Tangki Raspberry Pi Cam V1.0: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Saya suka kereta kebal sejak kecil. Membina tangki mainan saya selalu menjadi impian saya. Tetapi kerana kurangnya pengetahuan dan kemahiran. Mimpi hanyalah impian.

Setelah bertahun-tahun belajar dalam bidang kejuruteraan dan reka bentuk industri. Saya memperoleh kemahiran dan pengetahuan. Dan terima kasih kepada pencetak 3D hobi yang lebih murah. Saya akhirnya dapat melangkah.

Ciri-ciri apa yang saya mahukan tangki ini?

• Alat kawalan jauh
• Roda terbiar yang digantung (seperti tangki sebenar!)
• Mempunyai menara berputar dan pistol BB yang boleh dimiringkan dapat menembak peluru 6mm
• Boleh mengalirkan video ke pengawal sehingga anda dapat mengawalnya jauh

Pada mulanya saya merancang untuk menggunakan arduino sebagai pengawal, tetapi setelah beberapa kajian saya mendapati tidak ada cara praktikal untuk streaming video dengan sendirinya. Walau bagaimanapun, Raspberry Pi nampaknya menjadi calon yang baik untuk streaming video. Dan anda boleh mengawalnya melalui isteri dari telefon anda!

Mari kita mulakan.

Langkah 1: Bahagian Diperlukan

Untuk mengawal

Raspberry Pi versi B

Hab Usb berkuasa (Belkin F4u040)

Kamera web USB (Logitech C270)

Wifi dongle (Edimax)

Kabel pelompat wanita hingga lelaki

Untuk memandu

Dua tork tinggi servo atau motor berterusan (untuk dua roda pemacu)

Satu keluli 1/8 untuk poros roda (dibeli di depot rumah dan murah)

Sepuluh galas lengan (dipesan di Mcmaster)

Beberapa mata air untuk penggantungan (membeli bermacam-macam musim bunga di Harbour Freight, murah)

Untuk menara

Mainan pistol BB automatik

Satu motor DC mini tork tinggi

Servo mikro untuk memiringkan ke atas dan ke bawah

Sebilangan 1/4 keluli menunggang sebagai gandar senapang

Barang lain

Saya 3D mencetak sebahagian besar tangki ini, jika anda mempunyai akses mudah ke pemotong laser, itu juga akan berfungsi.

Saya menggunakan filamen PLA untuk mencetak kerana lebih mudah ditangani (tidak ada masalah pembungkus pada ABS). Tetapi, sukar sekali untuk pasir, memotong, menggerudi kemudian.

Anda mungkin menganggap percetakan 3D sesuai untuk bahagian yang disesuaikan dan anda boleh mencetak bahagian yang sangat rumit sebagai satu bahagian. Itu benar. Namun, saya berpendapat bahawa cara itu tidak praktikal dan ekonomik bagi penggemar hobi. Sebabnya adalah:

Pencetak hobi anda tidak begitu tepat.

Anda akan melakukan kesilapan dalam pengukuran dan pengiraan (toleransi, penjajaran dll).

Bagaimanapun, ada kemungkinan besar cetakan anda tidak berfungsi atau sesuai dengan gambar pertama anda. Tidak apa-apa untuk sebahagian kecil, anda boleh menukar model kemudian mencetak semula. Tetapi untuk bahagian yang lebih besar dan lebih rumit, sangat mengecewakan apabila mengetahui ada yang salah setelah berjam-jam mencetak. Ia membuang masa dan bahan. Jadi inilah pendekatan saya:

Untuk apa-apa yang simetris, cetak hanya separuh daripadanya, cubalah, jika semuanya berfungsi dengan baik, cetak semuanya.

Memodelkan bahagian sambil memikirkan percetakan 3D. Mungkinkah ada permukaan rata untuk memasang tempat tidur pencetak? Mungkinkah dibelah menjadi kepingan yang lebih kecil untuk mengelakkan struktur pendukung yang banyak?

Untuk bahagian mempunyai banyak ciri (berinteraksi dengan banyak bahagian lain), bahagikan model menjadi modul. Oleh itu, jika satu ciri gagal, anda tidak mencetak semula keseluruhan bahagian. Cukup tweak modul dan cetak semula itu. Saya menggunakan skru dan mur untuk menyambungkannya.

Jadilah kawan baik dengan alatan tangan, gergaji tangan, X-acto, power drill, hot gam gun. Sekiranya anda dapat membetulkan kesalahan cetak, betulkan.

Ini menjelaskan mengapa tangki saya mempunyai banyak bahagian. Saya masih mengubah bahagian-bahagian itu dan setelah saya menemui gabungan yang baik, saya dapat mencetaknya sebagai satu bahagian. Maka itu akan menjadi Tank Cam v2.0 saya.

