Wipy: liiga motiveeritud tahvlipesur: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Sissejuhatus

Kas olete kunagi tahvli puhastamisest väsinud? Kas olete kunagi mõelnud, kui palju teie elu paraneks, kui robot saaks seda teie heaks teha? Nüüd on teil võimalus see Wipyga - liiga motiveeritud tahvlipesuvahendiga - reaalsuseks muuta. Wipy puhastab korralikult teie piinlikult halvad joonised ja teeb seda isegi armsa naeratusega. Te ei pea seda isegi aktiveerima! See puhastab tahvli just siis, kui te seda kõige vähem ootate … Uhhh …*köha köha*… me muidugi mõtleme: kui seda kõige rohkem vajate!

Funktsioonid:

- Meie tulevane sõber saab magnetite abil tahvli külge jääda ja suudab haarduvate rataste abil ruumis liikuda.- Ta saab joont järgida ja joonejälgimisanduri ja käsna abil selle kustutada.- Wipyl on võimalus mõõta käe kaugust lennuaja anduri abil.-Anname Wipyle väikese OLED-ekraani kasutades armsa isiksuse.

Projekt viidi läbi ITECH magistriprogrammi Computational Designand Digital Fabrication seminari raames.

Lasath Siriwardena, Simon Lut ja Tim Stark

Samm: Wipy loogika

Wipy töötab liinianduri ja lennuaja anduri koosmõjul. Sõltuvalt sellest, millist joont see tuvastab ja kui lähedal on teie käsi, reageerib Wipy mitmel viisil, nagu diagrammil näha.

2. samm: komponendid ja teooria

Selle hämmastava täiustatud pühkimistehnoloogia uuesti loomiseks vajate järgmisi elemente:

Komponendid

Roboti šassii loomiseks vajate juurdepääsu laserlõikurile. Korpuse jaoks kasutati 3D -printerit.

Kõik alusplaadi elemendid lõigati 500 x 250 x 4 mm pleksiklaasist lehest.

Samuti soovitame teil hankida Arduino komplekti, mis sisaldab paljusid selle projekti põhikomponente (Amazon)

Alus ja ümbris

1 x 3D trükitud ümbris

1 x ülemine alusplaat (Lasercut)

1 x keskmine alusplaat (Lasercut)

1 x alumine alusplaat (Lasercut)

36 x M3 pähklid

5 x M3 poldid 15 mm

4 x M3 polti 30 mm

2 x magnetit (need saime siit)

Peamine elektroonika

1 x Arduino Uno R3 või üldine ekvivalent - (Amazon)

1 x Arduino laienduskilp (kuulub stardikomplekti)

1 x minileib (kaasas stardikomplekti)

19 x hüppaja juhtmed (kuulub stardikomplekti)

11 x [OPTIONAL EXTRA] jooteteta hüppaja juhtmed - (Amazon)

1 x toitepank, millel on vähemalt 2 USB -pesa - (Amazon). Vältige odavaid elektripanka, kuna toiteallikas võib olla ebausaldusväärne.

1 spool x CCA kaksiktraat toitepanga ühendamiseks Arduino & Motorsiga - (Amazon)

1 x kruviklemmiplokid - (Amazon)

Andurid ja mootorid

1 x mikromootorid, rattakomplekt ja klambrikomplekt - (Pimoroni)

1 x [VALIKU VARA] Mootoriklambrite 3D -prindifail - (Thingiverse)

1 x 0,91 OLED -ekraan - (Amazon

1 x L293D mootorijuhi IC - (Amazon)

1 x 5 kanaliga IR -liini jälgimisandur - (Amazon)

1 x lennuaja andur (VL53L0X) - (Amazon)

Tööriistad

- Phillipsi kruvikeeraja

- Lameda peaga kruvikeeraja

- Käsitöönuga

- Kleeplint

Teooria

Liini jälgimise andur

Liinianduris kasutatakse viiest IR -andurist koosnevat massiivi. Need IR-andurid on võimelised valima värvi. Anduril on emitter ja vastuvõtja. Emitter suudab pildistada infrapunalaineid, kui pind on väga peegeldav (nagu valge pind), peegeldab see samal ajal rohkem laineid IR -vastuvõtjas. Kui pind neelab kiirgust, nagu must värv, saab IR -vastuvõtja vähem kiirgust. Joone järgimiseks on vaja vähemalt kahte andurit.

