Pi Catapult: 7 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Жыл сайын октябрь айынын акыркы ишембисинде Кантиги тарых музейи ышкыбоздордун катапульт сынагын өткөрөт. Бул бардык каалоочуларга катапульт курууга жана 3 түрдүү категорияга чейин атаандашууга мүмкүнчүлүк берген эң сонун конкурс: аралык, атуу тобу жана тактык. Конкурс жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн алардын веб-сайтына өтүңүз https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c… Бул жылдардагы таймаш үчүн менин командам, Pi Throwers, жардам берүү үчүн Raspberry Pi колдонууну чечти. биздин ыргытуу бөлүгүн бошотуу.

Биздин дизайнда бизде Raspberry Pi Zero Wireless көзөмөлдөгөн сенсорлордун топтому бар. Катапультту куралдандырып, релизди тарткандан кийин, Raspberry Pi бейсбол качан чыгарыларын көзөмөлдөйт. Бул жөнөкөй процессти колдонуп, биз 186 фут аралык менен экинчи орунга чыга алдык.

Бул Нускамада Raspberry Pi контроллеринин жана аны менен байланышкан электрониканын дизайны, иштелип чыгышы жана ишке ашырылышы талкууланат. Мен бул жылдардагы катапульттун имаратын жаппасам да, жаңы жылдын башталышынан кийин келерки жылдардагы катапульттун дизайны жана имараты жөнүндө үйрөткүчтү издеңиз.

Көңүл ачуу үчүн, мен 186 бутубуз менен тартылган видеону коштум. Сизге жагат деп ишенем.

Ошондой эле бул жылы командалаштарыма ыраазычылык билдиргим келет: Стивен Боб жана Гус Менодакис.

1 -кадам: Жалпы дизайн

Өткөн жылдардагы сынакта биз катапултубуз үчүн ырааттуу релиздерди алууда бир топ кыйынчылыктарга туш болдук. Аялымдын айтымында, чоң геик болгондуктан, мен электроникалык жөндөмүмдү колдонууну чечтим жана Raspberry Pi Zero (5 доллар) компьютердик башкарууну кошуу үчүн.

Бул жерде катапультту атуунун жалпы процесси. Биринчиден, Pi'ни күйгүзүңүз. Экинчиден, iPhone'ум менен Pi'нин зымсыз байланыш түйүнүнө туташып, Catapult тиркемесин иштетиңиз. Андан кийин, катапультту желдетип, чыгарууну коюңуз. Катапультту жүктөп, триггерди коюңуз. Катапултты колдонмо менен куралдандырыңыз. Катапультту атууга даяр болгондо, релизди тартыңыз. Эми Pi, камтылган сенсорлорду колдонуп, триггерди керектүү убакта чыгарат жана топ бошотулат.

2 -кадам: Raspberry Pi Zero Setup

Катапультту колдонуу үчүн Raspberry Pi орнотуу үчүн зарыл болгон үч негизги кадам бар. Биринчиси, Пинин арт жагында жайгашкан электр аянтчаларына туташууларды кошуу. Экинчиси, Pi'ди ысык чекит катары орнотуу. Акыркы кадам - бул Pythonдо башкаруу колдонмосу менен иштей турган, сенсорлорду окуган жана керек болгон учурда катапультту иштетүүчү программа иштеп чыгуу.

Power Connections

1. Лампочкаңызды күйгүзүңүз.
2. Күчкө туташуу үчүн 16-18 калибрдүү зым топтомун алыңыз. Мен дайыма оң байланыш үчүн кызыл зымды колдоном. Мен карагайды катапульттан алып салуу үчүн бир учунда туташтыргычы бар зымды да колдоном.
3. Аз өлчөмдөгү зымды сыйрып, учтарын калайлаңыз.
4. Электрди туташтыра турган аянтчаларды алдын ала ширетүү. Мен төшөктүн номерлерин билбейм, бирок сүрөттө кайсы подкладкаларды колдонууну көрсөткөм.
5. Пи үчүн зымдарды ширетүү. Менин оюмча, эгер сиз Пиди бекитип, бир зымды төшөлмөдө кармап турсаңыз, бул оңой. Мен андан кийин лотокту басканда зымга ширетүүчү таякчаны сүйкөйм. Зымдын ээришин сезгенден кийин, кысымды бошотуңуз.
6. Экинчи зым менен кайталаңыз.
7. Кыска шорты бар экенин текшериңиз. Эки подкладкадагы зымдар же ширетүү бири -бирине тийсе, кыска болот. Эгер андай боло турган болсо, анда ширеткичти ысытып, зымдарды алып, кайра аракет кылыңыз.

Hot Spot

Мен ысык чекитти орнотуу үчүн бардык кадамдарды басып өтсөм дагы, жакшы иштегендер бар. Мен этап -этабы менен көрсөтмөлөрү бар бир нече сайттарды тизмектедим.

