Tourelle Nerf Autonome DIY – Construire un Canon Nerf Intelligent avec Moteurs Pas-à-Pas, Caméra et Arduino

Composants et Fournitures

• Moteur pas-à-pas NEMA 17 OpenBuilds × 1
• Moteur pas-à-pas avec réducteur DFRobot × 1
• Pilote moteur pas-à-pas DFRobot (DRV8825 double) × 1
• Caméra Pixy 2 DFRobot × 1
• Arduino Mega 2560 × 1
• Capteur ultrasonique HC-SR04 × 1
• Pistolet Nerf Nitron × 1

Outils et Machines Nécessaires

• Imprimante 3D (générique)
• Fer à souder (générique)
• Routeur CNC

Applications et Services en Ligne

• Arduino IDE
• Autodesk Fusion 360

À Propos du Projet

Idée

Il y a quelques années, j'ai vu un projet de tourelle semi-autonome tirant automatiquement une fois visée. L'idée : utiliser une caméra Pixy 2 pour acquérir les cibles, viser automatiquement le pistolet Nerf, qui verrouille et tire de manière autonome.

Les Composants

Le pistolet a besoin d'yeux → Pixy 2 (interface facile avec carte principale). Microcontrôleur → Arduino Mega 2560 (nombreuses broches). Deux axes (lacets et tangage) → deux moteurs pas-à-pas. DFRobot a fourni leur carte pilote double DRV8825.

CAO (Conception)

Début sous Fusion 360 : canevas image pistolet Nerf → corps solide. Plateforme avec supports à roulements pour rotation gauche/droite. Moteur pas-à-pas à côté pour l'entraîner.

Pour le tangage (haut/bas) : système d'entraînement linéaire avec un point sur bloc mobile, l'autre à l'arrière du pistolet. Bielle relie les deux, permettant pivot sur axe central.

Fabrication des Pièces

Presque toutes pièces en impression 3D (deux imprimantes). Plateau mobile : trajectoires outil Fusion 360 → routeur CNC → disque découpé dans contreplaqué.

Assemblage

Connexion supports roulements au disque rotatif. Assemblage tangage linéaire : tiges alu 6 mm + filetée à travers pièces. Fixation pistolet : tige acier + deux poteaux profilés alu.

Programmation

Partie la plus complexe. Machine à tir de projectile = complexe, maths déroutantes. Flux programme étape par étape, états machine :

1. Acquérir cible
2. Positionner pistolet
3. Monter moteurs (spool up)
4. Tirer
5. Arrêter moteurs (wind down)

Acquisition : Pixy configuré pour suivre objets rose néon. Pistolet bouge jusqu'à centrage cible dans vue Pixy. Distance canon-cible mesurée par ultrasons. Distances horizontale/verticale par trigonométrie. Fonction get_angle() calcule angle nécessaire pour toucher cible.

Pistolet se positionne, active moteurs via MOSFET. Après 5 s montée en régime, servo tire la gâchette. MOSFET coupe moteurs, pistolet revient en recherche cible.

Test et Amusement

Cible : carte index rose néon au mur. Précision bonne, programme calibre/ajuste angle selon distance mesurée. Vidéo de démonstration disponible.

Code (C/C++ pour Arduino Mega)

Bibliothèques : math.h, Arduino.h, BasicStepperDriver.h, Servo.h, Pixy2I2C.h. Broches : X=pitch, Y=yaw. Machine d'états : ACQUIRE, POSITION, SPOOL, FIRE, WIND_DOWN, RETURN. Fonctions principales : acquire_target(), position_gun(), get_angle() (balistique), ping() (ultrason), home_pitch() (origine tangage).

Pièces Personnalisées et Boîtiers

Fichiers CAO sur Thingiverse (lien externe).

Schémas

Schéma de câblage fourni (image).