Raspberry Pi Cam Tank V1.0: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Es mīlu tankus kopš bērnības. Savas rotaļlietas uzbūve vienmēr ir viens no maniem sapņiem. Bet zināšanu un prasmju trūkuma dēļ. Sapnis ir tikai sapnis.

Pēc vairāku gadu studijām inženierzinātnēs un rūpnieciskajā dizainā. Ieguvu prasmes un zināšanas. Un pateicoties lētākiem hobiju 3D printeriem. Beidzot varu spert savu soli.

Kādas funkcijas es vēlos, lai šai tvertnei būtu?

• Tālvadības pults
• Piekaramie tukšgaitas riteņi (tāpat kā īstā tvertne!)
• Ir pagriežams tornītis un noliekams BB lielgabals var izšaut 6 mm lodes
• Var straumēt video uz kontrolieri, lai jūs varētu to vadīt tālu

Sākumā es plānoju izmantot arduino kā kontrolieri, bet pēc dažiem pētījumiem es atklāju, ka nav praktisku veidu, kā straumēt video atsevišķi. Tomēr Raspberry Pi, šķiet, ir labs kandidāts video straumēšanai. Un jūs varat to kontrolēt, izmantojot sievu no sava tālruņa!

Sāksim.

1. darbība. Nepieciešamās detaļas

Kontrolēšanai

Raspberry Pi versija B.

Darbināms USB centrmezgls (Belkin F4u040)

USB tīmekļa kamera (Logitech C270)

Wifi dongle (Edimax)

Džemperis no sievietes līdz vīrietim

Par braukšanu

Divi lieli griezes momenti turpina servo vai motoru (diviem piedziņas riteņiem)

Viens 1/8 collu tērauda ritenis riteņu vārpstām (nopirkts mājas depo un lēts)

Desmit uzmavu gultņi (pasūtīts Mcmaster)

Dažas atsperes piekarināšanai (iegādājos atsperu sortimentu Harbour Freight, lēti)

Par tornīti

Automātiska BB lielgabalu rotaļlieta

Viens augsts griezes moments mini līdzstrāvas motors

Mikroservo slīpēšanai uz augšu un uz leju

Kāds 1/4 collu tērauds brauca kā lielgabala ass

Citas lietas

Es 3D izdrukāju lielāko daļu šīs tvertnes daļu, ja jums ir viegli piekļūt lāzera griezējam, tas arī darbotos.

Drukāšanai izmantoju PLA kvēldiegu, jo ar to ir vieglāk tikt galā (ABS nav iesaiņojuma problēmu). Bet, tiešām grūti slīpēt, griezt, urbt vēlāk.

Jūs varētu domāt, ka 3D druka ir piemērota pielāgotajām detaļām, un jūs varat izdrukāt ļoti sarežģītu daļu kā vienu gabalu. Tā ir taisnība. Tomēr, manuprāt, šāds veids hobijniekam nav praktisks un ekonomisks. Iemesli ir:

Jūsu hobija printeris nebūs tik precīzs.

Jūs kļūdīsities mērījumos un aprēķinos (pielaide, izlīdzināšana utt.).

Jebkurā gadījumā pastāv diezgan liela iespēja, ka izdrukas nedarbojas vai atbilst pirmajam kadram. Nelielai daļai tas ir labi, jūs varat vienkārši nomainīt modeli un pēc tam atkārtoti izdrukāt. Bet lielākajai un sarežģītākajai daļai ir apgrūtinoši zināt, ka pēc stundu drukāšanas kaut kas nav kārtībā. Tā ir laika un materiālu izšķiešana. Tātad, mana pieeja:

Lai viss būtu simetrisks, izdrukājiet tikai pusi no tā, izmēģiniet to, ja viss darbojas labi, izdrukājiet visu.

Daļas modelēšana, domājot par 3D drukāšanu. Vai printera gultas piestiprināšanai var būt līdzena virsma? Vai to var sadalīt mazākos gabalos, lai izvairītos no daudzām atbalsta konstrukcijām?

Daļām ir daudz funkciju (mijiedarbojoties ar daudzām citām daļām), sadaliet modeli moduļos. Tātad, ja viena funkcija neizdevās, jums nav jāizdrukā visa daļa. Vienkārši izlabojiet moduli un izdrukājiet to vēlreiz. To savienošanai izmantoju skrūves un uzgriežņus.

Esiet labs draugs ar rokas instrumentiem, rokas zāģi, X-acto, elektrisko urbi, karsto līmes pistoli. Ja varat labot drukas kļūdu, izlabojiet to.

Tas izskaidro, kāpēc manā tvertnē ir tik daudz detaļu. Es vēl joprojām pielāgoju šīs daļas un, kad esmu atradis labu kombināciju, varu tās izdrukāt kopā kā vienu gabalu. Tad tas būtu mans Cam Tank v2.0.

