Karjuv kartul: 16 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Tinkercadi projektid »

See õpetatav õpetab teile, kuidas panna iga kartul ellu ärkama, rääkima ja karjuma. Kui olete kunagi tahtnud oma sõpru ja peret üllatada köögiviljadega, mida ei taha süüa, kui olete kunagi tahtnud mõista, mida kartul küpsetamise ajal tunneb, siis see projekt on teie jaoks!

Meie inspiratsioon Kui mõtlesime kartuliväljakutsele ideid, mõistsime, et kõik meie mõtted keerlesid selle ümber, mida me kartuliga teeme, kuid me ei mõelnud kunagi sellele, mida kartul meie tegemistest arvab. Teisisõnu, mõistsime, et inimestena ei pannud me end kunagi kartulijalatsisse ja seega pole me kunagi suutnud kartulikogemust mõista - siiani. Mõistsime kohe, et see kartuli ja inimese kogemuste vahe on suur probleem, seega otsustasime tegutseda.

Meie eesmärk selle projekti jaoks oli ehitada elektrooniline seade, nn kartuli hing, mis paneks kartulisse sisestamisel kartuli inimtegevuseks reageerima inimkeeles, muutes selle inimestega seotuks ja sulgedes kartuli. inimeste kogemuste vahe.

Kartul hingega kartul suudab näha inimest, tajudes infrapunavalgust ja paluda inimesel see rahule jätta. Kartul küsib ikka ja jälle, kuni soov täitub. Kui mõni maniakk otsustab viletsa kartuli tükeldada, võimaldab kartulihing tal valu tunda, tundes seda induktiivse anduriga - ja väljendades seda õõvastava kriuksuga.

Selle juhendi kirjutamise ajal pöörasime palju tähelepanu disaini ja kontseptsiooni osale - see võimaldab lugejal jälgida meie disaini ja probleemide lahendamise protsessi ning mõista, miks ja kuidas me konkreetseid otsuseid tegime.

Selle projekti kood on avatud lähtekoodiga- olete oodatud panustama!

Meist: Selle projekti tegime kaks inimest, mu sõber haraldar ja mina, guusto. Olime kogu projekti vältel füüsiliselt lahus, mis oli iseenesest väga suur väljakutse. Suurim au kuulub kindlasti haraldarile - ta vastutas vooluahela projekteerimise, vooluahela juhtmestiku, programmeerimise, 3D -osade lõpliku kavandamise ja printimise, kõigi osade kokkupaneku ja hankimise eest (sealhulgas kõlarite ja vana raadio lahti võtmine) tal oli rikkeid ja tal polnud aega komponentide veebis ümber tellimiseks). Minu panus oli esialgne idee ja kontseptsioon, leides kiire viisi kartulite ja Instructable'i ettevalmistamiseks. Töötasime välja peamised disainikontseptsioonid ja tegime koos olulised disainivalikud.

Tarvikud

Tööriistad

• Jootekolb
• Jootetraat
• 3D-printer
• Multimeeter

Materjalid

• Keskmise kuni suure suurusega kartul või maguskartul
• Arduino Nano Rev. 3 joodetud tihvtidega
• LJ18 A3-8-Z Induktiivne andur
• (2x) AM312 Micro PIR liikumistuvastussensor
• Väike kõlar (korjasime oma odavatest kõlaritest)
• 9V aku
• Jumper kaablid

Samm: disain ja kontseptsioon

Selle projekti idee on väga lihtne: kujutage ette kartulit, mis reageerib ja karjub, kui keegi proovib seda lõigata. See täpne pilt oli meie lähtepunkt (pilt 1.1). Siit hakkasime mõtlema, kuidas seda funktsionaalsust saaks rakendada. Vajasime kartuli sees elektroonilist seadet, mis tajuks inimese kohalolekut, metallesemeid ja tekitaks ka heli. (Pilt 1.2).

Edasisel kaalumisel töötasime välja järgmised eesmärgid, mida see seade peaks täitma:

1. Seade peab teatud toimingutele vastates rääkima ja karjuma kartuli inimesena.
2. Seade peab olema piisavalt väike, et mahutada enamikku kartuleid.
3. Seade peab olema kõikehõlmav ja vähese ettevalmistusega kiiresti igasse kartulisse sisestatav.

Loomulikult jõudsid need eesmärgid küsimuste või pigem probleemidega, mida pidime lahendama, nimelt:

1. Milline on lihtsaim ja kulutõhusam viis soovitud funktsionaalsuse saavutamiseks?
2. Kuidas saame seadme suurust minimeerida?
3. Kuidas saaksime kartuli valmistamise võimalikult kiireks ja lihtsaks muuta?

Järgmistes sammudes käsitleme neid küsimusi.

2. samm: disain ja kontseptsioon: funktsionaalsuse probleem - vooskeem

Funktsionaalsuse probleemi lahendamiseks peaksime esmalt täpselt kindlaks määrama, mida seade peaks tegema. Vooskeem visualiseerib Kartulihinge loogikat.

