עץ אינטראקטיבי: 10 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

מסורת מעניינת לגבי עבודת הדוקטורט ותזה ליקטניאטית היא שהם תלויים על עץ בספרייה הראשית של KTH לפני ההגנה הציבורית/הסמינר. לכן, כפרויקט לקורס עיצוב ומימוש אינטראקציה פיזית שלנו, החליטה הקבוצה שלנו להנציח מנהג זה על ידי יצירת גרסה אינטראקטיבית של העץ.

שלב 1: מה שאתה צריך

חומרים:

• 1x סולם דיגיטלי (עם 4 תאי עומס)
• מטליות ניקוי מכותנה ותאית (השתמשנו בד אחד לכל פרח, 6 בסך הכל)
• 2x כדורי קצף
• פְּתִיל
• 4x קרשים עץ (שלנו היו 22x170x1600 מ"מ כל אחד)
• 6x חיצוני פינות פינות (2 בגודל 27x27x750 מ"מ, 2 בגודל 27x27x600 מ"מ ו -2 בגודל 27x27x1350 מ"מ)
• 1x לוח עץ (לא עבה יותר מ-6-7 מ"מ)
• 2x לוחות עץ (עובי 2-3 ס"מ, 45X45 ס"מ)
• חוטים
• לְרַתֵך
• דבק חם
• צינורות לכווץ חום
• סרט הדבקה דו צדדי
• 20x ברגים אוניברסליים (5x40 מ"מ)
• 20x ברגים אוניברסליים (3.0x12 מ"מ)
• 10x זוויות חיזוק
• 1x לוח חשבונות (לוח אב טיפוס)

מכשירי חשמל:

• 1x - Arduino Uno
• 1x - מגבר תאי עומס
• 1x - מיקרו -בקר ESP8266 נוצה חוזה
• 1x - קורא RFID Adafruit RC522
• 2x-מרבבים (רגידי משמרות של 8 סיביות עם רשמי פלט של 3 מצבים)
• 16x - נוריות LED אדומות
• 16x - נגדים
• 6x - סרוווס - Hitec HS -422 (גודל סטנדרטי)

כלים:

• מלחם
• אקדח דבק חם
• מסור ידני
• מסור התמודדות
• מברג כוח
• רעש עץ
• כלי לחיתוך עץ פאזל

שלב 2: חבר את סולם חדר הרחצה הדיגיטלי למשקל הגוף

לשלב הראשון הזה השתמשנו ב -4 תאי עומס מסקלה אמבטיה במשקל גוף דיגיטלי ומגבר תא העומס HX711. הסיכות מסומנות בצבעים: RED, BLK, WHT, GRN ו- YLW, התואמות את קידוד הצבעים של כל תא עומס. הם חוברו לתצורת גשר מאבן חיטה (ראו תמונות). אנו מפעילים עירור על אדומים של תא עומס 1 ותא מטען 4 ואנו קוראים את האותות מאדומים של תא עומס 2 ותא מטען 3 (ראה קישור).

שלב 3: התקן את קורא ה- RFID

כדי להרכיב את הסורק השתמשנו בשתי פיסות חומרה; המיקרו -בקר ESP8266 Huzzah Feather וקורא ה- RFID Adafruit RC522.

ל- ESP8266 ו- RC522 היו 5 חיבורים ביניהם (ראו תמונה 1).

מטרת הסורק הייתה לסרוק את כרטיסי ה- KTH, 13.6MHz, ולשלוח את המזהה הייחודי של הכרטיס, או במקרה האידיאלי של מזהה התלמיד, למסד נתונים של Firebase של Google. כל זה נעשה באמצעות חבילות Arduino מובנות מראש, MFRC522 עבור RC522, ESP8266 עבור ה- wifi ו- Arduino Firebase לתקשורת בסיס האש. לאחר שנשלח המידע למסד הנתונים, עודכן דף אינטרנט המכיל עץ באמצעות אנימציה D3.js כדי לדמות פרח פורח על עץ וירטואלי.

החלק האחרון של ההתקנה היה לשלוח את המידע שכרטיס נסרק אל המיקרו -בקר Arduino Uno. ל- ESP8266 ו- Arduino Uno היה קשר אחד ביניהם (ראו תמונה 1).

סיכה 16 שימשה במיוחד מכיוון שיש לה ערך ברירת מחדל של LOW, בעוד שלסיכות האחרות היו ערכי ברירת מחדל של HIGH. כאשר כרטיס נסרק שלחנו דופק HIGH יחיד ל- Arduino Uno אשר ביצע לאחר מכן את שאר הקוד.

