የፕሮቶታይፕ ካሜራ ማረጋጊያ (2DOF) 6 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:30

ደራሲዎች

ሮበርት ደ ሜሎ ኢ ሶዛ ፣ ያዕቆብ ፓክስቶን ፣ ሙሴ ፋሪያስ

ምስጋናዎች ፦

በእንደዚህ ያሉ ውስብስብ ጊዜያት በፕሮጀክታችን እንድንሳካ ስለረዱን ለካሊፎርኒያ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የባህር ማዶ አካዳሚ ፣ ለኢንጂነሪንግ ቴክኖሎጂ መርሃ ግብሩ እና ለዶክተር ቻንግ-ሲው ትልቅ አመሰግናለሁ።

መግቢያ ፦

የካሜራ ማረጋጊያ መሣሪያ ወይም የካሜራ ጂምባል የካሜራ መንቀጥቀጥን እና ሌሎች ተገቢ ያልሆኑ እንቅስቃሴዎችን የሚከላከል ተራራ ነው። በካሜራው እንቅስቃሴ ላይ ድንገተኛ ለውጦችን ለማዳከም ከመቼውም ጊዜ የመጀመሪያዎቹ ማረጋጊያዎች አንዱ አስደንጋጭ አምጪዎችን/ምንጮችን ተጠቅመዋል። ሌሎች የማረጋጊያ ዓይነቶች ይህንን ተመሳሳይ ተግባር ለማከናወን ጋይሮስኮፕ ወይም ፉልሞኖችን ይጠቀማሉ። እነዚህ መሣሪያዎች እስከ ሦስት የተለያዩ መጥረቢያዎች ወይም ልኬቶች ውስጥ የማይፈለጉ እንቅስቃሴዎችን ያረጋጋሉ። እነዚህ x ፣ y እና z- ዘንግን ያካትታሉ። ይህ ማለት ማረጋጊያ በሶስት የተለያዩ አቅጣጫዎች እንቅስቃሴዎችን ሊያዳክም ይችላል -ጥቅል ፣ ቅጥነት እና ያው። ይህ ብዙውን ጊዜ በኤሌክትሮኒክ ቁጥጥር ስርዓት ቁጥጥር የተደረገባቸውን 3 ሞተሮችን በመጠቀም እያንዳንዱ የተለየ ዘንግን ይቃወማል።

በብዙ ምክንያቶች ለዚህ ፕሮጀክት ልዩ ፍላጎት ነበረን። ሁላችንም እንደ የበረዶ መንሸራተቻ እና ሌሎች ስፖርቶች ያሉ የተለያዩ ከቤት ውጭ እንቅስቃሴዎችን እናዝናለን። በሚፈለገው የእንቅስቃሴ መጠን ምክንያት የእነዚህን እንቅስቃሴዎች ከፍተኛ ጥራት ያለው ምስል ማግኘት ከባድ ነው። እኛ አንድ ባልና ሚስት ከሱቁ የተገዛ እውነተኛ የካሜራ ማረጋጊያ ባለቤት ነን ፣ እና ስለዚህ ፣ እንደዚህ ያለ ነገር ለመፍጠር ምን እንደሚፈልግ ለመመርመር ፈልገን ነበር። በቤተ ሙከራችን እና በንግግር ትምህርቶቻችን ውስጥ አርዱዲኖን በመጠቀም ከ servo ሞተሮች ጋር እንዴት መስተጋብር እንደምንችል ፣ እንዲሠሩ ለማድረግ የሚያስፈልገውን ኮዲንግ እና የኤሌክትሮኒክስ ወረዳዎችን ንድፈ -ሀሳብ ወረዳዎቹን ዲዛይን እንድናደርግ ይረዳናል።

*ማስታወሻ በኮቪድ -19 ምክንያት ይህንን ፕሮጀክት ሙሉ በሙሉ ማጠናቀቅ አልቻልንም። ይህ ትምህርት ሰጪው ለማረጋጊያው አምሳያ የሚያስፈልገውን የወረዳ እና ኮድ መመሪያ ነው። ትምህርት ቤቱ በሚጀመርበት በማንኛውም ጊዜ ፕሮጀክቱን ለማጠናቀቅ አስበን እንደገና የ 3 ዲ አታሚዎች መዳረሻ አለን። የተጠናቀቀው ስሪት የባትሪ ወረዳ እና በ 3 ዲ የታተመ መኖሪያ ቤት በአረጋጋጭ እጆች (ከዚህ በታች ይታያል) ይኖረዋል። እንዲሁም ፣ እባክዎን ያስተውሉ የ Servo ሞተሮችን ከ Arduino 5v የኃይል አቅርቦት ማጥፋት በአጠቃላይ መጥፎ ልምምድ ነው። እኛ ይህንን የምናደርገው ለሙከራው ሙከራ ለመሞከር ነው። በመጨረሻው ፕሮጀክት ውስጥ የተለየ የኃይል አቅርቦት ይካተታል እና ከዚህ በታች ባለው የወረዳ ዲያግራም ውስጥ ይታያል።