RaspberryPi.org

Frillip.com

Python программасы

Python программасы катапульттун конфигурациясын жана атылышын көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Төмөндө жайгашкан программа Piде иштейт жана катапультту конфигурациялоого жана башкарууга мүмкүндүк берет. Бул программа жергиликтүү колдонуучулардын каталогуна кошулат жана Pi /etc/rc.local жазуусун кошуу менен иштеген сайын иштейт. Бул программа менин iPhone үчүн иштелип чыккан колдонмону колдонуу менен туташкан тармактык серверди орнотот. Сиз ошондой эле telnetти колдонуп, Piдеги 9999 портуна туташа аласыз. Сиз андан кийин менин колдонмомо таасир этүү үчүн текст буйруктарын колдоно аласыз.

Кызыл түйүн программасы

Python программасына кошумча катары мен окшош функционалдуу Node-Red программасын түздүм, бирок ал веб-интерфейсти колдонот. Rasbian, Raspberry Pi үчүн сунушталган OS, Node-Redди орнотуунун бир бөлүгү катары камтыгандыктан, мен бул жакшы кошумча болушу мүмкүн деп ойлогом. Catapult.json файлынын мазмунун алмашуу буферине көчүрүп, катапультуңуз үчүн колдонгуңуз келген Piдеги Node-Redди ачыңыз, оң жактагы менюдан Import-> Clipboard тандап, кодду ошол жерге чаптаңыз. Эми сизге кодду жайылтуу жана колдонуучу интерфейси үчүн Piңиздин IP дарегине туташуу керек. Менин учурда бул https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, сиздин IP дарегиңиз абдан жакшы болот.

3 -кадам: Бөлүктөрдү туташтыруу

Бул башаламандык сыяктуу көрүнгөнү менен, системанын чыныгы зымдары түз алдыга жылат. Сапатсыз PowerPoint схемасы бардык байланыштарды көрсөтөт. Керектүү бөлүктөр төмөндө келтирилген.

Бөлүктөрдүн тизмеси

1. Raspberry Pi Zero Wireless - 5 доллар
2. 16 ГБ микро SD карта - 8-10 доллар
3. Uxcell DC12V 25N Force 2 -Wires Push Push Solenoid, Electromagnet, 10 mm Actuator - 18 доллар
4. eBoot 6 Pack LM2596 DC DC Бак Converter 3.0-40V 1.5-35V Power Supply Step Down Module-$ 2
5. Floureon 2 Packs 3S 11.1V 1500mAh 35C RC Lipo Battery with XT60 Plug with RC Car, Skylark m4 -fpv250, Mini Shredder 200, Qav250, Vortex, Drone and FPV (2.91 x 1.46 x 1.08 дюйм) - $ 27
6. Которуштуруу - которгучка $ 2-10, мен колдонгон эскилиги бар болчу
7. Finware 6 Pairs XT60 XT -60 Эркек Аялдык Ок Коннекторлору Электр Штепселдери RC Lipo Батареясы үчүн Жылуулукту Кыскартуу менен - $ 7.50
8. Cylewet 15Pcs Reed Switch алтын жалатылган коргошун менен кадимкидей ачык (N/O) магниттик индукция которгуч электромагнити Arduino үчүн (15 пакет) CYT1065 - $ 10
9. Толуко 5v релелик модулу Arduino ARM PIC AVR MCU 5V көрсөткүч жарыгы үчүн LED 1 канал реле модулу расмий Arduino такталары менен иштейт - $ 6. Сиз 3.3v менен иштеген релени ала аласыз жана NPN транзисторун айланып өтсөңүз, мен туура баштоого буйрук берсем болмок.
10. 100 x 2N2222 NPN TO-92 Пластикалык-Капсулаалуу Транзисторлор 75V 600mA-$ 2
11. Зым жана башка бөлүктөр - бул 20 мм магниттерди камтыйт.

Байланыштар

Менин коркунучтуу электроника диаграммасынан көрүнүп тургандай, электрониканы туташтыруу өтө жөнөкөй. Эмне үчүн ал жерге NPN транзистору ыргытылганын ойлонушуңуз мүмкүн, бул 5 вольтто иштеген реле менен жана 3.3vде иштеген Пи менен байланыштуу. Ооба, Piде 5V казыктары бар, бирок алар GPIO казыктарына туташуу үчүн эмес. Кантип билем деп сура…

Компоненттерди кантип бириктирүү сиздин эркиңиз. Мен эски RC серво коннекторлорун колдондум, анткени алар Raspberry Piдеги GPIO казыктарын колдонуу үчүн туура боштукка ээ жана менде алардын чоң коллекциясы бар. Кааласаңыз, сиз Pi'деги тешиктерге/казыктарга ширетүүнү багыттай аласыз. Сиз жөн гана катапультту ишке киргизүү болгон зордук -зомбулук процессинде туташуулардын коопсуз жана ажыратылышы мүмкүн эместигин текшеришиңиз керек.

4 -кадам: Басылган бөлүктөр

Бул долбоор үчүн мен басып чыгарышым керек болгон үч нерсе бар жана алар төмөндө келтирилген.