Langkah 2: Sistem Memandu

Penangguhan

Pada mulanya saya membuat prototaip tanpa suspensi, hanya gandar melintasi lambung bawah dengan galas dan roda. Tetapi memikirkan keselesaan pengendali (saya akan mendorongnya menonton video penstriman!), Saya memutuskan untuk menambah penggantungan agar lebih sejuk.

Yang saya ada hanyalah beberapa pegas gegelung, tidak ada hidraulik, tidak ada pegas daun. Pada awalnya saya menguji mekanisme bar kilasan dengan PLA. (Suspensi batang kilasan adalah biasa pada beberapa tangki). Ternyata setelah berpasangan, bar PLA yang dicetak akan menjadi lembut dan akhirnya pecah. ABS mungkin lebih baik untuk tujuan ini tetapi saya tidak pernah mencuba. Oleh itu, setelah membuat kajian lebih lanjut, saya dapati reka bentuk penggantungan Christie, berikut adalah video pendek yang menunjukkan bagaimana ia berfungsi.

Walau bagaimanapun, suspensi Christie mempunyai banyak bahagian kecil, dan ketika itu saya tidak percaya pada pencetak saya. Oleh itu, saya membuat penggantungan seperti ini.

(imej)

Konfigurasi ini menempati ruang dalaman yang terlalu banyak. Oleh itu, saya memutarkan lengan dalam 90 darjah. Perhatikan bahawa roda pertama dan terakhir menjadi lebih pendek

Tensioner belakang

Saya fikir ketika tangki melintasi beberapa halangan, roda terbiar mungkin bergerak ke atas dan trek akan kehilangan ketegangan. Oleh itu, saya menambah beberapa mekanisme tensioner pada roda belakang. Pada asasnya, ia adalah dua mata air yang mendorong gandar sebenar sepanjang masa, menggunakan kekuatan untuk mengetatkan trek.

Roda memandu dan Lintasan

Saya merancang trek ulat dan roda penggerak ini dalam kerja pepejal. Saya tidak tahu banyak tentang kejuruteraan mekanikal sehingga tidak dapat melakukan pengiraan gear. Oleh itu, saya mensimulasikan bahagian dalam kerja pepejal untuk melihat apakah ia berfungsi sebelum saya menekan butang Cetak. Setiap trek dihubungkan dengan beberapa filamen 3mm. Ia berfungsi dengan baik dengan beberapa pengamplasan. Tetapi reka bentuk trek mempunyai cacat, permukaan yang menyentuh permukaan terlalu halus sehingga sukar dicengkam. Sekiranya saya mencetaknya terbalik, saya boleh menambah beberapa tapak, tetapi memerlukan banyak bahan sokongan kerana giginya. Penyelesaian masa depan: 1: mencetak gigi secara berasingan kemudian lekatkan bersama. 2. Sapukan sedikit cat penyembur lapisan getah.

Kemudian saya mencetak perumahan untuk servo dan memastikan roda penggerak boleh dipasang ke lengan servo dengan skru.

Langkah 3: Sistem Senjata

Bahagian ini adalah yang paling menggembirakan bagi saya. Anda boleh membeli mainan tangki kamera. Tetapi saya tidak menjumpai satu mainan gabungan kamera dan beberapa senjata.

Saya membeli mainan senapang airsoft automatik ini dengan harga $ 9.99 untuk dijual. (Sekarang sekitar 20 dolar dan saya mungkin akan mencuba sesuatu yang lebih murah kemudian) Dan meruntuhkannya untuk memahami mekanismenya. Saya boleh memotong seluruh badan dan melekatkannya ke tangki saya. Tetapi saya tidak suka separuh badan yang kelihatan jelek. Oleh itu, saya mengambil beberapa ukuran dan mengubah semula bahagian mekanikalnya. Dari karya-karya ini saya belajar pelajaran mencetak 3D: anda akan selalu membuat kesilapan. Diperlukan 5 cetakan untuk membuat setiap bahagian sesuai, dan banyak pemotongan, pengamplasan dan pelekat panas untuk membuatnya berfungsi dengan sempurna.

Setelah setiap bahagian dari pistol mainan bergerak dengan betul di badan yang saya tiru, saya mencetak empat bahagian lain untuk mengepalkan badan. Dan menambah gear miring, corong peluru BB dan sokongan kamera. Bahagian-bahagian ini disekat ke badan pistol. Akhirnya mereka dapat digabungkan menjadi sekurang-kurangnya dua bahagian. Tetapi saya rasa saya belum bersedia.

Di pangkalan turet, saya menambahkan servo mikro, untuk memiringkan, dan motor mikro DC untuk putaran.

