Pi Catapult: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Жил бүрийн 10 -р сарын сүүлийн бямба гарагт Кантиги түүхийн музейд сонирхогчдын катапултын уралдаан болдог. Энэ бол бүх оролцогчид холын зай, буудлагын бүлэг, нарийвчлал гэсэн 3 хүртэлх төрөлд өрсөлдөхдөө катапулт хийх, галлах боломжийг олгодог гайхалтай тэмцээн юм. Уралдааны талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c вэбсайтаас нь орж авна уу. Энэ жилийн тэмцээнд миний баг болох Pi Throwers нь Raspberry Pi-ийг ашиглахаар шийдсэн. бидний шидэлтийн хэсгийг сулла.

Бидний дизайны хувьд Raspberry Pi Zero Wireless -ээр хянагддаг олон тооны мэдрэгчтэй. Катапультыг зэвсэглэж, татан авсны дараа Raspberry Pi бейсболыг хэзээ гаргахыг хянадаг. Энэхүү энгийн процессыг ашигласнаар бид 186 футын зайд хоёрдугаар байрт орж чадсан юм.

Энэхүү заавар нь Raspberry Pi хянагч болон холбогдох электроникийн дизайн, хөгжил, хэрэгжилтийг хэлэлцэх болно. Хэдийгээр би энэ жилийн катапултын барилгыг хамруулаагүй ч гэсэн шинэ жил эхэлсний дараа ирэх жилүүдийн дизайны болон барилгын тухай сургамжтай зүйлийг хайж олоорой.

Зугаагаа гаргахын тулд би 186 хөлөө буудсан бичлэгээ орууллаа. Танд таалагдана гэж найдаж байна.

Мөн энэ жил багийн андууд болох Стивен Боб, Гус Менодакис нарт баярлалаа гэж хэлмээр байна.

Алхам 1: Ерөнхий дизайн

Өнгөрсөн жилүүдийн уралдааны үеэр бид өөрсдийн катапультаа тогтмол гаргахад нэлээд бэрхшээлтэй байсан. Эхнэрийнхээ хэлснээр би том биетэй хүн байсан тул би электроникийн ур чадвараа ашиглан Raspberry Pi Zero (5 доллар) -ыг ашиглан компьютерийн хяналтыг нэмэхээр шийдсэн юм.

Катапультыг галлах ерөнхий явцыг энд харуулав. Нэгдүгээрт, Pi -г асаана уу. Хоёрдугаарт, iPhone -ийн тусламжтайгаар Pi -ийн утасгүй холболтын цэг рүү холбогдож, Catapult апп -аа ажиллуулна уу. Дараа нь catapult -ийг салгаад хувилбарыг тохируулна уу. Катапультыг ачаалж, гохыг тохируулна уу. Катапултыг аппаар зэвсэглээрэй. Катапультыг галлахад бэлэн болсны дараа суллах хэсгийг татаж аваарай. Одоо Pi суулгагдсан мэдрэгч ашиглан гохыг яг цагт нь гаргаж, бөмбөгийг суллав.

Алхам 2: Raspberry Pi Zero Setup

Катапультад ашиглахын тулд Raspberry Pi -ийг тохируулах гурван үндсэн алхам шаардлагатай. Эхнийх нь Pi -ийн ар талд байрлах цахилгаан дэвсгэрт холболт нэмэх явдал юм. Хоёр дахь нь Pi -ийг халуун цэг болгон тохируулах явдал юм. Эцсийн алхам бол Python дээр хяналтын програмтай харилцах, мэдрэгчийг унших, шаардлагатай бол катапултыг устгах програмыг боловсруулах явдал юм.

