Carrossel controlável por MCU para montagem em câmera: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Então, você é um cientista maluco do mal, construindo seu mais recente destructo-bot. Você aprendeu a dolorosa lição de que, quando frustrada, é melhor não estar a bordo de sua criação na carne, com a queima e as algemas. Conforme sua criação rompe a parede sul da primeira margem de YourTownVille, ela continua em direção ao norte em direção ao vault, quando de repente, seu nêmesis vem do leste e interrompe sua H-Bridge de alta amperagem com um projétil de metal jogado com o tema herói, fritando o MCU com voltagem de retorno e custando milhares em peças de robô e saque potencial perdido de o banco, salvando o dia e pegando a garota. Coisas típicas de heróis. Se você tivesse a precaução de instalar um sistema de visão que poderia ter feito panorâmicas com o stick analógico extra naquele gamepad com o qual você dirigia a máquina de seu iate flutuando em águas internacionais … Bem, aqui está uma maneira de construir tal sistema. (Espero que ninguém se canse do cenário do cientista maluco acima)

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Hardware necessário: Parafuso de 1 / 4-20 x 2 "de comprimento, qtd. 1 Porca sextavada 1 / 4-20, qtd. 3 Porca borboleta 1 / 4-20, qtd. 1 4-40 Parafuso da máquina, qtd. 12 4- 40 Porca da máquina, qtd. 12 1/4 "long # 4 espaçadores, qtd. 12 parafusos para madeira, qtd. 6 Pino de 1/16 "x 1,5" de comprimento, qtd. 1 2,5 "Mola de tensão, qtd. 1 Fio de resgate fino epóxi de 2 partes Arame isolado 22 AWG Hardware Salvado: mídia de CD-ROM descartada, qtd. 2 Caixa de engrenagens recuperada de um carrinho de brinquedo, qtd. 1 Correia dentada com polia, qtd. 1 Peça de sucata de madeira fina folha de metal Componentes eletrônicos: Potenciômetro de montagem em painel de 10k ohm, qtd. 1 resistor de 1k ohm, qtd. 1 PCBA de ponte H de 2 A montado, qtd. 1 Motor DC com engrenagem, qty. 1 (opcional, mas recomendado) MCU de escolha, em um PCBA 0,1 "Pinos espaçados para conexões Molex 2 pinos, 3 pinos e 4 pinos Conectores de fios Terminadores de conexão crimpados MolexFerramentas: Chave de fenda Philips nº 1 nº 2 Chave de fenda Philips Recortes de lata 7/16" Chaves Alicate de ponta de agulha com chave de porca de 1/4 ", com brocas 1 / 4-20 Die (como em um conjunto de torneira e molde) Marcador de pontas afiadas Kit de solda de bússola Decapadores de fio Serra de madeira

Etapa 2: planejar, marcar e pré-perfurar

Usei a bússola para criar um círculo concêntrico com a borda externa de um dos CDs. Em seguida, usei a bússola para dividir aquele círculo em seis segmentos iguais e, em seguida, dividi cada um deles por dois, para um total de doze segmentos do círculo. Perfurei cada buraco marcado em ambos os CDs. A propósito, você só pode escrever em um CD com tinta especial, como um Marcador Sharpie. Marquei alguns suportes de folha de metal para montar a polia de transmissão e pré-perfurei esses orifícios. Em seguida, cortei o formato dos suportes e dobrei-os no formato correto. Perfurei o orifício de 1/4 "para montar o potenciômetro no pedaço de madeira e pré-perfurei os orifícios na madeira onde os suportes seriam montados Você também precisará fazer um orifício de 1/4 "em um dos CDs para montar o parafuso na posição vertical onde a câmera será instalada.

Etapa 3: Monte o CD superior no potenciômetro

O potenciômetro que comprei na Radio Shack por US $ 2,99 mais impostos veio com uma arruela pequena e fina e uma porca fina para permitir a montagem atrás de um painel. Ele também tinha um eixo muito longo, por algum motivo. A primeira coisa a fazer é prender o eixo e cortar as roscas nele com a matriz 1 / 4-20. O que usei acabou sendo feito de alumínio, então o corte foi muito suave, mas os fios não são tão fortes quanto poderiam ser. Eles são fortes o suficiente, porém. Pegue a arruela e centralize-a abaixo do orifício no centro do CD-ROM. Marque o diâmetro do orifício central do CD na arruela com um lápis. Agora, use seus recortes de estanho e corte o diâmetro da arruela até que ela se encaixe exatamente no orifício central do CD-ROM. O potenciômetro também tem uma "saliência" na superfície para mantê-lo alinhado no painel. Faça um furo no CD-ROM para usar esse recurso. Entre o posicionamento correto do orifício de alinhamento e o corte exato da arruela, seu potenciômetro estará no centro exato do carrossel. Aperte a porca e seu CD está firmemente montado. Passe em uma das porcas hexagonais 1 / 4-20, no eixo do potenciômetro.

