Pi Catapult: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Жыл сайын қазан айының соңғы сенбісінде Кантиги тарихи мұражайы әуесқой катапульт байқауын өткізеді. Бұл барлық келушілерге катапульт құруға және атуға мүмкіндік беретін 3 түрлі санатқа дейін қашықтыққа, ату бойынша топтастыру және дәлдікке мүмкіндік беретін тамаша сайыс. Байқау туралы қосымша ақпарат алу үшін https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c… олардың веб-сайтына кіріңіз. Осы жылдардағы байқауға менің команда, Pi Throwers, көмектесу үшін Raspberry Pi қолдануды шешті. біздің лақтырудың бір бөлігін босатыңыз.

Біздің дизайнда Raspberry Pi Zero Wireless бақылайтын сенсорлар жиынтығы бар. Катапультті қаруландырып, босатуды алғаннан кейін, Raspberry Pi бейсболдың қашан шығарылатынын бақылайды. Осы қарапайым процесті қолдана отырып, біз 186 фут қашықтықпен екінші орынға шыға алдық.

Бұл нұсқаулықта Raspberry Pi контроллері мен онымен байланысты электрониканың дизайны, дамуы мен енгізілуі талқыланады. Мен осы жылдардағы катапульт ғимаратын жасамасам да, жаңа жыл басталғаннан кейін келесі жылдардағы катапульттің дизайны мен құрылысы туралы нұсқаулық іздеңіз.

Көңілді болу үшін мен 186 футтық түсіріліміміздің бейнесін қостым. Сізге ұнайды деп үміттенемін.

Сонымен қатар, мен осы жылы командаластарыма алғыс айтқым келеді: Стивен Боб пен Гус Менудакиске.

1 -қадам: жалпы дизайн

Өткен жылдардағы байқауда біздің катапульт үшін дәйекті шығарылымдарды алу кезінде айтарлықтай қиындықтар болды. Әйелімнің айтуы бойынша мен үлкен білімді бола отырып, электронды техникамен жұмыс жасауды және Raspberry Pi Zero (5 доллар) бағасын компьютерлік басқаруды қосуды шештім.

Міне, катапультті атудың жалпы процесі. Алдымен Pi қосыңыз. Екіншіден, iPhone -мен Pi -дің сымсыз байланыс нүктесіне қосылыңыз және Catapult қосымшасын іске қосыңыз. Содан кейін катапультті шығарып, босатуды орнатыңыз. Катапультті жүктеңіз және триггерді орнатыңыз. Қолданбамен катапультті қаруландырыңыз. Егер сіз катапультті өртеуге дайын болсаңыз, оны босатыңыз. Енді Pi енгізілген сенсорларды қолданып, триггерді дәл уақытта босатады және доп босатылады.

2 -қадам: Raspberry Pi Zero орнату

Raspberry Pi -ді катапультте пайдалану үшін баптау үшін үш негізгі қадам қажет. Біріншісі - Pi -дің артқы жағында орналасқан қуат жастықшаларына қосылу. Екіншісі - Pi нүктесін ыстық нүкте ретінде орнату. Соңғы қадам - бұл Python бағдарламасында басқару қосымшасымен өзара әрекеттесетін, сенсорларды оқитын және қажет болған жағдайда катапультті шығаратын бағдарлама жасау.

Қуат қосылымдары

1. Пісіру үтікті жағыңыз.
2. Қуат қосуға арналған 16-18 калибрлі сым жинағын алыңыз. Мен әрқашан оң байланыс үшін қызыл сымды қолданамын. Мен қарағайды катапульттан алып тастау үшін бір ұшында коннекторы бар сымды қолданамын.
3. Сымның аз мөлшерін алып тастап, ұштарын қаңылтырмен бекітіңіз.
4. Электр қуатын қосатын жастықшаларды алдын ала дәнекерлеңіз. Мен төсеніш нөмірлерін білмеймін, бірақ мен суретте қандай жастықшаларды қолдану керектігін айттым.
5. Сымдарды Pi -ге дәнекерлеңіз. Менің ойымша, егер сіз Pi -ді бекітіп, дәнекерлеу үшін бір сымды жастықшаның үстіне қойсаңыз, бұл қадам оңай. Содан кейін мен жастықшаны басу кезінде сымға дәнекерлеу үтігін қолданамын. Сымның дәнекерленгенін сезгеннен кейін қысымды босатыңыз.
6. Екінші сыммен қайталаңыз.
7. Кез келген шортты тексеріңіз. Егер екі төсемнің сымдары немесе дәнекері бір -біріне тиіп кетсе, қысқа болады. Егер бұл орын алса, дәнекерлеуді қыздырып, сымдарды алып тастап, әрекетті қайталаңыз.

Ыстық нүкте

Мен ыстық нүктені орнату үшін барлық қадамдардан өтсем де, жақсы жұмыс жасаған басқалары бар. Мен қадамдық нұсқаулықтары бар бірнеше сайттарды тіздім.