Alalisvoolumootorite juhtimiseks vajate nende juhtimiseks teatud tüüpi draivereid. I2C L293D mootorijuhi IC L293D on mootorijuht, mis on odav ja suhteliselt lihtne viis kahe alalisvoolumootori kiiruse ja pöörlemissuuna juhtimiseks. L293D kohta põhjalikuma teabe saamiseks on Lastminuteengineersil fantastiline ülevaade:

Lennuaja andur: see andur suudab mõõta kaugust, kasutades põhimõtet, mis on juba mugavalt öeldud anduri pealkirjas: lennuaeg. See on väga täpne andur ja seda võib leida näiteks droonidest või LiDAR -süsteemidest. See on võimeline laskma laserit teatud suunas ja mõõtma aega, mis kulub laseril naasmiseks, sellest saab kaugust arvutada.

3. samm: baaskorpuse ettevalmistamine

Wipy keha koosneb kahest osast; laserlõigatud alus ja 3D trükikott.

1. Aluse jaoks võib seda sõltuvalt materjalist lõigata laseriga või käsitsi. Lisatud faili leiate komponentide jaotisest. Soovitame kasutada tugevaid, kuid kergeid materjale, näiteks akrüüllehti (3–4 mm) või vineeri (2,5–3 mm). Prototüüpimise etapis kasutasime 10 mm vahtplastist südamikku, mis töötas eriti hästi ja praegune disain peaks sellega töötama (vaja on peenhäälestust). Vaht-südamikku on lihtne käsitsi lõigata ka inimestel, kellel puudub juurdepääs laserlõikuritele.

2. Korpus trükiti PLA -ga, mille kihi kõrgus oli 0,2 mm ja täitmistihedus 25%. Samuti soovitame seina paksust 0,8 mm.

Samm: elektroonika kokkupanek: mootorijuht ja I2C

Elektroonika kokkupanekul alustame kõigepealt L293D mootorijuhiga.

1. Kleepige mini-leivalaud Arduino pikenduskilbi külge.
2. Asetage L293D mini leivalaua lõppu (kus väike plastist ühendusdetail jääb lühikeselt küljelt välja). Pange tähele, et täisring L293D peal peaks olema tahvli lõpus.
3. Ühendage kõigepealt kõik jootmiseta hüppaja juhtmed
4. Kinnitage ülejäänud juhtmed Arduino külge ja seejärel mootorite külge. Pole tähtis, kas ajate oma mootorite juhtmete järjekorda segamini, sest saate teada, kui teie mootor on valesti pööranud.
5. Laadige mootorite näidiskood Arduinole, et neid testida - selle leiate selle lehe allosast: (näidiskood Motors)

Samm: aluse kokkupanek

Aluse kokkupanekuks soovitame järgmist järjekorda.

1. Esiteks ühendage mootorid sulgude abil ülemise alusega. Sulgudes kasutatakse M2 mutreid ja polte. Võtke ettevaatlikult aega poltide kruvimiseks, kuna need on üsna väikesed ja keerukad.
2. Ühendage Arduino ülemise plaadiga, veenduge, et Arduino on klambrist lahti ühendatud. Ühendamiseks kasutage M2 polte. Kui M2 poldid pole teie käes, võite kasutada ka M3, kuid see võtab natuke rohkem toorest jõudu.
3. Järgmine: kinnitage magnetite külge poldid, libistage alumine plaat üle poltide ja kinnitage poldid näidatud kohtades keskmise plaadi külge. Nüüd kinnitage keskmine ja alumine plaat.
4. Kinnitage joonandur näidatud poltide abil keskmise plaadi külge. Pange kindlasti ka naaberpoldid keskmisesse plaati, kuna aukudele pole enam ligipääsu, kui joonandur on kinnitatud.
5. Lisage kõik keskplaadi poldid, mis ühendavad ülemise alusega.
6. Lõpuks asetage ja pingutage ülemine alusplaat ülejäänud aluse külge.

6. samm: magneti hullus

Nüüd tuleb keeruline osa, proovides oma Wipyt vertikaalsel tahvlil. See osa põhineb natuke katse-eksituse meetodil, kuna järgmiste vahel on hea tasakaal:

- Magnetid on liiga tugevad, nii et rattad ei saa liikuda.- Magnetid ei ole piisavalt tugevad, nii et Wipy kukub laualt maha.

