MCU-steuerbares Karussell für eine Kamerahalterung

MCU-steuerbares Karussell für eine Kamerahalterung - Gunook

Also bist du ein böser verrückter Wissenschaftler und baust deinen neuesten Zerstörungs-Bot. Sie haben die schmerzhafte Lektion gelernt, dass es am besten ist, wenn Sie sich nicht mit brennenden Händen und Handschellen an Bord Ihrer Kreation befinden, wenn Sie vereitelt sind.

Wenn Ihre Kreation die Südwand der ersten Bank von YourTownVille durchbricht, geht sie nach Norden in Richtung Gewölbe. Dann kommt plötzlich Ihre Nemesis aus dem Osten und schließt Ihre Hochleistungs-H-Brücke mit einem Helden-Metallprojektil ab. Braten Sie die MCU mit Back-Voltage und kosten Sie Tausende von Roboterteilen und verlieren Sie potenzielle Beute von der Bank, während Sie den Tag retten und das Mädchen holen. Typisches Heldenmaterial.

Wenn Sie nur die Voraussicht gehabt hätten, ein Bildverarbeitungssystem zu installieren, das mit dem zusätzlichen analogen Stick auf dem Gamepad, mit dem Sie die Maschine von Ihrer über Wasser fahrenden Yacht in internationalen Gewässern aus gefahren haben könnte ...

Nun, hier ist eine Möglichkeit, ein solches System aufzubauen. (Ich hoffe, niemand wurde müde von dem bösen verrückten Wissenschaftler-Szenario oben)

Zubehör:

Schritt 1: Teile und Werkzeuge

Hardware benötigt:
1 / 4-20 x 2 "langer Bolzen, Menge 1
1 / 4-20 Sechskantmutter, Menge 3
1 / 4-20 Flügelmutter, Menge 1
4-40 Maschinenschraube, Menge 12
4-40 Maschinenmutter, Menge 12
1/4 "lange Distanzstücke Nr. 4, 12 Stück
Holzschrauben, Menge 6
1/16 "x 1,5" langer Stift, Menge 1
2,5 "Zugfeder, Menge 1
2-teiliges Epoxidharz
Dünner Draht
22 AWG isolierter Draht

Geborgene Hardware:
weggeworfenes CD-ROM-Medium, Menge 2
GearBox aus Spielzeugauto gerettet, Menge. 1
Zahnriemen mit Riemenscheibe, Menge 1
Holzstück
dünnes Schrottblech

Elektronische Bauteile:
Potentiometer für Schalttafeleinbau, 10 kOhm, Menge 1
1k Ohm Widerstand, Menge 1
Zusammengebauter 2-Ampere-H-Brücken-PCBA, Anz. 1
Gleichstrommotor mit Getriebe, Menge 1
(Optional, aber empfohlen)
MCU Ihrer Wahl auf einer PCBA
0,1 "beabstandete Stifte für Anschlüsse
Molex 2-polige, 3-polige und 4-polige Kabelverbinder
Molex Crimp-On-Verbindungsabschlüsse

Werkzeuge:
# 1 Philips Schraubendreher
# 2 Philips Schraubendreher
Blechschere
7/16 "Schraubenschlüssel
1/4 "Schraubendreher
Spitzzange
Bohren Sie mit Bits
1 / 4-20 Die (wie in einem Tap and Die Set)
Sharpie Marker
Kompass
Lötset
Abisolierzangen
Holzsäge

Schritt 2: Planen, Markieren und Vorbohren

Mit dem Kompass habe ich einen Kreis erstellt, der konzentrisch zum äußeren Rand einer der CDs liegt. Ich benutzte dann den Kompass, um diesen Kreis in sechs gleiche Segmente zu teilen, und teilte dann jedes durch zwei für insgesamt zwölf Segmente des Kreises. Ich habe jedes markierte Loch aus beiden CDs gebohrt. Übrigens können Sie nur mit Spezialtinte, wie einem Sharpie Marker, auf eine CD schreiben.

Ich habe einige Klammern aus Blech für die Montage der Antriebsscheibe markiert und diese Löcher vorgebohrt. Als nächstes schneide ich die Form der Klammern aus und biege sie in die richtige Form.

Ich bohrte das 1/4-Zoll-Loch für die Montage des Potentiometers an dem Holzstück und bohrte die Löcher in das Holz vor, in denen die Halterungen montiert würden.

