Raspberry Pi Cam Tank V1.0: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Gyerekkorom óta szeretem a tankokat. Saját tankjáték építése mindig az egyik álmom. De a tudás és a készségek hiánya miatt. Az álom csak álom.

Több éves mérnöki és ipari tervezési tanulmányok után. Készségeket és ismereteket szereztem. És hála az olcsóbb hobbi 3D nyomtatóknak. Végre megtudom tenni a lépést.

Milyen tulajdonságokkal szeretném ellátni ezt a tartályt?

• Távirányítású
• Felfüggesztett üresjárati kerekek (mint az igazi tank!)
• Forgatható tornyával és billenthető BB -pisztolyával 6 mm -es golyókat tud lőni
• Videót továbbíthat a vezérlőre, így távolról vezérelheti

Kezdetben azt terveztem, hogy arduino -t használok vezérlőként, de némi kutatás után rájöttem, hogy nincs gyakorlati módja annak, hogy önmagában videót streameljek. A Raspberry Pi azonban jó jelöltnek tűnik a video streaminghez. És a feleségén keresztül vezérelheti telefonjáról!

Lássunk neki.

1. lépés: Szükséges alkatrészek

Az irányításhoz

Raspberry Pi B verzió

Tápellátású USB hub (Belkin F4u040)

USB webkamera (Logitech C270)

Wifi -kulcs (Edimax)

Női -férfi áthidaló kábel

A vezetéshez

Két nagy nyomatékú szervo vagy motor (két hajtott kerékhez)

Egy 1/8 acél kerék a tengelyekhez (házi raktárban vásárolt és olcsó)

Tíz hüvelyes csapágy (rendelhető a Mcmaster -től)

Néhány rugó a felfüggesztéshez (tavaszi választékot vásárolt a Harbor Freight -nál, olcsó)

Toronyhoz

Egy automata BB pisztoly játék

Egy nagy nyomatékú mini DC motor

Mikroszervó fel -le billentéshez

Néhány 1/4 acél lovagolt pisztolytengelyként

Más dolog

A tartály legtöbb részét 3D -ben kinyomtattam, ha könnyen hozzáférhet egy lézervágóhoz, az is működne.

A nyomtatáshoz PLA szálat használtam, mert könnyebb kezelni (nincs tekercselési probléma az ABS -en). De nagyon nehéz csiszolni, vágni, fúrni később.

Azt gondolhatja, hogy a 3D nyomtatás jó a testreszabott alkatrészekhez, és nagyon bonyolult részeket nyomtathat egy darabban. Az igaz. Azonban úgy gondolom, hogy ez a módszer nem praktikus és gazdaságos egy hobbi számára. Az okok a következők:

A hobbi nyomtatója nem lesz ilyen pontos.

Hibákat fog elkövetni a mérésekben és számításokban (tűrés, igazítás stb.).

Mindenesetre nagy az esélye, hogy a nyomatok nem működnek, vagy nem illeszkednek az első felvételhez. Egy kis részre jó, csak módosíthatja a modellt, majd újranyomtathatja. De egy nagyobb és bonyolultabb résznél frusztráló, hogy órákon át tartó nyomtatás után tudni lehet, hogy valami nincs rendben. Ez idő- és anyagpazarlás. Tehát itt a megközelítésem:

Ha bármi szimmetrikus, csak a felét nyomtassa ki, próbálja ki, ha minden jól működik, nyomtassa ki az egészet.

Az alkatrész modellezése, miközben a 3D nyomtatásra gondol. Lehet sík felület a nyomtatóágy rögzítéséhez? Lehet -e kisebb darabokra osztani, hogy elkerülje a sok tartószerkezetet?

Ha az alkatrészek számos funkcióval rendelkeznek (sok más alkatrésszel kölcsönhatásba lépnek), ossza fel a modellt modulokra. Tehát ha egy szolgáltatás sikertelen, akkor nem kell újra kinyomtatnia az egész részt. Csak csípje be a modult, és nyomtassa ki újra. Csavarokat és anyákat használok a csatlakoztatáshoz.

Légy jó barát a kéziszerszámokkal, kézi fűrésszel, X-actóval, fúróval, forró ragasztópisztollyal. Ha kijavíthatja a hibás nyomtatást, javítsa ki.

Ez megmagyarázza, miért van a tartályomnak annyi alkatrésze. Még mindig csípem ezeket a részeket, és ha találtam egy jó kombinációt, kinyomtathatom őket egy darabban. Akkor ez lenne a Cam Tank v2.0.