Etapa 4: aparafuse o CD inferior ao CD superior

Antes de realmente adicionar o CD-ROM inferior, prenda o parafuso de montagem da câmera. Use os doze parafusos de máquina 4-40, espaçadores e porcas sextavadas para aparafusar o outro CD neste conjunto.

Etapa 5: monte o carrossel na madeira

Coloque o eixo do potenciômetro roscado através do orifício pré-perfurado de 1/4 na madeira. Passe a segunda porca hexagonal 1 / 4-20 no eixo do potenciômetro e aperte a porca de modo que o carrossel aponte para frente quando o potenciômetro está no centro exato de sua faixa analógica. Marquei a ponta do eixo com o marcador Sharpie para facilitar esta tarefa.

Etapa 6: Grave Algum Firmware de Teste para Transformar Seu MCU em um Voltímetro Serial

Usei o MCU LPC2148 da NXP LPC2148 em minha configuração, porque estou familiarizado com eles por experiência própria no meu trabalho. Outras boas escolhas seriam qualquer MCU barato com entradas analógicas e pinos GPIO livres com um conjunto de ferramentas GNU gratuito e uma porta RS232. Usando seu IDE e compilador de escolha, escreva algum firmware que irá ler a entrada analógica que você decidiu e coloque o resultados na porta serial. Dada a complexidade da programação MCU, instruções mais detalhadas sobre este assunto seriam um todo por si só. Atualize seu MCU com um cabo de flash apropriado. Seu código funciona corretamente na primeira tentativa, certo?

Etapa 7: Calibre suas leituras MCU

Portanto, conecte seu potenciômetro à placa MCU com algumas pinças de crocodilo. Eu conectei o terminal elétrico esquerdo à fonte de 3,3 VCC na placa MCU, aterrou o terminal direito e conectei o terminal do meio ao pino da entrada analógica, através do resistor de 1K. O resistor impede você de liberar a fumaça mágica de seu MCU quando o potenciômetro está em uma das extensões de seu curso. Forneça ao seu MCU uma fonte de alimentação e conecte o cabo serial. Abra seu programa de Terminal RS232 favorito e observe as leituras chegarem. O que eu estava procurando primeiro era a leitura de tensão mais alta / mais baixa possível que o ADC registraria. Coloquei esses números no meu firmware, usei alguns cálculos matemáticos sofisticados no código do voltímetro, recompilei, atualizei e reiniciei meu programa de terminal. A propósito, "_udivsi ()" é difícil de rastrear. Aparentemente, os MCUs LPC2000 não gostam de fazer divisão. Nem eu, então concordamos em discordar. O próximo conjunto de números que eu queria era a voltagem quando o carrossel apontasse para a frente, para a esquerda e para a direita. Descobri que o carrossel pode virar muito mais para a esquerda e para a direita do que você pode obter números significativos. Consegui boas leituras para cerca de 180 graus, então pude apontar minha câmera da esquerda para a direita. Novamente, adicionei esses números aos meus cálculos no firmware. Isso torna a leitura tirada do potenciômetro em uma leitura de sensor um tanto confiável.

Etapa 8: Conecte o hardware e os componentes eletrônicos restantes

Aparafuse os suportes no pedaço de madeira com parafusos de madeira. Pin um canto da caixa de engrenagens em um dos suportes. Instale a correia dentada no carrossel e na polia motriz. Prenda sua mola de tensão entre os dois suportes, usando algum fio de amarração para comprimento adicional, se necessário. Agora, aparafusei minha H-Bridge PCB (excedente de um projeto antigo) no pedaço de madeira, entre os dois suportes.

Etapa 9: Cabeamento

Ah, hora de trabalho enfadonho. Você precisará de fios conectando seu MCU ao potenciômetro (consulte a etapa 7 para repetir esses detalhes), conectando seu MCU à ponte H e conectando a ponte H ao motoredutor. Você pode manter a fiação mínima: apenas meça, corte, descasque e solde esses fios. Para um sistema de fiação mais modular, use pinos de cabeçalho e conectores e terminações de fios de crimpagem e tubos termorretráteis e elásticos e laços zip e tiras de velcro e grampos e cabos de fita e lotes de pequenas peças caras do mouser.com. Sério, fazer cabos realmente bons dá muito trabalho. Faça o que funcionar melhor para o seu sistema.

Etapa 10: Conclua o seu firmware

Então, agora você tem seu hardware e eletrônicos funcionando, e você tem números de calibração. Escreva seu firmware maligno que ignora a vida humana usando uma rede neural capaz de aprender a temer e ressentir-se de seu criador. Se possível, faça interface com algumas células cerebrais de camundongos, para obter um comportamento aleatório extra. Eu definitivamente recomendaria adicionar lança-chamas e espinhos ao seu robô também. Bem, agora seu robô tem menos espaço para esconder heróis em seu ponto cego. Seu calcanhar de Aquiles agora é protegido pelo equivalente a … uma meia de ginástica de algodão fino, mas tudo bem, porque seu arquirrival provavelmente não é tão brilhante. Boa sorte, e lembre-se de não usar os dígitos de Pi para sua conta bancária na Suíça número… novamente. Obrigado por ler meu primeiro 'ible.