Sie müssen auch ein 1/4 "Loch in eine der CDs bohren, um den Bolzen aufrecht zu montieren, auf dem die Kamera installiert werden soll.

Schritt 3: Legen Sie die obere CD in das Potentiometer ein

Das Potentiometer, das ich von Radio Shack für 2,99 USD zzgl. MwSt. Bekommen habe, wurde mit einer kleinen, dünnen Unterlegscheibe und einer dünnen Mutter geliefert, damit es hinter einer Verkleidung montiert werden kann. Aus irgendeinem Grund hatte es auch einen sehr langen Schaft.

Das erste, was zu tun ist, ist die Welle zu sichern und Gewinde mit der 1 / 4-20-Matrize zu schneiden. Das, das ich verwendet habe, war aus Aluminium, daher verlief das Schneiden sehr reibungslos, aber die Gewinde sind nicht so stark, wie sie sein könnten. Sie sind jedoch stark genug.

Nehmen Sie die Unterlegscheibe und zentrieren Sie sie unter dem Loch in der Mitte der CD-ROM. Markieren Sie den Durchmesser des Mittellochs der CD mit einem Bleistift auf der Waschmaschine. Verwenden Sie jetzt Ihre Blechschere und schneiden Sie den Durchmesser der Unterlegscheibe ab, bis er genau in das Mittelloch der CD-ROM passt.

Das Potentiometer hat auch eine "Erhebung" auf der Oberfläche, um es in der Platte ausgerichtet zu halten. Bohren Sie ein Loch in die CD-ROM, um diese Funktion zu nutzen. Zwischen der richtigen Platzierung des Ausrichtungslochs und dem exakten Schneiden der Unterlegscheibe befindet sich Ihr Potentiometer genau in der Mitte des Karussells. Ziehen Sie die Mutter fest, und Ihre CD ist fest montiert.

Schrauben Sie eine der 1 / 4-20 Sechskantmuttern auf die Welle des Potentiometers.

Schritt 4: Verschrauben Sie die untere CD mit der oberen CD

Bringen Sie die Befestigungsschraube der Kamera an, bevor Sie die untere CD-ROM tatsächlich einlegen.

Verwenden Sie die zwölf 4-40 Maschinenschrauben, Distanzstücke und Sechskantmuttern, um die andere CD mit dieser Baugruppe zu verschrauben.

Schritt 5: Montieren Sie das Karussell auf dem Holz

Führen Sie den mit Gewinde versehenen Potentiometerschaft durch das vorgebohrte 1/4 "Loch im Holz.

Schrauben Sie die zweite 1 / 4-20-Sechskantmutter auf die Welle des Potentiometers und ziehen Sie die Mutter fest, so dass das Karussell nach vorne zeigt, wenn sich das Potentiometer genau in der Mitte seines analogen Bereichs befindet. Ich habe die Spitze des Schafts mit dem Filzstift markiert, um diese Aufgabe zu erleichtern.

Schritt 6: Schreiben Sie eine Test-Firmware, um Ihre MCU in ein serielles Voltmeter zu verwandeln

Ich habe die LPC2148-MCU von NXP LPC2148 in meinem Setup verwendet, da ich sie aus meiner Berufserfahrung kenne. Eine andere gute Wahl wäre eine billige MCU mit analogen Eingängen und freien GPIO-Pins mit einer freien GNU-Toolchain und einem RS232-Port.

Schreiben Sie mit der IDE und dem Compiler Ihrer Wahl eine Firmware, die den von Ihnen gewählten Analogeingang liest und die Ergebnisse an die serielle Schnittstelle überträgt. Angesichts der Komplexität der MCU-Programmierung wären ausführlichere Anweisungen zu diesem Thema eine Selbstverständlichkeit. Flashen Sie Ihre MCU mit einem geeigneten Flash-Kabel. Ihr Code funktioniert beim ersten Versuch richtig, oder?

Schritt 7: Kalibrieren Sie Ihre MCU-Messwerte

Verbinden Sie also Ihr Potentiometer mit einigen Krokodilklemmen mit Ihrer MCU-Platine. Ich habe den linken elektrischen Anschluss mit der 3,3-V-Gleichstromquelle auf der MCU-Platine verbunden, den rechten Anschluss geerdet und den mittleren Anschluss mit dem Pin des Analogeingangs verbunden. Durch den 1K Widerstand.

