Raspberry Pi Cam Tank V1.0: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Ma armastan tanke juba väiksena. Oma tankimänguasja ehitamine on alati üks mu unistusi. Aga teadmiste ja oskuste puudumise tõttu. Unistus on vaid unistus.

Pärast aastaid inseneri- ja tööstusdisaini õppimist. Omandasin oskusi ja teadmisi. Ja seda tänu odavamatele hobi 3D -printeritele. Saan lõpuks oma sammu astuda.

Milliseid funktsioone ma tahan, et sellel paagil oleks?

• Kaugjuhtimisega
• Vedrustusega tühikäigu rattad (nagu päris tank!)
• Sellel on pööratav torn ja kallutatav BB -püstol võib tulistada 6 mm kuuli
• Saate voogesitada videot kontrollerile, et saaksite seda kaugel juhtida

Plaanisin alguses kasutada kontrollerina arduinot, kuid pärast mõningaid uuringuid leidsin, et pole mingit praktilist võimalust video iseenesest voogesitamiseks. Raspberry Pi näib aga olevat hea video voogesituse kandidaat. Ja saate seda oma naise kaudu oma telefoni kaudu juhtida!

Alustame.

Samm: vajalikud osad

Kontrollimiseks

Raspberry Pi versioon B.

Toiteallikaga USB -jaotur (Belkin F4u040)

USB -veebikaamera (Logitech C270)

WiFi -dongle (Edimax)

Naiste ja meeste vaheline kaabel

Sõidu eest

Kaks suure pöördemomendiga servot või mootorit (kahe veoratta jaoks)

Üks 1/8 terasest rattavõllide ratas (ostetud kodus ja odav)

Kümme varrukaslaagrit (tellitud Mcmasterilt)

Mõned vedrud vedrustuseks (ostetud Harbour Freightist vedruvalik, odav)

Torni jaoks

Automaatne BB -relva mänguasi

Üks suure pöördemomendiga mini -alalisvoolumootor

Mikroservo üles -alla kallutamiseks

Mingi 1/4 tolli teras sõitis relva teljena

Teised asjad

Ma printisin enamiku selle paagi osadest 3D -s, kui teil on laserlõikurile lihtne juurdepääs, see ka töötaks.

Kasutasin printimiseks PLA hõõgniiti, sest sellega on lihtsam toime tulla (ABS -il pole mähkimisprobleeme). Aga tõesti raske hiljem lihvida, lõigata, puurida.

Võib arvata, et 3D -printimine sobib kohandatud osade jaoks ja väga keerulisi osi saate printida ühe osana. See on tõsi. Arvan aga, et selline viis pole harrastaja jaoks otstarbekas ja ökonoomne. Põhjused on:

Teie hobiprinter pole nii täpne.

Teete mõõtmisel ja arvutamisel vigu (tolerants, joondamine jne).

Igatahes on üsna suur tõenäosus, et teie väljatrükid ei tööta või ei sobi teie esimese võttega. Väikese osa jaoks sobib see, saate lihtsalt mudelit vahetada ja seejärel uuesti printida. Suurema ja keerulisema osa puhul on aga masendav teada, et pärast tundide pikkust printimist on midagi valesti. See on aja ja materjali raiskamine. Siin on siis minu lähenemine:

Kui kõik on sümmeetriline, printige ainult pool sellest, proovige järele. Kui kõik töötab hästi, printige kogu tekst välja.

Osa modelleerimine 3D -printimisele mõeldes. Kas printeri voodi kinnitamiseks võib olla tasane pind? Kas seda saab jagada väiksemateks tükkideks, et vältida palju tugistruktuuri?

Osadel on palju funktsioone (suhtlemine paljude teiste osadega), jagage mudel mooduliteks. Nii et kui üks funktsioon ebaõnnestus, ei pea te kogu osa uuesti printima. Lihtsalt näpistage moodulit ja printige see uuesti. Nende ühendamiseks kasutan kruvisid ja mutreid.

Ole hea sõber käsitööriistade, käsisae, X-acto, elektritrelli, kuuma liimipüstoli abil. Kui saate vea printimise parandada, parandage see.

See seletab, miks minu paagis on nii palju osi. Ma veel neid osi näpistan ja kui olen leidnud hea kombinatsiooni, saan need ühe osana kokku printida. Siis oleks see minu Cam Tank v2.0.