3. samm: disain ja kontseptsioon: funktsionaalsuse probleem - sisend ja väljund

Selle probleemi lahendamiseks pidime tuvastama, milliseid andureid me vajame, kuidas andurite andmeid töödeldakse ja kuidas tekitame kõnet ja karjumist. Otsustasime kasutada järgmist arhitektuuri:

Meie sisendiks on meil:

Inimese kohaloleku tuvastamine: PIR -andurid. Need võivad mõõta infrapunavalgust, näiteks kehasoojust, ja oleksid seega ideaalsed inimeste tuvastamiseks. Neid on lihtne kasutada ja laialdaselt saadaval. Boonusena näevad kaks mikro -PIR -andurit kartulil silmad välja ja muudavad selle elavamaks

Lõikamise tuvastamine: induktiivandurid. Need andurid loovad magnetvälja ja on elektromagnetilise induktsiooni põhimõtet kasutades võimelised tuvastama metallesemeid lühikese vahemaa tagant. Selline andur kartuli sees tuvastab metallist nuga, mis lõikab kartulit

Meie väljundiks on meil:

Inimese kõne heli tootmine: valjuhääldi. Lihtsast suminast ei piisa, sest see võib muuta ainult sagedust ja seega ei suuda taasesitada inimhäält

Seda ja vooskeemi silmas pidades on järgmine:

Andmete töötlemine: Arduino. Nagu on näidatud 2. etapi vooskeemil, on meie vooluringi loogika väga lihtne ja me ei vaja ka sisendite jaoks täpsemat arvutamist. See tähendab, et me ei vaja RaspBerry Pi töötlemisvõimsust - tavaline mikrokontroller nagu Arduino sobib kõige paremini

Seega leidsime, et saame hakkama kahe PIR -anduri, ühe induktiivse anduri, valjuhääldi ja Arduinoga, et luua soovitud funktsionaalsus.

4. samm: disain ja kontseptsioon: funktsionaalsuse probleem - kõne genereerimine ja salvestamine

Üks asi pole selge: kuidas me loome inimkõne ja karjumise? Me teame, kuidas neid mängida, kuid kuidas neid salvestada? On kaks võimalust:

1. Salvestage fraase ja helisid ning salvestage need mõnes helivormingus SD -kaardile.
2. Kasutage teksti kõneks muutmise programmi ja salvestage fraasid tekstivormingus, seejärel looge kõne lennult.

Kuigi esimene võimalus pakub kasutatavate helide osas palju vabadust, nõuab see liidestamist täiendava SD -kaardi mooduliga. See võtab palju mälu ja võib põhjustada probleeme, kui on veel kolm aktiivset andurit.

Lisaks on lisamoodul minimaalse disaini vastand. Seetõttu läksime teise variandi juurde: kasutasime avatud lähtekoodiga teksti kõneks raamatukogu Talkie, millel on helikoodekid paljude ingliskeelsete sõnade jaoks. Need sõnad võtavad palju vähem ruumi kui helifail, nii et saame hõlpsasti oma Arduinole salvestada mitut fraasi ilma SD -kaardita.

Sellegipoolest on puudusi: räägitud sõnad kõlavad väga kummaliselt (kaasasolev video näitab seda) ja sõnu on suhteliselt vähe - seega peate võib -olla olema sõnastamisega loov, kui pole vajalikku sõna.

Kuigi Talkie raamatukogu sisaldab mõnisada sõna ja kõiki tähestiku tähti, ei sisalda see karjeid ega kriiskamisi. Sellise kisa tekitamiseks vaatasime lihtsalt olemasolevaid sõnu ja muutsime nende koodekeid, et tekitada tõeliselt õõvastavaid helisid.

Viimane oluline asi, mida siin märkida, on see, et Talkie töötab ainult ATMega168 või ATMega328 protsessoripõhiste Arduinodega.

Samm: disain ja kontseptsioon: suuruse probleemi lahendamine

Kokkuvõtteks tahame luua seadme, mis mahub kartuli sisse. Kartul on märg, seega peame oma seadme kapseldama, et kaitsta elektroonilisi komponente vee eest. Lisaks kere, mis peaks meie komponente paigal hoidma ja olema võimalikult väikese suurusega.

Nüüd, kui me teame, milliseid osi me vajame, võime mõelda kompaktsele viisile nende korraldamiseks. Kõige tõhusam ja ilmsem samm on õige Arduino valimine. Valisime väikese, kuid samas hõlpsasti töötava ja võimsa Arduino - Nano, mis vastab Talkie raamatukogu nõudele, kuna sellel on ATMega328 protsessor. See säästab meile palju ruumi võrreldes Arduino UNO -ga!

Järgmine samm on seadme mudeli loomine, kus kõik komponendid on võimalikult tihedalt pakitud. Tegime selle sammu TinkerCADis, kuna see võimaldas meil kasutada olemasolevaid elektrooniliste komponentide mudeleid nende õigete mõõtmetega ning koore kohe eksportida ja printida, kui see valmis sai.

