Pi Catapult: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Har yili oktyabr oyining oxirgi shanbasida Cantigny tarixiy muzeyida havaskorlar katapulti tanlovi o'tkaziladi. Bu barcha xohlovchilarga 3 xil toifaga bo'linishida katapult qurishga va otishga imkon beradigan ajoyib musobaqa: masofa, o'q otish va aniqlik. Tanlov haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun ularning veb-saytiga tashrif buyuring https://www.fdmuseum.org/event/cantigny-catapult-c… Bu yilgi musobaqada mening jamoam, Pi Throwers, Raspberry Pi-dan foydalanishga qaror qildi. zarbamizning bir qismini bo'shating.

Dizaynimizda bizda Raspberry Pi Zero Wireless tomonidan boshqariladigan sensorlar to'plami mavjud. Katapultni qurollantirgandan va chiqarilgandan so'ng, Raspberry Pi beysbol qachon chiqarilishini nazorat qiladi. Ushbu oddiy jarayon yordamida biz 186 fut masofa bilan ikkinchi o'rinni egallashga muvaffaq bo'ldik.

Bu yo'riqnomada Raspberry Pi boshqaruvchisi va unga tegishli elektronikaning dizayni, rivojlanishi va joriy etilishi muhokama qilinadi. Garchi men bu yilgi katapult binosini qoplamagan bo'lsam -da, yangi yil boshlanganidan keyin kelgusi yillar katapultining dizayni va qurilishi haqida ko'rsatma qidiring.

O'yin -kulgi uchun men 186 futlik zarbamizning videosini qo'shdim. Umid qilamanki, sizga yoqadi.

Shuningdek, bu yil jamoadoshlarimga minnatdorchilik bildirmoqchiman: Stiven Bob va Gus Menoudakis.

1 -qadam: umumiy dizayn

O'tgan yillardagi tanlovda biz katapult uchun izchil nashrlarni olishda juda ko'p muammolarga duch keldik. Xotinimning so'zlariga ko'ra, men katta geek bo'lganim uchun, men o'z malakamni elektronika va Raspberry Pi Zero -ning (5 dollar) juda arzon narxlarida ishlatib, kompyuter boshqaruvini qo'shishga qaror qildim.

Mana, katapultni otishning umumiy jarayoni. Birinchidan, Pi -ni yoqing. Ikkinchidan, iPhone bilan Pi simsiz ulanish nuqtasiga ulaning va Catapult ilovasini ishga tushiring. Keyin, katapultni o'chiring va chiqarishni o'rnating. Katapultni yuklang va tetikni o'rnating. Katapultni ilova bilan qurollantiring. Katapultni yoqishga tayyor bo'lgach, bo'shatgichni torting. Endi Pi o'rnatilgan datchiklardan foydalanib, tetikni kerakli vaqtda chiqaradi va to'p bo'shatiladi.

2 -qadam: Raspberry Pi nol o'rnatish

Raspberry Pi -ni katapultda ishlatish uchun sozlash uchun uchta asosiy qadam kerak. Birinchisi, Pi orqasida joylashgan quvvat yostiqchalariga ulanishlarni qo'shish. Ikkinchisi, Pi -ni issiq joy sifatida sozlash. Oxirgi qadam - Pythonda boshqaruv ilovasi bilan o'zaro aloqada bo'ladigan, sensorlarni o'qiydigan va kerak bo'lganda katapultni o'chiradigan dastur ishlab chiqish.