2. samm: juhtimissüsteem

Vedrustus

Alguses tegin prototüübi ilma vedrustuseta, lihtsalt teljed laagrite ja ratastega üle alumise kere. Kuid mõeldes operaatori mugavusele (sõidan sellega voogesituse videot vaadates!), Otsustasin lisada vedrustuse, et muuta see jahedamaks.

Mul on ainult mõned vedrud, hüdrauliline, lehtvedru puudub. Katsetasin esialgu PLA -ga mõnda torsioonvarda mehhanismi. (Väändvarda vedrustus on mõnel paagil tavaline). Selgub pärast paari keerdumist, et trükitud PLA riba muutub pehmeks ja puruneb lõpuks. ABS võib olla selleks otstarbeks parem, kuid ma pole kunagi proovinud. Niisiis, pärast täiendavaid uuringuid leidsin Christie vedrustuse disaini, siin on lühike video, mis näitab, kuidas see toimib.

Kuid christie vedrustuses on nii palju väikseid osi ja ma ei usalda oma printerit siis. Nii et tegin sellise peatamise.

(pilt)

See konfiguratsioon võtab liiga palju siseruumi. Seega pööran sisemist kätt 90 kraadi. Pange tähele, et esimene ja viimane ratas said lühemaks

Tagumine pinguti

Mõtlesin, et kui paak jookseb üle mõne takistuse, võivad tühikäigu rattad ülespoole liikuda ja rada kaotab pinge. Nii lisasin tagarattale mõne pingutusmehhanismi. Põhimõtteliselt on see kaks vedru, mis tõukavad tõelist telge kogu aeg, avaldades sellele teatud jõudu, et rööpaid pingutada.

Veorattaid ja roomikuid

Kujundasin selle rööbastee rajad ja veorattaid soliidselt. Ma ei tea masinaehitusest palju, seega ei saa käiku arvutada. Nii et simuleerisin osi solidworksis, et näha, kas see töötab, enne kui vajutan nuppu Prindi. Iga rada on ühendatud mõne 3 mm varuhõõgniidiga. Mõne lihvimisega töötab päris hästi. Kuid raja kujundusel on viga, maapinda puudutav pind on liiga sile, et seda oleks raske haarata. Kui ma selle tagurpidi trükkiksin, võiksin turvise lisada, kuid see maksab hamba tõttu palju toetavat materjali. Tulevased lahendused: 1: printige hammas eraldi ja liimige need kokku. 2. Kandke veidi kummikattega pihustusvärvi.

Seejärel printisin servodele korpuse ja veendusin, et veoratast saab kruvidega servohoova külge kinnitada.

3. samm: relvasüsteem

See osa on minu jaoks kõige põnevam. Saate osta kaamera paagi mänguasja. Aga ma ei leidnud ühtegi mänguasjakombinaadi kaamerat ja mingit relva.

Ostsin selle automaatse airsoft -relvamänguasja 9,99 dollari eest. (Praegu on see umbes 20 dollarit ja ma võin hiljem proovida midagi odavamat) Ja rebige see mehhanismi mõistmiseks maha. Ma võin keha täielikult lõigata ja oma paagi külge liimida. Aga mulle ei meeldi kole välimusega poolkeha. Nii et ma võtsin mõned mõõtmised ja muutsin mehaanilise osa ümber. Nendest osadest sain 3D -printimise õppetunni: teete alati vigu. Iga detaili sobitamiseks kulub 5 väljatrükki ning täiuslikuks töötamiseks palju lõikamist, lihvimist ja kuumliimimist.

Pärast seda, kui mänguasjapüstoli iga osa minu korpuses korrektselt liikus, printisin korpuse kinnitamiseks veel neli osa. Ja lisati kallutusseade, BB kuulilehtri ja kaamera tugi. Kõik need osad on kruvitud püstoli korpuse külge. Lõpuks saab need ühendada vähemalt kaheks osaks. Aga ma arvan, et ma pole veel valmis.

Tornialusele lisasin kallutamiseks mikroservo ja pöörlemiseks mikro -alalisvoolumootori.