Kavandasime kesta, mis pandi õõnsaks kartuliks. Kest on kavandatud nii, et maksimeerida ruumi kartuli sees: alt üles suunatud paaditaoline konstruktsioon, millel on kõver ülaosa, sobib optimaalselt õõnsasse kartulisse, samas kui ristkülikukujuline põhjaosa pakub piisavalt ruumi ja kinnitusvõimalusi kõikidele elektroonikakomponentidele. Täiendavaid auke paadisarnases korgis kasutati "silma" või anduripesadena.

Induktiivne andur paigutati diagonaalselt, et vähendada ruumi vajalikul kõrgusel. Kuigi selle avastamisulatus on väga lühike, võimaldab selle paigutus tal korralikult toimida: kuna kartulil on kaevandus ümmargune, on kartuli seinapaksus minimaalne, võimaldades seega induktiivanduril tuvastada metalli väljastpoolt lähemal.

Pärast ristkülikukujulise põhjaosa alla asetamist asetatakse õõnes kartul, mille sees on paadisarnane kork - ja nüüd on kõik turvaline, sobib ideaalselt ja pole nähtav!

Meie kapsliga seadme lõplik suurus on umbes 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (pikkus x laius x kõrgus). See ei sobi väikestele kartulitele, kuid keskmised ja suured kartulid ja maguskartul sobivad hästi.

6. samm: disain ja kontseptsioon: ettevalmistusprobleemi lahendamine

Viimane lahendatav probleem on kartuli ettevalmistamine. Tahtsime muuta selle protsessi võimalikult lihtsaks ja arusaadavaks. Meie esialgses lahenduses kasutati spetsiaalset kaevamisseadet, kuid hiljem mõistsime, et see töötab ainult kartulite, kuid mitte maguskartulite puhul - need on seest väga kõvad ja plastist ekskavaatorid on lõikamiseks liiga paksud või purunevad, kui need on liiga õhukesed.

Miks peaksite isegi magusat kartulit kasutama? Noh, maguskartul kipub olema oluliselt suurem, nii et kui teil on probleeme kartuli hinge jaoks piisavalt suure kartuli leidmisega, peaksite heitma pilgu bataadile. Niisiis, meie teine lähenemisviis oli töötada välja tõhus meetod mis tahes kartuli õõnestamiseks, olgu see siis bataat või tavaline kartul. Üksikasjad on dokumenteeritud ühes viimases etapis.

Samm: vooluringi kokkupanek

Ühendage Arduino Nano juhtmetega täpselt nii, nagu skeemil on näidatud.

Samm: Arduino programmeerimine

Kloonige see hoidla:

Seejärel avage selle kartuli_soul.ino fail Arduino IDE -s. Kood on väga hästi dokumenteeritud, seega lugege lihtsalt kommentaare ja järgige seal olevaid juhiseid.

9. samm: osade printimine

Printige kaasasolevad. STL -failid. Meie printeril kulus iga detaili valmistamiseks rohkem kui 3 tundi.

Samm: kartuli ettevalmistamine

Nüüd, kui kõik muu on valmis, on aeg kartul ette valmistada! Järgmised sammud kirjeldavad tõhusat õõnestehnikat, mille oleme välja töötanud just selle projekti jaoks.

11. samm: kartuli õõnestamine - piirkonna märgistamine

Märkige piirkond, kuhu kartuli hing sisestatakse. See on piirkond, mille peate tühjendama.

12. samm: kartuli õõnestamine - naha koorimine ja pealispinna eemaldamine

Nahk märgistatud piirkonda. Seejärel lõigake kumerat tükki kartuli lamestamiseks.

13. samm: kartuli õõnestamine - tehke sisselõiked ja ekstraheerige tükid

Tehke kartulile mitu sügavat jaotustükki. Seejärel sisestage nuga ja loksutage seda, kuni saate tüki välja tõmmata. Peate olema ettevaatlik, sest noa liigne survestamine võib kartuli purustada. Pärast esimest tükki on ülejäänud lihtsad.

Ärge unustage tükke salvestada! Ärge visake välja lõigatud tükke välja. Samamoodi, kui te ei vaja enam kartulihinge jaoks valmistatud kartulit, saate selle lihtsalt koorida, lõigata ja küpsetada.

14. samm: kartuli õõnestamine - kõvera täiustamine

Nüüd torgake metallist kahvel kartuli sisse ja tehke sama võnkuvat liigutust, et õõnestada kartul sügavamale. Lõpuks kasutage seinte tasandamiseks teravat lusikat.

Samm: kartuli ettevalmistamine - tehke anduritele augud

Viimase sammuna looge PIR -anduritele kaks auku ja sisestage kartulile kaas. Nüüd elab kartuli hing kartulis!

16. samm: kartulihinge kokkupanek

Oleme peaaegu valmis! Pange kõik komponendid kokku kartuli hinge põhja. Pange juhtmed läbi silmade aukude ja kinnitage andurid juhtmete külge - ja ongi kõik. Aeg üllatada oma sõpru ja perekonda!

Tahaksime kuulda teie tagasisidet meie projekti kohta:)