Raspberry Pi Cam Tank V1.0: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

I dua tanket që kur isha fëmijë i vogël. Ndërtimi i lodrës sime të tankeve është gjithmonë një nga ëndrrat e mia. Por për shkak të mungesës së njohurive dhe aftësive. Dreamndrra është vetëm një ëndërr.

Pas viteve të studimit në inxhinieri dhe dizajn industrial. Kam fituar aftësi dhe njohuri. Dhe falë hobi më të lirë, printerët 3D. Më në fund mund të hedh hapin tim.

Çfarë karakteristikash dua të ketë ky rezervuar?

• Telekomanduar
• Rrota boshe të pezulluara (si rezervuari i vërtetë!)
• Ka një frëngji të rrotullueshme dhe një armë BB e anuar mund të gjuajë plumba 6 mm
• Mund të transmetojë video te kontrolluesi në mënyrë që ta kontrolloni atë larg

Në fillim planifikova të përdor arduino si kontrollues, por pas disa kërkimeve zbulova se nuk kishte asnjë mënyrë praktike për të transmetuar video në vetvete. Sidoqoftë, Raspberry Pi duket të jetë një kandidat i mirë për transmetimin e videove. Dhe ju mund ta kontrolloni atë përmes gruas nga telefoni juaj!

Le të fillojmë.

Hapi 1: Pjesët e nevojshme

Për kontrollimin

Raspberry Pi versioni B

Qendër Usb e mundësuar (Belkin F4u040)

Webcam USB (Logitech C270)

Dongle Wifi (Edimax)

Kabllo bluzë nga femra në mashkull

Për vozitje

Dy çift rrotullues të lartë vazhdon servo ose motor (për dy rrota me makinë)

Një çelik 1/8 për boshtet e rrotave (i blerë në depon e shtëpisë dhe i lirë)

Dhjetë kushineta me mëngë (të porositura në Mcmaster)

Disa burime për pezullim (bleu një shumëllojshmëri pranverore në Harbor Freight, e lirë)

Për frëngji

Një lodër automatike armë BB

Një motor mini me rrotullim të lartë mini DC

Një mikro servo për animin lart e poshtë

Rreth 1/4 çeliku hipi si bosht armësh

Gjëra të tjera

I printova 3D shumicën e pjesëve të këtij rezervuari, nëse keni qasje të lehtë në një prestar lazer, edhe kjo do të funksiononte.

Kam përdorur filamentin PLA për printim sepse është më e lehtë të merret me të (pa probleme përfundimi në ABS). Por, me të vërtetë e vështirë për të rërë, prerë, stërvitur më vonë.

Ju mund të mendoni se printimi 3D është i mirë për pjesët e personalizuara dhe mund të printoni pjesë shumë të komplikuara si një copë. Kjo eshte e vertete. Sidoqoftë, unë mendoj se kjo mënyrë nuk është praktike dhe ekonomike për një hobi. Arsyet janë:

Printeri juaj i hobi nuk do të jetë aq i saktë.

Ju do të bëni gabime në matjen dhe llogaritjet (toleranca, shtrirja etj).

Gjithsesi, ka një shans mjaft të lartë që printimet tuaja të mos funksionojnë ose të mos përshtaten në fotografinë tuaj të parë. Fineshtë mirë për një pjesë të vogël, thjesht mund të ndryshoni modelin pastaj të ribotoni. Por për një pjesë më të madhe dhe më të ndërlikuar, është zhgënjyese të dish se diçka nuk shkon pas orëve të printimit. Ashtë humbje kohe dhe materiali. Pra, këtu është qasja ime:

Për çdo gjë që është simetrike, printoni vetëm gjysmën e saj, provojeni, nëse gjithçka funksionon mirë, printoni të gjithë.

Modelimi i pjesës ndërsa mendoni për printimin 3D. A mund të ketë një sipërfaqe të sheshtë për të bashkuar shtratin e printerit? A mund të ndahet në pjesë më të vogla për të shmangur një strukturë shumë mbështetëse?

Sepse pjesët kanë shumë veçori (ndërveprojnë me shumë pjesë të tjera), ndani modelin në module. Pra, nëse një veçori dështoi, nuk e keni të ribotuar të gjithë pjesën. Thjesht ndryshoni modulin dhe ribotojeni atë. Unë përdor vida dhe arra për t'i lidhur ato.

Bëhuni një mik i mirë me vegla dore, sharrë dore, X-acto, stërvitje me fuqi, armë me zam të nxehtë. Nëse mund të rregulloni një printim të gabuar, rregullojeni.

Kjo shpjegon pse rezervuari im ka kaq shumë pjesë. Unë jam ende duke i rregulluar ato pjesë dhe sapo kam gjetur një kombinim të mirë, mund t'i printoj së bashku si një copë. Atëherë ai do të ishte Cam Tank im v2.0.