Quvvat ulanishlari

1. Lehimlash temirini yoqing.
2. Quvvatni ulash uchun 16-18 o'lchagichli simni oling. Ijobiy ulanish uchun men har doim qizil simdan foydalanaman. Men qarag'ayni katapultdan olib tashlash uchun bir uchida ulagichi bo'lgan simni ham ishlataman.
3. Kichik miqdordagi simni torting va uchlarini qalaylang.
4. Quvvat ulanadigan prokladkalarni oldindan lehimlang. Men pad raqamlarini bilmayman, lekin rasmda qaysi prokladkalarni ishlatishni ko'rsatdim.
5. Simlarni Pi ga lehimlang. Agar siz Pi -ni mahkamlasangiz va lehim uchun bitta simni prokladkadan ushlab tursangiz, bu qadam oson. Keyin men lehimlantiruvchi temirni yostiqni bosib ushlab simga surtaman. Lehim paychalarining erishini sezganingizdan so'ng, bosimni bo'shating.
6. Ikkinchi sim bilan takrorlang.
7. Har qanday shortikni tekshiring. Agar ikkala prokladkaning simlari yoki lehimlari bir -biriga tegsa, qisqa tutashuv mavjud. Agar shunday bo'lsa, lehimni qizdiring, simlarni olib tashlang va qaytadan urinib ko'ring.

Issiq nuqta

Issiq joyni o'rnatish uchun barcha qadamlarni bosib o'tishim mumkin bo'lsa -da, boshqalar yaxshi ish qilgan. Men qadamma -qadam ko'rsatmalar bilan bir nechta saytlarni sanab o'tdim.

RaspberryPi.org

Frillip.com

Python dasturi

Python dasturi katapult konfiguratsiyasi va otilishini nazorat qilish uchun ishlatiladi. Quyida joylashgan dastur Pi ustida ishlaydi va katapultni sozlash va boshqarishga imkon beradi. Bu dastur mahalliy foydalanuvchilar katalogiga qo'shiladi va Pi har safar /etc/rc.local -ga yozuv qo'shish orqali ishga tushadi. Bu dastur mening iPhone uchun ishlab chiqilgan dastur yordamida ulanadigan tarmoq serverini o'rnatadi. Siz shuningdek telnetdan foydalanishingiz va Pi 9999 portiga ulanishingiz mumkin. Keyin matnli buyruqlarni mening ilovam bilan bir xil ta'sir qilish uchun ishlatishingiz mumkin.

Qizil tugunli dastur

Python dasturiga qo'shimcha sifatida men shunga o'xshash funktsiyaga ega Node-Red dasturini yaratdim, lekin u veb-interfeysdan foydalanadi. Rasbian, Raspberry Pi uchun tavsiya etilgan OS, Node-Redni o'z ichiga olganligi sababli, menimcha, bu yaxshi qo'shimcha bo'lishi mumkin. Catapult.json faylining mazmunini buferga ko'chiring, katapult uchun ishlatmoqchi bo'lgan Pi-dagi Node-Red-ni oching, o'ngdagi menyudan Import-> Clipboard-ni tanlang va u erga kodni joylashtiring. Endi kodni joylashtirish va foydalanuvchi interfeysi uchun Pi -ning IP -manziliga ulanish kifoya. Menimcha, bu https://192.168.1.103/:1880/ui/#/0, sizning IP -manzilingiz juda yaxshi bo'ladi.

3 -qadam: qismlarni ulash

Garchi bu tartibsizlikka o'xshasa -da, tizimning haqiqiy simlari juda to'g'ri. Yomon bajarilgan PowerPoint sxemasi barcha ulanishlarni ko'rsatadi. Kerakli qismlar quyida keltirilgan.