2. lépés: A vezetési rendszer

Felfüggesztés

Először prototípust készítettem felfüggesztés nélkül, csak tengelyekkel az alsó hajótesten, csapágyakkal és kerekekkel. De a kezelő kényelmére gondolva (én vezetni fogom a streaming videót nézve!), Úgy döntöttem, hogy felfüggesztést adok hozzá, hogy hűvösebb legyen.

Csak néhány rugós rugóm van, nincs hidraulika, nincs laprugó. Eleinte kipróbáltam néhány torziós rúdmechanizmust PLA -val. (A torziós rúd felfüggesztés gyakori néhány tartálynál). Néhány fordulat után kiderül, hogy a kinyomtatott PLA rúd puha lesz, és végül eltörik. Az ABS jobb lehet erre a célra, de soha nem próbáltam. Így további kutatások után megtaláltam a Christie felfüggesztés kialakítását, itt egy rövid videó bemutatja, hogyan működik.

A christie felfüggesztésnek azonban sok apró része van, és akkor nem bízom a nyomtatómban. Szóval csináltam egy ilyen felfüggesztést.

(kép)

Ez a konfiguráció túl sok belső teret foglal el. Így a belső kart 90 fokkal elforgatom. Vegye figyelembe, hogy az első és az utolsó kerék rövidebb lett

Hátsó feszítő

Azt hittem, hogy amikor a tartály áthalad néhány akadályon, az üresjárati kerekek felfelé mozoghatnak, és a pálya elveszíti feszültségét. Tehát hozzáadtam néhány feszítő mechanizmust a hátsó kerékhez. Alapvetően két rugó nyomja állandóan a valódi tengelyt, és némi erőt fejt ki a pályák feszítésére.

Hajtókerekek és vágányok

Ezt a hernyópályát és hajtókereket szilárd munkában terveztem. Nem sokat tudok a gépészetről, így nem tudom elvégezni a fogaskerekek számítását. Tehát szimuláltam az alkatrészeket solidworks -ben, hogy lássam, működik -e, mielőtt megnyomom a Print gombot. Minden sáv valamilyen 3 mm -es tartalék szállal van összekötve. Nagyon jól működik némi csiszolással. De a pálya kialakításának van egy hibája, a talajt érintő felület túl sima, hogy nehezen fogható. Ha fejjel lefelé nyomtatom, hozzáadhatok némi futófelületet, de a fog miatt sok támogató anyagba kerül. Jövőbeni megoldások: 1: a fogat külön nyomtassa ki, majd ragassza össze. 2. Vigyen fel néhány gumi bevonatú spray -festéket.

Ezután kinyomtattam a szervók házát, és győződjön meg arról, hogy a hajtókerék csavarokkal rögzíthető a szervókarhoz.

3. lépés: Fegyverrendszer

Ez a rész a legizgalmasabb számomra. Vásárolhat fényképezőgép tartály játékot. De nem találtam egy játék kombinált kamerát és valami fegyvert.

Ezt az automatikus airsoft fegyverjátékot vásároltam 9,99 dollárért akciósan. (Most 20 dollár körül van, és lehet, hogy később megpróbálok valami olcsóbbat) És tépje le, hogy megértse a mechanizmust. Teljesen elvághatom a testet és ragaszthatom a tartályomhoz. De nem szeretem a csúnyán kinéző fél testet. Tehát végeztem némi mérést és átalakítottam a mechanikus részt. Ezekből a darabokból levontam a 3D nyomtatás leckéjét: mindig hibázni fog. 5 nyomat szükséges minden alkatrész illeszkedéséhez, és sok vágás, csiszolás és forró ragasztás, hogy tökéletesen működjön.

Miután a játékpisztoly minden része helyesen mozog a megismételt testemben, kinyomtattam négy másik részt a test rögzítéséhez. És hozzáadta a billentő fogaskereket, a BB golyós tölcsért és a kamera támogatását. Ezek az alkatrészek mind a pisztoly testére vannak csavarozva. Végül legalább két részre kombinálhatók. De azt hiszem, még nem vagyok kész.

A torony alapjához egy mikroszervot, billentéshez és egy mikro egyenáramú motort adtam hozzá.

Aztán elkezdtem tesztelni a fegyvert, csatlakoztatok 4 db AA elemet és jól lő. Nagyon örültem, hogy jól működik. De másnap találtam egy problémát.

