Wipy: מנקה הלוח הלוח המוטיבציה מדי: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מבוא

נמאס לכם אי פעם לנקות את הלוח הלבן? האם תהית אי פעם עד כמה חייך ישתפרו אם רובוט יוכל לעשות זאת עבורך? כעת יש לך את ההזדמנות להפוך את זה למציאות עם Wipy: מנקה לוח המניעים יתר על המידה. וויפי תנקה כראוי את הציורים הרעים והמביכים שלך, וזה אפילו יעשה את זה בחיוך חמוד. אתה אפילו לא צריך להפעיל אותו! זה רק ינקה את הלוח כשאתה הכי פחות מצפה לזה … אההה …*שיעול שיעול*… אנחנו, כמובן, מתכוונים: כשאתה צריך את זה הכי הרבה!

מאפיינים:

- חברנו לעתיד יוכל להיצמד ללוח באמצעות מגנטים ויכול לנוע בחלל באמצעות גלגלים אחיזיים.- הוא יוכל לעקוב אחר קו ולמחוק אותו באמצעות חיישן העוקב אחרי קו וספוג.- ל- Wipy יש היכולת למדוד את המרחק לידך באמצעות חיישן זמן טיסה.-אנו ניתן לוויפי אישיות חמודה באמצעות מסך OLED קטן.

הפרויקט נערך במסגרת סמינר העיצוב החישובי והייצור הדיגיטלי בתכנית המאסטרים של ITECH.

לאסאת סיריוארדנה, סיימון לוט וטים סטארק

שלב 1: ההיגיון של וויפי

Wipy עובד על בסיס יחסי הגומלין בין חיישן הקו וחיישן זמן הטיסה. בהתאם לסוג הקו שהוא מזהה וכמה ידך קרובה, וויפי מגיבה במספר דרכים כפי שניתן לראות בתרשים.

שלב 2: רכיבים ותיאוריה

כדי ליצור מחדש את פיסת טכנולוגיית הניגוב המתקדמת הזו תזדקק לפריטים הבאים:

רכיבים

כדי ליצור את שלדת הרובוט, תזדקק לגישה לחותך לייזר. במקרה, נעשה שימוש במדפסת תלת מימד.

האלמנטים של צלחת הבסיס נחתכו כולם מגליון פרספקס בגודל 500 x 250 x 4 מ מ.

אנו מציעים לך גם לקבל ערכת ארדואינו שתכלול רבים מהרכיבים הבסיסיים לפרויקט זה (אמזון)

מקרה יסוד

1 x מארז מודפס בתלת מימד

1 x צלחת בסיס עליונה (Lasercut)

1 x צלחת בסיס אמצעית (Lasercut)

1 x צלחת בסיס תחתונה (Lasercut)

36 x M3 אגוזים

5 x M3 ברגים 15 מ מ

4 x M3 ברגים 30 מ מ

2 x מגנטים (קיבלנו אותם כאן)

מוצרי אלקטרוניקה עיקריים

1 x Arduino Uno R3 או מקבילה גנרית - (אמזון)

1 x מגן הרחבה של Arduino (כלול בערכת המתנע)

1 x לוח קרש מיני (כלול בערכת ההתחלה)

19 x חוטי מגשר (כלולים בערכת המתנע)

11 x [EXTRA EXTRA] חוטי מגשר ללא הלחמה - (אמזון)

1 x בנק חשמלי עם 2 חריצי USB מינימליים - (אמזון). הימנע מבנקים חשמליים זולים מכיוון שמקור החשמל יכול להיות לא אמין.

1 סליל x חוט תאום כפול לחיבור בנק כוח ל- Arduino & Motors - (אמזון)

1 x בלוקים מסוף בורג - (אמזון)

חיישנים ומנועים

1 x מיקרו -מנועים, ערכת גלגלים וערכת סוגריים - (פימורוני)

1 x [אופציונלי] קובץ הדפסה תלת -ממדית של סוגריים למנועים - (Thingiverse)

1 x 0.91 אינץ 'מסך OLED - (אמזון

1 x L293D נהג מנוע IC - (אמזון)

חיישן מעקב קו 1 x 5 ערוצים - (אמזון)

1 x חיישן זמן טיסה (VL53L0X) - (אמזון)

כלים

- מברג ראש פיליפס

- מברג שטוח

- סכין יצירה

- סרט דביק

תֵאוֹרִיָה

חיישן מעקב אחר קווים

בחיישן הקווים נעשה שימוש במערך של חמישה חיישני IR. חיישן IR אלה מסוגלים לאסוף צבעים. לחיישן יש פולט ומקלט. הפולט מסוגל לירות גלי אינפרא אדום, אם משטח רפלקטיבי מאוד (כמו משטח לבן), הוא תוך שהוא משקף יותר מהגלים חזרה במקלט ה- IR. אם המשטח סופג קרינה, בדומה לצבע שחור, מקלט ה- IR יקבל פחות קרינה. כדי לעקוב אחר הקו יש צורך בשני חיישנים לפחות.