2. solis: Braukšanas sistēma

Apturēšana

Sākumā es izveidoju prototipu bez balstiekārtas, tikai asis pāri apakšējam korpusam ar gultņiem un riteņiem. Bet, domājot par operatora komfortu (es braukšu, skatoties straumēšanas video!), Es nolēmu pievienot balstiekārtu, lai padarītu to vēsāku.

Viss, kas man ir, ir dažas spirāles atsperes, bez hidraulikas, bez lapu atsperes. Sākumā es eksperimentēju ar vērpes stieņa mehānismu ar PLA. (Vērpes stieņa balstiekārta ir izplatīta dažās tvertnēs). Izrādās, ka pēc pāris pagriezieniem izdrukātā PLA josla kļūs mīksta un galu galā salūzīs. Šim nolūkam ABS varētu būt labāks, bet es nekad neesmu mēģinājis. Tātad, pēc turpmākiem pētījumiem es atklāju Christie piekares dizainu, šeit ir īss video, kurā parādīts, kā tas darbojas.

Tomēr kristāla balstiekārtā ir tik daudz sīku detaļu, un tad es neuzticos savam printerim. Tāpēc es izveidoju šādu apturēšanu.

(attēls)

Šī konfigurācija aizņem pārāk daudz iekšējās telpas. Tāpēc es pagriežu iekšējo roku par 90 grādiem. Ievērojiet, ka pirmais un pēdējais ritenis kļuva īsāks

Aizmugurējais spriegotājs

Es domāju, ka tad, kad tvertne iet pāri dažiem šķēršļiem, tukšgaitas riteņi var pacelties uz augšu un trase zaudēs spriedzi. Tāpēc es pievienoju kādu spriegotāja mehānismu uz aizmugurējā riteņa. Būtībā tās ir divas atsperes, kas visu laiku spiež īsto asi, pieliekot tam zināmu spēku, lai pievilktu sliedes.

Piedziņas riteņi un kāpurķēdes

Es izstrādāju šīs kāpurķēžu kāpurķēdes un dzenošos riteņus cietā veidā. Es nezinu daudz par mašīnbūvi, tāpēc nevaru aprēķināt pārnesumus. Tāpēc es simulēju detaļas solidworks, lai redzētu, vai tā darbojas, pirms es nospiedu pogu Drukāt. Katrs sliežu ceļš ir savienots ar kādu rezerves 3 mm kvēldiegu. Tas darbojas diezgan labi ar nelielu slīpēšanu. Bet sliežu ceļa konstrukcijai ir trūkums, virsma, kas pieskaras zemei, ir pārāk gluda, tāpēc to ir grūti satvert. Ja es to drukātu otrādi, es varētu pievienot protektoru, taču zoba dēļ tas maksās daudz atbalsta materiāla. Nākotnes risinājumi: 1: izdrukājiet zobu atsevišķi un pēc tam pielīmējiet kopā. 2. Uzklājiet smidzināšanas krāsu ar gumijas pārklājumu.

Tad es izdrukāju servo korpusu un pārliecinos, ka piedziņas riteni var piestiprināt pie servo sviras ar skrūvēm.

3. darbība: ieroču sistēma

Šī daļa man ir visinteresantākā. Jūs varat iegādāties rotaļlietu ar kameras tvertni. Bet es neatradu vienu rotaļlietu kombaina kameru un kādu ieroci.

Pārdošanā nopirku šo automātisko airsoft lielgabalu rotaļlietu par 9,99 USD. (Tagad tas ir aptuveni 20 dolāri, un vēlāk es varētu izmēģināt kaut ko lētāku) Un nojauciet to, lai saprastu mehānismu. Es varu pilnībā sagriezt ķermeni un pielīmēt to pie tvertnes. Bet man nepatīk neglīti izskatīgais pusķermenis. Tāpēc es veicu dažus mērījumus un pārveidoju mehānisko daļu. No šiem gabaliem es iemācījos 3D drukāšanas mācību: jūs vienmēr kļūdīsities. Nepieciešamas 5 izdrukas, lai katra detaļa būtu piemērota, un daudz griešanas, slīpēšanas un karstas līmēšanas, lai tā darbotos nevainojami.

Pēc tam, kad katra rotaļlietu lielgabala daļa pareizi pārvietojās manā atkārtotajā ķermenī, es iespiedu vēl četras daļas, lai nostiprinātu korpusu. Un pievienoja noliekamo pārnesumu, BB ložu piltuvi un kameras atbalstu. Visas šīs detaļas ir pieskrūvētas pie pistoles korpusa. Galu galā tos var apvienot vismaz divās daļās. Bet es domāju, ka es vēl neesmu gatavs.

