Tourelle et canon du scanner : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Nous étions censés créer un prototype fonctionnel en utilisant différents capteurs arduino, notre choix a donc été de développer une tourelle avec un canon qui tire une balle sur un objet que le scanner a détecté.

Le fonctionnement de la tourelle commence par le mouvement constant du scanner effectuant un balayage à 180 degrés, lorsqu'il détecte quelque chose, le canon se déplace en pointant directement dans la direction vers laquelle pointe le scanner et en utilisant deux boutons, un pour le chargement et un autre pour tir, une balle est tirée.

Il affichera également à l'écran les objets détectés via une interface radar.

Projet de Jaume Guardiola et Damià Cusí

Étape 1: Matériel nécessaire

MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION:

- 1x feuille de méthacrylate DIN A4 de 0,4 mm.

- 1x feuille de bois 0, 3mm. Dimensions: 600 mm x 300 mm.

- 1x charnière.

- Colle chaude.

- Colle époxy bicomposant.

- Super colle.

- Bloc de bois.

- Élastique.

- Stylo tube.

- Petite ficelle.

MATÉRIAUX ÉLECTRONIQUES:

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

- 1x capteur de proximité à ultrasons HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Fil de connexion (rouge, noir et blanc si possible).

- De l'étain.

- Soudeur.

Étape 2: Concevoir

Les dessins de conception extérieure de la tourelle ont été réalisés sur Autocad. Ce dossier présente toutes les pièces nécessaires à l'assemblage extérieur qui recouvrira le mécanisme du canon et du radar.

Étape 3: Feuille de bois découpée au laser

Avec le fichier Autocad, nous sommes en mesure de découper au laser les formes pour une meilleure précision et un meilleur aspect général, mais elles peuvent également être faites à la main en extrayant les mesures du fichier.

Étape 4: Présentation de l'assemblage

Notre canon sera divisé en deux structures principales. Il y aura une base tenant à l'intérieur de tous les servo-moteurs, des connexions, ainsi que de la carte arduino Nano; puis il y a le canon mobile sur le dessus, tenant un autre servomoteur à l'intérieur et le mécanisme de tir.

Dans cette étape, nous procédons à l'assemblage de la base comme indiqué sur la photo, de la colle chaude ou de la colle époxy peut être utilisée. Le trou au centre est conçu pour garder le servo qui déplacera le canon (il peut être inséré par le côté supérieur) et en dessous (idéalement coaxialement) nous monterons le servo qui déplacera le capteur à ultrasons.

Étape 5: Conception de canon

Pour la conception du canon, nous avons utilisé des morceaux de bois équarris et quelques pièces découpées au laser en méthacrylate. Vous pouvez également trouver le dessin Autocad ici.

Pour l'assembler, nous avons utilisé de la colle chaude et des renforts de masking tape, mais il peut être collé comme vous le souhaitez.

Le tube de canon est un tube de stylo ordinaire et les munitions seront des munitions airsoft régulières. De plus, une bande élastique sera utilisée pour maintenir la tension requise pour que le mécanisme tire et une ficelle pour tirer le tireur vers le haut lorsque le rechargement doit être effectué.

Toutes les mesures du dessin sont en millimètres; la pointe du canon est surélevée de 3 mm car ainsi la balle restera toujours au bout et pourra être tirée par derrière. De plus, un peu de colle a été ajoutée à la fin pour garder la balle à l'intérieur tout en laissant le tireur la frapper.

Le servo sur la partie supérieure du canon est le mécanisme de libération et de rechargement du tireur, attaché au servo, il y a un levier qui, en position horizontale, interférera avec la trajectoire du tireur et le maintiendra à mi-chemin pour frapper la balle et, une fois levé, il ajoutez un peu de tension au mécanisme de tir et perdez contact avec lui à environ 30 degrés, en le laissant suivre son chemin et tirer (voir l'image ci-dessus). Pour recharger, vous devrez remonter le mécanisme au-delà du point de 30 degrés à l'aide de la ficelle attachée, puis appuyer sur le bouton de rechargement, ce qui ramènera le servo à la position horizontale initiale et maintiendra le tireur en place jusqu'à ce qu'il en ait besoin. être abattu à nouveau.

Remarque: le montage et la construction du canon sans outils précis est une sorte de tâche d'essai et d'erreur, cela peut prendre un certain temps pour comprendre comment tout interagir comme il le faut, un processus de réglage fin est nécessaire lors de l'assemblage. Nous vous conseillons fortement de construire les structures de canon et de radar lorsque tout est connecté et fonctionne pour aligner correctement toutes les positions.

Étape 6: Connexions Arduino

C'est le schéma de connexion arduino. Fondamentalement, il y a 3 servos chacun connecté à la terre, 5V et les broches 9, 10 et 11 en conséquence (9 déplace le radar, 10 déplace le canon, 11 déplace le levier de recharge), puis le capteur de proximité lié aux broches 2 et 3. On en plus de cela, il y a deux boutons liés aux broches 4 et 5; ceux-ci se rechargeront et tireront. Ceci (image ci-dessus) est le schéma de connexion utilisé.