Der Widerstand hält Sie davon ab, den magischen Rauch von Ihrer MCU abzulassen, wenn sich das Potentiometer in einem der Ausmaße ihres Weges befindet.

Versehen Sie Ihre MCU mit einer Stromquelle und schließen Sie Ihr serielles Kabel an. Öffnen Sie Ihr bevorzugtes RS232-Terminal-Programm und beobachten Sie die eingehenden Messwerte.

Was ich zuerst suchte, war die höchstmögliche / niedrigstmögliche Spannung, die der ADC registrieren würde.
Ich habe diese Zahlen in meine Firmware aufgenommen, meinen Voltmeter-Code mit ein wenig Zahlenmathematik versehen, neu kompiliert, neu geflasht und mein Terminal-Programm wieder gestartet. "_Udivsi ()" ist übrigens schwierig zu finden. Offensichtlich machen LPC2000-MCUs keine Divisionen. Ich auch nicht, also waren wir uns einig, dass wir uns nicht einig sind.

Der nächste Satz von Zahlen, den ich wollte, war die Spannung, wenn das Karussell geradeaus nach links und rechts zeigte. Ich habe festgestellt, dass sich das Karussell viel weiter nach links und rechts drehen kann, als Sie aussagekräftige Zahlen erhalten können. Ich habe gute Messwerte für volle 180 Grad erhalten, sodass ich meine Kamera von links nach rechts richten konnte. Wieder habe ich diese Zahlen in meine Berechnungen in Firmware aufgenommen. Dies macht den vom Potentiometer abgelesenen Wert zu einem etwas zuverlässigen Sensorwert.

Schritt 8: Befestigen Sie die verbleibende Hardware und Elektronik.

Schrauben Sie die Halterungen mit Holzschrauben auf das Holzstück. Stecken Sie eine Ecke des Getriebes in eine der Halterungen. Den Zahnriemen auf das Karussell und die Antriebsscheibe legen. Bringen Sie Ihre Zugfeder zwischen den beiden Halterungen an und verwenden Sie bei Bedarf einen Sicherungsdraht für zusätzliche Länge.

Jetzt habe ich meine H-Bridge-Platine (Überschuss aus einem alten Projekt) zwischen die beiden Halterungen auf das Stück Holz geschraubt.

Schritt 9: Verkabelung

Ah, Zeit für Plackerei. Sie benötigen Kabel, um Ihre MCU mit dem Potentiometer zu verbinden (siehe Schritt 7 für eine Wiederholung dieser Details), Ihre MCU mit der H-Brücke zu verbinden und die H-Brücke mit dem Getriebemotor zu verbinden.

Sie können Ihre Verkabelung auf ein Minimum beschränken: Messen, schneiden, abisolieren und löten Sie diese Drähte.

Verwenden Sie für ein modulareres Verkabelungssystem Stiftleisten und Steckverbinder sowie Crimpanschlüsse und Schrumpfschläuche sowie Gummibänder und Kabelbinder und Klettbänder sowie Klammern und Flachbandkabel und viele teure Kleinteile von mouser.com. Wirklich gute Kabel herzustellen ist im Ernst eine Menge Arbeit. Tun Sie, was für Ihr System am besten funktioniert.

Schritt 10: Beenden Sie Ihre Firmware

Nun haben Sie Ihre Hardware und Elektronik in Betrieb und verfügen über Kalibrierungsnummern.

Schreiben Sie Ihre böse, das menschliche Leben ignorierende Firmware mithilfe eines neuronalen Netzes, das lernen kann, seinen Schöpfer zu fürchten und zu ärgern. Wenn möglich, sollte eine Schnittstelle mit einigen Gehirnzellen der Maus hergestellt werden, um ein besonders zufälliges Verhalten zu erzielen. Ich würde definitiv empfehlen, Ihrem Roboter auch Flammenwerfer und Spikes hinzuzufügen.

Nun, jetzt hat Ihr Roboter weniger Heldenverstecke im toten Winkel. Die Achillesferse ist jetzt mit dem Äquivalent einer dünnen Turnsocke aus Baumwolle gepanzert, aber das ist in Ordnung, weil Ihr Erzrivale wahrscheinlich nicht so hell ist.

Viel Glück da draußen, und denken Sie daran, die Ziffern von Pi nicht noch einmal für Ihre Schweizer Bankkontonummer zu verwenden. Danke, dass du meine erste Nachricht gelesen hast.