አቅርቦቶች

-አርዱዲኖ UNO ማይክሮ መቆጣጠሪያ

-የዳቦ ሰሌዳ

-የ Jumper Kit

-MPU6050 የማይለካ የመለኪያ ክፍል

-MG995 ሰርቮ ሞተር (x2)

-LCD1602 ሞዱል

-ጆይስቲክ ሞዱል

ደረጃ 1 የፕሮጀክት አጠቃላይ እይታ

ከላይ የፕሮጀክታችን ቪዲዮ ሲሆን እንዲሁም የሥራ ማሳያ ያሳያል።

ደረጃ 2 ንድፈ ሃሳብ እና አሠራር

ለካሜራችን መረጋጋት ፣ የፔት እና የጥቅልል ዘንግን ለማረጋጋት ሁለት ሰርቭ ሞተሮችን እንጠቀም ነበር። የማይንቀሳቀስ የመለኪያ ክፍል (አይኤምአይ) የካሜራውን አንግል ለመወሰን ልንጠቀምበት የምንችለውን የፍጥነት ፣ የማዕዘን ማፋጠን እና መግነጢሳዊ ኃይልን ይሰማል። ከስብሰባው ጋር በተገናኘ አይኤምአይ ፣ በእጅ የተያዘውን እንቅስቃሴ ከ servos ጋር በራስ -ሰር ለመቃወም ስሜት ያለው መረጃን መጠቀም እንችላለን። በተጨማሪም ፣ በአርዱዲኖ ጆይስቲክ ፣ ሁለት የመዞሪያ መጥረቢያዎችን ፣ ለእያንዳንዱ ዘንግ አንድ ሞተር በእጅ መቆጣጠር እንችላለን።

በስእል 1 ውስጥ ጥቅሉ በሮል ሰርቮ ሞተር የተገታ መሆኑን ማየት ይችላሉ። እጀታው በጥቅልል አቅጣጫ ሲንቀሳቀስ ፣ የጥቅልል ሰርቪው ሞተር በእኩል ግን በተቃራኒ አቅጣጫ ይሽከረከራል።

በስዕል 2 ውስጥ የሮጫ አንግል ከሮል ሰርቪ ሞተር ጋር በሚመሳሰል ሁኔታ በተለየ የ servo ሞተር ቁጥጥር ስር ሆኖ ማየት ይችላሉ።

ሰርዶ ሞተሮች ለዚህ ፕሮጀክት ጥሩ ምርጫ ናቸው ፣ ምክንያቱም ሞተሩን ፣ የአቀማመጥ ዳሳሽ ፣ አነስተኛ አብሮገነብ ማይክሮ መቆጣጠሪያ እና ኤች-ድልድይ በአርዱዲኖ በኩል በእጅ እንድንሠራ እና በራስ-ሰር የሞተርን አቀማመጥ ለመቆጣጠር ያስችለናል። የመነሻ ዲዛይኑ ለአንድ ሰርቪ ሞተር ብቻ ይጠራ ነበር ፣ ግን ከተወሰነ ውይይት በኋላ ሁለት ለመጠቀም ወሰንን። የተጨመሩ ተጨማሪ ክፍሎች የአርዱዲኖ LCD ማያ ገጽ እና ጆይስቲክ ነበሩ። የኤልሲዲ ማያ ገጽ ዓላማ ማረጋጊያው በአሁኑ ጊዜ ያለውን ሁኔታ እና በእጅ ቁጥጥር ውስጥ እያለ የእያንዳንዱን ሰርቪስ የአሁኑን ማእዘን ለማሳየት ነው።

ሁሉንም የኤሌክትሪክ ክፍሎች ለመያዝ መኖሪያ ቤቱን ለመፍጠር በኮምፒተር የታገዘ ዲዛይን (CAD) ን ተጠቅመን የ 3 ዲ አታሚ እንጠቀማለን። የኤሌክትሪክ ክፍሎችን ለመያዝ ፣ እንደ እጀታ ሆኖ የሚሠራ አካልን አዘጋጅተናል። የ IMU ዳሳሽ እና ጆይስቲክ የሚጫኑበት ይህ ነው። ለባለ ሁለት-ዘንግ መቆጣጠሪያ ፣ ለሞተር ሞተሮች ተራራዎችን ዲዛይን አድርገናል።

