Servo Squirter - USB Water Gun: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

'N USB -beheerde servo -watergeweer. Ideaal om af te skiet op niksvermoedende verbygangers, of om mense met irriterende vrae in die steek te hou. Hierdie projek is 'n klein waterpomp wat bo -op 'n servo gemonteer is vir rigtingvuur. Die hele ding word aangedryf deur 'n mikrobeheerder, en word vanaf u sleutelbord via USB bestuur. Om meer van ons projekte en gratis video -tutoriale te sien, besoek ons webwerf

Stap 1: Versamel die materiaal

Hierdie projek is gebaseer op 'n mikrobeheerder. Behalwe die ATmega168 -mikrobeheerder wat by die USB NerdKit ingesluit is. Vir hierdie projek het ons die volgende gebruik: 1 Hobby Servo, Hitec HS-501 Laagspanning suier waterpomp 1 Klein n-kanaal MOSFET, 2N7000

Stap 2: Monteer die stroombaan

Die eerste deel van ons kring skakel net met die servo. Dit is eenvoudig hier: een draad van die mikrobeheerder na die servo. Daar is 'n paar verskillende kleuretikette, afhangende van die vervaardiger, dus kyk eers voordat u dit probeer. Schematiese foto van die ServoSquirter -kring op die NerdKits -broodbord Die tweede deel van die stroombaan laat die mikrobeheerder toe om die pompmotor aan en af te skakel. Die ATmega168 -chip self laat slegs 40mA maksimum in of uit enige pen, maar ons pomp benodig nader aan 1000mA! Om hierdie groter las te beheer, het ons gekies om 'n groter transistor, die 2N7000, te gebruik. Eerstens verduidelik ons die basiese beginsels van die gebruik van MOSFET's (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) as skakelaars: deur die Gate -spanning bo die Bron te bring, kan ons toelaat dat stroom van Drain na Bron vloei. Uit die 2N7000-datablad het ons Figuur 1 onttrek, wat die verwantskap tussen dreinstroom en afvoerbronspanning vir verskillende gate-source spanninginstellings toon. Daar is 'n paar belangrike dinge wat u uit hierdie grafiek kan leer: 1. Vir VGS onder ongeveer 3,0 volt mag geen stroom vloei nie. Dit is die af -toestand, ook genoem 'afsny'. 2. Vir klein VDS lyk die kromme rofweg lineêr deur die oorsprong - wat beteken dat dit elektries soos 'n weerstand lyk. Die ekwivalente weerstand is die omgekeerde helling van die kromme. Hierdie gebied van die MOSFET -operasie word 'triode' genoem. 3. Vir groter VDS word 'n maksimum vlak van stroom bereik. Dit word "versadiging" genoem. 4. Namate ons VGS verhoog, kan meer stroom vloei in beide die triode- en versadigingsmetodes. En nou het u eintlik geleer van al drie die modusse van MOSFET: afsny, triode en versadiging. Omdat ons hekbeheer digitaal is (+5 of 0), ons is slegs bekommerd oor die kromme wat in geel gemerk is, vir VGS = 5V. Normaalweg behels die gebruik van 'n MOSFET as 'n skakelaar oor die algemeen die triode -werkingswyse, omdat die MOSFET die krag PD = ID*VDS afbreek, en 'n goeie skakelaar min krag in die skakelaar self moet afvoer. Maar in hierdie geval het ons te doen met 'n motor, en motors benodig gewoonlik baie stroom (met min spanningsval) wanneer hulle die eerste keer begin. Dus, vir die eerste of twee sekondes, werk die MOSFET met 'n hoë VDS en word dit beperk deur die maksimum stroom - ongeveer 800mA van die rooi stippellyn wat ons op die datablad getrek het. Ons het gevind dat dit nie genoeg was om die pomp aan die gang te kry nie, daarom gebruik ons 'n klein truuk en plaas twee MOSFET's parallel. Op hierdie manier deel hulle die stroom en kan hulle effektief ongeveer 1600mA saam sink. Ook vanweë die hoë kragbehoeftes van die pomp, het ons 'n muurtransformator met 'n hoër stroomuitset gebruik. As u 'n muurtransformator met 'n groter as 5V -uitset het - miskien 9V of 12V - dan kan u ca.

