ป้อมปืนสแกนเนอร์และปืนใหญ่: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

เราตั้งใจที่จะสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้โดยใช้เซ็นเซอร์ Arduino ที่แตกต่างกัน ดังนั้นทางเลือกของเราคือการพัฒนาป้อมปืนด้วยปืนใหญ่ที่ยิงกระสุนไปยังวัตถุที่เครื่องสแกนตรวจพบ

การทำงานของป้อมปืนเริ่มต้นด้วยการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องของเครื่องสแกนด้วยการกวาด 180 องศา เมื่อตรวจพบบางสิ่ง ปืนใหญ่จะเคลื่อนที่โดยชี้ตรงไปยังทิศทางที่เครื่องสแกนชี้ไปและใช้สองปุ่ม ปุ่มหนึ่งสำหรับการโหลดและอีกปุ่มหนึ่งสำหรับ ยิงกระสุนถูกยิง

นอกจากนี้ยังจะแสดงวัตถุที่ตรวจพบบนหน้าจอผ่านอินเทอร์เฟซเรดาร์

โครงการโดย Jaume Guardiola และ Damià Cusí

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

วัสดุก่อสร้าง:

- 1x DIN A4 เมทาคริเลต 0, 4 มม. แผ่น

- 1x ไม้ 0, 3mm แผ่น ขนาด: 600 มม. x 300 มม.

- 1x บานพับ

- กาวร้อน

- กาวสององค์ประกอบอีพ็อกซี่

- ซุปเปอร์กลู

- บล็อกไม้

- แถบยางยืด

- หลอดปากกา

- สายเล็ก.

วัสดุอิเล็กทรอนิกส์:

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

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

- 1x Arduino นาโน

- ลวดเชื่อม (แดง ดำ และขาว ถ้าเป็นไปได้)

- ทิน

- ช่างเชื่อม.

ขั้นตอนที่ 2: ออกแบบ

ภาพวาดการออกแบบภายนอกของป้อมปืนทำขึ้นบน Autocad ไฟล์นี้แสดงชิ้นส่วนทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการประกอบภายนอกที่จะครอบคลุมกลไกปืนใหญ่และเรดาร์

ขั้นตอนที่ 3: แผ่นไม้ตัดด้วยเลเซอร์

ด้วยไฟล์ Autocad เราสามารถตัดเลเซอร์รูปร่างเพื่อความแม่นยำที่ดีขึ้นและดูดีขึ้นโดยรวม แต่ยังสามารถแยกการวัดออกจากไฟล์ด้วยมือได้

ขั้นตอนที่ 4: บทนำการประกอบ

ปืนใหญ่ของเราจะแบ่งออกเป็นสองโครงสร้างหลัก จะมีฐานยึดอยู่ภายในเซอร์โวมอเตอร์ การเชื่อมต่อ และบอร์ด Arduino นาโนทั้งหมด จากนั้นก็มีปืนใหญ่เคลื่อนที่อยู่ด้านบน โดยถือเซอร์โวมอเตอร์อีกตัวไว้ข้างในและกลไกการยิง

ในขั้นตอนนี้ เราดำเนินการประกอบฐานตามที่แสดงในรูปภาพ สามารถใช้กาวร้อนหรือกาวอีพ็อกซี่ รูตรงกลางถูกออกแบบมาเพื่อเก็บเซอร์โวที่จะย้ายปืนใหญ่ (สามารถแทรกจากด้านบน) และด้านล่าง (เหมาะ coaxially) เราจะติดตั้งเซอร์โวที่จะย้ายเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

ขั้นตอนที่ 5: การออกแบบปืนใหญ่

สำหรับการออกแบบปืนใหญ่ เราใช้ชิ้นไม้ทรงสี่เหลี่ยมบางชิ้นและชิ้นส่วนตัดด้วยเลเซอร์เมทาคริเลตสองสามชิ้น คุณสามารถหาภาพวาด Autocad ได้ที่นี่

ในการประกอบ เราใช้กาวร้อนและการเสริมแรงของเทปกาว แต่สามารถติดกาวเข้าด้วยกันได้ตามต้องการ