Qismlar ro'yxati

1. Raspberry Pi Zero Simsiz - 5 dollar
2. 16 Gb micro SD karta - 8-10 dollar
3. Uxcell DC12V 25N Force 2 -simli tortish solenoidi, elektromagnit, 10 mm aktuator - 18 dollar
4. eBoot 6 Pack LM2596 DC to DC Buck Converter 3.0-40V dan 1.5-35V gacha quvvat manbaini pastga tushirish moduli-$ 2
5. Floureon 2 to'plamli 3S 11.1V 1500mAh 35C RC Lipo batareyasi, RC Car, Skylark m4 -fpv250, Mini Shredder 200, Qav250, Vortex, Drone va FPV (2.91 x 1.46 x 1.08 dyuym) uchun XT60 vilkasi bilan - $ 27
6. Kalitni almashtirish - har bir kalit uchun 2-10 dollar, menda eskisi bor edi
7. Finware 6 juftlik XT60 XT -60 erkak ayol o'qli ulagichlari, RC Lipo batareyasi uchun issiqlik qisqaruvchi quvvat manbaiga - $ 7.50
8. Cylewet 15 dona qamish kaliti, odatda ochilgan (ochilmagan) magnitli indüksiyonli elektromagnitli Arduino uchun (15 dona to'plami) CYT1065 - $ 10
9. Arduino ARM PIC AVR MCU 5V indikatorli yorug'lik uchun 5V Tolako o'rni moduli LED 1 kanalli o'rni moduli rasmiy Arduino platalari bilan ishlaydi - $ 6. Siz 3.3v da ishlaydigan va NPN tranzistorini chetlab o'tadigan o'rni olishingiz mumkin edi, agar men to'g'ri ishga tushirishni buyurganimda edi.
10. 100 x 2N2222 NPN TO-92 75V 600mA plastmassa-kapsülli tranzistorlar-$ 2
11. Tel va boshqa qismlar - bu 20 mm magnitlarni o'z ichiga oladi.

Ulanishlar

Dahshatli elektronika sxemasidan ko'rib turganingizdek, elektronikani ulash juda oddiy. Siz nima uchun u erda NPN tranzistorini tashlaganini o'ylab ko'rishingiz mumkin, bu 5 voltli o'rni va 3.3v da ishlaydigan Pi bilan bog'liq. Ha, Pi -da 5V pin bor, lekin ular GPIO pinlariga ulanish uchun mo'ljallanmagan. Qayerdan bilganimni so'rang …

Komponentlarni qanday ulash mumkin - bu sizning tanlovingiz. Men eski RC servo ulagichlaridan foydalanardim, chunki ular Raspberry Pi -dagi GPIO pinlari uchun to'g'ri oraliqqa ega va menda ularning katta to'plami bor. Agar xohlasangiz, siz lehimni Pi ustidagi teshiklarga/pinlarga yo'naltirishingiz mumkin. Siz zo'ravonlik jarayonida ulanishlar xavfsiz va ajralmasligiga ishonch hosil qilishingiz kerak - bu katapult.

4 -qadam: Bosilgan qismlar

Men uchta loyihani chop etishim kerak edi va ular quyida keltirilgan.

1. Elektron quti
2. Solenoid korpus
3. Beysbolni ushlab turuvchi qo'l

Men chop etishim kerak bo'lgan har bir qism uchun STL fayllarini qo'shdim. Qo'lni bosib chiqarishda 25-50%to'ldirish tezligidan foydalanishni maslahat beraman. Bu o'q otish paytida tushgan stress tufayli qo'l sinmasligiga ishonch hosil qilish uchun.

5 -qadam: Magnit va qamish kalitlari

Dizaynning muhim jihatlaridan biri - katapultni o'qqa tutish paytida qo'lning qaerdaligini aniqlash. Bir nechta turli xil variantlar mavjud, Hall Effect sensorlari, qamish kalitlari va akselerometrlar - bu bir nechtasi. Dastlab men Hall Effect sensorlaridan foydalanishni rejalashtirgandim, lekin ular doimiy ishlamasligini aniqladim, shuning uchun men qamish kalitlariga o'tdim. Agar siz qamish kalitlarini ishlatishni tanlasangiz, bir ogohlantirish, qamish kalitlari markazdan qochma kuchga perpendikulyar bo'lishi uchun yo'naltirilishi kerak. Aks holda, qamish kalitlari qo'lning aylanishi bilan majburan ochiladi/yopiladi.

