Pi Catapult: 7 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Hər il oktyabr ayının son şənbə günü Cantigny Tarixi Muzeyi həvəskar manqal yarışması keçirir. Bu, bütün gələnlərə 3 fərqli kateqoriyada yarışarkən bir mancınaq qurmağa və atəş açmağa imkan verən gözəl bir yarışmadır: məsafə, atış qruplaşdırması və dəqiqlik. Müsabiqə haqqında daha ətraflı məlumat əldə etmək üçün https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c… veb saytına daxil olun. Bu ilki yarışmada mənim komandam olan Pi Throwers, kömək etmək üçün Raspberry Pi istifadə etmək qərarına gəldi. atışımızın bir hissəsini buraxın.

Dizaynımızda Raspberry Pi Zero Wireless tərəfindən izlənilən bir sıra sensorlar var. Catapultu silahlandırıb buraxmağı çəkdikdən sonra, Raspberry Pi beysbolun nə vaxt buraxılacağını idarə edir. Bu sadə prosesi istifadə edərək 186 fut məsafə ilə ikinci yerə çıxa bildik.

Bu Təlimat, Raspberry Pi nəzarətçisinin və əlaqədar elektronikanın dizaynını, inkişafını və tətbiqini müzakirə edəcək. Bu illərin mancınaq binasını əhatə etməsəm də, yeni ilin başlanmasından sonra gələn illərin manevrinin dizaynı və quruluşu haqqında öyrədici bir şey axtarın.

Yalnız əylənmək üçün 186 ayaq çəkilişimizin videosunu daxil etdim. Ümid edirəm zövq alırsınız.

Bu il komanda yoldaşlarıma da təşəkkür edirəm: Steven Bob və Gus Menoudakis.

Addım 1: Ümumi Dizayn

Keçən ilki yarışmada, manjetimiz üçün ardıcıl buraxılışlar əldə etməkdə kifayət qədər çətinlik çəkdik. Həyat yoldaşımın dediyinə görə, böyük bir geek olaraq, kompüter nəzarətini əlavə etmək üçün elektronika və Raspberry Pi Sıfırın (5 dollar) son dərəcə aşağı qiyməti ilə bacarıqlarımı istifadə etməyə qərar verdim.

Mancınaq atəşinin ümumi prosesi budur. Əvvəlcə Pi -ni yandırın. İkincisi, iPhone ilə Pi -nin simsiz əlaqə nöqtəsinə qoşulun və Catapult Tətbiqimi işə salın. Sonra, katapultu bağlayın və sərbəst buraxın. Katapultu yükləyin və tətiyi təyin edin. Katapultu tətbiqlə silahlandırın. Catapultu atəşə tutmağa hazır olduğunuzda, sərbəst buraxın. İndi Pi, quraşdırılmış sensorlardan istifadə edərək, tətiyi lazımi anda buraxır və top buraxılır.

Addım 2: Raspberry Pi Zero Setup

Catapultda istifadə etmək üçün Raspberry Pi qurmaq üçün üç əsas addım lazımdır. Birincisi, Pi'nin arxasında yerləşən güc yastiqciklərinə bağlantılar əlavə etməkdir. İkincisi, Pi -ni isti bir yer olaraq qurmaqdır. Son addım, idarəetmə tətbiqi ilə qarşılıqlı əlaqə quracaq, sensorları oxuyacaq və lazım olduqda katapultu atəşə tutacaq bir proqram hazırlamaqdır.