שלב 4: הגדרת מסלול LED

על מנת לקיים אינטראקציה משמעותית יותר, כמו גם משוב גלוי של פעולות משתמש מסוימות, החלטנו לארגן מסלול של נוריות LED הנאורות לעבר הסניף המיועד. לכן, המשתמש מונחה לאן עליו לתלות את התזה באופן ספציפי.

לשם כך השתמשנו בשני מרבבים: רגידי משמרות של 8 סיביות עם רשמי פלט של 3 מצבים ו -16 נוריות אדומות. המכפיל מספק שליטה על 8 יציאות בכל פעם תוך שהוא תופס רק 3 סיכות על המיקרו -בקר שלנו. החיבורים נעשו על ידי "תקשורת טורית סינכרונית" (ראו קישור).

שלב 5: חיבור הפרחים

לשלב זה השתמשנו בחומר קל ומתכופף - ניקוי מטליות. מחומר זה נחתכו חתיכות בצורת עלי כותרת. כתוצאה מכך, עלי הכותרת הללו מחוברים למבנה מרכזי, העשוי מכדור קצף. כל כותרת מאובטחת בחוט, כך שכאשר נמשכים הכותרת מתכופפת.

שלב 6: בנה את העץ

החומר העיקרי שלנו הוא עץ. העץ מורכב מארבעה קרשי עץ נפרדים המוברגים זה לזה בצורה מרובעת (5 ברגים לחיבור 2 קרשים). הענפים עשויים מעץ חיצוני בפינה. חורים מרובעים נחתכו בגזע העץ כדי להכניס את הענפים. לכל ענף יש LED אחד בקצה (התחתון והענף העליון) או שני נוריות (הענף האמצעי). כל לד הותקן בעזרת דבק.

לאחר שהנורות הותקנו כהלכה, הצמדנו פרח אחד על כל ענף. לכל פרח יש סרוו השולט בפריחה (ראו תמונות). הסולם, הנורות והסרוו מחוברים ל- Arduino, באמצעות לוח האב טיפוס שנעשה בשלב 4. כל ענף מאובטח לתא המטען מצד שמאל וימין באמצעות זוויות החיזוק וברגים אוניברסליים בגודל 3.0x12 מ מ.

אחד מלוחות העץ העבים יותר ישמש כבסיס לעץ והשני ייחתך בצורות משולש ימני אשר יוברג תחילה לגזע העץ ולאחר מכן יותקן ללוח העץ בבסיס.

ללוח עץ הבסיס יוצרים חור מרובע עבור חוטי הסקאלה שעוברים ואז מהדקים את האבנית ללוח העץ בעזרת סרט הדבקה דו צדדי.

ה- Arduino Uno היה ממוקם בבסיס תא המטען כמו גם בלוח האב טיפוס עם כל החיבורים המתאימים.

לפני סגירת העץ, צור חור מרובע בלוח העץ האחרון בבסיסו, על מנת לחבר את המחשב ל- Arduino ולמיקרו -בקר ESP8266 Huzzah Feather.

שלב 7: מקשטים את העץ

כדי לשפר את מראה אב הטיפוס שלנו, הוספנו כמה עלים על הענפים שנחתכו בלייזר, כמו גם ינשוף (לסמל הידע).

שלב 8: הקוד

כאן יש לך קודים שונים שבהם תוכל להשתמש כדי לבדוק כיצד כל רכיב עובד (calibration_test.ino לסולם, scanner.ino עבור קורא ה- RFID ו- servo_test.ino עבור ה- servos) ולאחר מכן הכל בשלמותו (light_test.ino כ- הבדיקה הראשונית ו- main.ino כגרסה הסופית).

יהיה עליך גם להתקין את ספריית HX711 על מנת שתוכל לעבוד עם הסולם (קישור לספרייה).

שלב 9: צור את אפליקציית האינטרנט

כאינטראקציה נוספת, הוספנו משוב דיגיטלי באמצעות אפליקציית אינטרנט. האפליקציה מקבלת את המזהה הסרוק וכתוצאה מכך לתזה התלויה, הפרח על העץ הווירטואלי פורח גם כן.

שלב 10: ליהנות מהחוויה

בסופו של דבר שמחנו שהצלחנו לגרום לכל המרכיבים לעבוד יחד. התהליך היה מרגש ומלחיץ כאחד, אך למרות כל האתגרים אנו מרוצים מהתוצאה והחוויה הייתה מעניינת והכי חשוב, חינוכית.