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Créez une tourelle Nerf Minigun imprimée en 3D pour votre char RC

Dans ce tutoriel, je vais vous montrer comment construire cette tourelle de minigun nerf à double canon pour le char imprimé en 3D que j'ai construit dans l'une de mes vidéos précédentes. Alerte spoiler, le minigun ou le pistolet Gatling est en fait faux, mais cela donne à ce tank un look super cool et amusant à jouer.

Vous pouvez regarder la vidéo suivante ou lire le didacticiel écrit ci-dessous.

Vue d'ensemble

La tourelle dispose d'un chargeur pouvant contenir environ 200 fléchettes nerf et peut toutes les tirer en une minute environ. Cela représente une cadence de tir d’environ 200 fléchettes par minute. Les fléchettes peuvent voler à une vitesse d’environ 50 m/s. Cela offre une portée d'environ 12 mètres.

Ce sont les statistiques maximales, ce qui n'est pas quelque chose de fou, mais nous pouvons les contrôler indépendamment, à la fois la puissance et la cadence de tir, via l'émetteur RC.

Pour contrôler le char, j'utilise un émetteur RC commercial bon marché qui lui envoie des commandes. Au niveau du char, il y a un récepteur RC adapté qui reçoit les commandes et les envoie à un microcontrôleur.

Le cerveau de cette plate-forme est une carte basée sur un microcontrôleur Atmega2560 et pour tout connecter facilement, j'ai créé un PCB personnalisé qui peut être simplement fixé sur le dessus de la carte.

Ainsi, comme je l’ai déjà mentionné, nous n’avons pas de véritable mécanisme de minigun ou de pistolet gutling qui tire les fléchettes nerf, mais une méthode simple et courante pour tirer des fléchettes nerf à l’aide de volants d’inertie. Les volants tournent à un régime très élevé et dans la direction opposée, donc lorsque la partie molle de la fléchette nerf entre en contact avec eux ; ils propulsent la fléchette assez vigoureusement.

Pour amener les fléchettes nerf dans cette position de propulsion, nous avons une pièce rotative qui pousse simplement les fléchettes en place pendant qu'elles tournent. 

Et en ce qui concerne le stockage des fléchettes nerf, j’ai utilisé encore une autre méthode simple. J'ai fabriqué un grand chargeur qui contient les fléchettes nerf, et avec l'aide de la gravité et des deux rouleaux au bas du chargeur, les fléchettes nerf sont mises en place pour que le poussoir puisse les pousser vers les volants.

Quoi qu'il en soit, quelques mots sur le tank de la vidéo précédente. C'est donc un char entièrement imprimé en 3D que j'ai conçu, doté d'une boîte de vitesses à deux vitesses grâce à laquelle nous pouvons sélectionner une vitesse inférieure ou supérieure et obtenir soit un couple plus élevé, soit une vitesse plus élevée en fonction du terrain ou de l'application utilisée.

Le réservoir dispose également de lumières LED sympas, c'est-à-dire des bandes LED adressables grâce auxquelles nous pouvons créer une infinité d'effets de lumière époustouflants. Donc, pour tous les détails sur la construction du char, vous pouvez consulter l'article précédent, et maintenant, dans cet article, nous pouvons nous concentrer sur la construction de la tourelle du minigun pour celui-ci.

Conception de la tourelle NERF Minigun

Jetons d’abord un coup d’œil au processus de conception. J'ai utilisé Onshape pour concevoir la tourelle, qui est également le sponsor de ce projet. 

Onshape est le système de CAO et PDM 3D natif cloud de qualité professionnelle que j'utilise pour mes projets.

Je recommande aux ingénieurs mécaniques et aux concepteurs de produits de consulter Onshape. Vous et votre entreprise pouvez utiliser Onshape Professional gratuitement jusqu'à 6 mois sur https://Onshape.pro/HowtoMechatronics

Honnêtement, mon objectif principal pour ce projet était d’avoir un look cool, c’est pourquoi j’ai imaginé ce design à double canon, ainsi que d’avoir un grand chargeur pour accueillir autant de fléchettes nerf que possible. 

Pour le mouvement de panoramique et d'inclinaison de la tourelle, j'ai utilisé deux moteurs pas à pas courts NEMA17. Le mouvement panoramique se produit à la base à l'aide d'un engrenage.

La base est fixée au réservoir et comporte un engrenage fixe au centre, et la partie supérieure de la tourelle pivote ou tourne lorsque le moteur pas à pas fait tourner l'autre paire vers l'engrenage autour de l'engrenage central fixe. 

D'autre part, le mouvement d'inclinaison se produit à l'arrière à l'aide d'un mécanisme d'entraînement à vis.