Siis hakkasin relva katsetama, ühendasin 4 AA patareid ja see laseb hästi. Mul oli tõesti hea meel, et see hästi toimib. Kuid järgmisel päeval leidsin probleemi.

Siin on video minu relva katsetamisest. torn oli ühendatud 3v adapteriga.

Samm: seadistage Pi

See on meie tanki kõige olulisem osa, süda-Raspberry Pi!

Kui te pole veel Raspberry Pi mänginud. Soovitan alustada sellest raamatust: Vaarika pi kasutamise alustamine MAKE poolt. Saate põhitõed ja Pi põhjaliku mõistmise.

Hankige uusim raspbian OS.

Järgmine tööriist, mida ma palju soovitan, on kaugtöölaud. Siin on Adam Riley õpetus. Pärast seadistamist saate oma arvutis vaadata Pi töölauda (pole Macis testitud). Seega ei tähenda Pi juhtimine "alasti" kuvarit, hiirt ega klaviatuuri. Mõned mu sõbrad kasutavad ssh käsurealt. Aga ma eelistan töölauda.

Varasemate uuringute põhjal teadsin, et Raspberry Pi on võimeline videot voogesitama. Nii hakkasin ma Pi -s erinevate rakendustega jamama. Paljudel rakendustel on pikk viivitus (sekundid) või madal kaadrisagedus. Pärast paarinädalast veebivideote ja -õpetuste rändamist leidsin õnneks lahenduse. YouTube'is video webiopi kohta andis mulle palju lootust. Rohkem uuringuid pani mind uskuma, et see on õige tee.

Webiopi on raamistik, mis tegi ühenduse Pi ja muu Interneti -seadme vahel tõesti lihtsaks. See kontrollib kõiki Pi GPIOS -e ja käivitab seejärel serveri, mis sisaldab kohandatud html -i. Sellele html -le pääsete juurde teistest seadmetest (arvuti, nutitelefon jne) ja klõpsate brauseris wifi kaugusel asuvat nuppu, käivitub GPIO.

Video pani mind lootust täis, põhineb webiopi õpetusel-cambot projektil. Seda näidatakse MagPi magzine #9 [html] [pdf] ja #10 [html] [pdf]. Aitäh Eric PTAK!

Järgides õpetust samm -sammult, saate teha kaherattalise kambri! See toimib järgmiselt: ühendage kaks mootorit H-sillaga, seejärel juhtige H-silda 6 GPIO tihvti abil, et juhtida suunda ja kiirust. Webiopi kasutatakse GPIO -de juhtimiseks. Ja video voogesitamiseks kasutatakse MJPG-striimerit.

Kui olete Pi või Linuxi uus kasutaja, nagu ma olin mitu kuud tagasi, võib teil pärast kõiki juhiseid olla väike probleem. Kas saate käivitada webiopi ja voogesitusvideo püütoni koodi eraldi, kuid ei tea, kuidas neid koos käivitada? Mul läks natuke aega, enne kui sain teada, et saate käsu & lisada (ja Google'is on tõesti raske otsida, BTW), see tähendab, et soovite, et see käsk töötaks taustal. Nii et ma teen seda iga kord:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Usun, et loote ülaltoodud käsku sisaldava bash -faili ühte faili ja käivitate selle üks kord. Ma pole veel proovinud.

Nii et proovisin seda põhiseadistust kahe alalisvoolumootoriga, see töötab, kuid minu mootor pole piisavalt võimas. Juhib mind teise variandi juurde: pidevad servod.

Siis tekib uus küsimus: kas webiopi toetab PWM -juhitavaid servosid?

Vastus on jaatav, kuid mitte iseenesest: tarkvara PWM genereerimiseks on vaja RPIO -d

RPIO installimine (mul ei vedanud esimesel apt-get installimeetodil. Githubi meetod sobib minu jaoks suurepäraselt)

Näidiskood ja muud arutelud

Nüüd on teie robotit täiendatud kahe servoga! Mõtle, mida saad lisarelvadega teha!

Muutsin ülaltoodud näidiskoodi oma paaki sobitumiseks. Selleks pole vaja arvutiteaduste kraadi. Olete hea seni, kuni saate näidiskoodist aru ja teate, mida kopeerida ja kus seda muuta.