Güc Əlaqələri

1. Lehimləmə dəmirinizi yandırın.
2. Güc bağlantısı üçün bir sıra 16-18 ölçülü tel götürün. Müsbət əlaqə üçün həmişə qırmızı tel istifadə edirəm. Bir ucunda konnektoru olan teldən də istifadə edirəm ki, şamı katapultdan çıxarım.
3. Az miqdarda tel çıxarın və uclarını qalaylayın.
4. Gücü bağlayacağınız yastiqciqləri əvvəlcədən lehimləyin. Yastıq nömrələrini bilmirəm, amma şəkildə hansı yastiqciklərdən istifadə edəcəyimi göstərmişəm.
5. Telləri Pi -yə lehimləyin. Pi -ni təmin etsəniz və lehimləmək üçün yastığın üstündən bir tel tutsanız, bu addımın asan olduğunu düşünürəm. Sonra yastığı aşağı basarkən, lehimləmə dəmirini telə tətbiq edirəm. Lehim telin əriməsini hiss etdikdən sonra təzyiqi buraxın.
6. İkinci tel ilə təkrarlayın.
7. Şortu yoxlayın. Hər iki yastığın telləri və ya lehimləri bir -birinə toxunduqda qısa bir əlaqə mövcuddur. Bu baş verərsə, lehimi qızdırın, telləri çıxarın və yenidən cəhd edin.

İsti nöqtə

İsti bir yer qurmaq üçün bütün addımlardan keçə bilsəm də, daha yaxşı bir iş görmüş başqaları var. Addım -addım təlimatları olan bir neçə saytı sadaladım.

RaspberryPi.org

Frillip.com

Python proqramı

Catapultun konfiqurasiyasını və atəşini idarə etmək üçün Python proqramı istifadə olunur. Aşağıda yerləşən proqram Pi üzərində işləyir və katapultu konfiqurasiya etməyə və idarə etməyə imkan verir. Bu proqram yerli istifadəçi qovluğuna əlavə olunur və hər dəfə Pi /etc/rc.local -a giriş əlavə etməklə işə salınır. Bu proqram, iPhone üçün hazırlanmış bir tətbiqdən istifadə edərək bağlandığım bir şəbəkə serveri qurur. Ayrıca telnet istifadə edə və Pi üzərindəki 9999 portuna qoşula bilərsiniz. Daha sonra tətbiqimlə eyni təsir etmək üçün mətn əmrlərindən istifadə edə bilərsiniz.

Qırmızı Node Proqramı

Python proqramına əlavə olaraq, oxşar funksiyalı Node-Red proqramı yaratdım, ancaq veb interfeysindən istifadə edir. Raspberry Pi üçün tövsiyə olunan OS olan Rasbian, quraşdırmanın bir hissəsi olaraq Node-Red'i ehtiva etdiyindən bunun yaxşı bir əlavə ola biləcəyini düşündüm. Catapult.json faylının məzmununu panoya kopyalayın, manjetiniz üçün istifadə etmək istədiyiniz Pi-də Node-Red açın, sağdakı menyudan Import-> Clipboard seçin və kodu oraya yapışdırın. İndi etməniz lazım olan tək şey kodu yerləşdirmək və istifadəçi interfeysi üçün Pi -nin IP ünvanına qoşulmaqdır. Mənim vəziyyətimdə https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, IP ünvanınız çox olacaq.

Addım 3: Parçaların tellərinin çəkilməsi

Bir qarışıqlıq kimi görünsə də, sistemin əsl naqilləri olduqca düzdür. Zəif işlənmiş PowerPoint sxemində bütün əlaqələr göstərilir. Lazım olan hissələr aşağıda verilmişdir.