Uz torņa pamatnes es pievienoju mikro servo noliekšanai un mikro līdzstrāvas motoru rotācijai.

Tad es sāku pārbaudīt pistoli, pievienoju 4 AA baterijas un tas labi šauj. Man bija patiess prieks, ka tas darbojas labi. Bet nākamajā dienā es atklāju problēmu.

Šeit ir video par manu ieroču pārbaudi. tornītis bija pievienots 3v adapterim.

4. solis: iestatiet Pi

Šī ir vissvarīgākā daļa, mūsu tvertnes sirds-Raspberry Pi!

Ja vēl neesat spēlējis Raspberry Pi. Es iesaku sākt ar šo grāmatu: MAKE darba sākšana ar aveņu pi. Jūs varat iegūt pamatus un visaptverošu izpratni par Pi.

Iegūstiet jaunāko raspbian OS.

Nākamais daudz ieteiktais rīks ir attālā darbvirsma. Šeit ir Adama Railija apmācība. Pēc iestatīšanas datorā varat skatīt Pi darbvirsmu (nav pārbaudīta operētājsistēmā Mac). Tādējādi, lai palaistu Pi “kailu”, nav nepieciešams displejs, pele un tastatūra. Daži mani draugi izmanto komandrindu ssh. Bet es dodu priekšroku darbvirsmai.

Pamatojoties uz iepriekšējiem pētījumiem, es zināju, ka Raspberry Pi spēj straumēt video. Tāpēc es sāku sajaukt ar dažādām Pi lietotnēm. Daudzām lietotnēm ir ilga kavēšanās (sekundes) vai zems kadru ātrums. Pēc pāris nedēļu klejojumiem tiešsaistes video un apmācībās, par laimi, es atradu risinājumu. Youtube video par webiopi man deva daudz cerību. Vairāk pētījumu lika man domāt, ka tas ir pareizais ceļš.

Webiopi ir sistēma, kas padarīja savienojumu starp Pi un citu interneta ierīci patiešām vieglu. Tas kontrolē visu Pi GPIOS un pēc tam palaiž serveri, kurā ir pielāgots html. Jūs varat piekļūt šim html no citām ierīcēm (datora, viedtālruņa utt.) Un noklikšķinot uz pogas pārlūkprogrammā, kas atrodas bezvadu tīklā, tiek aktivizēts GPIO.

Video lika man cerību pilns, ir balstīts uz webiopi apmācību-Cambot projektu. Tas ir redzams MagPi magzine #9 [html] [pdf] un #10 [html] [pdf]. Paldies Ērikam PTAKAM!

Sekojot apmācībai soli pa solim, jūs varat izveidot divu riteņu kambodžu! Tas darbojas šādi: savienojiet divus motorus ar H tiltu, pēc tam kontrolējiet H tiltu ar 6 GPIO tapām, lai kontrolētu virzienu un ātrumu. Webiopi tiek izmantots, lai kontrolētu GPIO. Video straumēšanai tiek izmantots-j.webp

Ja esat jauns Pi vai Linux lietotājs, kā es pirms vairākiem mēnešiem, pēc visu darbību veikšanas jums var rasties neliela problēma. Jūs varat palaist pitona kodu webiopi un straumēšanas video atsevišķi, bet nezināt, kā tos palaist kopā? Pagāja kāds laiks, līdz uzzināju, ka varat pievienot & pēc komandas (& tiešām ir grūti meklēt Google, BTW), tas nozīmē, ka vēlaties, lai šī komanda darbotos fonā. Tāpēc es to darīšu katru reizi:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Es uzskatu, ka vienā failā izveidojat bash failu, kas satur iepriekš minēto komandu, un palaidiet to vienu reizi. Es vēl neesmu mēģinājis.

Tāpēc es izmēģināju šo pamata iestatījumu ar diviem līdzstrāvas motoriem, tas darbojas, bet manējais motors nav pietiekami jaudīgs. Ved mani pie citas iespējas: nepārtraukti servo.

Tad rodas jauns jautājums: vai webiopi atbalsta PWM kontrolētos servos?

Atbilde ir jā, bet ne pati par sevi: programmatūras PWM ģenerēšanai nepieciešams RPIO

RPIO instalēšana (man nav paveicies ar pirmo apt-get instalēšanas metodi. Github metode man lieliski darbojas)

Koda paraugs un citas diskusijas

Tagad jūsu robots ir uzlabots ar diviem servos! Padomājiet, ko jūs varat darīt ar papildu rokām!

Es mainīju iepriekš minēto parauga kodu, lai tas atbilstu manai tvertnei. Lai to izdarītu, jums nav nepieciešams datorzinātņu grāds. Jūs esat labs, ja vien varat saprast parauga kodu un zināt, ko kopēt un kur mainīt.

