Raspberry Pi Cam Tank V1.0: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Ek is van kleins af lief vir tenks. Die bou van my eie tenkspeelgoed is altyd een van my drome. Maar as gevolg van die gebrek aan kennis en vaardighede. Droom is net 'n droom.

Na jare se studie in ingenieurswese en industriële ontwerp. Ek het vaardighede en kennis opgedoen. En danksy die goedkoper stokperdjie 3D -drukkers. Ek kan uiteindelik my stap neem.

Watter funksies wil ek hê dat hierdie tenk moet hê?

• Afstandsbeheer
• Opgeslote ledige wiele (soos die regte tenk!)
• Het 'n draaibare rewolwer en 'n kantelbare BB -geweer wat 6 mm koeëls kan skiet
• Kan video na die beheerder stroom, sodat u dit ver kan beheer

In die begin was ek van plan om arduino as kontroleerder te gebruik, maar na 'n bietjie navorsing het ek gevind dat daar geen praktiese manier is om video op sigself te stroom nie. Dit lyk egter asof Raspberry Pi 'n goeie kandidaat is om video te stroom. En u kan dit via u vrou via u telefoon beheer!

Laat ons begin.

Stap 1: Onderdele benodig

Vir beheer

Framboos Pi weergawe B

Aangedrewe USB -hub (Belkin F4u040)

USB -webkamera (Logitech C270)

Wifi -dongle (Edimax)

Springkabel van vrou tot man

Vir bestuur

Twee hoë wringkrag sit servo of motor voort (vir twee dryfwiele)

Een 1/8 staal ry vir wielasse (gekoop by die huisdepot en goedkoop)

Tien kogellagers (bestel op Mcmaster)

'N Paar vere vir opskorting ('n veersortiment by Harbour Freight gekoop, goedkoop)

Vir rewolwer

'N Outomatiese BB -geweerspeelgoed

Een mini -DC -motor met 'n groot wringkrag

'N Mikroservo om op en af te kantel

Sommige 1/4 staal ry as geweeras

Ander goed

Ek het die meeste dele van hierdie tenk 3D gedruk, as u maklike toegang tot 'n lasersnyer het, sal dit ook werk.

Ek het PLA -filament gebruik om te druk omdat dit makliker is om te hanteer (geen ABS -probleme nie). Maar, regtig moeilik om te skuur, sny, boor later.

U dink miskien dat 3D -druk goed is vir aangepaste onderdele, en u kan 'n baie ingewikkelde onderdeel as een stuk druk. Dit is waar. Ek dink egter dat hierdie manier nie prakties en ekonomies is vir 'n stokperdjie nie. Redes is:

Jou stokperdjie -drukker sal nie so presies wees nie.

U maak foute in meting en berekeninge (verdraagsaamheid, belyning, ens.).

In elk geval is die kans groot dat u afdrukke nie op u eerste skoot werk of pas nie. Dit is goed vir 'n klein deel; u kan net die model verander en dan herdruk. Maar vir 'n groter en meer ingewikkelde deel is dit frustrerend om te weet dat iets verkeerd is na ure se druk. Dit is 'n vermorsing van tyd en materiaal. So hier is my benadering:

Alles is simmetries, druk slegs die helfte daarvan af, probeer dit; as alles goed werk, druk die hele ding uit.

Modelleer die deel terwyl u dink aan 3D -druk. Kan daar 'n plat oppervlak wees om die drukkerbed aan te heg? Kan dit in kleiner stukke verdeel word om baie draagbare strukture te vermy?

Vir onderdele wat baie funksies het (in wisselwerking met baie ander dele), verdeel die model in modules. As een funksie misluk, hoef u nie die hele deel te herdruk nie. Pas die module aan en druk dit weer uit. Ek gebruik skroewe en moere om dit aan te sluit.

Wees 'n goeie vriend met handgereedskap, handsaag, X-acto, boormasjien, warm gomgeweer. As u 'n foutafdruk kan oplos, moet u dit regmaak.

Dit verklaar waarom my tenk soveel onderdele het. Ek is nog besig om die dele aan te pas, en sodra ek 'n goeie kombinasie gevind het, kan ek dit as een stuk druk. Dan is dit my Cam Tank v2.0.