ท่อแคนนอนเป็นหลอดปากกาธรรมดา และกระสุนจะเป็นกระสุนปืนอัดลมธรรมดา นอกจากนี้จะใช้แถบยางยืดเพื่อรักษาความตึงเครียดที่จำเป็นสำหรับกลไกการยิงและเชือกเพื่อดึงปืนขึ้นเมื่อต้องโหลดซ้ำ

การวัดทั้งหมดในภาพวาดมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ปลายปืนใหญ่ถูกยกขึ้น 3 มม. เพราะวิธีนี้กระสุนจะอยู่ที่ปลายปืนเสมอและสามารถยิงจากด้านหลังได้ นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มกาวเล็กน้อยในตอนท้ายเพื่อให้กระสุนอยู่ข้างใน แต่ในขณะเดียวกันก็ปล่อยให้มือปืนตีมัน

เซอร์โวที่ส่วนบนของปืนใหญ่เป็นกลไกปล่อยและบรรจุกระสุนปืน ติดอยู่กับเซอร์โวมีคันโยกที่ตำแหน่งแนวนอนจะขัดขวางเส้นทางของปืนและปล่อยให้มันชนกระสุนครึ่งทางและเมื่อยกขึ้นจะ เพิ่มความตึงเล็กน้อยให้กับกลไกการถ่ายภาพและคลายการสัมผัสที่ 30 องศา ปล่อยให้เป็นไปตามวิถีของมันและยิง (ดูภาพด้านบน) ในการโหลดซ้ำ คุณจะต้องดึงกลไกกลับขึ้นมาเหนือจุด 30 องศาโดยใช้เชือกที่ผูกไว้ จากนั้นกดปุ่มโหลดซ้ำ ซึ่งจะนำเซอร์โวกลับไปที่ตำแหน่งแนวนอนเริ่มต้นและจะทำให้ปืนอยู่กับที่จนกว่าจะจำเป็น โดนยิงอีกแล้ว

หมายเหตุ: การติดตั้งและสร้างปืนใหญ่โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือที่แม่นยำนั้นเป็นงานทดลองและข้อผิดพลาด อาจใช้เวลาสักครู่ในการหาวิธีทำให้ทุกอย่างโต้ตอบตามที่ต้องการ จำเป็นต้องมีกระบวนการปรับแต่งอย่างละเอียดในขณะประกอบ เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้สร้างโครงสร้างปืนใหญ่และเรดาร์เมื่อทุกอย่างเชื่อมต่อและทำงานเพื่อจัดตำแหน่งทั้งหมดอย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 6: การเชื่อมต่อ Arduino

นี่คือรูปแบบการเชื่อมต่อ Arduino โดยทั่วไปมี 3 เซอร์โวแต่ละตัวเชื่อมต่อกับกราวด์ 5V และพิน 9, 10 และ 11 ตามลำดับ (9 ย้ายเรดาร์ 10 ย้ายปืนใหญ่ 11 ย้ายคันบรรจุบรรจุ) จากนั้นเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดผูกกับหมุด 2 และ 3 เปิด ด้านบนมีปุ่มสองปุ่มผูกติดกับหมุด 4 และ 5; พวกนั้นจะบรรจุกระสุนและยิง นี่ (ภาพด้านบน) เป็นแผนผังการเชื่อมต่อที่ใช้

ขั้นตอนที่ 7: รหัส

โค้ดส่วนใหญ่เกี่ยวกับส่วนต่อประสานเรดาร์ทั้งบนการประมวลผลและ Arduino นั้นถูกอ้างอิงและดึงมาจากแหล่งภายนอก งานของเราคือการปรับโค้ดเพื่อย้ายทุกส่วนของปืนใหญ่ตามลำดับเพื่อเล็งวัตถุบางอย่างในช่วงที่ออกแบบ โค้ดทั้งหมดรวมอยู่ในไฟล์ Arduino และไฟล์ที่กำลังประมวลผลด้านบน นี่คือสิ่งที่ควรพิจารณา:

รหัส Arduino:

- ในฟังก์ชัน aimobject() มีบรรทัด: if (objectin > 10) { โดยที่ค่า 10 กำหนด "range" ของการตรวจจับ หากค่าต่ำลง ปืนใหญ่จะเล็งไปที่วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า แต่จะได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนได้ง่ายเช่นกัน หากค่าสูงก็จะตรวจจับเฉพาะวัตถุที่ใหญ่กว่าเท่านั้น แต่การเล็งจะแม่นยำกว่าสำหรับวัตถุที่ใหญ่กว่า

- ในฟังก์ชัน aimobject() มีอีกบรรทัดหนึ่ง:

ถ้า (ระยะสุดท้าย < 5) {

….