Kemudian saya mula menguji senapang, sambungkan 4 bateri AA dan ia menembak dengan baik. Saya sangat gembira kerana ia berfungsi dengan baik. Tetapi keesokan harinya saya menemui masalah.

Inilah video ujian senapang saya. menara disambungkan ke penyesuai 3v.

Langkah 4: Sediakan Pi

Ini adalah bahagian yang paling penting, jantung tangki kami - Raspberry Pi!

Sekiranya anda belum bermain Raspberry Pi. Saya cadangkan untuk memulakan dengan buku ini: Bermula dengan raspberry pi dengan MAKE. Anda boleh mendapatkan asas dan pemahaman yang komprehensif mengenai Pi.

Dapatkan OS raspbian terkini.

Alat seterusnya yang banyak saya cadangkan adalah Desktop Jauh. Inilah tutorial oleh Adam Riley. Setelah anda menyiapkannya, anda dapat melihat desktop Pi pada PC anda (tidak diuji pada Mac). Oleh itu, untuk menjalankan Pi "telanjang", tidak memerlukan paparan, tetikus dan papan kekunci. Sebilangan rakan saya menggunakan baris perintah ssh. Tetapi saya lebih suka desktop.

Berdasarkan kajian sebelumnya, saya tahu Raspberry Pi mampu melakukan streaming video. Oleh itu, saya mula bermain-main dengan aplikasi yang berbeza di Pi. Sebilangan besar aplikasi mempunyai jeda panjang (saat) atau mempunyai kadar bingkai rendah. Setelah beberapa minggu mengembara dalam video dan tutorial dalam talian, untungnya saya menemui jalan penyelesaiannya. Sebuah video di youtube mengenai webiopi memberi saya banyak harapan. Lebih banyak penyelidikan membuat saya percaya bahawa ini adalah cara yang betul.

Webiopi adalah kerangka yang menjadikan hubungan antara Pi dan peranti internet lain sangat mudah. Ia mengawal semua Pi GPIOS dan kemudian memulakan pelayan yang mengandungi html yang disesuaikan. Anda boleh mendapatkan akses ke html ini dari peranti lain (komputer, telefon pintar, dll), dan klik butang di penyemak imbas dalam jarak wifi, GPIO dicetuskan.

Video itu membuat saya penuh harapan, berdasarkan tutorial webiopi - projek cambot. Ia dipaparkan di MagPi magzine # 9 [html] [pdf] dan # 10 [html] [pdf]. Terima kasih Eric PTAK!

Dengan mengikuti tutorial langkah demi langkah, anda boleh membuat cambot roda dua! Begini caranya: sambungkan dua motor dengan jambatan H, kemudian kendalikan jambatan H dengan 6 pin GPIO untuk mengawal arah dan kelajuan. Webiopi digunakan untuk mengawal GPIO. Dan MJPG-streamer digunakan untuk streaming video.

Sekiranya anda baru menggunakan Pi atau Linux seperti saya beberapa bulan yang lalu, anda mungkin menghadapi sedikit masalah setelah mengikuti semua langkahnya. Anda boleh menjalankan kod python untuk webiopi dan streaming video secara berasingan tetapi tidak tahu bagaimana menjalankannya bersama? Saya mengambil masa agak lama untuk mengetahui bahawa anda boleh menambahkan perintah & selepas perintah (& sangat sukar dicari di google, BTW), itu bermaksud anda mahu perintah ini dijalankan di latar belakang. Oleh itu, saya akan melakukan ini setiap masa:

sudo python cambot.py &

sudo./stream.sh

Saya percaya anda membuat fail bash yang mengandungi perintah di atas menjadi satu fail, dan jalankan sekali. Saya belum mencuba.

Oleh itu, saya mencuba persediaan asas ini dengan dua motor DC, ia berjalan, tetapi motor yang saya miliki tidak cukup kuat. Membawa saya ke pilihan lain: servo berterusan.

Soalan baru datang kemudian: adakah webiopi menyokong servo terkawal PWM?

Jawapannya adalah ya, tetapi tidak dengan sendirinya: RPIO diperlukan untuk menghasilkan perisian PWM

Pemasangan RPIO (Saya tidak bernasib baik pada kaedah pemasangan apt-get pertama. Kaedah github sangat sesuai untuk saya)

Contoh kod dan perbincangan lain

Kini bot anda ditingkatkan dengan dua servo! Fikirkan apa yang boleh anda lakukan dengan senjata tambahan!

Saya mengubah suai contoh kod di atas agar sesuai dengan tangki saya. Anda tidak memerlukan ijazah sains komputer untuk melakukan ini. Anda baik selagi anda dapat memahami contoh kod dan tahu apa yang harus disalin dan di mana untuk menukar.