Hapi 2: Sistemi i drejtimit

Pezullimi

Në fillim bëra një prototip pa asnjë pezullim, vetëm boshte përgjatë bykut të poshtëm me kushineta dhe rrota. Por duke menduar për komoditetin e operatorit (do ta drejtoj duke parë videon në transmetim!), Vendosa të shtoj pezullim për ta bërë atë më të ftohtë.

Gjithçka që kam janë disa burime spiraleje, pa hidraulikë, pa burime gjethesh. Unë eksperimentova disa mekanizma të shiritit të rrotullimit me PLA në fillim. (Pezullimi i shiritit të rrotullimit është i zakonshëm në disa tanke). Rezulton pas një kthesë të çiftit, shiriti i printuar PLA do të bëhet i butë dhe përfundimisht do të prishet. ABS mund të jetë më mirë për këtë qëllim, por unë kurrë nuk e provova. Pra, pas hulumtimeve të mëtejshme, gjeta modelin e pezullimit Christie, këtu është një video e shkurtër që tregon se si funksionon.

Sidoqoftë, pezullimi i krishterë ka kaq shumë pjesë të vogla, dhe unë nuk kam besim në printerin tim atëherë. Kështu që unë bëra një pezullim si ky.

(imazhi)

Ky konfigurim zë shumë hapësirë të brendshme. Kështu që unë rrotulloj krahun e brendshëm 90 gradë. Vini re se rrota e parë dhe e fundit u bë më e shkurtër

Tensionues i pasmë

Mendova se kur tanku të kalojë disa pengesa, rrotat e papunë mund të lëvizin lart dhe pista do të humbasë tensionin. Kështu që shtova një mekanizëm tensionues në rrotën e pasme. Në thelb janë dy burime që shtyjnë boshtin e vërtetë gjatë gjithë kohës, duke ushtruar një forcë mbi të për të shtrënguar gjurmët.

Rrotat e vozitjes dhe Gjurmët

Unë projektova këtë gjurmë vemje dhe rrota lëvizëse në solidworks. Unë nuk di shumë për inxhinierinë mekanike, kështu që nuk mund të bëj llogaritjen e ingranazheve. Kështu që unë simulova pjesë në solidworks për të parë nëse funksionon para se të godisja butonin Print. Çdo pistë është e lidhur me një fije fije rezervë 3 mm. Punon mjaft mirë me lëmues. Por dizajni i pistës ka një të metë, sipërfaqja që prek tokën është shumë e lëmuar saqë është e vështirë të kapet. Nëse e printoj me kokë poshtë, mund të shtoj pak këmbë, por do të kushtojë shumë material mbështetës për shkak të dhëmbit. Zgjidhjet e ardhshme: 1: printoni dhëmbin veç e veç dhe ngjitini së bashku. 2. Aplikoni një bojë llak me shtresë gome.

Pastaj printova strehimin për servos dhe sigurohuni që rrota e vozitjes të ngjitet në krahun servo me vida.

Hapi 3: Sistemi i armëve

Kjo pjesë është më emocionuese për mua. Ju mund të blini një lodër tank tank. Por nuk gjeta një lodër të kombinuar me kamerë dhe ndonjë armë.

Bleva këtë lodër automatike të armëve airsoft për 9.99 dollarë në shitje. (It'sshtë rreth 20 dollarë tani dhe mund të provoj diçka më të lirë më vonë) Dhe prish atë për të kuptuar mekanizmin. Unë mund ta pres trupin plotësisht dhe ta ngjis në rezervuarin tim. Por nuk më pëlqen gjysmë trupi që duket i shëmtuar. Kështu që mora disa matje dhe rimodelova pjesën mekanike. Nga këto pjesë mora një mësim të printimit 3D: gjithmonë do të gaboni. Duhen 5 printime për të përshtatur çdo pjesë, dhe shumë prerje, lëmues dhe ngjitje të nxehtë për ta bërë atë të funksionojë në mënyrë perfekte.

Pasi çdo pjesë nga arma e lodrës të lëvizte saktë në trupin tim të përsëritur, unë printova katër pjesë të tjera për të kapur trupin. Dhe shtoi pajisjen e animit, gypin e plumbave BB dhe mbështetjen e kamerës. Të gjitha këto pjesë janë të dehur në trupin e armës. Përfundimisht ato mund të kombinohen në të paktën dy pjesë. Por mendoj se nuk jam ende gati.

Në bazën e frëngjisë, shtova një mikro servo, për pjerrësi dhe një motor mikro DC për rrotullim.

Pastaj fillova të provoja armën, të lidhja 4 bateri AA dhe gjuan mirë. Isha vërtet i lumtur që funksionon mirë. Por të nesërmen gjeta një problem.