Samm: elektrooniline ühendus

Minu ostetud toitepangal Anker Astro Pro on kaks USB -porti ja üks 9v -port (peamine põhjus, miks ma selle ostsin). Proovisin ühe USB -pordi abil toita Pi, wifi -donglit ja veebikaamerat. Ei käivitu. Nii et ma kasutasin teist USB -porti toitega USB -jaoturi jaoks.

Siis mõtlesin, et äkki saan servodele toite USB -jaoturi pordiga. See töötab, kuid WiFi -ühendus on väga ebastabiilne.

Selle probleemi lahendamiseks tõin 6 V servo toiteks sisse 4 AA patareid. Ma triibutasin USB -kaabli, et paljastada maandusjuhe (must), ja ühendan AA -patarei maandusega.

3 servot, punane kuni 6 V, must maanduseni ja signaali tihvt on ühendatud GPIO kontaktidega.

Nagu hööveldatud, peaksid ka torni pöörlev mootor ja relvamootor töötama 6 V toitel, millel on H-silla juhtimine. Aga kui ma kõik ühendasin, siis relv ei lase! Tundub, et mootor üritab pöörata, kuid ei saa käike juhtida. Väljundpinge on õige, kuid tundub, et juhtimiseks pole piisavalt voolu. Proovisin ka MOSFET -i ilma õnne.

Pean sellest osast aja põhjustel loobuma. Ja sellepärast pean relvakatses relva mootori adapteriga käsitsi ühendama. Elektroonikas on veel palju õppida. Halvimal juhul sain relva alati juhtida servo tõmbe ja vabastamise päästikuga.

6. samm: liides

Samuti muutsin liideseid Cambot ja rasproveri näidiskoodidest. Kuna plaanisin kasutada nutitelefoni kontrollerina, optimeerisin oma telefoni paigutust (galaxy note3).

Enamikku paigutusi ja stiile saab redigeerida kaustas index.html. Kuid vaikenupu (tumehall, musta äärisega) stiil on määratletud veebis webiopi.css, mis asub aadressil/usr/share/webiopi/htdocs. Kasutasin selle muutmiseks terminali sudo nano käivitamiseks.

Videovoog asub ekraani keskel, vasakul küljel on juhtimisseade ja paremal on relvakontroll. Disainisin juhtimisseadise kaheks komplektiks: üles (edasi), peatuma, alla (tahapoole), soovides peenemat juhtimist, kuid videost näete, et see on mõnikord ebamugav.

7. samm: tulevikuplaan

Nagu näete, pole see projekt veel lõppenud. Tänu vaarika pi võistlusele väntasin eelmisel nädalal palju, üritades seda enne tähtaega lõpetada. See läheb päris hästi, kuni leidsin, et relv ei tulista …

Seda on veel palju parandada, kuid loodan, et saate minu kogemusest midagi õppida.

Lühiajaline plaan:

Pane relv tööle !!!

Suurem konteiner rohkem BB jaoks

Tank peab maailma avastama-minge koduse wifi kõrvale!

Seadistage Pi jaoks ajutine sõlm, nii et telefon saab sellega kõikjal ühendust luua

Käivitamisel käivitage paagi käsk

Pi turvaliseks väljalülitamiseks lisage väljalülitusnupp.

Pikaajaline plaan:

Parem juhtimissüsteem stabiilsuse ja haarduvuse tagamiseks

Kujundage nüüd leivaplaadi asemel oma trükkplaat

Esimese isiku videosalvestus

Teine relv? Teeme sellest lahingulaeva!

Kas lisada isepatrullimiseks andureid?

Arvutinägemus automaatseks sihtimiseks!

Juhtige tanki kaugel: ma näen kõike kodus!

8. samm: aitäh lugemise eest

Tänan, et lugesite minu kehva inglise keelt (see pole mu esimene keel). Loodan, et teil oli siin lõbus või õppisite midagi. See on jätkuv projekt, nii et kui teil on kogemusi mis tahes valdkonnas, hindan teie nõuandeid.

Kui teil on küsimusi, jätke kommentaar, proovin sellele vastata.

Lubage mul lähitulevikus teha värskendus-The Cam Tank2.0.

Lõpuks, siin on video, mis näitab lahingustsenaariumi. See on päris lõbus.

Nautige ja näeme järgmisel korral!