מנועים כדי לשלוט במנועי DC, תצטרך סוג של נהג כדי לשלוט בהם. נהג מנוע I2C L293D IC L293D הוא נהג מנוע המהווה דרך זולה ופשוטה יחסית לשלוט הן במהירות והן בכיוון הסיבוב של שני מנועי DC. למידע מעמיק יותר אודות ה- L293D, Lastminuteengineers כוללת סקירה פנטסטית:

חיישן זמן טיסה: חיישן זה מסוגל למדוד מרחק באמצעות עקרון שכבר מצוין בנוחות בכותרת החיישן: זמן הטיסה. זהו חיישן מדויק מאוד וניתן למצוא אותו למשל במל טים או במערכות LiDAR. הוא מסוגל לירות לייזר לכיוון מסוים ולמדוד את הזמן שלוקח ללייזר לחזור, מכאן ניתן לחשב את המרחק.

שלב 3: הכנת מארז בסיס

גופתו של וויפי מגיעה לשני חלקים; בסיס בחיתוך לייזר ומארז מודפס בתלת מימד.

1. לבסיס, ניתן לחתוך אותו בלייזר או לחתוך ביד בהתאם לחומר. אנא מצא את הקובץ המצורף בחלק הרכיבים. אנו מציעים להשתמש בחומרים חזקים אך קלים כגון יריעות אקריליק (3 - 4 מ"מ) או דיקט (2.5 - 3 מ"מ). בשלב האב טיפוס שלנו, השתמשנו בליבת קצף של 10 מ"מ שעובדת טוב במיוחד והעיצוב הנוכחי אמור לעבוד איתו (יהיה צורך בכוונון עדין). קצף-ליבה קל גם לחיתוך ביד לאנשים ללא גישה לחותכי לייזר.

2. המארז הודפס עם PLA בגובה שכבה של 0.2 מ"מ וצפיפות מילוי של 25%. אנו מציעים גם עובי דופן של 0.8 מ"מ.

שלב 4: הרכבת האלקטרוניקה: נהג מוטורי ו- I2C

בהרכבת האלקטרוניקה אנו מתחילים תחילה עם נהג המנוע L293D.

1. הדבק את לוח הלחם המיני למגן הארכה של הארדואינו.
2. הנח את ה- L293D ממש בקצה לוח הלחם המיני (שם חתיכת החיבור הקטנה מפלסטיק בולטת בצד הקצר). שים לב, העיגול המלא על גבי ה- L293D צריך להיות בקצה הלוח.
3. חבר תחילה את כל חוטי המגשר ללא הלחמה
4. חבר את החוטים הנותרים ל- Arduino ולאחר מכן למנועים. זה לא משנה אם אתה מבלבל את סדר החוטים של המנועים שלך, כפי שתגלה ברגע שהמנוע שלך יפנה לכיוון הלא נכון.
5. טען את קוד הדוגמא של המנועים ל- Arduino כדי לבדוק אותם - ניתן למצוא אותו בתחתית דף זה: (קוד דוגמה מנועים)

שלב 5: הרכבת הבסיס

כדי להרכיב את הבסיס, אנו מציעים את הסדר הבא.

1. ראשית, חבר את המנועים לבסיס העליון באמצעות הסוגריים. הסוגריים משתמשים באומים ובברגים M2. קח בזהירות את הזמן שלך לדפוק את הברגים מכיוון שהם די קטנים ומסובכים.
2. חבר את הארדואינו לצלחת העליונה, וודא שהארדואינו מנותק מהתושבת שלו. השתמש בברגי M2 כדי לחבר אותו. אם ברגי M2 אינם ברשותך, תוכל גם להשתמש ב- M3, אך נדרש קצת יותר כוח אכזרי.
3. לאחר מכן: הצמד ברגים למגנטים, החלק את הצלחת התחתונה מעל הברגים והצמד את הברגים לצלחת האמצעית במיקומים שצוינו. כעת צרף את הצלחת האמצעית והתחתונה.
4. חבר את חיישן הקו לצלחת האמצעית בעזרת הברגים המצוינים. הקפד לשים גם את הברגים השכנים בצלחת האמצעית, שכן החורים אינם נגישים יותר כאשר חיישן הקו מחובר.
5. הוסיפו את כל הברגים בצלחת האמצעית המתחברים לבסיס העליון.
6. לבסוף מניחים ומהדקים את צלחת הבסיס העליונה לשאר הבסיס.

שלב 6: מגנט טירוף

עכשיו מגיע החלק המסובך, לנסות את ה- Wipy שלך על לוח לבן אנכי. חלק זה מבוסס על מעט ניסוי וטעייה מכיוון שיש איזון עדין בין:

- המגנטים חזקים מדי, כך שהגלגלים לא יכולים לזוז.- המגנטים אינם חזקים מספיק כך שוויפי נופל מהקרש.

