MCU-styrbar karusell för kameramontering: 10 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Så du är en ond Mad Scientist och bygger din senaste destructo-bot. Du har lärt dig den smärtsamma lektionen att när det är folied, är det bäst att inte vara ombord på din skapelse i köttet, med brinnande och handfängsel. När din skapelse bryter mot södra väggen i den första stranden av YourTownVille, fortsätter den norrut mot valv, när din nemesis plötsligt kommer in från öst och kortar ut din H-bro med hög strömstyrka med en kastad metallprojektil med hjälte-tema, steker MCU med bakspänning och kostar dig tusentals i robotdelar och förlorar potentiellt byte från banken, samtidigt som du räddade dagen och fick flickan. Typiska hjältegrejer. Om du bara hade haft framsyn att installera ett visionssystem som kunde ha panorerats med den extra analoga pinnen på den gamepad du körde maskinen med från din yacht flytande i internationella vatten … Tja, här är ett sätt att bygga ett sådant system. (Jag hoppas att ingen tröttnade på det onda galna vetenskapsscenariot ovan)

Steg 1: Delar och verktyg

Hårdvara som behövs: 1/4-20 x 2 "lång bult, antal. 1 1/4-20 hexmutter, antal. 3 1/4-20 vingmutter, antal. 1 4-40 maskinskruv, antal. 12 4- 40 Maskinmutter, antal 12 1/4 "långa #4 distanser, antal 12 träskruvar, antal 6 1/16 "x 1,5" lång stift, antal 1 2,5 "spänningsfjäder, antal. 1 2-delad epoxitunn bunttråd 22-AWG isolerad tråd Räddad hårdvara: kasserad CD-ROM-media, antal. 2 GearBox räddad från leksaksbil, antal. 1 kuggrem med remskiva, antal. 1 bit av trä tunt metallskrot Elektroniska komponenter: 10k ohm Panelmonterad potentiometer, antal 1 1k ohm motstånd, antal 1 Monterad 2-amp H-Bridge PCBA, antal 1 DC motor med växel, antal 1 (valfritt, men rekommenderas) Valfri MCU, på en PCBA 0,1 "åtskilda stift för anslutningar Molex 2-poliga, 3-stiftiga och 4-poliga trådkontakter Molex krympta anslutningsterminaler Verktyg: #1 Philips skruvmejsel #2 Philips skruvmejsel Tin Snips 7/16" Skiftnycklar 1/4 "mutterdrivare nål-näsa tångborr, med bitar 1/4-20 munstycke (som i en kran- och munstycksuppsättning) Sharpie Marker Kompasslödningssats Trådavdragare Träsåg

Steg 2: Planera, markera och förborra

Jag använde kompassen för att skapa en cirkel koncentrisk med ytterkanten på en av CD -skivorna. Jag använde sedan kompassen för att dela den cirkeln i sex lika stora segment, sedan dividera var och en av dem med två, för totalt tolv segment av cirkeln. Jag borrade varje markerat hål ur båda CD -skivorna. Förresten, du kan bara skriva på en CD med specialbläck, som en Sharpie Marker. Jag markerade några fästen av plåt för montering av drivhjulet och förborrade de hålen. Därefter klippte jag ut formen på fästena och böjde dem till rätt form. Jag borrade 1/4 "hålet för montering av potentiometern på träbiten och förborrade hålen i träet där konsolerna skulle montera Du måste också borra ett 1/4 "hål i en av CD -skivorna för att montera bulten upprätt för kameran som ska installeras på.

Steg 3: Montera den övre CD -skivan på potentiometern

Potentiometern jag fick från Radio Shack för $ 2,99 plus skatt kom med en liten tunn bricka och en tunn mutter för att låta den montera bakom en panel. Det hade också en mycket lång axel, av någon anledning. Det första du ska göra är att fästa axeln och klippa trådar i den med 1/4-20 munstycket. Den jag använde visade sig vara gjord av aluminium, så skärningen gick väldigt smidigt, men trådarna är inte så starka som de kan vara. De är dock tillräckligt starka. Ta brickan och centrera den under hålet i mitten av CD-ROM-skivan. Markera diametern på CD -skivans mitthål på brickan med en penna. Använd nu dina tennklämmor och skär ner brickans diameter tills den passar exakt in i mitten av CD-ROM-skivan. Potentiometern har också en "bump" på ytan för att hålla den i linje med panelen. Borra ett hål i CD-ROM-skivan för att använda den funktionen. Mellan korrekt placering av justeringshålet och exakt skärning av brickan kommer din potentiometer att ligga i karusellens exakta centrum. Dra åt muttern och din CD är ordentligt monterad. Trä på en av 1/4-20 sexkantmuttrarna på axeln på potentiometern.

Steg 4: Bulta nedre CD -skivan till den övre CD -skivan

Innan du lägger till den nedre CD-ROM-skivan, fäst kamerans monteringsbult. Använd de tolv 4-40 maskinskruvarna, distanserna och sexkantmuttrarna för att skruva fast den andra CD-skivan på denna enhet.