Цахилгаан холболтууд

1. Гагнуурын төмрөө асаана уу.
2. Цахилгаан холболтын зориулалттай 16-18 хэмжигч утсыг ав. Эерэг холболт хийхийн тулд би үргэлж улаан утас ашигладаг. Би бас нэг төгсгөлд нь холбогчтой утас ашигладаг бөгөөд ингэснээр би нарс модыг төөрөгдлөөс зайлуулж чадна.
3. Бага хэмжээний утсыг хуулж, үзүүрийг нь тугалгана.
4. Эрчим хүчийг холбох дэвсгэрүүдийг урьдчилан гагнах. Би дэвсгэрийн дугаарыг мэдэхгүй ч зурган дээр ямар дэвсгэр ашиглахыг зааж өгсөн.
5. Пи руу утас гагнах. Хэрэв та Pi -г хамгаалж, нэг утсыг дэвсгэр дээр гагнах юм бол энэ алхам амархан болно гэж би бодож байна. Дараа нь дэвсгэр дээр дарж байхдаа гагнуурын төмрийг утсандаа түрхэнэ. Утас дээрх гагнуур хайлж байгааг мэдэрсний дараа даралтыг суллана.
6. Хоёр дахь утсаар давтана уу.
7. Богино өмд байгаа эсэхийг шалгаарай. Хоёр дэвсгэрийн утас эсвэл гагнуур нь бие биедээ хүрвэл богино холбоо үүснэ. Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол гагнуурыг халааж, утсыг салгаад дахин оролдоно уу.

Халуун цэг

Халуун цэгийг тохируулахын тулд би бүх алхмуудыг даван туулж чадсан боловч илүү сайн ажилласан хүмүүс байдаг. Би алхам алхмаар зааварчилгаа өгсөн хэд хэдэн сайтыг жагсаасан болно.

RaspberryPi.org

Frillip.com

Python програм

Python програм нь катапултын тохиргоо, гал асаах ажиллагааг хянахад ашиглагддаг. Доор байрлах програм нь Pi дээр ажилладаг бөгөөд катапултыг тохируулах, хянах боломжийг танд олгоно. Энэ програмыг дотоодын хэрэглэгчийн лавлахад нэмж, /etc/rc.local дээр оруулга оруулах замаар Pi -г асаах тоолонд ажиллуулдаг. Энэ програм нь миний iPhone -д зориулж боловсруулсан програмыг ашиглан холбогддог сүлжээний серверийг тохируулдаг. Та мөн telnet ашиглаж, Pi дээрх 9999 порт руу холбогдох боломжтой. Та дараа нь миний програмтай ижил нөлөө үзүүлэхийн тулд текст командыг ашиглаж болно.

Улаан зангилаа хөтөлбөр

Python програмаас гадна би ижил төстэй ажиллагаатай Node-Red програмыг бүтээсэн боловч энэ нь вэб интерфэйсийг ашигладаг. Raspberry Pi-д санал болгож буй Rasbian OS нь Node-Red-ийг суулгалтын нэг хэсэг болгосон тул энэ нь сайн нэмэлт байж магадгүй гэж бодсон. Catapult.json файлын агуулгыг санах ойд хуулж, катапультаа ашиглахаар төлөвлөж буй Pi дээрх Node-Red-ийг нээж, баруун талд байгаа цэснээс Import-> Clipboard-ийг сонгоод тэнд кодоо оруулна уу. Одоо та хийх ёстой зүйл бол кодыг байршуулж, хэрэглэгчийн интерфэйсд зориулагдсан Pi -ийнхээ IP хаяг руу холбогдох явдал юм. Миний хувьд энэ бол https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, таны IP хаяг маш их байх болно.

Алхам 3: эд ангиудыг холбох

Хэдийгээр энэ нь эмх замбараагүй мэт харагдаж байгаа ч системийн бодит утас нь урагшаа чиглэсэн байдаг. Буруу хийгдсэн PowerPoint схем нь бүх холболтыг харуулдаг. Шаардлагатай хэсгүүдийг доор жагсаав.