Les volants d'inertie sont entraînés par des moteurs à courant continu de 12 000 tr/min. Nous avons besoin de deux volants d'inertie pour chaque baril, nous avons donc besoin d'un total de 4 de ces moteurs 12 V CC.

Lorsqu'elles sont tirées, les fléchettes nerf traversent le canon central. Les autres barils autour sont là juste pour donner cette apparence cool.

Pour pousser les fléchettes dans les volants d'inertie, j'utilise un moteur à courant continu de 50 tr/min qui entraîne un arbre de 6 mm à travers un engrenage. De chaque côté de l'arbre, nous avons cette partie pousseuse de fléchettes, qui pousse les fléchettes dans les volants lorsque l'arbre tourne. 

Ensuite, nous avons ce magasin qui peut contenir environ 200 fléchettes, et au bas de celui-ci ces rouleaux qui aident à guider les fléchettes en position pour être poussées vers les volants.

Les rouleaux sont entraînés par un moteur à courant continu de 20 tr/min associé à quelques engrenages pour les faire tourner dans la bonne direction. 

C’était en fait la partie la plus difficile de tout le projet. Je veux dire, à première vue, cela semble simple. Sous la gravité, les fléchettes devraient descendre et les rouleaux les guident, mais le problème est que les fléchettes nerf sont très légères. En plus de cela, ils sont lourds sur le nez à cause de la pointe avant en caoutchouc, ce qui les rend très difficiles à guider de cette façon. 

Modèle 3D et fichiers de téléchargement STL

Vous pouvez visualiser le modèle 3D de ce char NERF Minigun Turret RC directement sur votre navigateur Web avec Onshape.

Vous pouvez obtenir le modèle 3D de cette plate-forme de char/robot RC, ainsi que les fichiers STL pour l'impression 3D auprès de Cults3D.

Impression 3D

Je dis toujours cela dans mes vidéos, lors de l'impression 3D, il est essentiel d'utiliser la fonction d'expansion horizontale, ou maintenant dans le slicer Creality Print, cela s'appelle compensation de contour X-Y et compensation de trou X-Y.

Si nous laissons ces paramètres par défaut, les dimensions des impressions ne seront probablement pas exactement les mêmes que dans le modèle CAO et cela est dû à l'expansion du filament lors de l'impression 3D. Les trous sont généralement plus petits et les contours plus grands.

Pour ce projet, pour certaines pièces, comme par exemple les rouleaux du magasin et leurs arbres, nous avons besoin de joints lâches ou d'un ajustement avec jeu, et d'autre part, pour certaines pièces, comme l'assemblage du canon, nous avons besoin de joints serrés ou d'un ajustement serré. Ainsi, nous utilisons des valeurs négatives ou positives pour ces paramètres en fonction de la pièce. J'ai utilisé des valeurs comprises dans une plage de +-0,1 mm. Cependant, vous ne pouvez obtenir ces valeurs correctes qu'en effectuant quelques tests d'impression avec des valeurs différentes.

J'ai utilisé l'imprimante 3D Creality K2 Plus pour imprimer toutes les pièces. Merci à Creality de m'avoir fourni cette excellente imprimante 3D. La Creality K2 Plus est en fait l’une des meilleures imprimantes 3D que j’ai jamais utilisées. Vous pouvez simplement y jeter n'importe quoi, qu'il s'agisse d'une petite pièce ou d'une taille aussi grande que 350 x 350 mm, et le travail sera parfaitement fait.

Consultez mon examen détaillé du Creality K2 Plus. Consultez-le également sur : Magasin Creality USA ; Boutique Creality UE ; Amazone.

Assemblage de la tourelle NERF Minigun

Très bien, voici donc toutes les pièces imprimées en 3D pour que nous puissions commencer à assembler la tourelle.

Il faut un certain temps pour tout imprimer car il y a de nombreuses pièces et certaines d'entre elles sont assez grandes.
Voici une liste complète des composants nécessaires à ce projet, comme les moteurs à courant continu, les roulements et les boulons et écrous.

Nomenclature

Composant électrique Quantité Liens d'achat Moteur 12 000 tr/min 12 V CC RS3604Amazon |AliExpress | Temu Moteur 300 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Moteur 60 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Moteur 30 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Moteur pas à pas NEMA17 30 mm2Amazon | AliExpress | Temu Fils ~20AWG~3mAmazon  | AliExpress | Temu Composant mécanique Quantité Liens d'achat Amortisseurs RC8Amazon | AliExpress | Temu Roulement à billes 686 – 6x13x5mm2Amazon |AliExpress | Temu Roulements à billes 624 – 4x13x5mm44Amazon  | AliExpress | Temu Tige filetée M6200 mmAmazon  | AliExpress | Temu Inserts filetés M3 ~ 30Amazon  | AliExpress | Temu Vis sans tête M3 ~ 10Amazon  | AliExpress | Temu Boulons et écrous M3 et M4À préciserAmazon  | AliExpress | Temu Boulons Noix M2,5×6/8 fraisé – 8

M3x8mm – 14
M3x10mm – 10
M3x16mm – 12
M3x16/18mm – 4
M3x20mm – 10
M3x25mm – 4
M3x8mm fraisé – 12
Fraisée M3x10mm – 4

M4x20mm – 6
M4x25mm – 2
M4x30mm – 1

Vis sans tête M3 – 10

Contre-écrou M3 – 50
Écrou M3 – 10
Contre-écrou M4 – 40
Écrou M4 – 1
Écrou M6 – 4

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Pour la nomenclature électronique, veuillez consulter la section schéma de circuit.

