Torreta y cañón del escáner: 10 pasos (con imágenes)

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

Estábamos destinados a hacer un prototipo funcional utilizando algunos sensores arduino diferentes, por lo que nuestra elección ha sido desarrollar una torreta con un cañón que dispara una bala a un objeto que el escáner ha detectado.

El funcionamiento de la torreta comienza con el movimiento constante del escáner haciendo un barrido de 180 grados, cuando detecta algo, el cañón se mueve apuntando directamente a la dirección a la que apunta el escáner y usando dos botones, uno para la carga y otro para disparando, se dispara una bala.

También mostrará en pantalla los objetos detectados a través de una interfaz de radar.

Proyecto de Jaume Guardiola y Damià Cusí

Paso 1: Materiales necesarios

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN:

- 1x hoja DIN A4 de metacrilato de 0,4 mm.

- 1x Hoja de madera de 0, 3 mm. Dimensiones: 600 mm x 300 mm.

- 1x Bisagra.

- Pegamento caliente.

- Pegamento epoxi bicomponente.

- Super pegamento.

- Bloque de madera.

- Banda elástica.

- Tubo de bolígrafo.

- Cuerda pequeña.

MATERIALES ELECTRÓNICOS:

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

- 1x sensor de proximidad ultrasónico HC-SR04. (https://www.amazon.es/ELEGOO-Ultrasonidos-Distanci…

- 1x arduino nano.

- Cable de conexión (rojo, negro y blanco si es posible).

- Estaño.

- Soldador.

Paso 2: diseño

Los dibujos de diseño exterior de la torreta se realizaron en Autocad. Este archivo muestra todas las piezas necesarias para el ensamblaje externo que cubrirá el mecanismo del cañón y el radar.

Paso 3: Hoja de madera cortada con láser

Con el archivo Autocad podemos cortar las formas con láser para una mayor precisión y un mejor aspecto en general, pero también se pueden hacer a mano extrayendo las medidas del archivo.

Paso 4: Introducción al ensamblaje

Nuestro cañón se dividirá en dos estructuras principales. Habrá una base que contiene dentro de todos los servomotores, conexiones, así como la placa arduino Nano; luego está el cañón en movimiento en la parte superior, sosteniendo otro servomotor dentro y el mecanismo de disparo.

En este paso procedemos a montar la base como se muestra en la foto, se puede utilizar pegamento termofusible o pegamento epoxi. El orificio del centro está diseñado para guardar el servo que moverá el cañón (se puede insertar desde el lado superior) y debajo de él (idealmente coaxialmente) montaremos el servo que moverá el sensor ultrasónico.

Paso 5: Diseño del cañón

Para el diseño del cañón usamos algunos trozos de madera cuadrados y un par de piezas cortadas con láser de metacrilato. También puede encontrar el dibujo de Autocad aquí.

Para ensamblarlo usamos pegamento termofusible y refuerzos de cinta adhesiva, pero se puede pegar como quieras.

El tubo del cañón es un tubo de bolígrafo normal y la munición será munición normal de airsoft. También se utilizará una banda elástica para mantener la tensión requerida para que el mecanismo dispare y una cuerda para tirar del tirador hacia arriba cuando sea necesario recargar.

Todas las medidas del dibujo están en milímetros; la punta del cañón se eleva 3 mm porque de esta manera la bala siempre permanecerá al final y se podrá disparar por detrás. También se ha agregado un poco de pegamento al final para mantener la bala adentro pero al mismo tiempo dejar que el tirador la golpee.

El servo en la parte superior del cañón es el mecanismo de liberación y recarga del tirador, unido al servo hay una palanca que en posición horizontal interferirá con la trayectoria del tirador y la mantendrá a la mitad del camino para golpear la bala y, cuando esté levantada, lo hará. agregue un poco de tensión al mecanismo de disparo y suelte el contacto con él aproximadamente a 30 grados, dejándolo seguir su trayectoria y disparar (ver imagen arriba). Para recargar, tendrás que tirar del mecanismo hacia arriba más allá del punto de 30 grados usando la cuerda adjunta y luego presionar el botón de recarga, que llevará el servo a la posición horizontal inicial y mantendrá el disparador en su lugar hasta que sea necesario. ser fusilado de nuevo.

Nota: montar y construir el cañón sin herramientas precisas es una especie de tarea de prueba y error, puede llevar un tiempo descubrir cómo hacer que todo interactúe de la manera que necesita, se requiere un proceso de ajuste fino al ensamblarlo. Recomendamos encarecidamente construir las estructuras de cañón y radar cuando todo esté conectado y funcionando para alinear correctamente todas las posiciones.

Paso 6: Conexiones Arduino

Este es el esquema de conexión de arduino. Básicamente, hay 3 servos cada uno conectado a tierra, 5V y los pines 9, 10 y 11 en consecuencia (9 mueve el radar, 10 mueve el cañón, 11 mueve la palanca de recarga), y luego el sensor de proximidad atado a los pines 2 y 3. Encendido encima de eso hay dos botones atados a los pines 4 y 5; esos se recargarán y dispararán. Esta (imagen de arriba) es el esquema de conexión utilizado.