Langkah 5: Sambungan Elektronik

Bank kuasa yang saya beli, Anker Astro Pro, mempunyai dua port usb dan satu port 9v (sebab utama saya membeli yang satu ini). Saya cuba menghidupkan Pi, wifi dongle dan kamera web dengan satu port usb. Tidak memulakan. Oleh itu, saya menggunakan port USB yang lain untuk hab USB berkuasa.

Kemudian saya fikir mungkin saya dapat menghidupkan servo dengan port hab USB. Ia berfungsi, tetapi sambungan wifi sangat tidak stabil.

Untuk menyelesaikan masalah ini, saya membawa bateri 4 AA untuk menguatkan keperluan servo 6V. Saya melucutkan kabel USB untuk mendedahkan wayar ground (hitam) dan bersambung dengan ground pack bateri AA.

3 servo, merah hingga 6V, hitam ke tanah, dan pin isyarat disambungkan ke pin GPIO.

Seperti yang direncanakan, motor berputar turret dan motor pistol juga harus dikuasakan oleh 6V dengan pengendali jambatan H. Tetapi ketika saya menghubungkan semuanya, pistol tidak akan menembak! Nampaknya motor cuba memutar, tetapi tidak dapat menggerakkan gear. Voltan keluaran betul, tetapi nampaknya tidak ada arus yang mencukupi untuk memandu. Saya juga mencuba MOSFET tanpa keberuntungan.

Saya harus melepaskan bahagian ini kerana alasan masa. Inilah sebabnya mengapa dalam ujian senapang saya harus menyambungkan motor pistol ke penyesuai secara manual. Masih banyak yang perlu dipelajari dalam elektronik. Senario terburuk, saya selalu dapat mengawal pistol dengan servo pull and release trigger.

Langkah 6: Antara muka

Saya juga mengubah antara muka dari kod contoh cambot dan rasprover. Oleh kerana saya merancang untuk menggunakan telefon pintar sebagai pengawal, saya mengoptimumkan susun atur untuk telefon saya (galaxy note3).

Sebilangan besar susun atur dan gaya boleh diedit di index.html. Namun gaya butang lalai (kelabu gelap dengan sempadan hitam) ditentukan dalam webiopi.css yang terletak di / usr / share / webiopi / htdocs. Saya menggunakan terminal untuk menjalankan sudo nano untuk mengubahnya.

Aliran video terletak di tengah-tengah skrin, kawalan pemanduan di sebelah kiri, dan kawalan senjata di sebelah kanan. Saya merancang kawalan pemanduan sebagai dua set up (depan), berhenti, bawah (belakang) yang menginginkan kawalan yang lebih baik, tetapi kadang-kadang dalam video anda dapat memberitahu bahawa ini canggung.

Langkah 7: Rancangan Masa Depan

Seperti yang anda maklum, ini adalah projek yang belum selesai. Terima kasih kepada peraduan raspberry pi, saya telah meningkat banyak pada minggu lalu, hanya berusaha menyelesaikannya sebelum tarikh akhir. Ternyata cukup baik sehingga saya dapati pistol tidak menembak …

Ia masih banyak yang perlu diperbaiki, tetapi saya harap anda dapat mempelajari sesuatu dari pengalaman saya.

Pelan Jangka Pendek:

Jadikan senapang berfungsi !!!

Bekas lebih besar untuk lebih banyak BB

Kereta kebal perlu meneroka dunia - keluar dari wifi rumah!

Sediakan node ad-hoc pada Pi, supaya telefon dapat menyambung ke mana sahaja

Jalankan arahan tangki semasa memulakan

Tambahkan butang tutup untuk mematikan Pi dengan selamat.

Pelan Jangka Panjang:

Sistem pemanduan yang lebih baik untuk kestabilan dan cengkaman

Reka bentuk papan litar saya sendiri dan bukannya papan roti sekarang

Rakaman video orang pertama

Senapang lain? Mari jadikan ia sebagai kapal perang!

Tambahkan sensor untuk melakukan rondaan diri?

Visi komputer untuk penyasaran automatik!

Kawal tangki jauh: Saya akan melihat semuanya di rumah!

Langkah 8: Terima kasih kerana Membaca

Terima kasih kerana membaca bahasa Inggeris saya yang lemah (ini bukan bahasa pertama saya). Saya harap anda bersenang-senang atau belajar sesuatu di sini. Ini akan menjadi projek yang sedang berjalan, jadi jika anda mempunyai kepakaran dalam bidang apa pun, saya menghargai nasihat anda.

Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila tinggalkan komen, saya akan berusaha sebaik mungkin untuk menjawabnya.

Izinkan saya membuat kemas kini - The Cam Tank2.0-- dalam masa terdekat.

Akhirnya, inilah video yang menunjukkan senario pertempuran. Ia cukup menggembirakan.

Nikmati dan jumpa anda lain kali!