Assemblage de la tourelle

En fait, avant d'assembler la tourelle, j'ai installé de nouveaux ressorts sur les amortisseurs. C'est une étape incontournable car maintenant, avec la tourelle, nous allons ajouter une masse considérable au sommet du char.

Les ressorts d’origine des amortisseurs sont tout simplement trop faibles et ne pourront pas supporter tout ce poids. J'ai acheté des ressorts de même dimension que l'original, 30 mm de longueur et 15 mm de diamètre extérieur, juste avec du fil téléscripteur. Le fil d'origine mesurait 1 mm, ici je pouvais facilement appuyer sur ce ressort avec deux doigts. Les nouveaux avaient une épaisseur de 1,5 mm et étaient beaucoup plus solides. A l'arrière, j'ai installé un ressort de 1,8 mm car la majeure partie du poids de la tourelle sera là. Cependant, je vous recommanderais de vous procurer uniquement des ressorts de 1,5 mm, car ils seraient suffisamment solides, même pour le dos.

Quoi qu'il en soit, nous pouvons commencer l'assemblage en installant la base de la tourelle en place. Cette pièce de base sera fixée à l'arrière du couvercle du réservoir. Il y a deux trous à l'intérieur de la base qui correspondent à deux trous sur le couvercle du réservoir, et je les ai utilisés pour aligner correctement la base, et en utilisant une perceuse de 3 mm, j'ai fait des trous sur le couvercle arrière du réservoir.

J'ai spécifiquement placé ces trous sur les nervures à l'intérieur du couvercle, afin qu'ils soient suffisamment solides pour maintenir solidement la base de la tourelle. J'ai également marqué et fait un trou pour que les fils de la tourelle puissent passer. Je veux dire, ces nouveaux trous seront mis à jour avec les fichiers du modèle 3D du réservoir d'origine, donc si vous construisez le réservoir maintenant, les trous seront là. Nous fixons la base de la tourelle au couvercle du réservoir à l'aide de quatre boulons et écrous M3.

Ensuite, nous pouvons installer la plateforme panoramique au-dessus de la base. Cette plate-forme repose et tourne sur des roulements à billes fixés à la base. J'utilise des roulements de 13 mm de diamètre extérieur et de 6 mm de diamètre intérieur.

Mon intention était d'utiliser des roulements avec un diamètre intérieur de 4 mm, mais j'en ai manqué, j'ai donc imprimé en 3D des manchons pour que je puisse toujours utiliser ces roulements avec un diamètre intérieur de 6 mm et des boulons M4. Vous voyez, j'ai installé 4 de ces roulements, mais je vais mettre à niveau le modèle pour qu'il soit doté de 6 roulements pour avoir un meilleur contact.

Pour maintenir les deux parties alignées, nous utilisons un roulement d'un diamètre extérieur de 47 mm et d'un diamètre intérieur de 35 mm. Le roulement s'insère entre les deux pièces et nous obtenons ainsi un mouvement agréable et fluide. Pour fixer la partie supérieure, nous utiliserons cette bride au-dessus du roulement. Cependant, avant de faire cela, nous devons d’abord insérer le moteur pas à pas pour le panoramique. Le stepper est un NEMA17 mais avec seulement 24 mm de longueur pour pouvoir tenir en place.

Peut-être pourrions-nous également opter pour un NEMA17 de 30 mm, car j'ai découvert plus tard que celui-ci, plus court, avait un peu de mal en termes de puissance avec le mouvement panoramique. À ce stade, nous devons également fixer l'engrenage à l'arbre du moteur. Pour le fixer en place, il y a une fente pour insérer un boulon M3, puis à l'aide d'une vis sans tête, nous pouvons fixer fermement l'engrenage à l'arbre.

Pour terminer l'assemblage du panoramique, nous devons installer des inserts filetés dans la base, puis, à l'aide de la bride, fixer le roulement et ainsi fixer la plate-forme panoramique en place.

Très bien, nous pouvons ensuite installer la plate-forme inclinable. C’est cette partie étrange qui ressemble à du fromage suisse. Oui, il y a tellement de trous parce que nous devons y attacher de nombreuses pièces.