5. darbība: elektroniskais savienojums

Nopirktajai barošanas bankai Anker Astro Pro ir divi USB porti un viens 9v ports (galvenais iemesls, kāpēc es to nopirku). Es mēģināju barot Pi, wifi dongle un tīmekļa kameru ar vienu USB portu. Neieslēdzas. Tāpēc es izmantoju otru USB portu USB centrmezglam.

Tad es domāju, ka varbūt varu darbināt servos ar USB centrmezgla portu. Tas darbojas, taču wifi savienojums ir ļoti nestabils.

Lai atrisinātu šo problēmu, es ievedu 4 AA baterijas, lai darbinātu 6V servo. Es noņemu USB kabeli, lai atklātu zemējuma vadu (melns), un izveidoju savienojumu ar AA bateriju bloka zemējumu.

3 servo, sarkana līdz 6 V, melna pret zemi, un signāla tapa ir pievienota GPIO tapām.

Kā plānots, torņa rotējošajam motoram un lielgabala motoram vajadzētu darbināt arī 6 V spriegumu ar H tilta vadību. Bet, kad es visu savienoju, lielgabals nešaus! Šķiet, ka motors mēģina griezties, bet nevar vadīt pārnesumus. Izejas spriegums ir pareizs, bet šķiet, ka nav pietiekami daudz strāvas, lai brauktu. Es arī neveiksmīgi izmēģināju MOSFET.

Man ir jāatsakās no šīs daļas laika dēļ. Un tāpēc pistoles testā man ir manuāli jāpievieno pistoles motors ar adapteri. Elektronikā vēl daudz jāmācās. Sliktākajā gadījumā es vienmēr varētu kontrolēt pistoli ar servo vilkšanas un atlaišanas sprūdu.

6. darbība: saskarne

Es arī mainīju saskarnes no Cambot un rasprover parauga kodiem. Tā kā es plānoju izmantot viedtālruni kā kontrolieri, es optimizēju sava tālruņa izkārtojumu (galaktikas piezīme 3).

Lielāko daļu izkārtojumu un stilu var rediģēt vietnē index.html. Tomēr noklusējuma pogas (tumši pelēks ar melnu apmali) stils ir definēts vietnē webiopi.css, kas atrodas vietnē/usr/share/webiopi/htdocs. Es izmantoju termināli, lai palaistu sudo nano, lai to mainītu.

Video straume atrodas ekrāna centrā, braukšanas kontrole kreisajā pusē un ieroču vadība labajā pusē. Es izstrādāju braukšanas vadību kā divus komplektus uz augšu (uz priekšu), apstāties, uz leju (atpakaļ), vēloties kādu smalkāku vadību, taču video var redzēt, ka dažreiz tas ir neērti.

7. solis: nākotnes plāns

Kā jūs varat saprast, šis projekts vēl nav pabeigts. Pateicoties aveņu pi konkursam, pagājušajā nedēļā es ļoti cranked, tikai mēģinot to pabeigt pirms termiņa. Tas griežas diezgan labi, līdz es atklāju, ka lielgabals nešauj …

Ir vēl daudz ko uzlabot, bet es ceru, ka jūs varat kaut ko iemācīties no manas pieredzes.

Īstermiņa plāns:

Lieciet pistolei darboties !!!

Lielāks trauks, lai iegūtu vairāk BB

Tvertnei ir jāizpēta pasaule-dodieties ārpus mājas wifi!

Iestatiet ad hoc mezglu Pi, lai tālrunis varētu izveidot savienojumu ar to jebkurā vietā

Palaišanas laikā izpildiet tvertnes komandu

Pievienojiet izslēgšanas pogu, lai droši izslēgtu Pi.

Ilgtermiņa plāns:

Labāka braukšanas sistēma stabilitātei un saķerei

Tagad izveidojiet savu shēmas plati, nevis maizes dēli

Pirmās personas video ierakstīšana

Vēl viens lielgabals? Padarīsim to par kaujas kuģi!

Vai pievienot sensorus patrulēšanai?

Datora redzējums automātiskai mērķauditorijas atlasei!

Kontrolējiet tvertni tālu prom: es visu redzēšu mājās!

8. darbība. Paldies, ka lasījāt

Paldies, ka izlasījāt manu slikto angļu valodu (tā nav mana pirmā valoda). Es ceru, ka jums šeit bija jautri vai kaut ko uzzinājāt. Šis būs nepārtraukts projekts, tāpēc, ja jums ir pieredze jebkurā jomā, es novērtēju jūsu padomu.

Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, atstājiet komentāru, es centīšos atbildēt uz to.

Ļaujiet man tuvākajā laikā veikt atjauninājumu-The Cam Tank2.0.

Visbeidzot, šeit ir video, kurā parādīts kaujas scenārijs. Tas ir diezgan uzjautrinoši.

Izbaudiet un tiekamies nākamreiz!