Parça siyahısı

1. Raspberry Pi Zero Wireless - 5 dollar
2. 16 GB micro SD kart - 8-10 dollar
3. Uxcell DC12V 25N Force 2 Telli Pull Push Solenoid, Elektromaqnit, 10 mm Aktuator - 18 dollar
4. eBoot 6 Pack LM2596 DC-dən DC Buck Converter 3.0-40V-dən 1.5-35V-a qədər Güc Təchizatı Adım Aşağı Modulu-2 dollar
5. Floureon 2 Paket 3S 11.1V 1500mAh 35C RC Avtomobil üçün XT60 Fişli, Skylark m4 -fpv250, Mini Parçalayıcı 200, Qav250, Vortex, Drone və FPV (2.91 x 1.46 x 1.08 İnç) ilə birlikdə 35C RC Lipo Batareya (2.91 x 1.46 x 1.08 İnç) - 27 dollar
6. Keçid açarı - hər keçid üçün 2-10 dollar, istifadə etdiyim köhnəsi var
7. Finware 6 Pairs XT60 XT -60 Kişi Dişi Güllə Bağlayıcıları RC Lipo Batareyası üçün İstilik Büzüşdürən Elektrik Fişləri - $ 7.50
8. Cylewet Arduino üçün Normal Açıq (N/O) Maqnitli İndüksiyon Anahtarı Elektromaqnitli 15 Adət Qarmaqlı Açar CYT1065 - 10 dollar
9. Arduino ARM PIC AVR MCU 5V Göstərici İşığı üçün Tolako 5v Relay Modulu 5V Göstərici İşığı LED 1 Kanal Relay Modulu Rəsmi Arduino Lövhələri ilə işləyir - 6 dollar. 3.3v -də işləyən və NPN tranzistorunu aşan bir röle əldə edə bilərsiniz, əgər düzgün olanı işə salmağı əmr etsəydim.
10. 100 x 2N2222 NPN TO-92 75V 600mA Plastik-Kapsüllü Güc Transistorları-2 dollar
11. Tel və digər hissələr - bura təxminən 20 mm maqnit daxildir.

Əlaqələr

Dəhşətli elektronika diaqramımdan da görə biləcəyiniz kimi, elektronikanın bağlanması olduqca sadədir. Niyə bir NPN tranzistorunun atıldığını düşünə bilərsiniz, bunun 5 voltda işləyən rölesi və 3.3v -də işləyən Pi ilə əlaqəsi var. Bəli, Pi üzərində 5V pin var, lakin GPIO sancaqlarına qoşulmaq üçün deyil. Necə bildiyimi soruş …

Komponentləri necə birləşdirəcəyiniz sizin seçiminizdir. Köhnə RC servo bağlayıcılarından istifadə etdim, çünki onlar Raspberry Pi -də GPIO pinləri üçün istifadə etmək üçün düzgün aralığa malikdirlər və onların böyük bir kolleksiyasına sahibəm. İstəsəniz, lehimi Pi üzərindəki deliklərə/sancaqlara yönəldə bilərsiniz. Bağlantıların etibarlı olduğuna və catapult başlanğıcı olan şiddətli proses zamanı ayrılmamasına əmin olmalısınız.

Addım 4: Çap olunan hissələr

Bu layihə üçün çap etməli olduğum üç maddə var və bunlar aşağıda verilmişdir.

1. Elektron qutu
2. Solenoid qutusu
3. Beysbol tutma qolu

Çap etməli olduğum hər bir hissə üçün STL fayllarını daxil etdim. Qol çap edərkən 25-50%doldurma nisbətindən istifadə etməyi məsləhət görürəm. Bu, qolun atəş zamanı məruz qaldığı stresslər səbəbindən qırılmamasını təmin etmək üçündür.

Addım 5: Mıknatıslar və Kamış Açarları

Dizaynın ən vacib aspektlərindən biri, mancınaq atışı zamanı qolun harada olduğunu söyləməkdir. Bir neçə fərqli seçim var, Hall Effect sensorlar, qamış açarları və sürətölçənlər yalnız bir neçəsidir. Əvvəlcə Hall Effect sensorlarını istifadə etməyi planlaşdırırdım, amma ardıcıl işləmədiklərini gördüm, buna görə qamış açarlarına keçdim. Qamış açarlarından istifadə etməyi seçsəniz, bir sözlə, qamış açarları mərkəzdənqaçma qüvvəsinə dik olaraq istiqamətləndirilməlidir. Əks təqdirdə, qolun fırlanma hərəkəti ilə qamış açarlarının məcburi açılması/bağlanması mümkündür.