Itt a videó a fegyverek teszteléséről. a torony 3V -os adapterhez volt csatlakoztatva.

4. lépés: A Pi beállítása

Ez a legfontosabb része, a tartályunk szíve-Raspberry Pi!

Ha még nem játszott a Raspberry Pi -vel. Azt javaslom, hogy ezzel a könyvvel kezdje: A MAKE első lépései a málna pi -vel. Megszerezheti a Pi alapjait és átfogó megértését.

Szerezze be a legújabb raspbian operációs rendszert.

A következő eszköz, amit nagyon ajánlok, a Távoli asztal. Itt van Adam Riley bemutatója. A beállítás után megtekintheti a Pi asztali számítógépet (nem tesztelt Mac -en). Így a Pi "meztelen" futtatása azt jelenti, hogy nincs szükség kijelzőre, egérre és billentyűzetre. Néhány barátom ssh parancssort használ. De jobban szeretem az asztali gépet.

A korábbi kutatások alapján tudtam, hogy a Raspberry Pi képes videók közvetítésére. Így elkezdtem kavarogni a Pi különböző alkalmazásaival. Sok alkalmazás hosszú késéssel (másodpercekkel) vagy alacsony képsebességgel rendelkezik. Pár hét online videók és oktatóprogramok bolyongása után szerencsére megtaláltam a megoldást. A youtube -on egy videó a webiopi -ról sok reményt adott. Több kutatás elhitette velem, hogy ez a helyes út.

A Webiopi olyan keretrendszer, amely valóban megkönnyítette a Pi és más internetes eszközök közötti kapcsolatot. Ez vezérli az összes Pi GPIOS -t, majd elindít egy szervert, amely testreszabott html -t tartalmaz. Hozzáférhet ehhez a html -hez más eszközökről (számítógép, okostelefon, stb.), És a böngészőben egy wifi -távolságban lévő gombra kattintva GPIO aktiválódik.

A videó reménnyel töltött el, egy webiopi oktatóanyagon alapul-cambot projekt. Ez szerepel a MagPi magzine #9 [html] [pdf] és a #10 [html] [pdf] oldalain. Köszönöm Eric PTAK!

Az oktatóanyag lépésről lépésre történő követésével kétkerekű cambot készíthet! Így működik: csatlakoztasson két motort egy H-hídhoz, majd vezérelje a H-hidat 6 GPIO csap segítségével az irány és a sebesség szabályozásához. A Webiopi a GPIO -k vezérlésére szolgál. Az MJPG-streamert pedig videó streaminghez használják.

Ha még nem ismeri a Pi -t vagy a Linuxot, mint én hónapokkal ezelőtt, akkor egy kis probléma merülhet fel az összes lépés végrehajtása után. Külön futtathatja a webiopi és a streaming videó python -kódját, de nem tudja, hogyan futtassa őket együtt? Beletelt egy kis időbe, mire tudtam, hogy hozzáadhat egy & parancsot (és nagyon nehéz keresni a Google -on, BTW), ami azt jelenti, hogy ezt a parancsot a háttérben kell futtatni. Tehát minden alkalommal ezt fogom tenni:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Úgy gondolom, hogy a fenti parancsot tartalmazó bash fájlt egyetlen fájlba hozza létre, és egyszer futtassa. Még nem próbáltam.

Szóval kipróbáltam ezt az alapbeállítást két egyenáramú motorral, fut, de a motorom nem elég erős. Egy másik lehetőséghez vezet: a folyamatos szervókhoz.

Ekkor új kérdés merül fel: a webiopi támogatja a PWM vezérlésű szervókat?

A válasz igen, de nem önmagában: RPIO szükséges a szoftver PWM létrehozásához

RPIO telepítés (nincs szerencsém az első apt-get install módszerrel. A github módszer remekül működik számomra)

Mintakód és egyéb megbeszélések

Most a robotja két szervóval bővült! Gondolja át, mit tehet a plusz karokkal!

A fenti mintakódot úgy módosítottam, hogy illeszkedjen a tankomba. Ehhez nem kell informatikus végzettség. Addig jó, amíg megérti a mintakódot, és tudja, mit kell másolni és hol kell változtatni.

5. lépés: Elektronikus kapcsolat

A vásárolt árambank, az Anker Astro Pro két USB -porttal és egy 9 V -os porttal rendelkezik (fő oka annak, hogy ezt vettem). Megpróbáltam áram alá helyezni a Pi -t, a wifi -kulcsot és a webkamerát egy USB -porttal. Nem indul el. Tehát a másik USB -portot használtam egy táplált USB -elosztóhoz.