1. Электроника корпусу
2. Соленоиддик корпус
3. Бейсбол кармоочу колу

Мен басып чыгарууга туура келген бөлүктөрдүн ар бирине STL файлдарын киргиздим. Колго басып чыгарууда 25-50%толтуруу нормасын колдонууну сунуштайм. Бул ок атуу учурунда дуушар болгон стресстен улам колу сынып калбашы үчүн.

5 -кадам: Магнит жана камыш өчүргүчтөр

Дизайндын маанилүү аспектилеринин бири - катапульттун атылышы учурунда колу кайда экенин кантип аныктоону аныктоо. Бир нече варианттар бар, Hall Effect сенсорлору, камыш которгучтар жана акселерометрлер бир нече. Башында мен Hall Effect сенсорлорун колдонууну пландап жаткам, бирок алар ырааттуу иштебей турганын билдим, ошондуктан камыш өчүргүчтөргө которулдум. Эгерде сиз камыш өчүргүчтөрдү колдонууну чечсеңиз, анда бир нерсени эскертип коёюн: камыш өчүргүчтөр борбордон качуучу күчкө перпендикуляр болушу үчүн багытталышы керек. Болбосо, камыш өчүргүчтөр колдун айлануу кыймылы менен мажбур түрдө ачылат/жабылат.

Диаграммадан көрүнүп тургандай, мен төрт магнитти жана эки камыш өчүргүчтү колдондум. Магниттердин ар бири 90 градуска бөлүнөт. Бул, камыш өчүргүчтөрү үчүн 135 градустук өчүрүү менен бирге, бир революцияда 8 сенсордун окулушуна мүмкүнчүлүк берет. Сенсордун ордун басуу менен, сенсорлордун экөө тең бир эле учурда магнитти кесип өтпөйт, бул бизге бир камыш которгучту жана 8 магнитти колдонуунун тактыгын берет. Кандай болбосун, колу Pi бурган ар бир 45 градус бир импульска ээ болот.

Магниттердин ар бири ыргытуучу колдун таянычына камтылган. Мен 7/8 дюймдук forstner битин колдонуп, колумдагы магниттердин бийиктигине дал келүү үчүн болжол менен 6 мм бургуладым. Анан тешикке бир аз ысык клей кошуп, магниттерди ордуна бастым. Магниттердин ар бири базанын бети менен бирдей болушу керек.

Камыш өчүргүчтөрү үчүн, мен алгач өчүргүчтөрдү кийинчерээк Пионун GPIO казыктарына туташтыра турган зымдарга туташтырдым. Мен андан кийин ыргытуучу колдун астындагы камыш которгуч үчүн тешик жасадым. Бул уяча камыш которгучту толугу менен курчап тургандай өлчөмдө болушу керек. Мен ошондо оюктун аягында колумдан тешип чыккам. Бул тешик зым менен камыштын которгучу колго сайылгандыктан, экөөнү тең иштете турганчалык чоң болушу керек. Мен андан кийин камыш которгучка зым туташуусун сайып, камыш которгучун ал үчүн түзүлгөн оюкка жабыштырам. Мен ыргытуучу колума жыгач колдонгонум үчүн, камыштын алмаштыргычындагы боштуктарды жыгач толтургуч менен толтурдум. Бул камыш которгучтун бекемделгенине жана базага сүрүлө албасына ынануу үчүн болгон.

6 -кадам: Тестирлөө

Тестирлөө - бул кызыктуу процесс. Бул жерде сиз адамдарга же мүлккө зыян келтирбей турган нерсеге барасыз жана буюмдарыңыздын иштээрин көрө аласыз. Мен муну кылганымды каалайм. Биринчи сынообузда кол бошотуу өтө кеч болуп калды, мен фургонумдун үстүнөн 100 фут алыстыкта бейсбол менен сүзүп кеттим. Релиздин убактысын тууралагандан кийин, биз дагы аракет кылдык. Бул жолу бейсбол машинамдын дөңгөлөгүнө тийип, кайра бизге секирди. Мен машинамды жылдырдым.

Дагы бир нече аракеттерден кийин биз жип колго бекитилген жерге көчтүк, ошондо колубуз CCWтин 90 градусун түз өйдө токтотту. Бул бизге түз жана 45 градус бурчта ок атууга мүмкүнчүлүк берди. Бир топ жакшы. Биз релизди тергенден кийин, биз эң жакшы натыйжага жетүү үчүн, салмагыбызды өзгөрттүк жана бир нече жолу топтун салмоорун өзгөрттүк.

7 -кадам: Акыркы ойлор

Мен бул жылдары катапультка жардам берген бардык адамдарга ыраазычылык билдиргим келет. Стивен Боб жана Гус Менодакис, менин командалаштарым. Аялым, жыл сайын катапульт үчүн эмне үчүн башка дизайн жасашым керек деп сурайт. Ал эми Контигин биринчи кезекте сынак өткөргөнү үчүн. Бул жардыруу жана чындыгында көбүрөөк эл болушу керек.

Убактыңыз үчүн рахмат жана эгерде кандайдыр бир суроолоруңуз болсо, мага билдириңиз.