Diaqramdan göründüyü kimi, dörd maqnit və iki qamış açarı istifadə etdim. Maqnitlərin hər biri 90 dərəcə ayrıdır. Bu, qamış açarları üçün 135 dərəcə söndürmə ilə birlikdə, bir inqilabda 8 sensorun oxunmasına imkan verir. Sensor ofset ilə, hər iki sensör eyni anda bir maqnitdən keçməyəcək, bu da bizə tək qamış açarı və 8 maqnit istifadə etməklə eyni dəqiqliyi təmin edir. Hər iki halda, qolun Pi -yə döndüyü hər 45 dərəcə bir nəbz alacaq.

Mıknatısların hər biri atma qolu üçün əsas dəstəyə yerləşdirilmişdir. 7/8 düymlük forstner bitindən istifadə etdim və əlimdəki maqnitlərin hündürlüyünə uyğun olaraq təxminən 6 mm qazdım. Sonra çuxura bir az isti yapışqan əlavə etdim və maqnitləri yerinə basdırdım. Maqnitlərin hər biri əsasın səthi ilə eyni səviyyədə olmalıdır.

Qamış açarları üçün əvvəlcə açarları sonradan Pi -nin GPIO sancaqlarına bağlayacağım tellərə bağladım. Sonra atma qolunun altındakı qamış açarı üçün bir delik açdım. Bu yuva qamış açarınızı tam əhatə edəcək ölçüdə olmalıdır. Sonra yuvanın ucundakı qolundan bir delik açdım. Bu çuxur, tel və qamış açarının qolun içindən keçirildiyi üçün hər ikisini idarə etmək üçün kifayət qədər böyük olmalıdır. Sonra tel bağlantısını qamış açarına bağlayıram və qamış açarını bunun üçün yaradılmış yuvaya yapışdırıram. Atma qolu üçün odun istifadə etdiyim üçün qamış keçid yuvasındakı boşluqları ağac doldurucu ilə doldurdum. Bu, qamış açarının bərkidilməsini və bazaya sürtülməməsini təmin etmək üçün bir yol idi.

Addım 6: Test

Test etmək əyləncəli bir prosesdir. İnsanlara zərər verməyəcəyiniz və əmlakınıza zərər verməyəcəyiniz bir yerə getdiyiniz yerdir və əşyalarınızın işləyib -işləmədiyini görə bilərsiniz. Kaş bunu edərdim. İlk sınağımızda qol buraxmağı çox gec atdım və təxminən 100 fut uzaqlıqda mikroavtobusumun üzərində bir beysbol yelkənim vardı. Buraxılış vaxtını tənzimlədikdən sonra yenidən cəhd etdik. Bu dəfə beysbol avtomobilimin təkərinə dəydi və bizə tərəf döndü. Maşınımı hərəkət etdirdim.

Daha bir neçə cəhddən sonra ipin qola bərkidildiyi yerə köçdük ki, qol 90 dərəcə CCW -ni düz yuxarı dayandırdı. Bu, çox düz irəli və 45 dərəcə bir açı ilə atəş açmağımıza imkan verdi. Daha yaxşı. Sərbəst buraxılanı yığdıqdan sonra, ən yaxşı nəticələr əldə etmək üçün çəkini dəyişdik və bir neçə dəfə topun sapanını dəyişdirdik.

Addım 7: Son Düşüncələr

Bu illərin manevrində əməyi keçən bütün insanlara təşəkkürümü bildirirəm. Steven Bob və Gus Menoudakis, komanda yoldaşlarım. Hər il bir mancınaq üçün niyə fərqli dizayn hazırlamalı olduğumu soruşan həyat yoldaşım. Və Cantigny, ilk növbədə yarışmanın olması üçün. Bu bir partlayışdır və həqiqətən daha böyük bir izdiham olmalıdır.

Vaxt ayırdığınız üçün təşəkkür edirəm və hər hansı bir sualınız varsa mənə bildirin.