Эд ангиудын жагсаалт

1. Raspberry Pi Zero утасгүй утас - 5 доллар
2. 16 GB микро SD карт - 8-10 доллар
3. Uxcell DC12V 25N Force 2 -Wires Pull Push Push Solenoid, Electromagnet, 10 mm Actuator - 18 доллар
4. eBoot 6 Pack LM2596 DC to DC Buck Converter 3.0-40V to 1.5-35V Power Supply Step Down Module-$ 2
5. Floureon 2 сав баглаа боодол 3S 11.1V 1500mAh 35C RC Lipo зай, RC машин, Skylark m4 -fpv250, Mini хэрчигч 200, Qav250, Vortex, дрон ба FPV (2.91 x 1.46 x 1.08 инч) XT60 залгууртай - $ 27
6. Шилжүүлэгчийг солих - нэг сэлгэлт тутамд 2-10 доллар, надад хуучин байсан
7. Finware 6 Pairs XT60 XT -60 эрэгтэй эмэгтэй сумны холбогч RC Lipo батерейны дулааныг багасгадаг цахилгаан залгуурууд - $ 7.50
8. Алтадсан тугалгатай Cylewet 15Ped Reed Switch нь ихэвчлэн нээлттэй (N/O) соронзон индукцийн унтраалга цахилгаан соронзон Arduino (15 багц) CYT1065 - $ 10
9. Arduino ARM PIC AVR MCU 5V индикаторын гэрлийн 5V Tolako реле модуль LED 1 сувгийн реле модуль нь албан ёсны Arduino самбартай ажилладаг - $ 6. Та 3.3v дээр ажилладаг реле авч, NPN транзисторыг алгасаж болно, хэрэв би зөвийг нь эхлүүлэхийг захиалсан бол надад хэрэгтэй байсан.
10. 100 x 2N2222 NPN TO-92 75V 600mA хуванцар-капсулат цахилгаан транзистор-$ 2
11. Утас ба бусад хэсгүүд - үүнд 20 мм орчим соронз орно.

Холболтууд

Миний аймшигтай электроникийн диаграмаас харахад электроникийн холболт нь маш энгийн зүйл юм. Яагаад энд NPN транзистор хаясан юм бэ гэж бодож магадгүй, энэ нь 5 вольтоор ажилладаг реле, 3.3 вольтоор ажилладаг Пи -тэй холбоотой юм. Тийм ээ, Pi дээр 5V зүү байдаг, гэхдээ тэдгээр нь GPIO тээглүүртэй холбогдох зориулалттай биш юм. Яаж мэдэж байгаагаа надаас асуугаарай …

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэрхэн яаж холбох нь таны сонголт юм. Би хуучин RC servo холбогчийг ашигладаг байсан, учир нь тэд Raspberry Pi дээрх GPIO тээглүүрийг ашиглах зөв зайтай бөгөөд надад маш том цуглуулга бий. Хэрэв та хүсвэл гагнуурыг Pi дээрх нүх/тээглүүр рүү чиглүүлж болно. Та хүчирхийллийн явцад холболт найдвартай бөгөөд салах магадлал багатай эсэхийг шалгах хэрэгтэй.

Алхам 4: Хэвлэсэн хэсгүүд

Энэ төсөлд зориулж хэвлэх ёстой гурван зүйлийг би доор жагсаасан болно.

1. Электроникийн хайрцаг
2. Соленоид хайрцаг
3. Бейсболыг хадгалах гар

Би хэвлэх ёстой хэсэг бүрийн STL файлуудыг оруулсан болно. Гараа хэвлэхдээ дүүргэлтийн хэмжээг 25-50%ашиглахыг зөвлөж байна. Энэ нь буудах явцад гардаг стресст орсны улмаас гар нь тасрахгүй байхыг баталгаажуулах явдал юм.

Алхам 5: Соронзон ба зэгс унтраалга

Загвар зохион бүтээх хамгийн чухал талуудын нэг бол катапультын буудлагын үеэр гар хаана байгааг хэрхэн яаж тодорхойлохыг тодорхойлох явдал юм. Hall Effect мэдрэгч, зэгс унтраалга, хурдатгал хэмжигч гэсэн хэд хэдэн сонголт байдаг. Эхэндээ би Hall Effect мэдрэгчийг ашиглахаар төлөвлөж байсан боловч тэдгээр нь тогтмол ажилладаггүй болохыг олж мэдээд зэгс унтраалга руу шилжсэн. Хэрэв та зэгс унтраалга ашиглахаар шийдсэн бол анхаарах зүйл бол зэгс унтраалга нь төвөөс зугтах хүчний перпендикуляр байх ёстой. Үгүй бол гар эргэх хөдөлгөөнөөр зэгс унтраалгыг албадан нээх/хаах боломжтой.