Stap 3: Stel die PWM op die MCU op

PWM -registers en berekeninge In die video praat ons oor twee vlakke wat die timer/tellermodule gebruik: die hoogste waarde en die vergelykingswaarde. Albei is belangrik vir die opwekking van die PWM -sein wat u wil hê, maar om eers die ATW -168 se PWM -uitset te aktiveer, moet ons 'n paar registers opstel. Eerstens kies ons die vinnige PWM-modus met OCR1A as die hoogste waarde, waardeur ons willekeurig kan bepaal hoe gereeld 'n nuwe puls begin word. Dan stel ons die klok in met 'n voorverdeling van 8, wat beteken dat die teller sal toeneem met 1 elke 8/(14745600 Hz) = 542 nanosekondes. Aangesien ons 16-bis registers vir hierdie timer het, beteken dit dat ons ons algehele seintydperk so hoog as 65536*542ns = 36 millisekondes kan stel. As ons 'n groter afdelingsgetal gebruik, kan ons ons polse verder uitmekaar maak (wat nie in hierdie situasie help nie), en ons sal die resolusie verloor. As ons 'n kleiner delingsgetal (soos 1) gebruik, sou ons nie ons pulse minstens 16 millisekondes uitmekaar kon maak nie, soos ons servo verwag. uitset, wat in ons video beskryf word. Ons stel ook die pen PB2 as 'n uitvoerpen in-word nie hier getoon nie, maar dit is in die kode.

Stap 4: Programmeer die mikrobeheerder

Dit is nou tyd om die MCU te programmeer. Die volledige bronkode word verskaf op ons webwerf https://www.nerdkits.com/videos/servosquirter Die kode stel eers die PWM op om die servo te bestuur. Die kode sit dan net in 'n rukkie en wag op gebruikersinvoer. Die karakters 1 en 0 skakel die MCU -pen wat aan die pomptransistor gekoppel is, aan of uit. Dit sal die pomp aan- en uitskakel, wat ons die geleentheid bied om na willekeur te kan vuur. motor om posisie te verander. Dit gee u die vermoë om te mik voordat u skiet.

Stap 5: Serial Port Communications

Die laaste stap is om die rekenaar op te stel sodat u die opdragte na die mikrobeheerder kan stuur. In die NerdKit gebruik ons die seriële kabel om opdragte en inligting na die rekenaar te stuur. Dit is moontlik om eenvoudige programme in die meeste programmeertale te skryf wat via die seriële poort na die NerdKit kan kommunikeer. Dit is egter baie eenvoudiger om 'n terminale program te gebruik om die seriële kommunikasie vir ons te doen. Op hierdie manier kan u net op die sleutelbord tik en die reaksie van die NerdKit sien. Windows As u Windows XP of vroeër gebruik, is HyperTerminal ingesluit en moet dit in u Start -menu verskyn onder "Start -> Programme -> Accessories -> Kommunikasie ". As u HyperTerminal die eerste keer oopmaak, word u gevra om 'n verbinding op te stel. Kanselleer dit, totdat u die belangrikste HyperTerminal -punt is. U moet HyperTerminal instel, die korrekte COM -poort kies en die poortinstellings op die regte manier instel om met die NerdKit te werk. Volg die onderstaande skermkiekies om die regte HyperTerm -opstelling te kry. As u Windows Vista gebruik, is HyperTerminal nie meer ingesluit nie. Laai in hierdie geval PuTTY (Windows -installeerder) af. Gebruik die onderstaande verbindingsinstellings om Putty met die regte COM -poort op te stel. Mac OS X Nadat u die Terminal -toepassing ingevoer het, tik "screen /dev/tty. PL* 115200" om te begin kommunikeer oor die seriële poort. Linux Op Linux gebruik ons " minicom "om met die seriële poort te praat. Begin "minicom -s" by die konsole om die opstelmenu van minicom te betree. Gaan na "Serial Port Setup". Stel die parameters soos volg in: Minicom -konfigurasie op Linux, tik dan op escape en gebruik die "Save setup as dfl" om instellings as standaard te stoor. U moet nou op 'Exit' kan klik en 'n minicom kan gebruik om met die NerdKit te praat.