Këtu është videoja e testimit të armës sime. frëngji ishte e lidhur me një përshtatës 3v.

Hapi 4: Vendosni Pi

Kjo është pjesa më e rëndësishme, zemra e rezervuarit tonë-Raspberry Pi!

Nëse nuk e keni luajtur akoma Raspberry Pi. Unë rekomandoj të filloni me këtë libër: Fillimi me pi mjedër nga MAKE. Ju mund të merrni bazat dhe një kuptim gjithëpërfshirës të Pi.

Merrni OS -në më të fundit raspbian.

Mjeti tjetër që rekomandoj shumë është Desktopi në distancë. Këtu është mësimi nga Adam Riley. Pasi të keni konfiguruar, mund të shihni desktopin Pi në kompjuterin tuaj (nuk është testuar në Mac). Kështu për të drejtuar Pi "lakuriq", nuk do të thotë nevojë për një ekran, mi dhe tastierë. Disa nga miqtë e mi po përdorin vijën e komandës ssh. Por unë preferoj desktopin.

Bazuar në hulumtimet e mëparshme, e dija që Raspberry Pi është në gjendje të transmetojë video. Kështu fillova të ngatërrohem me aplikacione të ndryshme në Pi. Shumë nga aplikacionet ose kanë një vonesë të gjatë (sekonda) ose kanë një shkallë të ulët të kornizës. Pas disa javësh bredhje në video dhe mësime online, për fat e gjeta zgjidhjen. Një video në youtube për webiopi më dha shumë shpresë. Më shumë kërkime më bënë të besoj se kjo është rruga e duhur.

Webiopi është një kornizë që e bëri lidhjen midis Pi dhe pajisjeve të tjera të internetit me të vërtetë të lehtë. Ai kontrollon të gjithë Pi GPIOS dhe më pas fillon një server që përmban html të personalizuar. Ju mund të keni akses në këtë html nga pajisjet e tjera (kompjuter, telefon i zgjuar, etj), dhe klikoni një buton në shfletuesin në një distancë wifi, aktivizohet një GPIO.

Videoja më bëri plot shpresë, bazohet në një tutorial webiopi-projekt cambot. Isshtë paraqitur në MagPi magzine #9 [html] [pdf] dhe #10 [html] [pdf]. Faleminderit Eric PTAK!

Duke ndjekur tutorialin hap pas hapi, mund të arrini në kambot me dy rrota! Ja se si funksionon: lidhni dy motorë me një urë H, pastaj kontrolloni urën H me 6 kunja GPIO për të kontrolluar drejtimin dhe shpejtësinë. Webiopi përdoret për të kontrolluar GPIO -të. Dhe transmetuesi -j.webp

Nëse jeni i ri në Pi ose Linux siç isha muaj më parë, mund të keni një problem të vogël pasi të keni ndjekur të gjitha hapat. Mund ta ekzekutoni kodin python për webiopi dhe videon e transmetimit veç e veç, por nuk dini si t'i ekzekutoni ato së bashku? M’u desh pak kohë për të ditur se mund të shtoni një & pas një komande (& është vërtet e vështirë të kërkosh në google, BTW), kjo do të thotë që dëshiron që kjo komandë të funksionojë në sfond. Kështu që unë do ta bëj këtë çdo herë:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Unë besoj se ju krijoni një skedar bash që përmban komandën e mësipërme në një skedar dhe e ekzekutoni një herë. Nuk e kam provuar akoma.

Kështu që unë provova këtë konfigurim bazë me dy motorë DC, ai funksionon, por motori që kam nuk është aq i fuqishëm sa duhet. Më çon në një opsion tjetër: servos të vazhdueshëm.

Pyetja e re vjen atëherë: a mbështet webiopi servot e kontrolluara nga PWM?

Përgjigja është po, por jo vetë: RPIO nevojitet për të gjeneruar softuer PWM

Instalimi i RPIO (nuk kam fat në metodën e parë të instalimit apt-get. Metoda github funksionon shumë për mua)

Shembull kodi dhe diskutime të tjera

Tani bota juaj është azhurnuar me dy servos! Mendoni se çfarë mund të bëni me krahët shtesë!

Ndryshova kodin e mësipërm të mostrës për t'iu përshtatur rezervuarit tim. Ju nuk keni nevojë për një diplomë të shkencave kompjuterike për ta bërë këtë. Ju jeni të mirë për sa kohë që mund të kuptoni kodin shembull dhe të dini se çfarë të kopjoni dhe ku të ndryshoni.

Hapi 5: Lidhja elektronike

Banka e energjisë që bleva, Anker Astro Pro, ka dy porte usb dhe një port 9v (arsyeja kryesore që e bleva këtë). Unë u përpoqa të fuqizoj Pi, dongle wifi dhe kamerë uebi me një port USB. Nuk fillon. Kështu që unë përdor portën tjetër USB për një shpërndarës USB të mundësuar.