Диаграмаас харахад би дөрвөн соронз, хоёр зэгс унтраалга ашигласан. Соронз бүрийг 90 градусын зайд байрлуулна. Энэ нь зэгс унтраалгын 135 градусын унтраалттай хослуулан нэг эргэлтэнд 8 мэдрэгчийг унших боломжийг олгодог. Мэдрэгчийг унтраасан тохиолдолд хоёулаа хоёулаа соронзыг нэгэн зэрэг хөндлөн огтлохгүй бөгөөд энэ нь нэг зэгс унтраалга, 8 соронз ашиглахтай ижил нарийвчлалыг өгдөг. Аль ч тохиолдолд гараа эргүүлэх 45 градус тутамд нэг л импульс авах болно.

Соронз бүрийг шидэх гарны суурь тулгуурт суулгасан болно. Би 7/8 инчийн forstner бит ашиглаж, 6 мм орчим өрөмдөж, соронзны өндрийг тааруулж гар дээр байсан. Дараа нь би нүхэнд бага зэрэг халуун цавуу нэмж, соронзоо дарав. Соронз бүр нь суурийн гадаргуутай ижил байх ёстой.

Зэгсэн унтраалгуудын хувьд би эхлээд унтраалгыг утастай холбож дараа нь Pi -ийн GPIO тээглүүрт холбох болно. Дараа нь би шидэх гарны доод талд зэгсэн унтраалгын үүрийг өрөмдсөн. Энэ үүр нь таны зэгс унтраалгыг бүрэн хаах хэмжээтэй байх ёстой. Дараа нь би үүрний төгсгөлд гараараа нүх гаргав. Энэ нүх нь утас, зэгс унтраалгыг гараараа хэрхэн яаж дамжуулдаг тул хоёуланг нь зохицуулах хангалттай том хэмжээтэй байх ёстой. Дараа нь би утсан холболтыг зэгс унтраалга руу холбож, зэгсэн унтраалгыг зориулалтын үүрэнд наа. Би шидэх гартаа мод ашигласан тул зэгс унтраах үүрийг мод дүүргэгчээр дүүргэв. Энэ нь зэгсэн унтраалгыг бэхэлсэн бөгөөд суурин дээр үрэх боломжгүй эсэхийг шалгах арга байв.

Алхам 6: Туршилт

Туршилт бол хөгжилтэй үйл явц юм. Энэ бол та хүмүүст хохирол учруулахгүй, эд хөрөнгөд хохирол учруулахгүй өөр газар очиж, эд зүйлс чинь ажиллаж байгаа эсэхийг харах болно. Би үүнийг хийсэн болоосой гэж хүсч байна. Бидний анхны туршилтын үеэр гараа суллахад хэтэрхий оройтоход би 100 метрийн зайд вангийнхаа дэргэд бейсболын далавчтай байв. Хувилбарын цагийг тохируулсны дараа бид дахин оролдсон. Энэ удаад бейсбол миний машины дугуйг цохиж бидэн рүү ухарлаа. Би машинаа хөдөлгөсөн.

Дахин хэдэн удаа оролдсоны дараа бид олсоо гартаа бэхэлсэн газар руу нүүсэн бөгөөд ингэснээр гар нь CCW -ийн 90 градусыг шууд дээш нь зогсоов. Энэ нь биднийг шууд урагш, 45 градусын өнцгөөр буудах боломжийг олгосон юм. Хамаагүй дээр. Хувилбарыг залгасны дараа бид хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд жингээ өөрчилж, бөмбөгний дүүгүүрийг хэд хэдэн удаа өөрчилсөн.

Алхам 7: Эцсийн бодол

Энэ оныг тохиолдуулахад тусалсан бүх хүмүүст баярлалаа гэж хэлмээр байна. Стивен Боб, Гус Менодакис нар, миний найзууд. Жил бүр яагаад би катапулт хийхдээ өөр дизайн хийх ёстой гэж асуудаг эхнэр минь. Мөн Кантиги уралдааныг эхний ээлжинд хийснийхээ төлөө. Энэ бол тэсрэлт бөгөөд үнэхээр илүү олон хүн цугларах ёстой.

Цаг гаргасанд баярлалаа, асуух зүйл байвал надад мэдэгдээрэй.