Autonomous Nerf Sentry Turret: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฉันเห็นโครงการที่แสดงป้อมปืนกึ่งอัตโนมัติที่สามารถยิงได้เองเมื่อเล็ง นั่นทำให้ฉันมีความคิดที่จะใช้กล้อง Pixy 2 เพื่อรับเป้าหมายแล้วเล็งปืนเนิร์ฟโดยอัตโนมัติ ซึ่งสามารถล็อคและยิงทั้งหมดได้ด้วยตัวเอง

โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนโดย DFRobot.com

ชิ้นส่วนที่จำเป็น:

DFRobot Stepper Motor พร้อมกระปุกเกียร์-

DFRobot สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไดร์เวอร์-

DFRobot Pixy 2 Cam-

NEMA 17 สเต็ปเปอร์มอเตอร์

Arduino Mega 2560

HC-SR04

เนิร์ฟ ไนตรอน

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

สำหรับโปรเจ็กต์นี้ ปืนต้องมีตา ดังนั้นฉันจึงเลือกใช้ Pixy 2 เนื่องจากสามารถเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดได้ง่ายเพียงใด จากนั้นฉันต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นฉันจึงเลือก Arduino Mega 2560 เนื่องจากมีหมุดกี่ตัว

เนื่องจากปืนต้องการสองแกน การหันเหและระยะพิทช์ จึงต้องใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์สองตัว ด้วยเหตุนี้ DFRobot จึงส่งบอร์ดไดรเวอร์มอเตอร์ DRV8825 คู่มาให้ฉัน

ขั้นตอนที่ 2: CAD

ฉันเริ่มต้นด้วยการโหลด Fusion 360 และใส่ผ้าใบที่แนบมาของปืนเนิร์ฟ จากนั้นฉันก็สร้างร่างที่เป็นของแข็งจากผืนผ้าใบนั้น หลังจากออกแบบปืนแล้ว ฉันสร้างแท่นรองรับที่มีฐานรองรับปืนสองสามตัว ซึ่งจะทำให้ปืนหมุนจากซ้ายไปขวาได้ ฉันวางสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไว้ข้างแท่นหมุนเพื่อขับเคลื่อน

แต่คำถามที่ใหญ่กว่าคือทำอย่างไรให้ปืนขึ้นลง ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีระบบขับเคลื่อนเชิงเส้นที่มีจุดหนึ่งติดอยู่กับบล็อกที่เคลื่อนที่ได้ และอีกจุดหนึ่งที่ด้านหลังของปืนจึงจำเป็น แท่งจะเชื่อมจุดสองจุด ปล่อยให้ปืนหมุนไปตามแกนกลางของมัน

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ที่จำเป็นทั้งหมดได้ที่นี่:

www.thingiverse.com/thing:3396077

ขั้นตอนที่ 3: การผลิตชิ้นส่วน

ชิ้นส่วนเกือบทั้งหมดในการออกแบบของฉันเป็นงานพิมพ์ 3 มิติ ดังนั้นฉันจึงใช้เครื่องพิมพ์สองเครื่องเพื่อสร้างมันขึ้นมา จากนั้นฉันก็สร้างแพลตฟอร์มที่เคลื่อนย้ายได้โดยใช้ Fusion 360 เพื่อสร้างเส้นทางเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับเราเตอร์ CNC ของฉัน จากนั้นจึงตัดดิสก์ออกจากแผ่นไม้อัด

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

หลังจากสร้างชิ้นส่วนทั้งหมดแล้ว ก็ถึงเวลาประกอบชิ้นส่วนเหล่านั้น ฉันเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อตัวรองรับแบริ่งกับจานหมุน จากนั้นฉันก็ประกอบชุดประกอบระยะพิทช์เชิงเส้นเข้าด้วยกันโดยใช้แท่งอลูมิเนียมขนาด 6 มม. และแกนเกลียวผ่านชิ้นส่วนต่างๆ สุดท้ายนี้ ฉันติดปืนเนิร์ฟด้วยแท่งเหล็กและเสาสองอันที่ทำจากการอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียม

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรม

ตอนนี้สำหรับส่วนที่ยากที่สุดของโครงการ: การเขียนโปรแกรม เครื่องยิงโพรเจกไทล์ซับซ้อนมาก และคณิตศาสตร์เบื้องหลังอาจทำให้สับสนได้ ฉันเริ่มต้นด้วยการเขียนโฟลว์โปรแกรมและลอจิกทีละขั้นตอน โดยให้รายละเอียดว่าจะเกิดอะไรขึ้นในแต่ละสถานะเครื่อง รัฐต่าง ๆ ไปดังนี้:

รับเป้าหมาย

วางตำแหน่งปืน

ม้วนมอเตอร์

ยิงปืน

ไขลานมอเตอร์

การได้มาซึ่งเป้าหมายนั้นเกี่ยวข้องกับการตั้งค่า Pixy เพื่อติดตามวัตถุสีชมพูนีออนเป็นเป้าหมายก่อน จากนั้นปืนจะเคลื่อนที่จนกว่าเป้าหมายจะอยู่กึ่งกลางในมุมมองของ Pixy โดยจะวัดระยะห่างจากกระบอกปืนไปยังเป้าหมาย โดยใช้ระยะทางนี้ ระยะทางแนวนอนและแนวตั้งสามารถพบได้โดยใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติพื้นฐานบางอย่าง รหัสของฉันมีฟังก์ชันที่เรียกว่า get_angle() ซึ่งใช้ระยะทางทั้งสองนี้ในการคำนวณว่าต้องใช้มุมเท่าใดในการชนเป้าหมายนั้น

จากนั้นปืนจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งนี้และเปิดมอเตอร์ผ่าน MOSFET หลังจากที่ม้วนขึ้นเป็นเวลาห้าวินาทีแล้ว เซอร์โวมอเตอร์จะเลื่อนเพื่อเหนี่ยวไก จากนั้น MOSFET จะปิดมอเตอร์ จากนั้นปืน nerf จะกลับไปหาเป้าหมาย

ขั้นตอนที่ 6: มีความสนุกสนาน

ฉันวางการ์ดดัชนีสีชมพูนีออนไว้ที่ผนังเพื่อทดสอบความแม่นยำของปืน ทำได้ดี เนื่องจากโปรแกรมของฉันปรับเทียบและปรับมุมสำหรับระยะทางที่วัดได้ นี่คือวิดีโอสาธิตการทำงานของปืน