Aztán arra gondoltam, hogy talán a szervókat az USB hub porton keresztül tudom táplálni. Működik, de a wifi kapcsolat nagyon nagyon instabil.

A probléma megoldásához 4 AA elemet hoztam be a 6 V -os szervo szükségleteinek ellátására. Lecsíptem az USB -kábelt, hogy feltáruljon a földelő vezeték (fekete), és csatlakoztassam az AA elemcsomag földeléséhez.

3 szervó, piros - 6 V, fekete a földhöz, és jelzőcsap csatlakozik a GPIO csapokhoz.

A tervek szerint a torony forgó motorját és a pisztolymotort is 6 V-ról kell táplálni, H-híd vezérléssel. De amikor mindent összekötöttem, a fegyver nem fog lőni! Úgy tűnik, a motor forogni próbál, de nem tudja hajtani a fogaskerekeket. A kimeneti feszültség megfelelő, de úgy tűnik, nincs elegendő áram a meghajtáshoz. Kipróbáltam a MOSFET -et is, sikertelenül.

Ezt a részt időbeli okokból le kell mondanom. És ezért a pisztolyteszt során manuálisan kell csatlakoztatnom a pisztoly motorját az adapterhez. Még sokat kell tanulni az elektronikából. A legrosszabb forgatókönyv szerint mindig tudtam vezérelni a pisztolyt egy szervo húzással és elengedéssel.

6. lépés: Interfész

Megváltoztattam az interfészeket a cambot és a rasprover mintakódokból is. Mivel az okostelefont terveztem vezérlőként használni, optimalizáltam a telefonom elrendezését (galaxy note3).

A legtöbb elrendezés és stílus szerkeszthető az index.html fájlban. Az alapértelmezett gomb (sötétszürke, fekete szegéllyel) stílusa azonban a/usr/share/webiopi/htdocs címen található webiopi.css fájlban van definiálva. A terminált használtam a sudo nano futtatásához annak módosításához.

A videófolyam a képernyő közepén található, a bal oldali vezetésvezérlés, a jobb oldalon a fegyvervezérlés. A menetvezérlőt úgy terveztem, hogy két felfelé (előre), megállásra, lefelé (hátra) kívánt finomabb irányítást akarok, de a videón azt lehet mondani, hogy néha kellemetlen.

7. lépés: Jövőbeli terv

Mint látható, ez a projekt még nem fejeződött be. A málna pi versenynek köszönhetően a múlt héten nagyon felpörögtem, csak a határidő előtt próbáltam befejezni. Elég jól forog, amíg rájöttem, hogy a fegyver nem lő …

Sokat kell még javítani rajta, de remélem, tanulhat valamit a tapasztalataimból.

Rövid távú terv:

Működtesse a fegyvert !!!

Nagyobb tartály több BB -hez

A tanknak fel kell fedeznie a világot-menjen ki az otthoni wifi oldaláról!

Állítson be ad-hoc csomópontot a Pi-n, így a telefon bárhol csatlakozhat hozzá

Indításkor futtassa a tank parancsot

Adjon hozzá egy leállító gombot a Pi biztonságos kikapcsolásához.

Hosszú távú terv:

Jobb vezetési rendszer a stabilitás és a tapadás érdekében

Tervezze meg saját áramköri lapját kenyérsütő lemez helyett

Első személy videofelvétel

Még egy fegyvert? Tegyük harci hajóvá!

Hozzáad szenzorokat az önjáráshoz?

Számítógépes látás az automatikus célzáshoz!

Irányítsd a tankot messze: mindent megnézek otthon!

8. lépés: Köszönöm, hogy elolvasta

Köszönöm, hogy elolvasta szegény angolom (nem ez az első nyelvem). Remélem jól érezte magát, vagy tanult itt valamit. Ez egy folyamatban lévő projekt lesz, ezért ha bármilyen területen rendelkezik szakértelemmel, szívesen fogadom tanácsát.

Ha bármilyen kérdése van, kérjük, hagyjon megjegyzést, megpróbálok válaszolni.

Hadd frissítsek-The Cam Tank2.0-a közeljövőben.

Végül itt egy videó, amely bemutatja a csata forgatókönyvét. Elég mulatságos.

Élvezze és találkozunk legközelebb!