ถ้า (ระยะสุดท้าย < 45) {

สิ่งนี้กำหนดระยะการเล็ง คุณสามารถกำหนดระยะทางต่ำสุดและสูงสุด (เป็นเซนติเมตร) ซึ่งปืนใหญ่จะเล็งไปที่วัตถุ เราถือว่าวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 45 ซม. นั้นแทบจะตรวจไม่พบโดยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกด้วยความแม่นยำ แต่ขึ้นอยู่กับคุณภาพการสร้างระบบของคุณเอง

รหัสประมวลผล:

- เราไม่แนะนำให้เปลี่ยนรหัสความละเอียดของการประมวลผล เพราะจะทำให้อินเทอร์เฟซทั้งหมดยุ่งเหยิง และจะแก้ไขได้ยาก

- ในการตั้งค่าการประมวลผล มีพารามิเตอร์ที่ต้องเปลี่ยน (ประมาณบรรทัดที่ 68)

myPort = ซีเรียลใหม่ (นี่ "COM9", 9600);

ต้องแทนที่ COM9 ด้วยหมายเลขพอร์ต Arduino ของคุณ ตัวอย่าง ("COM13") หาก Arduino ไม่ทำงานหรือพอร์ตไม่ถูกต้อง การประมวลผลจะไม่เริ่มทำงาน

- เราเปลี่ยนพารามิเตอร์บางอย่างในการประมวลผลเพื่อให้พอดีกับระยะทางและระยะที่เราต้องการ และรอบบรรทัดที่ 176:

ถ้า(ระยะทาง300){

นี่เป็นข้อยกเว้นที่ล้างเสียงรบกวนที่เกิดจากเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกของเรา มันสามารถลบได้ขึ้นอยู่กับความชัดเจนของสัญญาณของหน่วยเฉพาะของคุณหรือเปลี่ยนเพื่อล้างช่วงอื่น

ขั้นตอนที่ 8: ติดตั้งทุกอย่างขึ้น

ตอนนี้เรามีโค้ดที่ใช้งานได้และ "ส่วนประกอบย่อย" พร้อมที่จะติดตั้งแล้ว เราจะดำเนินการติดตั้งปืนใหญ่เข้ากับเซอร์โวที่กึ่งกลางของฐาน อุปกรณ์เสริมเซอร์โวตัวใดตัวหนึ่งจะต้องติดกาวที่ด้านล่างของปืนใหญ่ โดยควรอยู่ที่จุดศูนย์กลางมวลเพื่อหลีกเลี่ยงแรงเฉื่อยที่มากเกินไป

นอกจากนี้เรายังจะติดตั้งเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกด้วยสายรัดไม้บาง ๆ และอุปกรณ์เสริมเซอร์โวหนึ่งชิ้น ดังนั้นเซ็นเซอร์จะยังคงกวาดที่ด้านหน้าของฐานเพียงเล็กน้อย (ส่วนที่ตัดออกที่ด้านหน้าของฐานได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถกวาดเซ็นเซอร์ได้ 180 องศา) เซอร์โวอาจต้องยกขึ้นเล็กน้อย เพื่อให้คุณสามารถยืนหยัดกับสิ่งที่คุณมีอยู่ได้เล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 9: พยายามยิงบางสิ่ง

ถึงเวลาลองดูว่าคุณจะยิงอะไรได้ไหม! หากไม่ได้เล็งอย่างถูกต้อง คุณควรนำปืนใหญ่ออกและพยายามจัดตำแหน่งให้ตรงกับเซนเซอร์ระยะใกล้ คุณสามารถเขียนโปรแกรมเล็กๆ น้อยๆ ที่ทำให้ทั้งคู่อยู่ในตำแหน่งเดียวกันได้ รหัส Arduino สำหรับการจัดตำแหน่งมอเตอร์ติดอยู่ที่ด้านบนของขั้นตอนนี้

