Ultraheli patareid: 14 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Kas sa oleksid nahkhiir? Kas soovite kogeda kajalokatsiooni? Kas soovite proovida oma kõrvadega "näha"? Oma esimese juhendatava jaoks näitan teile, kuidas ehitada oma ultraheli batgogglesid, kasutades Arduino mikrokontrolleri klooni, Devantechi ultraheliandurit ja keevitusprille umbes 60 dollari eest või vähem, kui teil on juba tavalised elektroonikakomponendid. Samuti võite elektroonika vahele jätta ja teha lihtsa nahkhiiremaski, mis sobib ideaalselt järgmise Batmani filmi kandmiseks. Sel juhul oleksid kulud vaid umbes 15 dollarit. Need prillid võimaldavad teil kogeda, kuidas on kasutada kuuldemärke nagu nahkhiir ja see on mõeldud lastele teaduskeskuses, et õppida echolokatsiooni. Eesmärk oli hoida kulud võimalikult madalad, vältida suhtluse vormi muutmist üldiseks või selle hariduslikust eesmärgist sõltumatuks ning tagada, et seadme füüsiline vorm kehastab teemat. Selle disaini põhjalikumaks arutamiseks vaadake projekti veebisaiti. Kulude ja suuruse madalal hoidmiseks kasutatakse siiski Arduino klooni, kuid see projekt töötab sama hästi ka eelnevalt ehitatud Arduino mikrokontrolleritega. Need prillid on loodud " Dünaamiline kasutajakeskne uurimine ja disain "kursus Arizona osariigi ülikooli kunsti, meedia ja tehnika programmis.

Samm: vajalikud materjalid

-Arduino või võrreldav mikrokontroller* (kui teil on raha, saate osta Arduino mini/nano või kasutada boarduino, vastasel juhul näitan teile, kuidas selle projekti jaoks väikest ja odavat Arduino klooni teha.)-Keevitusprillid (minu omad on "Neiko" kaubamärk ja neid on eBayst hõlpsasti leitav "Flip up keevitusprillid" hinnaga 3-10 dollarit, see konkreetne tüüp töötab tõesti hästi) -Devantech SRF05 ultraheliandur (või muu võrreldav andur-aga SRF05-l on väga hea madal energiatarve 4 mA ja suurepärane eraldusvõime 3 cm kuni 4 meetrit, see on umbes 30 dollarit)-midagi, millest kõrvad teha (kasutasin plastkoonuseid, vt ka: "Kuidas ehitada paremat nahkhiirte kostüümi")-teatud tüüpi korpus elektroonika jaoks-3/8 "lõhestatud õmblusega painduvad mustad keerdtorud (ühendusjuhtmete peitmiseks) -piezosummer, mis võib töötada 5v-9v erinevatel juhtmetel-plastipritsimispurk (must) Mikrokontroller Elektroonika (need komponendid võib vahele jätta kui kasutate eelnevalt ehitatud kontrollerit)- Arduino programmeeritud Atmega8 või 168 DIP kiip.- varu Arduin o plaat või ArduinoMini USB programmeerija- väike arvutiplaat (saadaval Radioshackis)- 9 V patareipistik (saadaval Radioshackis)- 7805 5v pingeregulaator- 16 MHz kristall (saadaval @ sparkfun)- kaks 22pF kondensaatorit (saadaval @ sparkfun)- 10 microF elektrolüütkondensaator- 1 mikroF elektrolüütkondensaator- 1 k takisti ja 1 LED (valikuline, kuid väga soovitatav)- 2N4401 transistor (valikuline)- naissoost ja meessoost päised (valikuline)- 28 kontaktiga DIP-pistikupesa või kaks 14-kontaktilist DIP-pesa (valikuline)- väike leivaplaat prototüüpide valmistamiseks (valikuline) Elektroonikakomponente saab hankida ka veebisaitidelt www.digikey.com või www.mouser.com Tööriistad ja tarvikud, mida vajate-jootekolb-kuum liimipüstol-Dremeli uudistepaber-maskeerimislint-liivapaberitraat stripparid jne.

Samm: kujundage mõned kõrvad

Võite vabalt kasutada oma kujutlusvõimet oma kõrvade ehitamiseks. Ükski nahkhiireprill ei tohiks olla ühesugune! Ma kasutasin plastikoonuseid, mida kasutatakse füsioteraapias, mida meie laboris juhtus olema palju. Kuid see õpetus annab nahkhiirte kõrvade jaoks veel ühe toreda võimaluse. Esmalt joonistasin ovaali teravaga ja lõikasin selle Dremeliga välja. Salvestasin lõikepunkti kõrva sisepinna jaoks kasutamiseks.