Stap 2: Die bestuurstelsel

Skorsing

Ek het eers 'n prototipe sonder vering gemaak, net asse oor die onderste romp met laers en wiele. Maar as ek dink aan die gemak van die bestuurder (ek sal dit na die streaming video kyk!), Het ek besluit om die skorsing by te voeg om dit koeler te maak.

Al wat ek het, is 'n paar spiraalvere, geen hidrouliese, geen blaarveer nie. Ek het eers met 'n torsiemotor meganisme met PLA geëksperimenteer. (Torsion bar suspension is algemeen op sommige tenks). Na 'n paar draai blyk dit dat die gedrukte PLA -staaf sag word en uiteindelik breek. ABS is miskien beter vir hierdie doel, maar ek het nooit probeer nie. Na verdere navorsing het ek die ontwerp van Christie -ophanging gevind. Hier is 'n kort video wat wys hoe dit werk.

Die christie -ophanging het egter soveel klein onderdele, en ek vertrou dan nie in my drukker nie. So ek het 'n skorsing soos hierdie gemaak.

(prentjie)

Hierdie opset beslaan te veel innerlike ruimte. Ek draai dus die binneste arm 90 grade. Let op dat die eerste en laaste wiel korter geword het

Agterspanner

Ek het gedink as die tenk oor 'n paar hindernisse loop, kan ledige wiele opbeweeg en die baan sal spanning verloor. Ek het dus 'n spanmeganisme op die agterwiel aangebring. Eintlik is dit twee vere wat die regte as die hele tyd stoot en 'n mate van krag uitoefen om die spore vas te trek.

Rywiele en spore

Ek het hierdie ruspe en dryfwiele in soliede werke ontwerp. Ek weet nie veel van meganiese ingenieurswese nie en kan dus nie die ratberekening doen nie. Ek het dus dele in solidworks gesimuleer om te sien of dit werk voordat ek op die Print -knoppie druk. Elke snit is verbind met 'n ekstra 3 mm -filament. Dit werk redelik goed met 'n bietjie skuur. Maar die baanontwerp het 'n gebrek; die oppervlak wat die grond raak, is te glad dat dit moeilik is om vas te hou. As ek dit onderstebo druk, kan ek 'n bietjie loopvlak byvoeg, maar dit sal baie ondersteunende materiaal kos as gevolg van die tand. Toekomstige oplossings: 1: druk die tand apart en plak dit vas. 2. Dien 'n bietjie rubberverf spuitverf toe.

Daarna het ek die behuising vir servo's gedruk en seker gemaak dat die dryfwiel met skroewe aan die servo -arm geheg kan word.

Stap 3: Wapenstelsel

Hierdie deel is vir my die opwindendste. U kan 'n speelding vir tenks koop. Maar ek het nie 'n speelgoed -kombineerkamera en 'n wapen gevind nie.

Ek het hierdie outomatiese airsoft -geweerspeelgoed vir $ 9,99 gekoop. (Dit kos nou ongeveer 20 dollar, en ek kan later iets goedkoper probeer) en dit afbreek om die meganisme te verstaan. Ek kan die liggaam heeltemal sny en dit op my tenk plak. Maar ek hou nie van die lelike halflyf nie. Ek het dus 'n bietjie meting geneem en die meganiese deel opgeknap. Uit hierdie stukke het ek 'n les van 3D -druk geleer: u sal altyd 'n fout maak. Dit neem 5 afdrukke om elke onderdeel te laat pas, en baie sny, skuur en warm plak om dit perfek te laat werk.

Nadat elke deel van die speelgoedgeweer korrek in my gerepliseerde liggaam beweeg het, het ek vier ander dele gedruk om die liggaam vas te maak. En die kantelrat, BB bullet trechter en kamera ondersteuning word bygevoeg. Hierdie dele word almal op die geweerliggaam vasgeskroef. Uiteindelik kan hulle in ten minste twee dele saamgevoeg word. Maar ek dink ek is nog nie gereed nie.

Op die rewolwerbasis het ek 'n mikroservo vir kantel en 'n mikro -DC -motor vir rotasie bygevoeg.

Toe begin ek om die geweer te toets, 4 AA -batterye aan te sluit en dit skiet goed. Ek was regtig bly dat dit goed werk. Maar die volgende dag het ek 'n probleem gevind.