Pour le joint d'inclinaison, nous devons installer deux roulements sur les côtés de la plate-forme. Ce sont les mêmes roulements de 13 mm de diamètre extérieur. Il convient cependant de noter ici qu'il ne faut pas forcer l'insertion des roulements dans les trous, car la pièce ici ne fait que 5 mm de largeur et pourrait facilement se décoller ou se freiner à cet endroit.

J'ai utilisé une lime diamantée pour lisser et élargir le trou afin que le roulement puisse s'insérer facilement. À l'aide de deux boulons M4, nous fixons la plate-forme inclinable en place et formons ainsi le joint d'inclinaison.

Ensuite, nous pouvons installer le support qui maintiendra le moteur pas à pas d'inclinaison. Ensuite, nous pouvons installer la pièce semblable à un cylindre qui formera le mécanisme à vis d’entraînement pour le mouvement d’inclinaison. Nous avons également besoin d'une tige filetée M4 à cet effet. Nous avons besoin de deux pièces de 66 mm de longueur.

On place donc d'abord un écrou M4 en haut de la partie cylindre, puis on peut visser la tige filetée. Pour connecter l'arbre du moteur pas à pas de 5 mm à la tige filetée de 4 mm, j'utiliserai ce coupleur imprimé en 3D qui peut être serré avec un boulon et un écrou M3. Ensuite, en utilisant l'autre tige de 66 mm, il suffit de connecter les supports pas à pas et ainsi former le mécanisme d'inclinaison.

Ainsi, lorsque nous faisons tourner la tige filetée, le mécanisme d'inclinaison monte ou descend. On peut remarquer ici que le mécanisme n'est pas du tout robuste. L'oscillation vient de l'écrou M4 qui n'est pas bien ajusté dans la partie cylindre. J'ai remplacé le cylindre pour qu'il soit plus serré et maintenant c'était mieux. Bien sûr, tout le mécanisme d'inclinaison vacille un peu, car l'écrou M4 et la tige filetée ont un jeu entre eux, ainsi que les autres articulations, mais c'est suffisant, je pense.

Ensuite, nous pouvons passer à l’installation des moteurs à courant continu des volants d’inertie. Ce sont des moteurs 12 V CC de 12 000 tr/min. Nous avons besoin de boulons à tête fraisée M2,5 pour les maintenir en place.

Une fois sécurisés, nous pouvons insérer les volants d’inertie sur les arbres du moteur. Le trou du volant d'inertie est dimensionné et imprimé en 3D avec des tolérances pour réaliser un ajustement serré avec l'arbre du moteur, nous n'avons donc pas besoin d'utiliser de vis pour les fixer en place.

Il devrait y avoir un espace de 2,5 mm entre les volants d'inertie et la plate-forme inclinable, j'utilise donc ici une perceuse de 2,5 mm comme limiteur lors de l'insertion des volants d'inertie. Cependant, j'ai remarqué plus tard que l'arbre du moteur avait un jeu axial d'environ 0,5 mm lorsqu'il était pressé, donc avec le foret de 2,5 mm comme limiteur, nous obtenons un écart de 3 mm. Nous devrions donc utiliser une perceuse ou autre chose avec 2 mm comme limiteur. 

Après avoir installé les volants d'inertie, nous devrions vérifier s'ils ont un bon contact avec les fléchettes nerf.

Ils doivent avoir une bonne adhérence, mais en même temps ils ne doivent pas être très serrés. Pour obtenir la bonne prise, vous pouvez essayer différentes valeurs de paramètres d'expansion horizontale lors de l'impression 3D. C'est également le cas pour obtenir les bonnes dimensions des trous et l'ajustement serré avec l'arbre du moteur. 

Ensuite, nous pouvons installer la pièce qui maintient les fléchettes nerf avant qu'elles ne soient poussées vers les volants d'inertie.

Nous le fixons en place avec deux boulons et écrous M3. Je pense que c'est bien que des pièces comme celle-ci soient modulaires ou ne soient pas imprimées ensemble en une seule pièce avec la plateforme, car de cette façon nous pouvons les modifier à tout moment si nécessaire.

À ce stade, nous pouvons connecter les moteurs à courant continu des volants d'inertie à l'alimentation pour nous assurer qu'ils fonctionnent correctement avant de procéder à l'assemblage.

Nous allons passer à l'installation du barillet de sortie. Cette pièce est conçue pour s'insérer entre les volants d'inertie et pour guider les fléchettes nerf au centre au cas où elles sortiraient des volants d'inertie en biais.

Avant de le fixer à la plate-forme inclinable, nous devons insérer deux roulements d'un diamètre extérieur de 47 mm et d'un diamètre intérieur de 35 mm, et avec des bagues d'écartement entre eux. Ces roulements maintiendront les canons rotatifs de la tourelle.