המגנטים בהם השתמשנו חזקים, כנראה קצת חזקים מדי. באמצעות מרווחים בין הלוח למגנטים ניתן להפחית את המשיכה. המרווחים גם מבטיחים שחלקו העליון של הבורג אינו נוגע בלוח הלבן. ניתן לחבר את המרווחים למגנט באמצעות דבק, או בשלב האב טיפוס: הרבה נייר דבק.

יש לנו כמה טיפים לתפעול נכון של המגנטים:

- המגנט בין הגלגלים נועד למשוך את הגלגלים לתוך הלוח כך שלגלגלים תהיה אחיזה רבה יותר. וודא שהמגנט הזה גבוה יותר מרמת הגלגלים.- ודא שהרובוט נמצא בזווית קלה לכיוון המגנט האחורי.- התחל להתנסות במגנטים נוספים (קטנים יותר) מאחור. כמערך של מגנטים קטנים יותר יכול להתחיל למנוע מהרובוט לנהוג במעגלים.

הגלגלים אמורים להסתובב באותו כיוון. עכשיו, נסה את זה על הלוח ותבכה דמעות של שמחה אם זה סוף סוף יעבוד. הגיע הזמן למסיבת ניצחון קטנה.

שלב 7: יותר חיישנים, יותר כיף

כעת, כאשר המנועים והמגנטים משחקים יפה עם האחרים, הגיע הזמן להוסיף כמה תכונות (חסרות תועלת) ל- Wipy.

1. חיישן קו באמצעות הכבל הכלול, חבר את חיישן הקו ללוח הלחם כמצוין. הכבל הירוק בתרשים מיועד ל- SCL והלבן מיועד ל- SDA.

2. הוסף מסך בוא נוסיף את הפנים החמודות של וויפי כפי שצוין.

3. חיישן טוף לבסוף, הוסף את חיישן המרחק כמצוין. חיישן זה יזהה עד כמה הוא קרוב ליד ויעצור בהתאם. זה גם נותן לוויפי את התכונה (המעצבנת) של ניגוב הלוח ברגע שאתה מתחיל לצייר על הלוח.

4. העלאת קוד

כעת, לאחר שכל החיישנים מחוברים, אנו יכולים להתחיל לקודד. טען את קובץ הקוד המצורף וראה את Wipy מתעורר לחיים. בקוד יש הערות שיעזרו לך להבין אותו. הקפד להוריד את הספריות המתאימות מסקיצה> כלול ספרייה> נהל ספריה. את ספריית החיישנים של זמן הטיסה (VL53L0X.h) ניתן למצוא (כאן)

5. כוח

כדי להניע את המנועים ואת הארדואינו בזמן שוויפי צועדת בשמחה על לוח הלוח אנו ממליצים על סוללה חיצונית. אתה יכול, למשל, למקם אותו בפינה העליונה של הלוח ולהעביר כבלים ל- Wipy. Wipy תזדקק לשני ספקי כוח: 1 עבור ה- Arduino ו- 1 עבור המנועים כפי שצוין בתמונה. החלטנו להשתמש בפאנקבנק שמפיק 2 x 5V 2A. חבר אחד ישירות ל- Arduino (או ב- Vin, ה- USB או ה- powerport). ודא אם מחובר ל- Vin שיש מספיק כוח לארדואינו ולכל החיישנים.

6. מחברים את הכל יחד

כדי לחבר את הכל יחד, אנו מציעים להדביק את מארז ה- OLED וחיישן זמן הטיסה למארז ולאחר מכן באמצעות סרט דו צדדי, חבר את המארז לבסיס.

שלב 8: רוצה עוד רגשות וויפי?

רוצה ליצור רגש Wipy משלך, כך תוכל:

1. צור את הרגשות המדהימים שלך באמצעות כל תוכנת גרפיקה (Adobe Photoshop, GIMP וכו ') שיכולה להציל תמונות של מפות סיביות. הקפד לקבל רזולוציה זהה למסך שלך. במקרה שלנו זה 128 x 32 פיקסלים.
2. לאחר מכן, עלינו להמיר את מפות הסיביות הללו לקוד. אנו יכולים להשתמש בכלי המקוון image2cpp לשם כך. העלה את התמונות שברצונך להמיר
3. לאחר ההעלאה, ודא שההגדרות נכונות כמו רזולוציה וכיוון. ברגע שהכל נכון, שנה את "פורמט פלט הקוד" ל"קוד ארדואינו "והקפד להשתמש במזהה זהה לכל רגש שתרצה להחליף.
4. לאחר שתסיים לחץ על "צור קוד" והחלף את הקוד בסקוט Arduino.

סגנית התחרות בארדואינו 2019