RaspberryPi.org

Frillip.com

Python бағдарламасы

Катапульттің конфигурациясы мен күйдірілуін басқару үшін Python бағдарламасы қолданылады. Төменде орналасқан бағдарлама Pi -де орындалады және катапультті конфигурациялауға және басқаруға мүмкіндік береді. Бұл бағдарлама жергілікті пайдаланушы каталогына қосылады және Pi қосылған сайын /etc/rc.local жазбасын қосу арқылы іске қосылады. Бұл бағдарлама мен iPhone -ға арналған қосымшаны пайдаланып қосылатын желі серверін орнатады. Сіз сондай -ақ телнетті қолдана аласыз және Pi -дегі 9999 портына қосыла аласыз. Содан кейін мәтіндік пәрмендерді менің қосымшам сияқты әсер етуге болады.

Қызыл түйін бағдарламасы

Python бағдарламасына қосымша ретінде мен ұқсас функционалды Node-Red бағдарламасын құрдым, бірақ ол веб-интерфейсті қолданады. Raspberry Pi үшін ұсынылған OS Rasbian жүйесі Node-Red-ді орнатудың бір бөлігі болғандықтан, бұл жақсы қосымша болуы мүмкін деп ойладым. Catapult.json файлының мазмұнын алмасу буферіне көшіріңіз, катапульт үшін пайдаланғыңыз келетін Pi-дегі Node-Red ашыңыз, оң жақтағы мәзірден Импорт-> Алмасу буферін таңдаңыз және кодты сол жерге қойыңыз. Енді сізге кодты орналастыру және пайдаланушы интерфейсі үшін Pi -дің IP -мекен -жайына қосылу қажет. Менің жағдайда бұл https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, сіздің IP мекенжайыңыз өте жақсы болады.

3 -қадам: бөлшектерді қосу

Бұл шатасуға ұқсайтынына қарамастан, жүйенің нақты сымдары өте қарапайым. Нашар орындалған PowerPoint схемасы барлық қосылымдарды көрсетеді. Қажетті бөлшектер төменде көрсетілген.

Бөлшектер тізімі

1. Raspberry Pi Zero Wireless - 5 доллар
2. 16 ГБ micro SD картасы - 8-10 доллар
3. Uxcell DC12V 25N Force 2 -Wires Pull Push Push Solenoid, Electromagnet, 10 мм Actuator - $ 18
4. eBoot 6 Pack LM2596 DC DC Buck Converter 3.0-40V 1.5-35V Power Supply Step Down Module-$ 2
5. Floureon 2 пакеті 3S 11.1V 1500mAh 35C RC Car, Skylark m4 -fpv250, Mini Shredder 200, Qav250, Vortex, Drone және FPV (2.91 x 1.46 x 1.08 дюйм) үшін XT60 штепселі бар RC Lipo аккумуляторы - $ 2.91 x 1.46 x 1.08 дюйм - $ 27
6. Коммутаторға ауысу - 2-10 доллар, менде ескі болды
7. Finware 6 жұп XT60 XT -60 еркек оқшаулағыш коннекторлары RC Lipo аккумуляторы үшін жылуды төмендететін розеткалар - $ 7.50
8. Cylewet 15Pcs Reed коммутаторы алтын жалатылған қорғасынмен қалыпты ашық (N/O) магнитті индукциялық қосқыш Arduino үшін (15 пакет) CYT1065 - $ 10
9. Arduino ARM PIC AVR MCU 5V индикатор шамы үшін 5V Tolako релелік модулі LED 1 арналық реле модулі ресми Arduino тақталарымен жұмыс істейді - $ 6. Сіз 3.3в -да жұмыс істейтін және NPN транзисторын айналып өтетін релені ала аласыз, егер мен дұрысын бастауға тапсырыс берер едім.
10. 100 x 2N2222 NPN TO-92 75V 600mA пластикалық-капсулалы қуатты транзисторлар-$ 2
11. Сымдар мен басқа бөлшектер - бұл шамамен 20 мм магниттерді қамтиды.

Қосылымдар

Менің қорқынышты электроника диаграммасынан көріп тұрғандай, электроникаға қосылу өте қарапайым. Неліктен NPN транзисторы лақтырылғанына таң қалуыңыз мүмкін, ол 5 вольтте жұмыс істейтін реле мен 3,3в кернеудегі Пи -ге қатысты. Иә, Pi -де 5В түйреуіштер бар, бірақ олар GPIO түйреуіштеріне қосылуға арналмаған. Қалай білетінімді сұраңыз …

Компоненттерді қалай біріктіру - сіздің таңдауыңыз. Мен ескі RC серво коннекторларын қолдандым, себебі олар Raspberry Pi -дегі GPIO түйреуіштері үшін дұрыс аралыққа ие және менде олардың үлкен жиынтығы бар. Қаласаңыз, сіз дәнекерлеуді Pi -дегі тесіктерге/түйреуіштерге бағыттай аласыз. Сіз тек катапультті іске қосу болып табылатын зорлық -зомбылық процесінде қосылыстардың қауіпсіз екендігіне көз жеткізуіңіз керек.

4 -қадам: Басылған бөліктер

Мен бұл жобаны басып шығаруым керек болатын үш элемент бар және олар төменде көрсетілген.