De plus, nous devons ajouter cette bague de retenue qui maintiendra plus tard le mécanisme des barillets rotatifs en place. Nous fixons ce barillet de sortie au mécanisme d'inclinaison avec deux boulons et écrous M3. 

Ensuite, nous pouvons installer la base du canon. Cette pièce tournera à travers les roulements autour de l'arbre de sortie que nous venons de mettre. Pour le fixer en place, nous devons d’abord y installer des inserts filetés. Ensuite, nous pouvons le mettre sur les roulements.

Nous le fixons en place avec l'anneau de retenue à l'arrière à l'aide de quelques boulons à tête fraisée M3. 

Une fois que nous avons les deux bases du canon en place, nous pouvons placer l'engrenage d'entraînement au milieu entre elles. L'engrenage sera entraîné par un moteur 12V DC. Dans mon cas, c'est un moteur de 1 300 tr/min, mais il peut descendre jusqu'à 300 tr/min.

Le moteur à courant continu est fixé à l’aide d’un support fixé à la plate-forme inclinable. À l'aide d'une vis sans tête, nous pouvons fixer l'engrenage à l'arbre du moteur.

Maintenant, donnons à cette tourelle un aspect super cool. Nous allons assembler les canons et le faire ressembler à un minigun. J'ai choisi d'avoir un plus grand baril au milieu, à travers lequel passera la fléchette nerf, et trois autres barils plus petits autour de celui-ci pour obtenir cette apparence visuelle cool. Pour faciliter l'impression 3D, j'ai divisé les barils en deux. Ils ne sont pas exactement en deux, mais avec une légère différence de longueur, il faut donc garder cela à l'esprit. Pour les assembler, nous utiliserons ces supports qui sont à la fois fonctionnels et ajoutent à ce facteur d'apparence cool.

Nous insérons donc simplement les barillets dans les supports, mais ici, il est important d'avoir un bon ajustement entre eux, afin qu'ils restent fermement en place. Pour y parvenir, nous pouvons jouer avec les paramètres d'expansion horizontale déjà mentionnés dans votre slicer lors de l'impression 3D. Vous devriez d'abord faire quelques tests d'impression, je suppose, afin de découvrir quelles valeurs vous donneront cet ajustement serré.

Dans la première section, le canon central doit être le plus long, tandis que les trois autres canons doivent être les plus courts. Le deuxième support doit être inséré dans la direction opposée, à mi-chemin des fûts extérieurs.

Ensuite, nous pouvons ajouter le deuxième jeu de barillets et les supports à la fin. Ici, j'insère deux crochets à la fin, encore une fois juste pour une meilleure apparence visuelle. Les barils extérieurs doivent être flashés avec le dernier support et le support central doit être légèrement retiré.

Enfin, nous pouvons simplement fixer le sous-ensemble de ce canon à la base du canon avec trois boulons M3.

Nous devons répéter le même processus pour l'autre côté, et nous en avons terminé avec les barils.

Ils ont juste l'air super cool. Encore plus cool quand j'alimentais leur moteur.

On peut cependant remarquer que le poids des deux barillets plie considérablement la plateforme basculante. Lors de ce test, la plateforme s’est même cassée. C'était en fait vraiment mal conçu.

Un seul point d'environ 8 mm supportait tout le poids en relation avec les joints d'inclinaison sur les côtés. Alors bien sûr, j’ai dû le repenser pour le rendre plus solide. Heureusement, il y avait de la place pour ajouter plus de matériau et augmenter la résistance à cet endroit de la pièce.

J'ai également relié les côtés à la partie centrale pour plus de solidité. Ce ne sont que de petites connexions de dimensions 6x7 mm, car c'était le seul espace disponible à cet effet, mais cela signifie quand même beaucoup pour améliorer la robustesse de l'ensemble de la plate-forme.

J'ai également augmenté le nombre de murs et la densité de remplissage lors de l'impression 3D de la pièce redessinée. Cela semble tellement plus solide maintenant. J'ai tout remonté et testé à nouveau. C'était bien mieux, même si maintenant le coupleur entre le moteur pas à pas et la tige filetée était tombé en panne. Mais ce n'était pas grave, car j'ai simplement rallongé le coupleur afin de le serrer avec deux boulons au lieu d'un.

Le mécanisme d'inclinaison vacille encore après tout le poids supplémentaire, mais cela ne vient pas seulement du mécanisme d'inclinaison, mais aussi de l'articulation du plateau, qui semblait un peu perdue. C'est pourquoi j'ai dit que j'améliorerais la base du plateau pour avoir 6 roulements de support au lieu de 4.