ደረጃ 3 የስቴት/ሎጂክ ዲያግራም

ኮዱ ሶስት ግዛቶችን ያቀፈ ሲሆን እያንዳንዳቸው በኤልሲዲ ማያ ገጽ ላይ ይጠቁማሉ። አርዱዲኖ ኃይልን ሲቀበል ፣ ኤልሲዲ ማያ ገጹ “ማስጀመር…” ን ያትማል እና የ I2C ግንኙነት በ MPU-6050 ይጀምራል። ከ MPU-6050 የመጣው የመጀመሪያ መረጃ አማካይ ለማግኘት ተመዝግቧል። ከዚያ በኋላ አርዱዲኖ በእጅ መቆጣጠሪያ ሁናቴ ውስጥ ይገባል። እዚህ ፣ ሁለቱም የ servo ሞተሮች ከጆይስቲክ ጋር በእጅ ሊስተካከሉ ይችላሉ። ጆይስቲክ ቁልፍ ከተጫነ ከዚያ ወደ “ራስ -ደረጃ” ሁኔታ ውስጥ ይገባል እና የማረጋጊያ መድረክ ከምድር አንፃር ደረጃውን ይጠብቃል። በጥቅሉ ወይም በቅጥያው አቅጣጫ ውስጥ ያለ ማንኛውም እንቅስቃሴ በ servo ሞተሮች ይቃወማል ፣ ስለሆነም የመድረኩን ደረጃ ይጠብቃል። በሌላ የጆይስቲክ ቁልፍ ተጭኖ ፣ አርዱinoኖ የ servo ሞተሮች ተቆልፈው ወደ “ምንም ነገር አያድርጉ” ውስጥ ይገባል። በዚያ ቅደም ተከተል ፣ ግዛቶቹ በእያንዳንዱ የጆይስቲክ ቁልፍ በመገፋፋት መለወጥ ይቀጥላሉ።

ደረጃ 4 የወረዳ ዲያግራም

ከላይ ያለው ምስል በፕሮጀክት ሞድ ውስጥ የእኛን የፕሮጀክት ወረዳ ንድፍ ያሳያል። አርዱዲኖ ማይክሮ መቆጣጠሪያ የ MPU-6050 አይኤምዩ ፣ ጆይስቲክ እና ኤልሲዲ ማሳያውን ለማሄድ አስፈላጊዎቹን ግንኙነቶች ይሰጣል። የ LiPo ሕዋሳት በቀጥታ ከተለዋዋጭው ጋር የተገናኙ እና ለሁለቱም ለአርዱዲኖ ማይክሮ መቆጣጠሪያ እንዲሁም ለሁለቱም የ servo ሞተሮች ኃይል ይሰጣሉ። በዚህ የአሠራር ሁኔታ ወቅት ባትሪዎች ባለ 3 ነጥብ ድርብ ውርወራ (3PDT) መቀየሪያ አጠቃቀም ጋር በትይዩ ተያይዘዋል። መቀየሪያው ጭነቱን እንድናቋርጥ ያስችለናል ፣ በተመሳሳይ ጊዜ መሙያውን በማገናኘት እና ሴሎችን ከተከታታይ ወደ ትይዩ ውቅር ይለውጡ። ይህ ደግሞ ባትሪው በአንድ ጊዜ እንዲሞላ ያስችለዋል።

ማብሪያው ወደ ኦን ሞድ ሲገለበጥ ፣ ሁለት 3.7v ሕዋሳት ለአርዱዲኖ እና ለሰርቮ ሞተሮች ኃይል ይሰጣሉ። በዚህ የአሠራር ሁኔታ ፣ ባለ 3 ነጥብ ድርብ ውርወራ (3PDT) መቀየሪያን በመጠቀም በተከታታይ የተገናኙ ባትሪዎች። ይህ ከኃይል ምንጫችን 7.4 ቪ እንድናገኝ ያስችለናል። ሁለቱም የኤልሲዲ ማያ ገጽ እና የ IMU ዳሳሽ የ I2C ግንኙነትን ይጠቀማሉ። ኤስዲኤ ውሂቡን ለማስተላለፍ ጥቅም ላይ ይውላል ፣ SCL ደግሞ የውሂብ ዝውውሮችን ለማመሳሰል የሚያገለግል የሰዓት መስመር ነው። የ servo ሞተሮች እያንዳንዳቸው ሶስት እርከኖች አሏቸው -ኃይል ፣ መሬት እና መረጃ። አርዱዲኖዎች ከ servos ጋር በፒን 3 እና 5 በኩል ይገናኛሉ። እነዚህ ፒኖች ውሂቡን ለስላሳ ሽግግሮች ለማስተላለፍ የ Pulse Width Modulation (PWM) ን ይጠቀማሉ።