(ช่วงของการเคลื่อนที่ของงานสร้างของเราอยู่ระหว่าง 0 ถึง 160 องศา และเราแนะนำให้คงไว้ในลักษณะนี้ รหัสการประมวลผลถูกปรับให้เหมาะกับ 160 องศาด้วย ดังนั้นจึงมีศูนย์กลางที่80º)

คุณสามารถดาวน์โหลดวิดีโอที่แนบมาได้ที่นี่ ซึ่งจะแสดงกระบวนการโหลดซ้ำ การเล็ง และการยิงทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 10: การสะท้อนกลับ

จาก Jaume:

ฉันต้องการระบุว่าการทำโครงการ Arduino นั้นสนุกกว่าที่คาดไว้ Arduino กลายเป็นแพลตฟอร์มที่เป็นมิตรและใช้งานง่าย และมีประโยชน์อย่างยิ่งในการลองใช้แนวคิดใหม่ ๆ อย่างรวดเร็วด้วยโครงสร้างพื้นฐานเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

ความสามารถในการทดลองกับเซ็นเซอร์และเทคโนโลยีต่างๆ ที่เราขาดการเชื่อมต่อนั้นเป็นประสบการณ์ที่เปิดประตูเข้ามาเพื่อเพิ่มเนื้อหาใหม่และสมบูรณ์ยิ่งขึ้นให้กับโครงการของเรา ตอนนี้การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างน้อยจะเป็นอุปสรรคทางจิตน้อยลง

จากมุมมองทางวิศวกรรมการออกแบบ Arduino ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่ใช้ได้จริงและเป็นไปได้ของแนวคิดการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเพิ่มเติมจากมุมมองที่เป็นทางการและอื่น ๆ ในด้านการทำงาน มันยังมีราคาที่ไม่แพงอีกด้วย ดังนั้นมันจึงสามารถประหยัดเงินให้กับบริษัทต่างๆ ได้มากมาย และเราเห็นในการเยี่ยมชม HP ของเรา

การทำงานเป็นทีมเป็นจุดสำคัญสำหรับเราเกี่ยวกับโปรเจ็กต์นี้ด้วย โดยเป็นการตอกย้ำว่าสองวิธีคิดที่แตกต่างกันจริงๆ สามารถเติมเต็มได้ดีมาก เพื่อทำให้โปรเจ็กต์โดยรวมแข็งแกร่งและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น

จาก Damia:ในตอนท้ายของโครงการนี้ ฉันมีหลายสิ่งที่ฉันต้องการแสดงความคิดเห็นและอธิบายเป็นข้อสรุปขั้นสุดท้าย ก่อนอื่น ฉันขอขอบคุณเสรีภาพทั้งหมดของเนื้อหาโครงการที่เรามีตั้งแต่ต้น สิ่งนี้ท้าทายตัวเอง เพื่อเปิดความคิดสร้างสรรค์ของเราและพยายามหาวิธีที่ดีในการนำสิ่งต่าง ๆ ที่เรียนรู้ในชั้นเรียนไปใช้ให้เป็นต้นแบบที่ใช้งานได้ ประการที่สอง ฉันแสดงความขอบคุณต่อจุดประสงค์ของโครงการประเภทนี้ ฉันคิดว่าเราอยู่ในช่วงเวลาของเรา ใช้ชีวิตเพื่อเรียนรู้สิ่งต่างๆ ให้ได้มากที่สุด เพราะในอนาคตเราอาจจะนำความรู้ทั้งหมดไปประยุกต์ใช้ และอย่างที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เรามีอิสระในการทดสอบกับเทคโนโลยีประเภทต่างๆ เพื่อทำความเข้าใจฟังก์ชันพื้นฐานของมันและจะมีประโยชน์อย่างไรสำหรับการนำต้นแบบไปใช้ สุดท้ายนี้ ฉันอยากจะบอกว่าแพลตฟอร์ม Arduino ทั้งหมดทำให้ฉัน ตระหนักถึงวิธีการใช้งานที่ไม่มีที่สิ้นสุดและความเรียบง่าย (ด้วยความรู้พื้นฐาน)