Quoi qu’il en soit, nous pouvons passer à l’assemblage du mécanisme de poussée des fléchettes nerf. Tout d’abord, nous pouvons insérer le moteur à courant continu en place. Ici, j'en insère un à 1300 tr/min, mais ensuite je me rendrai compte que c'est pour cela que la vitesse est trop élevée à cet effet. Nous avons besoin d'un moteur maximum de 100 tr/min ici. Quoi qu'il en soit, ce moteur à courant continu, via un engrenage, entraînera un arbre de 6 mm auquel nous fixerons les pièces du poussoir des deux côtés.

Comme arbre, j'utilise une tige filetée M6, car elle est beaucoup moins chère et plus facile à obtenir. Les tiges filetées ne sont pas aussi précises qu'un arbre de 6 mm, en particulier lorsqu'elles sont utilisées dans des roulements combinés, mais c'est bien car nous n'avons pas besoin d'autant de précision pour ce mécanisme.

La longueur de cet arbre est de 166 mm, et il est fixé en place à l'aide de quelques écrous M6 dans la section intérieure de la plate-forme inclinable et appuyé contre les roulements à billes.

L'engrenage et les poussoirs sont fixés à l'arbre avec des vis sans tête. Le mécanisme poussoir semble fonctionner correctement pour l'instant. 

Très bien, nous pouvons ensuite installer le chargeur pour les fléchettes nerf. Mais avant cela, il est préférable d’ajouter les câbles aux moteurs à courant continu, car nous y avons actuellement davantage accès. Nous avons besoin d'environ 30 cm de fils pour chaque moteur.

Quant aux moteurs du volant, je les ai tous connectés ensemble en parallèle, de sorte qu'un seul fil + et – soit relié au contrôleur, car ils doivent tous fonctionner à la même vitesse et être contrôlés en même temps.

Cependant, nous devrions tester la polarité et nous assurer que chaque volant tourne dans la bonne direction pour tirer les fléchettes nerf. On peut également connecter le moteur pas à pas puis faire passer tous les fils par l'ouverture centrale. 

Nous pouvons maintenant procéder à l'installation du magasin de fléchettes. Celui-ci peut contenir environ 200 fléchettes, mais nous pouvons facilement augmenter la capacité en l'étendant simplement vers le haut ou sur les côtés. Pour la connexion à la plate-forme inclinable, nous utiliserons ces supports et quelques boulons M3. Mais avant de faire cela, nous devrions installer le moteur à courant continu pour les rouleaux du magasin.

Celui-ci repose sur un support dont nous avons d'abord besoin pour le fixer au chargeur avec des boulons M3. Le moteur à courant continu que j'installe ici est de 12 V à 50 tr/min, mais nous pourrions descendre encore plus bas, comme 20 tr/min. Comme les rouleaux fonctionnent à un régime très bas, leurs arbres sont simplement imprimés en 3D.

Ce moteur entraînera les rouleaux à travers un ensemble d'engrenages. Vous voyez ici que le rouleau gauche est directement entraîné par l'engrenage du moteur, et le rouleau droit est entraîné par un autre engrenage entre le rouleau et l'engrenage du moteur afin de produire une direction opposée. 

Nous devons installer des inserts filetés sur le magazine, puis nous pouvons les utiliser pour fixer le couvercle à l'arrière.

Nous pouvons maintenant insérer le chargeur en place et le fixer à la plate-forme inclinable avec les supports et quelques boulons et écrous M3.

Et voilà, notre tourelle de minigun nerf est terminée, à l'exception de quelques capots que j'ajouterai plus tard pour enfermer et protéger les pièces mobiles.

Nous pouvons maintenant connecter les moteurs à courant continu au secteur pour voir comment tout fonctionne en mouvement. C’est aussi le bon moment pour ajouter les mêmes fléchettes nerd dans le magazine pour vérifier si tout cela fonctionne réellement. 

Mes premiers tests du système de minigun nerf ne se sont pas très bien déroulés. Les fléchettes se coinçaient souvent, j'ai donc dû apporter plusieurs ajustements au design pour les faire fonctionner.

J'ai dû ajouter un autre rouleau sur le site opposé pour avoir un meilleur chargement dans le système. Cela signifiait que je devais repenser le magasin à trous. Je l'ai fait, voici à quoi cela ressemble après ces changements.

Enfin, après tant d'ajustements et de mises à jour, le travail du chargeur de fléchettes nerf est acceptable.

Je ne dirais pas que c'est parfait à 100 %, car il peut encore rester bloqué de temps en temps, mais je pense quand même que c'est assez bien.

Quoi qu'il en soit, nous pouvons maintenant passer à l'électronique ou connecter la tourelle au PCB sur mesure que j'ai sur le char.

Schéma de circuit

Jetons un coup d'œil à l'électronique de la tourelle NERF Minigun et du char RC et expliquons comment cela fonctionne. Le cerveau est une carte basée sur un microcontrôleur ATmega2560 ou une carte Arduino MEGA.