Steg 5: Montera karusellen på träet

Sätt den gängade potentiometeraxeln genom det förborrade 1/4 hålet i träet. Trä den andra 1/4-20 sexkantmuttern på potentiometerns axel och dra åt muttern så att karusellen pekar framåt när potentiometern är i den exakta mitten av sitt analoga intervall. Jag markerade spetsen på axeln med skärpmarkören för att underlätta denna uppgift.

Steg 6: Skriv en test firmware för att göra din MCU till en seriell voltmeter

Jag använde LPC2148 MCU från NXP LPC2148 i min installation, eftersom jag känner till dem från erfarenhet på mitt jobb. Andra bra val skulle vara en billig MCU med analoga ingångar och gratis GPIO -stift med en gratis GNU -verktygskedja och en RS232 -port. Använd din IDE och kompilator som du väljer, skriv lite firmware som kommer att läsa den analoga ingången du har bestämt dig för och sätta resultat på serieporten. Med tanke på komplexiteten i MCU-programmering skulle mer ingående instruktioner om detta ämne vara helt egna. Flasha din MCU med en lämplig blixtkabel. Din kod fungerar korrekt vid första försöket, eller hur?

Steg 7: Kalibrera dina MCU -avläsningar

Så, koppla upp din potentiometer till ditt MCU -kort med några krokodilklämmor. Jag kopplade den vänstra elektriska terminalen till 3.3VDC -källan på MCU -kortet, jordade den högra terminalen och kopplade den mellersta terminalen till den analoga ingångens stift, genom 1K -motståndet. Motståndet hindrar dig från att släppa den magiska röken från din MCU när potentiometern är i en av dess omfattningar. Ge din MCU en strömkälla och anslut din seriella kabel. Öppna ditt favorit RS232 Terminal-program och se avläsningarna komma in. Det jag letade efter först var den högsta/lägsta möjliga spänningsavläsningen som ADC skulle registrera. Jag satte de siffrorna i min firmware, använde lite fin talmatematik på min voltmeterkod, kompilerade om, återflödade och startade mitt terminalprogram igen. Förresten, "_udivsi ()" är knepigt att spåra. Tydligen gillar LPC2000 MCU inte att göra division. Inte jag heller, så vi kom överens om att vara oense. Nästa uppsättning siffror jag ville ha var spänningen när karusellen pekade rakt fram, vänster och höger. Jag fann att karusellen kan svänga mycket längre till vänster och höger än du kan få meningsfulla siffror från. Jag fick bra avläsningar i cirka 180 grader, så jag kunde rikta min kamera från helvänster till höger. Återigen lade jag till dessa siffror i mina beräkningar i firmware. Detta gör att avläsningen tas från potentiometern till en något tillförlitlig sensormätning.

Steg 8: Fäst återstående hårdvara och elektronik

Skruva fast konsolerna på träbiten med träskruvar. Fäst ett hörn av växellådan på en av fästena. Montera kuggremmen på karusellen och drivhjulet. Fäst din spänningsfjäder mellan de två fästena, med hjälp av bailtråd för extra längd om det behövs. Nu skruvade jag in min H-Bridge PCB (överskott från ett gammalt projekt) på träbiten, mellan de två fästena.

Steg 9: Kabeldragning

Ah, dags för slarv. Du behöver ledningar som ansluter din MCU till potentiometern (se steg 7 för en upprepning av dessa detaljer), anslut din MCU till H-bron och anslut H-bron till växelmotorn. Du kan hålla din ledning minimal: bara mäta, klippa, ta bort och löd dessa trådar. För ett mer modulärt ledningssystem, använd sidhuvudstiften och kontakterna och krympa på trådavslutningar och krympslangar och gummiband och dragkedjor och kardborreband och häftklamrar och bandkablar och mycket av dyra små delar från mouser.com. Allvarligt talat är det mycket arbete att göra riktigt bra kablar. Gör det som fungerar bäst för ditt system.

Steg 10: Slutför din firmware

Så nu har du din hårdvara och elektronik som fungerar, och du har kalibreringsnummer. Skriv din onda, mänskliga liv-ignorerande firmware med ett neuralt nät som kan lära sig att frukta och bli arg på sin skapare. Om möjligt, gränssnitt med några mushjärnceller, för extra slumpmässigt beteende. Jag skulle definitivt rekommendera att lägga till eldkastare och spikar till din robot också. Nåväl, nu har din robot mindre hjälte-gömd plats i sin blinda vinkel. Dess akilleshäl är nu pansrad av motsvarigheten till … en tunn bomullssocka, men det är ok, för din ärke rival är förmodligen inte så ljus. Lycka till där ute, och kom ihåg att inte använda siffrorna i Pi för ditt schweiziska bankkonto nummer … igen. Tack för att du läste min första ible.