Atëherë mendova se ndoshta mund t'i fuqizoja servos me portën e shpërndarësit USB. Punon, por lidhja wifi është shumë e paqëndrueshme.

Për të zgjidhur këtë problem, unë solla 4 bateri AA për të fuqizuar nevojat për servo 6V. Vija me shirita kabllon USB për të ekspozuar telin e tokëzimit (e zezë) dhe për t'u lidhur me tokëzimin e paketës së baterisë AA.

3 servos, e kuqe në 6V, e zezë në tokë dhe pin sinjali i lidhur me kunjat GPIO.

Siç ishte planifikuar, motori rrotullues i frëngjisë dhe motori i armës gjithashtu duhet të mundësohen nga 6V me një kontroll të urës H. Por kur lidha gjithçka, arma nuk do të qëllojë! Duket se motori po përpiqet të rrotullohet, por nuk mund të drejtojë ingranazhet. Tensioni i daljes është i duhuri, por duket se nuk ka rrymë të mjaftueshme për të përzënë. Unë gjithashtu provova MOSFET pa fat.

Më duhet të heq dorë nga kjo pjesë për arsye kohe. Dhe kjo është arsyeja pse në provën e armës më duhet të lidh motorin e armës me përshtatësin me dorë. Ende ka shumë për të mësuar në elektronikë. Skenari më i keq, unë gjithmonë mund ta kontrolloj armën me një ndihmës tërheqës dhe lëshues të këmbëzës.

Hapi 6: Ndërfaqja

Unë gjithashtu ndryshova ndërfaqet nga kodet e mostrës cambot dhe rasprover. Meqenëse kam planifikuar të përdor telefonin inteligjent si kontrollues, kam optimizuar paraqitjen për telefonin tim (galaxy note3).

Shumica e paraqitjeve dhe stileve mund të redaktohen në index.html. Sidoqoftë, stili i butonit të paracaktuar (gri i errët me kufi të zi) përcaktohet në webiopi.css të vendosur në/usr/share/webiopi/htdocs. Kam përdorur terminalin për të drejtuar sudo nano në mënyrë që ta modifikoj atë.

Rrjedha e videos është e vendosur në qendër të ekranit, kontrolli i drejtimit në anën e majtë dhe kontrolli i armëve në të djathtë. Kam projektuar kontrollin e drejtimit si dy grupe të ngritjes (përpara), ndalimit, zbritjes (prapa) duke dashur një kontroll më të mirë, por në video mund të thuash se ndonjëherë është e vështirë.

Hapi 7: Plani i së ardhmes

Siç mund ta kuptoni, ky projekt nuk ka përfunduar ende. Falë konkursit të mjedrës pi, u ngrita shumë javën e kaluar, vetëm duke u përpjekur ta përfundoj atë para afatit. Kthehet mjaft mirë derisa gjeta se arma nuk po qëllonte…

Ka shumë më tepër për tu përmirësuar, por shpresoj se mund të mësoni diçka nga përvoja ime.

Plani afatshkurtër:

Bëjeni armën të funksionojë !!!

Enë më e madhe për më shumë BB

Tanku duhet të eksplorojë botën-dilni nga wifi në shtëpi!

Vendosni një nyje ad-hoc në Pi, në mënyrë që telefoni të lidhet me të kudo

Drejtoni komandën e tankeve gjatë fillimit

Shtoni një buton mbylljeje për ta fikur Pi në mënyrë të sigurt.

Plani Afatgjatë:

Sistemi më i mirë i drejtimit për stabilitet dhe kontroll

Dizajnoni tabelën time të qarkut në vend të një bordi buke tani

Regjistrim video i personit të parë

Një armë tjetër? Le ta bëjmë atë një anije beteje!

Të shtohen sensorë për vetë patrullim?

Vizioni kompjuterik për shënjestrimin automatik!

Kontrolloni rezervuarin shumë larg: Unë do të shoh gjithçka në shtëpi!

Hapi 8: Faleminderit për Leximin

Faleminderit që lexuat anglishten time të dobët (nuk është gjuha ime e parë). Shpresoj se jeni argëtuar ose keni mësuar diçka këtu. Ky do të jetë një projekt në vazhdim, kështu që nëse keni ekspertizë në çdo fushë, unë e vlerësoj këshillën tuaj.

Nëse keni ndonjë pyetje, ju lutemi lini një koment, do të përpiqem të bëj çmos për t'iu përgjigjur.

Më lejoni të bëj një azhurnim-Cam Tank2.0-- në të ardhmen e afërt.

Më në fund, këtu është një video që tregon skenarin e betejës. Quiteshtë mjaft zbavitëse.

Shijojeni dhe shihemi herën tjetër!