Diagrammadan ko'rib turganingizdek, men to'rtta magnit va ikkita qamish kalitini ishlatardim. Magnitlarning har biri 90 graduslik masofada o'rnatiladi. Bu, qamish kalitlari uchun 135 graduslik o'chirish moslamasi bilan birgalikda, bir aylanish uchun 8 ta sensor o'qishiga imkon beradi. Sensorning siljishi bilan ikkala datchik ham bir vaqtning o'zida magnitni kesib o'tmaydi, bu bizga bitta qamish kaliti va 8 magnitdan foydalanishda bo'lgani kabi aniqlikni beradi. Ikkala holatda ham, qo'lni Pi aylantirgan har 45 gradusda bitta zarba bo'ladi.

Magnitlarning har biri otish qo'lining tayanch tayanchiga o'rnatilgan. Men 7/8 dyuymli forstner bitidan foydalandim va qo'limdagi magnitlarning balandligiga mos kelish uchun taxminan 6 mm teshik qildim. Keyin teshikka ozgina issiq elim qo'shdim va magnitlarni joyiga bosdim. Magnitlarning har biri taglik yuzasi bilan tekis bo'lishi kerak.

Qamish kalitlari uchun men avval kalitlarni simlarga uladim, ularni keyinchalik Pi ning GPIO pinlariga ulayman. Keyin otish qo'lining pastki qismidagi qamish kaliti uchun teshik ochdim. Bu uyasi qamish kalitini to'liq o'rab oladigan darajada bo'lishi kerak. Keyin men qo'ltiq ostidagi teshikni teshdim. Bu teshik - bu sim va qamish qo'li bilan qanday o'tkaziladi, shuning uchun u ikkalasini ham ushlab turish uchun etarlicha katta bo'lishi kerak. Keyin men simni qamish kalitiga bog'layman va qamish kalitini u uchun yaratilgan uyaga yopishtiraman. Men otish qo'limda yog'och ishlatganim uchun, qamish kalitidagi bo'shliqlarni yog'och plomba bilan to'ldirdim. Bu qamish kalitining mahkamlanganligiga va taglikka ishqalanmasligiga ishonch hosil qilishning bir usuli edi.

6 -qadam: Sinov

Sinov - bu qiziqarli jarayon. Siz qaerga borasiz, u erda siz odamlarga zarar etkazmaysiz yoki mol -mulkingizga zarar etkazmaysiz va sizning narsalaringiz ishlayaptimi yoki yo'qligini bilib olasiz. Koshki, men ham shunday qilgan bo'lardim. Bizning birinchi sinovimizda qo'lni bo'shatish juda kech edi va men yuk mashinamdan 100 fut narida beysbol suzib yurdim. Chiqarish vaqtini moslashtirgandan so'ng, biz yana urinib ko'rdik. Bu safar beysbol mashinamning g'ildiragiga tegib, bizga qaytdi. Men mashinamni qimirlatdim.

Yana bir necha urinishlardan so'ng, biz arqon qo'l bilan bog'langan joyga ko'chib o'tdik, shunda qo'l 90 daraja CCWni yuqoridan to'xtatdi. Bu bizga to'g'ri va 45 graduslik burchak ostida o'q otishga imkon berdi. Juda ham yaxshi. Chiqarishni kiritgandan so'ng, biz eng yaxshi natijaga erishish uchun vaznni o'zgartirdik va to'pni bir necha marta o'zgartirdik.

7 -qadam: Yakuniy fikrlar

Men bu yilgi katapultda yordam bergan barcha odamlarga minnatdorchilik bildirmoqchiman. Stiven Bob va Gus Menoudakis, jamoadoshlarim. Xotinim, har yili nega men katapult qilish uchun boshqa dizayn yasashim kerakligini so'raydi. Va Cantigny birinchi navbatda tanlovni o'tkazgani uchun. Bu portlash va haqiqatan ham katta olomon bo'lishi kerak.

Vaqtingiz uchun tashakkur va savollaringiz bo'lsa, menga xabar bering.