Hier is die video van my geweertoetsing. die rewolwer is gekoppel aan 'n 3V -adapter.

Stap 4: Stel die Pi op

Dit is die belangrikste deel, die hart van ons tenk-Framboos Pi!

As u nog nie Raspberry Pi gespeel het nie. Ek beveel aan om met hierdie boek te begin: Aan die gang met framboospi deur MAKE. U kan die basiese beginsels en 'n uitgebreide begrip van Pi verstaan.

Kry die nuutste raspbian OS.

Die volgende hulpmiddel wat ek baie aanbeveel, is die Remote Desktop. Hier is die tutoriaal deur Adam Riley. Nadat u opgestel het, kan u die Pi -lessenaar op u rekenaar bekyk (nie op Mac getoets nie). Om die Pi "naak" te laat loop, beteken dus nie 'n skerm, muis en sleutelbord nodig nie. Sommige van my vriende gebruik die opdragreël ssh. Maar ek verkies die lessenaar.

Op grond van vorige navorsing, het ek geweet Raspberry Pi kan video stroom. Dus het ek begin mors met verskillende programme op die Pi. Baie van die programme het óf 'n lang vertraging (sekondes) óf 'n lae raamtempo. Na 'n paar weke se rondloop op aanlynvideo's en tutoriale, het ek gelukkig die oplossing gevind. 'N Video op YouTube oor webiopi het my baie hoop gegee. Meer navorsing het my laat glo dat dit die regte pad is.

Webiopi is 'n raamwerk wat die verbinding tussen Pi en ander internettoestelle baie maklik gemaak het. Dit beheer al die Pi GPIOS en begin dan met 'n bediener wat persoonlike html bevat. U kan toegang tot hierdie html verkry vanaf ander toestelle (rekenaar, slimfoon, ens.), En klik op 'n knoppie in die blaaier in 'n wifi -afstand, 'n GPIO word geaktiveer.

Die video het my vol hoop gemaak, gebaseer op 'n webiopi-tutoriaal-cambot-projek. Dit verskyn op die MagPi -tydskrif #9 [html] [pdf] en #10 [html] [pdf]. Dankie Eric PTAK!

Deur die tutoriaal stap vir stap te volg, kan u 'n tweewiel -cambot maak! Hier is hoe dit werk: verbind twee motors met 'n H-brug, en beheer dan die H-brug met 6 GPIO-penne om rigting en spoed te beheer. Webiopi word gebruik om die GPIO's te beheer. En MJPG-streamer word gebruik vir die stroom van video.

As u nuut is in die Pi of Linux, soos ek maande gelede was, het u moontlik 'n klein probleempie nadat u al die stappe gevolg het. U kan die python -kode vir webiopi en die streaming video afsonderlik uitvoer, maar u weet nie hoe u dit saam moet laat loop nie? Dit het my 'n rukkie geneem om te weet dat u 'n & na 'n opdrag kan byvoeg (en dit is regtig moeilik om op Google te soek, BTW), dit beteken dat u hierdie opdrag op die agtergrond wil laat loop. Ek sal dit dus elke keer doen:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Ek glo dat u 'n bash -lêer met die bogenoemde opdrag in een lêer skep en een keer uitvoer. Ek het nog nie probeer nie.

Ek het dus hierdie basiese opstelling met twee DC -motor probeer, maar dit werk nie, maar die motor wat ek het, is nie kragtig genoeg nie. Dit lei my na 'n ander opsie: deurlopende servo's.

Nuwe vraag kom dan: ondersteun webiopi PWM -beheerde servo's?

Die antwoord is ja, maar nie op sigself nie: RPIO is nodig om sagteware PWM te genereer

RPIO-installasie (ek het geen geluk met die eerste apt-get-installeringsmetode nie. Die github-metode werk baie goed vir my)

Voorbeeldkode en ander besprekings

Nou word u bot opgegradeer met twee servo's! Dink na oor wat u met die ekstra arms kan doen!

Ek het die voorbeeldkode hierbo aangepas om by my tenk te pas. U het nie 'n rekenaarwetenskap -graad nodig om dit te doen nie. U is goed, solank u die voorbeeldkode kan verstaan en weet wat u moet kopieer en waar u moet verander.

