Torreta autónoma Nerf Sentry: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hace unos años, vi un proyecto que mostraba una torreta semiautónoma que podía disparar por sí sola una vez apuntada. Eso me dio la idea de usar una cámara Pixy 2 para adquirir objetivos y luego apuntar la pistola nerf automáticamente, que luego podría bloquear y disparar por sí sola.

Este proyecto fue patrocinado por DFRobot.com

Piezas necesarias:

Motor paso a paso DFRobot con caja de cambios:

Controlador de motor paso a paso DFRobot:

Cámara DFRobot Pixy 2:

Motor paso a paso NEMA 17

Arduino Mega 2560

HC-SR04

Nerf Nitron

Paso 1: los componentes

Para este proyecto, la pistola necesitaría ojos, así que elegí usar Pixy 2 debido a la facilidad con la que puede interactuar con la placa base. Luego necesitaba un microcontrolador, así que elegí un Arduino Mega 2560 debido a la cantidad de pines que tiene.

Dado que la pistola necesita dos ejes, guiñada y cabeceo, requiere dos motores paso a paso. Por eso, DFRobot me envió su placa de controlador de motor dual DRV8825.

Paso 2: CAD

Comencé cargando Fusion 360 e insertando un lienzo adjunto de la pistola nerf. Luego creé un cuerpo sólido a partir de ese lienzo. Después de que se diseñó la pistola, hice una plataforma con algunos soportes basados en cojinetes que permitirían que la pistola girara de izquierda a derecha. Coloqué un motor paso a paso junto a la plataforma giratoria para impulsarlo.

Pero la pregunta más importante es cómo hacer que el arma suba y baje. Para eso, se necesitaba un sistema de transmisión lineal con un punto unido al bloque móvil y otro punto en la parte posterior de la pistola. Una varilla conectaría los dos puntos, permitiendo que el arma pivote a lo largo de su eje central.

Puede descargar todos los archivos necesarios aquí:

www.thingiverse.com/thing:3396077

Paso 3: Fabricación de las piezas

Casi todas las piezas de mi diseño están destinadas a ser impresas en 3D, así que utilicé mis dos impresoras para crearlas. Luego creé la plataforma móvil usando primero Fusion 360 para generar las trayectorias de herramientas necesarias para mi enrutador CNC, luego corté el disco de una hoja de madera contrachapada.

Paso 4: Montaje

Una vez creadas todas las piezas, llegó el momento de montarlas. Comencé conectando los soportes de los rodamientos al disco giratorio. Luego armé el conjunto de paso lineal pasando las varillas de aluminio de 6 mm y la varilla roscada a través de las piezas. Por último, conecté la pistola nerf con una varilla de acero y dos postes hechos de extrusiones de aluminio.

Paso 5: programación

Ahora, la parte más difícil del proyecto: la programación. Una máquina que dispara proyectiles es muy compleja y las matemáticas detrás de ella pueden ser confusas. Comencé escribiendo el flujo del programa y la lógica paso a paso, detallando lo que sucedería en cada estado de la máquina. Los diferentes estados son los siguientes:

Adquirir objetivo

Coloca el arma

Enrolle los motores

Dispara el arma

Apaga los motores

Adquirir el objetivo implica configurar primero el Pixy para rastrear objetos de color rosa neón como objetivos. Luego, el arma se mueve hasta que el objetivo se centra en la vista del Pixy, donde se mide la distancia desde el cañón del arma al objetivo. Al usar esta distancia, las distancias horizontal y vertical se pueden encontrar usando algunas funciones trigonométricas básicas. Mi código tiene una función llamada get_angle () que usa estas dos distancias para calcular cuánto ángulo se necesita para alcanzar ese objetivo.

Luego, la pistola se mueve a esta posición y enciende los motores a través de un MOSFET. Después de que se ha enrollado durante cinco segundos, mueve el servomotor para apretar el gatillo. El MOSFET luego apaga el motor y luego la pistola nerf vuelve a buscar objetivos.

Paso 6: divertirse

Puse una ficha de color rosa neón en la pared para probar la precisión del arma. Funcionó bien, ya que mi programa calibra y ajusta el ángulo para la distancia medida. Aquí hay un video que demuestra el funcionamiento del arma.