1. Электроника корпусы
2. Соленоид корпусы
3. Бейсболды ұстап тұратын қол

Мен STL файлдарын басып шығаруға тура келетін бөліктердің әрқайсысына қостым. Қолды басып шығарған кезде толтыру мөлшерін 25-50%пайдалануды ұсынамын. Бұл атыс кезінде әсер ететін кернеулерге байланысты қолдың сынбауын қамтамасыз ету үшін қажет.

5 -қадам: Магниттер мен қамыс қосқыштары

Дизайндың маңызды аспектілерінің бірі - катапульт ату кезінде қолдың қайда екенін айту. Бірнеше түрлі нұсқалар бар, Hall Effect сенсорлары, қамыс қосқыштары және акселерометрлер - олардың бірнешеуі. Бастапқыда мен Hall Effect сенсорларын қолдануды жоспарладым, бірақ олардың тұрақты жұмыс жасамайтынын білдім, сондықтан мен қамысты қосқыштарға ауыстым. Егер сіз қамысты қосқышты пайдалануды таңдасаңыз, бір ескерту керек, қамыс қосқыштары центрден тепкіш күшке перпендикуляр болатындай бағытталуы керек. Әйтпесе, қамыстың қосқыштары қолдың айналу қозғалысы арқылы мәжбүрлі түрде ашылады/жабылады.

Диаграммадан көріп тұрғандай, мен төрт магнит пен екі қамысты қосқышты қолдандым. Магниттердің әрқайсысы 90 градус қашықтықта орналасқан. Бұл қамыс қосқыштары үшін 135 градустық өшіру жиынтығымен бір айналымда 8 датчикті оқуға мүмкіндік береді. Датчикті ауыстыру кезінде сенсорлардың екеуі де бір уақытта магнитпен өтпейді, бұл бізге бір қамысты қосқыш пен 8 магнитті қолдану дәлдігін береді. Қалай болғанда да, қолды Пи айналдыратын әрбір 45 градус бір импульс алады.

Магниттердің әрқайсысы лақтыру қолының тірегіне бекітілген. Мен 7/8 дюймдік форстнерді қолдандым және қолымдағы магниттердің биіктігіне сәйкес келу үшін шамамен 6 мм бұрғыланды. Содан кейін мен тесікке аздап ыстық желім қосып, магниттерді орнында бастым. Магниттердің әрқайсысы негіздің бетіне сәйкес келуі керек.

Қамысты қосқыштар үшін мен алдымен ажыратқыштарды сымдарға қостым, олар кейінірек Pi GPIO түйреуіштеріне қосылады. Содан кейін мен лақтыру қолының төменгі жағындағы қамыс қосқышына ойық бұрғыладым. Бұл слот қамыс қосқышты толығымен жабатындай болуы керек. Содан кейін мен ойықтың соңында қолмен тесік жасадым. Бұл тесік сым мен қамыс қосқышының қолмен қалай өтетінін көрсетеді, сондықтан ол екеуін де өңдеуге жеткілікті үлкен болуы керек. Содан кейін мен қамысты қосқышқа сымды қосамын және қамысты қосқышты ол үшін жасалған ұяға жабыстырамын. Мен лақтыратын қолыма ағаш қолданғандықтан, қамыс қосқышындағы бос орындарды ағаш толтырғышпен толтырдым. Бұл қамыс ажыратқыштың бекітілгеніне және негізге ысқылауға болмайтындығына көз жеткізу әдісі болды.

6 -қадам: тестілеу

Тестілеу - бұл қызықты процесс. Бұл жерде сіз адамдарға зиян келтірмейтін немесе мүлікке зиян келтірмейтін жерге барасыз және сіздің заттарыңыздың жұмыс істейтінін көресіз. Мен мұны істегенімді қалаймын. Біздің алғашқы тестілеуде қолды босату өте кеш болды, мен фургонымның үстінен 100 фут қашықтықта бейсболмен жүздім. Шығару уақытын реттегеннен кейін біз қайтадан тырыстық. Бұл жолы бейсбол көлігімнің дөңгелегіне тиіп, бізге қайтып оралды. Мен көлігімді жылжыттым.

Тағы бірнеше әрекеттен кейін біз арқанды білекке бекітілген жерге жылжыдық, осылайша білік CCW 90 градусқа жоғары қарай тоқтады. Бұл бізге тура және 45 градус бұрышта оқ атуға мүмкіндік берді. Одан да жақсы. Біз релизді тергеннен кейін, біз ең жақсы нәтижеге жету үшін салмақты өзгерттік және допты бірнеше рет өзгерттік.

7 -қадам: Қорытынды ойлар

Мен осы жылдардағы катапультқа көмектескен барлық адамдарға алғыс айтқым келеді. Стивен Боб пен Гус Менудакис, менің әріптестерім. Менің әйелім, жыл сайын катапульт үшін мен неге басқа дизайн жасауым керек деп сұрайды. Ал Континти бірінші кезекте конкурс өткізгені үшін. Бұл жарылыс және шын мәнінде көп адамдар болуы керек.

Уақыт бөлгеніңізге рахмет және сұрақтарыңыз болса маған хабарлаңыз.