Stap 5: Elektroniese verbinding

Die kragbank wat ek gekoop het, Anker Astro Pro, het twee usb -poorte en een 9v -poort (hoofrede waarom ek hierdie een gekoop het). Ek het probeer om die Pi, wifi -dongle en webcam van krag te maak met een usb -poort. Begin nie. Dus gebruik ek die ander USB -poort vir 'n aangedrewe USB -hub.

Toe het ek gedink ek kan die servo's met die USB -hub -poort aanskakel. Dit werk, maar die wifi -verbinding is baie onstabiel.

Om hierdie probleem op te los, het ek 'n 4 AA -battery ingebring om die 6V -servo -behoeftes te voorsien. Ek het die USB -kabel gestroop om die aardingsdraad (swart) bloot te stel en met die AA -battery te verbind.

3 servo's, rooi tot 6V, swart tot op die grond, en seinpen gekoppel aan GPIO -penne.

Soos beplan, moet die roterende motor van die rewolwer en die geweermotor ook aangedryf word deur 6V met 'n H-brug. Maar toe ek alles verbind, skiet die geweer nie! Dit lyk asof die motor probeer draai, maar hy kan nie die ratte aandryf nie. Die uitsetspanning is reg, maar dit lyk asof daar nie genoeg stroom is om aan te dryf nie. Ek het MOSFET ook sonder sukses probeer.

Ek moet hierdie deel om tydsredes prysgee. En daarom moet ek die geweermotor in die geweertoets handmatig aan die adapter koppel. Nog baie om te leer in elektronika. In die ergste geval, kon ek altyd die geweer beheer met 'n servo -trekker.

Stap 6: koppelvlak

Ek het ook die koppelvlakke van die cambot- en rasprover -voorbeeldkodes verander. Aangesien ek van plan was om 'n slimfoon as kontroleerder te gebruik, het ek die uitleg vir my foon geoptimaliseer (Galaxy Note3).

Die meeste uitlegte en style kan in die index.html gewysig word. Die standaard knoppie (donkergrys met swart rand) word egter gedefinieer in die webiopi.css geleë op/usr/share/webiopi/htdocs. Ek het terminale gebruik om sudo nano uit te voer om dit te verander.

Die videostroom is in die middel van die skerm, bestuurskontrole aan die linkerkant en wapenbeheer aan die regterkant. Ek het die bestuurskontrole ontwerp as twee stel omhoog (vorentoe), stop, af (agteruit) met 'n bietjie beter beheer, maar in die video kan u sien dat dit soms ongemaklik is.

Stap 7: Toekomsplan

Soos u kan sien, is die projek nog nie voltooi nie. Danksy die framboos -pi -wedstryd, het ek die afgelope week baie geknak, net probeer om dit voor die sperdatum te voltooi. Dit draai redelik goed totdat ek agterkom dat die geweer nie skiet nie …

Daar moet nog baie verbeter word, maar ek hoop dat u iets uit my ervaring kan leer.

Korttermynplan:

Laat die geweer werk !!!

Groter houer vir meer BB

Die tenk moet die wêreld verken-gaan buite die huis se wifi!

Stel 'n ad-hoc-knoop op Pi op, sodat die telefoon oral kan aansluit

Voer die tenkopdrag uit tydens die aanvang

Voeg 'n afsluitknoppie by om Pi veilig uit te skakel.

Langtermynplan:

Beter bestuurstelsel vir stabiliteit en greep

Ontwerp nou my eie printplaat in plaas van 'n broodbord

Eerste persoon video -opname

Nog 'n geweer? Kom ons maak dit 'n strydskip!

Voeg sensors by vir selfpatrollering?

Rekenaarvisie vir outomatiese doelwit!

Beheer die tenk ver weg: ek sal alles tuis sien!

Stap 8: Dankie dat u gelees het

Dankie dat u my swak Engels gelees het (dit is nie my eerste taal nie). Ek hoop jy het lekker gekuier of iets hier geleer. Dit sal 'n deurlopende projek wees, so as u kundigheid op enige gebied het, waardeer ek u advies.

As u enige vrae het, laat 'n opmerking, ek sal my bes probeer om dit te beantwoord.

Laat ek in die nabye toekoms 'n opdatering maak-The Cam Tank2.0.

Hier is uiteindelik 'n video wat die stryd scenario toon. Dit is nogal amusant.

Geniet dit en sien julle volgende keer!