Paso 7: el código

La mayor parte del código con respecto a la interfaz del radar, ya sea en Processing y Arduino, está referenciado y extraído de fuentes externas, nuestro trabajo fue adaptar el código para mover todas las partes del cañón en consecuencia para apuntar un determinado objeto en un rango diseñado. Todo el código está incluido en los archivos de procesamiento y arduino anteriores, aquí hay algunas cosas a tener en cuenta:

Código Arduino:

- En la función aimobject () hay una línea: if (objectin> 10) {donde el valor de 10 define el "rango" de detección. Si se reduce el valor, el cañón apuntará a objetos más pequeños, pero también se verá afectado fácilmente por el ruido, si el valor es mayor, solo detectará objetos más grandes, pero el objetivo será más preciso para los más grandes.

- En la función aimobject () hay otra línea:

if (lastdistance <5) {

….

si (última distancia <45) {

esto define la distancia activa de puntería, puede definir la distancia mínima y máxima (en centímetros) en la que el cañón apuntará a un objeto. Consideramos que los objetos a más de 45 cm son casi indetectables por el sensor ultrasónico con precisión, pero depende de la calidad de construcción de su propio sistema.

Código de procesamiento:

- No recomendamos cambiar el código de resolución de Processing, estropeará toda la interfaz y será difícil de arreglar.

- En la configuración del procesamiento, hay un parámetro que debe reemplazarse. (alrededor de la línea 68).

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

COM9 debe reemplazarse con el número de su puerto arduino. ejemplo ("COM13"). Si Arduino no se está ejecutando o el puerto no es correcto, no se iniciará el procesamiento.

- Cambiamos algunos parámetros en Processing para ajustarnos a las distancias y el rango que necesitábamos, y alrededor de la línea 176:

si (distancia300) {

esta es una excepción que borra algunos ruidos producidos por nuestro sensor ultrasónico, puede borrarse dependiendo de la claridad de la señal de su unidad en particular o cambiarse para borrar otro rango.

Paso 8: montar todo

Ahora que tenemos el código funcionando y los "subconjuntos" listos para ser montados, procederemos a acoplar el cañón al servo en el centro de la base; Uno de los accesorios del servo debe estar pegado a la parte inferior del cañón, idealmente en el centro de masa para evitar fuerzas de inercia excesivas.

También montaremos el sensor ultrasónico con una fina correa de madera y un servo accesorio, para que el sensor siga barriendo un poco por delante de la base (las partes recortadas en la parte delantera de la base están diseñadas para permitir que el sensor haga un barrido de 180 grados). Es posible que sea necesario elevar un poco el servo, para que pueda resistir un poco lo que tenga a su disposición.

Paso 9: tratando de disparar algo

¡Ahora es el momento de intentar ver si puedes disparar a algo! Si no apunta correctamente probablemente deberías sacar el cañón e intentar alinearlo con el sensor de proximidad, se puede hacer escribiendo un pequeño programa que los ponga a ambos en la misma posición. El código arduino para alinear los motores se adjunta en la parte superior de este paso.

(El rango de movimiento de nuestra construcción es de 0 a 160 grados y recomendamos mantenerlo de esta manera, el código de procesamiento también está adaptado para 160 grados, por lo que está centrado en 80º).

Puede descargar un video adjunto aquí donde se muestra todo el proceso de recarga, apuntar y disparar.

Paso 10: Reflexiones

De Jaume:

Me gustaría decir que hacer un proyecto arduino ha sido más divertido de lo esperado. Arduino resultó ser una plataforma realmente amigable y fácil de trabajar, y además de eso, realmente útil para probar rápidamente nuevas ideas con poca o ninguna infraestructura.

Poder experimentar con diferentes sensores y tecnología con los que estábamos tan desconectados ha sido una experiencia de apertura de puertas para agregar contenido nuevo y más rico a nuestros proyectos. Ahora, el desarrollo de productos electrónicos será al menos una barrera mental menor.

Desde el punto de vista de la ingeniería de diseño, arduino ha demostrado ser una forma práctica y factible de crear prototipos rápidamente más allá del punto de vista formal y más del lado funcional; También es bastante asequible, por lo que puede ahorrar mucho dinero a las empresas y lo vimos en nuestra visita a HP.

El trabajo en equipo también ha sido un punto importante para nosotros sobre este proyecto, reforzando que dos mentalidades realmente diferentes pueden complementarse muy bien para hacer un proyecto más sólido y completo en general.

De Damia: Al final de este proyecto tengo varias cosas que quiero comentar y explicar como conclusión final, en primer lugar agradezco la total libertad del contenido del proyecto que tuvimos desde el principio, esto nos desafió a nosotros mismos. para encender nuestra creatividad y tratar de encontrar una buena manera de implementar muchas cosas que aprendimos en clase en un prototipo funcional, en segundo lugar agradezco el propósito de este tipo de proyectos, creo que estamos en un momento de nuestro vidas para aprender tantas cosas como sea posible, porque en un futuro, podríamos aplicar todos los conocimientos. Y como mencioné antes, tuvimos la libertad de probar con diferentes tipos de material tecnológico para comprender sus funciones básicas y cómo podría ser útil para la implementación de prototipos. Finalmente me gustaría decir que toda la plataforma Arduino me hizo darse cuenta de las infinitas formas de usarlo y de lo simple que puede ser (con conocimientos básicos).