Nomenclature

Vous pouvez obtenir les composants à partir des liens ci-dessous :

Composant Quantité Liens d'achat Moteur 12 000 tr/min 12 V CC RS3604Amazon |AliExpress | Temu Moteur 300 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Moteur 60 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Moteur 30 tr/min 12 V CC – JGA25-3701Amazon |AliExpress | Temu Pilote de moteur CC L298N1Amazon |AliExpress | Temu Moteur pas à pas NEMA17 30 mm2Amazon | AliExpress | Temu Pilote pas à pas A49882Amazon | AliExpress | Temu ASTUCE MOSFET1222Amazon | AliExpress | Temu DIODE 1N40072Amazon | AliExpress | Temu Connecteur de bornier 2Amazon  | AliExpress | Temu Fils ~20AWG~3mAmazon  | AliExpress | Temu Résistances
– 1 000 x2Amazon  | AliExpress | Temu Condensateurs
– ~63uFx2
Amazon  | AliExpress | Temu

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En ce qui concerne la nomenclature du char RC, veuillez consulter l'article RC Tank.

Ainsi, les quatre moteurs à courant continu des volants d'inertie seront contrôlés via un seul MOSFET avec un signal PWM. Et un autre MOSFET pour le moteur des barillets. Nous n’avons pas besoin de changer le sens de ration de ces deux moteurs, c’est pourquoi nous pouvons simplement contrôler leur vitesse avec des signaux PWM. En revanche, pour les rouleaux et les moteurs pousseurs, nous utiliserons un moteur DC dédié qui dispose également de ponts en H, afin de pouvoir changer le sens de rotation. Je souhaite pouvoir changer le sens de rotation car en cas de blocage des fléchettes, on peut activer les roulettes et le poussoir pour aller en sens inverse et ainsi décoller les fléchettes. Cette fonction s'est avérée fonctionner. 

Pour piloter les deux moteurs pas à pas NEMA17 et le mécanisme de panoramique et d'inclinaison, nous utilisons deux pilotes pas à pas A4988.

PCB personnalisé

J'ai retiré le PCB personnalisé de la méga carte Arduino et j'ai soudé ces quelques pièces supplémentaires.

Vous voyez, lorsque j'ai conçu ce PCB dans ma vidéo précédente, j'ai planifié à l'avance et inclus des emplacements dédiés pour connecter les MOSFETS ainsi que les pilotes de moteur pas à pas A4988. 

Vous pouvez trouver et télécharger le fichier Gerber de ce PCB, depuis la communauté de partage de projets PCBWay à travers laquelle vous pouvez également commander directement le PCB. 

Oui, j'ai commandé le PCB chez PCBWay. PCBWay fournit d'excellents services de fabrication et d'assemblage de PCB que je recommande vivement.

Quoi qu'il en soit, nous devons tout connecter comme décrit dans le schéma de circuit et remettre le PCB en place sur la carte Arduino Mega.

Cependant, au lieu d'utiliser les pilotes de moteur à courant continu DRV8871, plus efficaces, pour entraîner les rouleaux et les moteurs de poussée, j'ai fini par utiliser le pilote de moteur à courant continu L298N, obsolète et inefficace. Je n’arrivais tout simplement pas à faire fonctionner les moteurs avec les premiers pilotes; Je ne pouvais pas contrôler correctement leur vitesse avec le signal PWM. Je suppose que le type de moteur ne correspondait tout simplement pas aux pilotes DRV8871. Avec le pilote L298N, le contrôle PWM pour eux a fonctionné correctement.

Pour alimenter le tank, auparavant j'utilisais une batterie Lipo 3S, ce qui était ok, mais maintenant je pense qu'une batterie Lipo 4S est plus appropriée.

Avec la batterie 3S, lorsque la tension des cellules chute à sa valeur nominale, 3,7 V, la puissance totale est de 11,1 V, ce qui est déjà en dessous de 12 V et nous perdons donc de la puissance aux moteurs. Avec la batterie 4S, la sortie nominale totale est de 14,8, ce qui est en fait bien supérieur à 12 V, mais nous pouvons utiliser un convertisseur abaisseur pour fixer la sortie à 12 V.

De cette façon, nous obtiendrons toujours ce 12 V fixe à tout moment, peu importe si la batterie est complètement chargée à 16,8 V ou déchargée à 14 volts. Cependant, nous devons nous assurer de régler d'abord la tension souhaitée avant de la connecter au circuit.

Il ne reste plus qu'à programmer la carte Arduino Mega et à donner également du direct à la tourelle. Je vais juste passer rapidement en revue le code Arduino et sur l'article du site Web, vous trouverez plus de détails sur son fonctionnement.