Étape 7: Le code

La plupart du code concernant l'interface radar, que ce soit sur Processing et Arduino, est référencé et extrait de sources externes, notre travail consistait à adapter le code pour déplacer toutes les parties du canon en conséquence pour viser un certain objet sur une plage conçue. Tout le code est inclus dans les fichiers arduino et de traitement ci-dessus, voici quelques éléments à prendre en considération:

Code Arduino:

- Dans la fonction aimobject() il y a une ligne: if (objectin > 10) { où la valeur de 10 définit la "plage" de détection. Si la valeur est abaissée, le canon visera des objets plus petits mais sera également facilement affecté par le bruit, si la valeur est plus grande, il ne détectera que les objets plus gros mais la visée sera plus précise pour les plus gros.

- Dans la fonction aimobject() il y a une autre ligne:

si (dernière distance < 5) {

….

si (dernière distance < 45) {

cela définit la distance active de visée, vous pouvez définir la distance minimale et maximale (en centimètres) dans laquelle le canon visera un objet. Nous considérons que les objets de plus de 45 cm sont presque indétectables par le capteur à ultrasons avec précision, mais cela dépend de la qualité de fabrication de votre propre système.

Code de traitement:

- Nous ne recommandons pas de changer le code de résolution de Processing, cela va gâcher toute l'interface et sera difficile à corriger.

- Dans la configuration du traitement, il y a un paramètre qui doit être remplacé. (autour de la ligne 68).

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

COM9 doit être remplacé par le numéro de votre port arduino. exemple ("COM13"). Si Arduino ne fonctionne pas ou si le port n'est pas correct, le traitement ne démarrera pas.

- Nous avons modifié certains paramètres sur Processing pour les adapter aux distances et à la portée dont nous avions besoin, et autour de la ligne 176:

si(distance300){

il s'agit d'une exception qui efface certains bruits produits par notre capteur à ultrasons, il peut être effacé en fonction de la clarté du signal de votre unité particulière ou modifié pour effacer une autre plage.

Étape 8: tout monter

Maintenant que le code fonctionne et que les "sous-ensembles" sont prêts à être montés, nous allons procéder à la fixation du canon au servo au centre de la base; l'un des accessoires du servo doit être collé sur la face inférieure du canon, idéalement sur le centre de masse pour éviter les forces d'inertie excessives.

Nous monterons également le capteur à ultrasons avec une fine lanière de bois et un accessoire servo, de sorte que le capteur continue de balayer juste un peu devant la base (les parties découpées à l'avant de la base sont conçues pour permettre le balayage du capteur 180 degrés). Le servo peut avoir besoin d'être un peu surélevé, afin que vous puissiez vous tenir debout avec tout ce que vous avez à votre disposition.

Étape 9: Essayer de tirer quelque chose

Il est maintenant temps d'essayer de voir si vous pouvez tirer quelque chose ! S'il ne vise pas correctement, vous devriez probablement retirer le canon et essayer de l'aligner avec le capteur de proximité, cela peut être fait en écrivant un petit programme qui les met tous les deux dans la même position. Le code Arduino pour aligner les moteurs est attaché au-dessus de cette étape.

(La plage de mouvement de notre build est de 0 à 160 degrés et nous conseillons de la garder ainsi, le code de traitement est adapté pour 160 degrés également, il est donc centré sur 80º).

Vous pouvez télécharger une vidéo jointe ici où l'ensemble du processus de rechargement, de visée et de prise de vue est montré.

Étape 10: Réflexions

De Jaume:

Je voudrais dire que faire un projet arduino a été plus amusant que prévu. Arduino s'est avéré être une plate-forme très conviviale et facile sur laquelle travailler, et en plus de cela, très utile pour essayer rapidement de nouvelles idées avec peu ou pas d'infrastructure.

Pouvoir expérimenter avec différents capteurs et technologies avec lesquels nous étions si déconnectés a été une expérience d'ouverture de porte pour ajouter un contenu nouveau et plus riche à nos projets. Désormais, le développement de produits à base électronique sera au moins moins une barrière mentale.

Du point de vue de l'ingénierie de conception, arduino s'est avéré être un moyen pratique et réalisable de prototyper rapidement des idées plus loin du point de vue formel et plus du côté fonctionnel; il est également assez abordable et peut donc faire économiser beaucoup d'argent aux entreprises et nous l'avons vu lors de notre visite chez HP.

Le travail d'équipe a également été un point important pour nous à propos de ce projet, renforçant le fait que deux états d'esprit vraiment différents peuvent très bien se compléter pour faire un projet plus fort et plus complet dans l'ensemble.

De Damia: À la fin de ce projet, j'ai plusieurs choses que je veux commenter et expliquer comme conclusion finale. Tout d'abord, je remercie la liberté totale du contenu du projet que nous avions depuis le début, cela nous a mis au défi pour activer notre créativité et essayer de trouver un bon moyen de mettre en œuvre de nombreuses choses apprises en classe dans un prototype fonctionnel. En deuxième lieu, j'exprime ma gratitude pour le but de ce genre de projets, je pense que nous sommes dans un moment de notre des vies pour apprendre autant de choses que possible, car dans un avenir, nous pourrions être en mesure d'appliquer toutes les connaissances. Et comme je l'ai mentionné précédemment, nous avons eu la liberté de tester avec différents types de matériel technologique afin d'en comprendre les fonctions de base et comment cela pourrait être utile pour la mise en œuvre de prototype. Enfin, je voudrais dire que toute la plate-forme Arduino m'a fait réalisez les façons infinies de l'utiliser et combien simple (avec des connaissances de base) peut être.