, 1 Stück (Optional, aber empfohlen) MCU nach Wahl, auf einer PCBA mit 0,1"-Abstand Pins für Anschlüsse 2-polige, 3-polige und 4-polige Molex-Drahtanschlüsse Molex-Crimp-AnschlussklemmenWerkzeuge: #1 Kreuzschlitzschraubendreher #2 Kreuzschlitzschraubendreher Blechschere 7/16" Schraubenschlüssel 1/4" Steckschlüssel Spitzzange Bohrer, mit Bits 1/4-20 Matrize (wie in einem Gewindebohrer- und Matrizensatz) Sharpie Marker Kompass Lötkit Abisolierzangen Holzsäge

Schritt 2: Planen, markieren und vorbohren

Ich benutzte den Kompass, um einen Kreis konzentrisch mit der Außenkante einer der CDs zu erstellen. Dann benutzte ich den Kompass, um diesen Kreis in sechs gleiche Segmente zu teilen und dann jedes davon durch zwei zu teilen, um insgesamt zwölf Segmente des Kreises zu erhalten. Ich bohrte jedes markierte Loch aus beiden CDs. Auf einer CD kann man übrigens nur mit Spezialtinte, wie einem Sharpie Marker, schreiben. Ich habe einige Halterungen aus Blech für die Montage der Antriebsscheibe markiert und diese Löcher vorgebohrt. Als nächstes schneide ich die Form der Halterungen aus und biege sie in die richtige Form. Ich bohrte das 1/4 "Loch für die Montage des Potentiometers am Holzstück und bohrte die Löcher in das Holz vor, wo die Halterungen montiert werden würden Sie müssen auch ein 1/4 "Loch in eine der CDs bohren, um die Schraube aufrecht zu montieren, auf der die Kamera installiert werden soll.

Schritt 3: Montieren Sie die Top-CD auf das Potentiometer

Das Potentiometer, das ich von Radio Shack für 2,99 US-Dollar plus Steuern bekommen habe, wurde mit einer kleinen, dünnen Unterlegscheibe und einer dünnen Mutter geliefert, damit es hinter einer Verkleidung montiert werden kann. Es hatte aus irgendeinem Grund auch einen sehr langen Schaft. Das erste, was Sie tun müssen, ist den Schaft zu sichern und mit der 1/4-20 Matrize Gewinde darin zu schneiden. Es stellte sich heraus, dass der von mir verwendete aus Aluminium war, sodass das Schneiden sehr reibungslos verlief, aber die Fäden sind nicht so stark, wie sie sein könnten. Sie sind jedoch stark genug. Nehmen Sie die Unterlegscheibe und zentrieren Sie sie unter dem Loch in der Mitte der CD-ROM. Markieren Sie den Durchmesser des Mittellochs der CD mit einem Bleistift auf der Unterlegscheibe. Verwenden Sie nun Ihre Blechschere und schneiden Sie den Durchmesser der Unterlegscheibe nach unten, bis er genau in das mittlere Loch der CD-ROM passt. Das Potentiometer hat auch eine "Beule" auf der Oberfläche, um es im Panel ausgerichtet zu halten. Bohren Sie ein Loch in die CD-ROM, um diese Funktion zu nutzen. Zwischen der richtigen Platzierung des Ausrichtungslochs und dem genauen Schneiden der Unterlegscheibe befindet sich Ihr Potentiometer genau in der Mitte des Karussells. Ziehen Sie die Mutter fest, und Ihre CD ist sicher montiert. Schrauben Sie eine der 1/4-20 Sechskantmuttern auf die Welle des Potentiometers.

Schritt 4: Verschrauben Sie die untere CD mit der oberen CD

Bevor Sie die untere CD-ROM hinzufügen, bringen Sie die Befestigungsschraube der Kamera an. Verwenden Sie die zwölf 4-40 Maschinenschrauben, Distanzstücke und Sechskantmuttern, um die andere CD an dieser Baugruppe anzuschrauben.

Schritt 5: Montieren Sie das Karussell auf das Holz

Stecken Sie die Potentiometerwelle mit Gewinde durch das vorgebohrte 1/4 Loch im Holz. Schrauben Sie die zweite 1/4-20 Sechskantmutter auf die Welle des Potentiometers und ziehen Sie die Mutter so fest, dass das Karussell nach vorne zeigt, wenn das Potentiometer genau in der Mitte seines analogen Bereichs. Um diese Aufgabe zu erleichtern, habe ich die Spitze des Schafts mit dem Sharpie-Marker markiert.

Schritt 6: Schreiben Sie eine Test-Firmware, um Ihre MCU in ein serielles Voltmeter zu verwandeln

Ich habe in meinem Setup die LPC2148 MCU von NXP LPC2148 verwendet, da ich sie aus meiner beruflichen Erfahrung kenne. Eine andere gute Wahl wäre jede billige MCU mit analogen Eingängen und freien GPIO-Pins mit einer kostenlosen GNU-Toolchain und einem RS232-Port. Schreiben Sie mit Ihrer IDE und dem Compiler Ihrer Wahl eine Firmware, die den von Ihnen gewählten analogen Eingang liest und die Ergebnisse auf der seriellen Schnittstelle. Angesichts der Komplexität der MCU-Programmierung wären ausführlichere Anweisungen zu diesem Thema eine ganz eigene Sache. Flashen Sie Ihre MCU mit einem geeigneten Flash-Kabel. Ihr Code funktioniert beim ersten Versuch richtig, oder?