Meie kasutatavad magnetid on tugevad, ilmselt natuke liiga tugevad. Kasutades plaadi ja magnetite vahel olevaid vahekaugusi, saab tõmmet vähendada. Vaheseinad tagavad ka selle, et poldi ülaosa ei puudutaks tahvlit. Vahepaelad saab magneti külge kinnitada liimi abil või prototüüpimise faasis palju ducktape'i.

Meil on mõned näpunäited magnetite nõuetekohaseks toimimiseks:

- Ratastevaheline magnet on mõeldud rataste tahvlisse tõmbamiseks, et ratastel oleks suurem haarduvus. Veenduge, et see magnet oleks lihtsalt rataste tasemest kõrgemal.- Veenduge, et robot oleks tagumise magneti suhtes kerge nurga all.- Alustage katsetamist rohkemate (väiksemate) magnetitega taga. Kuna hulga väiksemaid magneteid võib hakata takistama robotil ringisõitu.

Nüüd peaksid rattad pöörlema samas suunas. Nüüd proovige seda tahvlil ja nutke rõõmupisaraid, kui see lõpuks töötab. Nüüd on aeg väikeseks võidupeoks.

7. samm: rohkem andureid, lõbusam

Nüüd, kui mootorid ja magnetid oma teisega kenasti mängivad, on aeg lisada Wipyle mõned (kasutud) funktsioonid.

1. Liiniandur Diagrammil olev roheline kaabel on SCL ja valge SDA jaoks.

2. Lisage ekraanLisame Wipy armsa näo, nagu näidatud.

3. Tof sensor Lõpuks lisage kaugusandur näidatud viisil. See andur tuvastab käe lähedal ja peatub vastavalt. Samuti annab see Wipyle (tüütu) omaduse tahvli pühkimiseks hetkel, kui hakkate tahvlile joonistama.

4. Laadi kood üles

Nüüd, kui kõik andurid on ühendatud, saame hakata kodeerima. Laadige lisatud koodifail ja vaadake, kuidas Wipy ellu ärkab. Koodis on kommentaare, mis aitavad teil sellest aru saada. Laadige kindlasti alla sobivad teegid jaotisest Sketch> Include Library> Manage Library. Lennuaja (VL53L0X.h) andurite kogu leiate (siit)

5. Võimsus

Mootorite ja Arduino toiteks ajal, mil Wipy rõõmsalt tahvli kohal paraadib, soovitame kasutada välist akut. Näiteks võite selle paigutada plaadi ülemisse nurka ja juhtida kaablid Wipy juurde. Wipy vajab kahte toiteallikat: 1 Arduino jaoks ja 1 mootoritele, nagu fotol näidatud. Otsustasime kasutada jõupanka, mis toodab 2x 5V 2A. Ühendage üks otse Arduinoga (kas Vin, USB või toiteport). Veenduge, et kui olete Viiniga ühendatud, on Arduino ja kõigi andurite toide piisav.

6. Pange see kõik kokku

Selle kõige kokku panemiseks soovitame teipida OLED ja lennuaja andur ümbrise külge ning seejärel kahepoolse teibiga ühendada korpus alusega.

Samm 8: Kas soovite rohkem puhastatud emotsioone?

Kui soovite luua oma Wipy emotsiooni, toimige järgmiselt.

1. Looge oma hämmastavaid emotsioone, kasutades mis tahes graafikatarkvara (Adobe Photoshop, GIMP jne), mis võib bitikaardipilte päästa. Veenduge, et ekraani eraldusvõime oleks sama. Meie puhul on see 128 x 32 pikslit.
2. Järgmisena peame need bitikaardid koodiks teisendama. Selleks saame kasutada veebitööriista image2cpp. Laadige üles pildid, mida soovite teisendada
3. Pärast üleslaadimist veenduge, et sellised seaded nagu eraldusvõime ja suund oleksid õiged. Kui kõik on õige, muutke "Koodi väljundvorming" väärtuseks "Arduino kood" ja kasutage kindlasti sama identifikaatorit, mida soovite asendada.
4. Kui olete lõpetanud, klõpsake "Loo kood" ja asendage kood Arduino visandis.

Arduino võistluse 2019 teine koht