*የባትሪ መሙያ ሰርኩ ከ Adafruit.com ነው

ደረጃ 5: ግንባታ

ለካሜራ መያዣ እና ተራራ ብቻ ስለሆነ የካሜራ ጂምባል መሠረታዊ ንድፍ በጣም ቀላል ነው። ጂምባል በጥቅልል እና በቅጥ አቅጣጫዎች ውስጥ ማንኛውንም እንቅስቃሴ ለመቃወም ሁለት ሰርቮስ ሞተሮችን ያቀፈ ነው። አርዱዲኖ ኡኖን በመጠቀም ጉልህ የሆነ ቦታን ይፈልጋል ፣ ስለሆነም ሁሉንም የኤሌክትሪክ ክፍሎች ለመያዝ በእቃው ታችኛው ክፍል ላይ ቤትን አክለናል። በዲዛይን ላይ ሙሉ ቁጥጥር ሊኖረን ስለሚችል የመኖሪያ ቤቱን ፣ እጀታውን እና የ servo ሞተር መጫኛዎችን ሁሉ 3 ዲ ታትመዋል። ጂምባልን አንድ ሰው ዲዛይን ለማድረግ ብዙ መንገዶች አሉ ፣ ግን ሊታሰብበት የሚገባው ትልቁ ነገር አንድ የ servo ሞተር ወደ ሌላ እንዳይሽከረከር ማስወገድ ነው። በፕሮቶታይፕው ውስጥ አንድ የ servo ሞተር በመሠረቱ ከሌላው ጋር ተያይ isል። ወደ 3 -ል አታሚዎች እንደገና መድረስ ስንችል ፣ ከላይ የሚታየውን ክንድ እና መድረክ 3 -ል እናተምታለን።

*የእጅ እና የመድረክ ንድፎች ከ https://howtomechatronics.com/ ናቸው

ደረጃ 6 - አጠቃላይ ግኝቶች እና ሊሆኑ የሚችሉ ማሻሻያዎች

በካሜራ ጂምባሎች ላይ ያደረግነው የመጀመሪያ ምርምር በጣም አስፈሪ ነበር። በርዕሰ -ጉዳዩ ላይ ብዙ ምንጮች እና መረጃዎች ቢኖሩም ፣ ከሊጋችን ውጭ የሆነ ፕሮጀክት ይመስላል። እኛ የቻልነውን ያህል ምርምር እያደረግን ፣ ግን ትንሽ በመሳብ ቀስ ብለን ጀመርን። በየሳምንቱ እንገናኝ እና እንተባበራለን። እየሠራን ስንሄድ ፣ የበለጠ ፍጥነት አግኝተናል እና በመጨረሻም በፕሮጀክቱ ላይ ብዙም ፍራቻ አልነበራቸውም። አንድ ተጨማሪ ጆይስቲክ እና ኤልሲዲ ማያ ገጽ ስንጨምር ፣ አሁንም በፕሮጀክቱ ላይ የምንጨምረው ብዙ ነገር አለ። እንዲሁም ተጠቃሚው አንዱን የ servo ሞተር ወደ ሌላ እንዳያዞር የሚከለክለው በእጅ መቆጣጠሪያ ላይ ገደቦች ያሉ ሊጨመሩ የሚችሉ ጥቂት ማሻሻያዎች አሉ። ይህ ትንሽ ችግር ነው ፣ እንዲሁም በተለየ የመጫኛ ዲዛይን ሊስተካከል ይችላል። እንዲሁም የፓን ባህርይ የመጨመር እድሎችን ተወያይተናል። ይህ በተጠቀሰው ጊዜ ውስጥ ተጠቃሚው በአንድ ቦታ ላይ እንዲንሸራተቱ የ servo ሞተሮችን እንዲጠቀም ያስችለዋል።

እንደ ቡድን ሁላችንም አብረን በደንብ ሰርተናል። ሁኔታዎች ቢኖሩም ፣ እና በእውነቱ የመገናኘት ችሎታ ብቻ ፣ እኛ ከእሱ የተሻለውን አደረግን እና በተደጋጋሚ በመገናኛ ውስጥ እንቆይ ነበር። ሁሉም ክፍሎች እና አካላት ለአንድ ሰው የተሰጡ ሲሆን ይህም ለተቀሩት የቡድኖች ችግሮች ማንኛውንም ችግር ለመፍታት ለመርዳት ትንሽ አስቸጋሪ አድርጎታል። በተነሱት ጉዳዮች ውስጥ መሥራት ችለናል ፣ ግን ሁላችንም አንድ ዓይነት ቁሳቁሶች ቢኖሩን መርዳት ትንሽ ቀላል ይሆን ነበር። በአጠቃላይ ፣ ፕሮጀክታችንን ለማጠናቀቅ ትልቁ አስተዋፅኦ እያንዳንዱ አባል ስለፕሮጀክቱ ለመገናኘት እና ለመወያየት ተገኝነት እና ፈቃደኛ የመሆን ችሎታ ነው።