Programmation de la tourelle NERF Minigun et du char RC

Vous pouvez trouver et télécharger le code avec les fichiers 3D sur Cults3D.

Ainsi, en utilisant la bibliothèque IBusBM, nous lisons les données entrantes de l'émetteur RC.

// Reading the data comming from the RC Transmitter
 IBus.loop();
 ch0 = IBus.readChannel(0); // ch0 - left and right;
 ch1 = IBus.readChannel(1); // ch1 - forward and backward;
 ch2 = IBus.readChannel(2); // ch2 - tilt;
 ch3 = IBus.readChannel(3); // ch3 - pan;
 ch4 = IBus.readChannel(4); // ch4 - firing power;
 ch5 = IBus.readChannel(5); // ch5 - firing rate;
 ch6 = IBus.readChannel(6); // ch6 - Gear shifter
 ch7 = IBus.readChannel(7); // ch7 - unstuck - reverse rotation
 ch8 = IBus.readChannel(8); // ch8 - lights
 ch9 = IBus.readChannel(9); // ch9 - fireCode language: JavaScript (javascript)

Nous utilisons les 10 canaux du populaire émetteur Flysky fs-i6 RC. Il s'agit officiellement d'un émetteur RC à 6 canaux, mais nous pouvons activer 4 canaux supplémentaires pour fonctionner.  

Nous convertissons les données entrantes en valeurs appropriées en fonction de l'utilisation que nous en faisons.

// Stepper Pan
 if (ch3 >= 1000 && ch3 < 1485) {
 panVal = map(ch3, 1000, 1485, -400, 0);
 } else if (ch3 > 1515 && ch3 <= 2000) {
 panVal = map(ch3, 1515, 2000, 0, 400);
 } else {
 panVal = 0;
 }
 stepperPan.setSpeed(panVal); // Pan
 stepperPan.run();Code language: HTML, XML (xml)

Par exemple, nous convertissons les données entrantes du canal 3 du joystick gauche en valeurs de 0 à 400, qui sont ensuite utilisées avec la fonction setSpeed dans la bibliothèque AccellStepper, pour faire fonctionner le moteur pas à pas avec une vitesse appropriée. 

D'autre part, pour contrôler les moteurs à courant continu, nous convertissons les données entrantes en valeurs de 0 à 255, pour piloter les moteurs avec des valeurs PWM à l'aide de la fonction analogWrite().

 if (ch9 == 2000) {
 firingPower = map(ch4, 1000, 2000, 0, 255);
 analogWrite(M4_Flywheels, firingPower);
 firingRate = map(ch5, 1000, 2000, 0, 255);
 barrelsSpeed = firingRate;
 if (barrelsSpeed > 120) {
 barrelsSpeed = 120;
 };
 analogWrite(M3_Barrels, barrelsSpeed);
 digitalWrite(M6_MagRoller_IN1, LOW);
 digitalWrite(M6_MagRoller_IN2, HIGH);
 analogWrite(M6_MagRoller_enB, firingRate);
 digitalWrite(M5_Feeder_IN1, LOW);
 digitalWrite(M5_Feeder_IN2, HIGH);
 analogWrite(M5_Feeder_enA, firingRate);
 }

Pour une meilleure compréhension du code, vérifiez le code lui-même, car il contient des commentaires et des descriptions du fonctionnement de lignes particulières.

Test de la tourelle NERF Minigun

Une fois le code téléchargé, nous pouvons mettre sous tension la plate-forme robotique et l'émetteur RC pour le tester. Sur l'écran de l'émetteur, nous pouvons remarquer la tension de la batterie LiPo, ainsi que la tension du récepteur et de l'émetteur. Avec le joystick droit, nous contrôlons le mouvement du char. J'ai réglé la commande d'éclairage sur l'interrupteur à bascule à 3 voies gauche afin que nous puissions choisir parmi deux modes d'éclairage différents.

Avec le joystick gauche, on contrôle le système de panoramique et d'inclinaison de la tourelle. Avec le joystick tout à fait droit, nous activons le tir des fléchettes nerf. Avec le potentiomètre droit, nous pouvons contrôler la cadence de tir, et avec le potentiomètre gauche la puissance de tir, c'est-à-dire le régime des volants d'inertie. Ce qui est cool, c’est que tout peut fonctionner simultanément. Le char peut tirer des fléchettes nerf tout en conduisant, en effectuant des panoramiques et des inclinaisons et en allumant les lumières. 

Néanmoins, pour être honnête, c’était une sacrée aventure. J'ai rencontré tellement de problèmes lors de la conception et de la construction de ce projet, et c'est pourquoi j'ai décidé de vous montrer tout cela, afin que vous puissiez voir ce qu'il faut parfois pour réaliser un projet comme celui-ci.

J'espère que vous avez apprécié ce tutoriel et appris quelque chose de nouveau.


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