Schritt 7: Kalibrieren Sie Ihre MCU-Messwerte

Verbinden Sie also Ihr Potentiometer mit einigen Krokodilklemmen mit Ihrer MCU-Platine. Ich habe den linken elektrischen Anschluss an die 3,3-VDC-Quelle auf der MCU-Platine angeschlossen, den rechten Anschluss geerdet und den mittleren Anschluss über den 1K-Widerstand an den Pin des Analogeingangs angeschlossen. Der Widerstand hält Sie davon ab, den magischen Rauch von Ihrer MCU freizusetzen, wenn Das Potentiometer befindet sich an einem seiner Hubwege. Versorgen Sie Ihre MCU mit einer Stromquelle und schließen Sie Ihr serielles Kabel an. Öffnen Sie Ihr bevorzugtes RS232-Terminalprogramm und sehen Sie zu, wie die Messwerte eingehen. Was ich zuerst suchte, war der höchst-/niedrigste Spannungsmesswert, den der ADC registrieren würde, neu kompiliert, neu geflasht und mein Terminalprogramm wieder gestartet. Übrigens ist "_udivsi()" schwierig aufzuspüren. Anscheinend mögen LPC2000-MCUs keine Teilung. Ich auch nicht, also einigten wir uns darauf, anderer Meinung zu sein. Die nächste Reihe von Zahlen, die ich wollte, war die Spannung, wenn das Karussell geradeaus nach links und rechts zeigte. Ich habe festgestellt, dass sich das Karussell viel weiter nach links und rechts drehen kann, als Sie aussagekräftige Zahlen erhalten können. Ich habe gute Messwerte für ungefähr volle 180 Grad erhalten, sodass ich meine Kamera von ganz links nach ganz rechts ausrichten konnte. Auch hier habe ich diese Zahlen in meine Berechnungen in der Firmware aufgenommen. Dies macht den Messwert vom Potentiometer zu einem einigermaßen zuverlässigen Sensormesswert.

Schritt 8: Verbleibende Hardware und Elektronik anbringen

Schrauben Sie die Halterungen mit Holzschrauben auf das Holzstück. Stecken Sie eine Ecke des Getriebes auf eine der Halterungen. Den Zahnriemen auf das Karussell und die Antriebsriemenscheibe auflegen. Befestigen Sie Ihre Zugfeder zwischen den beiden Klammern, verwenden Sie bei Bedarf etwas Spanndraht für zusätzliche Länge. Jetzt schraubte ich meine H-Bridge-Platine (Überschuss aus einem alten Projekt) auf das Holzstück zwischen den beiden Klammern.

Schritt 9: Verkabelung

Ah, Zeit für Plackerei. Sie benötigen Kabel, die Ihre MCU mit dem Potentiometer verbinden (siehe Schritt 7 für eine Wiederholung dieser Details), Ihre MCU mit der H-Brücke und die H-Brücke mit dem Getriebemotor verbinden. Sie können Ihre Verkabelung minimal halten: einfach Messen, schneiden, isolieren und löten Sie diese Drähte. Verwenden Sie für ein modulareres Verdrahtungssystem Kopfstifte und Steckverbinder und Crimp-Drahtanschlüsse und Schrumpfschläuche und Gummibänder und Kabelbinder und Klettbänder und Heftklammern und Flachbandkabel und vieles mehr teurer Kleinteile von mouser.com. Im Ernst, wirklich gute Kabel herzustellen, ist eine Menge Arbeit. Tun Sie, was für Ihr System am besten funktioniert.

Schritt 10: Beenden Sie Ihre Firmware

Jetzt haben Sie also Ihre Hardware und Elektronik in Betrieb und Sie haben Kalibrierungsnummern. Schreiben Sie Ihre böse Firmware, die das menschliche Leben ignoriert, indem Sie ein neuronales Netz verwenden, das lernen kann, seinen Schöpfer zu fürchten und zu ärgern. Wenn möglich, verbinden Sie sich mit einigen Gehirnzellen von Mäusen, um zusätzliches zufälliges Verhalten zu erzielen. Ich würde auf jeden Fall empfehlen, Ihrem Roboter Flammenwerfer und Stacheln hinzuzufügen. Nun, jetzt hat Ihr Roboter weniger Platz zum Verstecken von Helden in seinem toten Winkel. Seine Achillesferse ist jetzt durch das Äquivalent einer dünnen Baumwoll-Sportsocke gepanzert, aber das ist in Ordnung, denn dein Erzrivale ist wahrscheinlich nicht so hell. Viel Glück da draußen und denk daran, nicht die Ziffern von Pi für dein Schweizer Bankkonto zu verwenden Nummer…wieder. Danke, dass du mein erstes ible gelesen hast.