Samm: lõigake kõrvad

Lõikasin koonuse lõigatud tükid Dremeliga nii, et need olid väiksemad ja kuumalt liimisin need suuremate koonusetükkide siseküljele. Need ei sobinud täpselt, kuid pärast käsitsi paigal hoidmist hoidis kuum liim seda üsna hästi paigal. Kui jätate endale kõrvade alla piisavalt ruumi, saate elektroonika hõlpsalt kõrva sisse panna, ühe kõrva kontrolleri ja ühe aku jaoks. Kahjuks ei jätnud ma piisavalt ruumi ja pidin kasutama välist korpust. Palun jälgige, et kuuma liimipüstoli kasutamisel ennast ära ei kõrvetaks !!! Samuti saate plastkoonused juhuslikult kergesti sulatada.

Samm: valmistage prillid ette

Prillid, mille ostsin, olid väga nahkhiireta läikivad veevärvid. Prillide õrnemaks muutmiseks võtke läätsed välja (eemaldage esmalt ninaosa), lihvige neid ja piserdage Plasti Dip pihustiga, et anda neile kena nahkjas kummist tekstuur. Enne pritsimist maskeerisin prillide sisemuse ja nahaga kokkupuutuvad osad maalriteibiga. Samuti ei kandnud ma ninaosale värvi, sest värv vähendab pisut prillimaterjali painduvust ja ninaosa on vajalik prillide koos hoidmiseks. Samuti soovite lihvida ja pritsida ka kõrvu. Lihvitud plasttolm on teie kopsudele ja silmadele vastik, nii et palun kandke nende sammude jaoks maski ja kaitseprille. Ühtlase tekstuuri saamiseks pihustasin umbes 3 kihti umbes 10–15 minutiga. Niiske värv tundub läikiv, kuid kuivab matiks.

Samm: elektroonika kokkupanek

Need sammud on valikulised, kui kasutate juba ehitatud Arduino mikrokontrollerit. Kuna kasutate vaid väikest osa selle võimalustest, on mõistlikum teha Arduino paljaste versioon, mis on palju väiksem ja odavam. See jaotis võib olla mõnevõrra raske neile, kellel pole elektroonikakogemust, kuid see peaks olema lihtne kõigile, kes on kokku pannud lihtsa elektroonikakomplekti. Lisatud on elektroonika skemaatiline visand. Skeem on suuresti tuletatud David A. Mellise "Atmega8 Standalone" skeemist. Huvi korral teen selle sammu jaoks spetsiaalse juhendamise. Lahutatud toiteahel on pärit Tom Igoe raamatust Physical Computing. Lisasin pildi arvutiplaadi versioonist (andur/sumin ei ole ühendatud) ja leivaplaadile ehitatud prototüüpimise versiooni. Leivalaua versioon näitab ka seda, kuidas ühendada Arduino plaat mikrokontrolleri kiibi USB -programmeerijana. Kuna ma kasutasin kiibile DIP -pistikupesa, võin ka kiibi eemaldada ja selle Arduino tahvlile programmeerida, kuid kiibi väljavõtmine ilma kõiki nööpnõelu painutamata võib olla keeruline - sellepärast lisasin emase päise tihvtid tx/rx jaoks. Kuigi plaat on väga kitsas, näete, et kõigil kontrolleri tihvtidel on ühendamiseks saadaval jootmisalus. Kuna need pole selle projekti jaoks vajalikud, ei jootnud ma naissoost päiseid kasutamata tihvtide juurde, kuid kui need oleksid olemas, oleks teil Arduino Diecimilia täielikud võimalused, välja arvatud pardal olev USB väga väikeses pakendis. Plaadi laius on umbes pool Diecimilia plaadist ja umbes sama pikk. (siin on sarnane seadistus.) Summuri toiteks on valikuline kasutada transistorit, Arduino suudab tihvtilt piisavalt voolu saada. Kuid transistori kasutamine võimaldab teil kasutada muid helisignaalseadmeid peale helisignaali, kui see on olemas.

Samm: valmistage ette summeri ja anduri juhtmed

Ultraheli andur ja sumin vajavad pikki juhtmeid, et need prillidest elektroonikasse jõuaksid. Ultraheli andur vajab 4 juhtmest (5v, maandus, kaja, päästik) ja summeril kaks juhtmest (digitaalne väljund kontrollerist, maandus). Mõne planeerimise korral võite kasutada 5 -juhtmelist lintkaablit, kui see on olemas, ja jagada maandusühendust sumisti ja anduri vahel. Mul oli ainult 4 -juhtmeline lint, nii et kasutasin seda ultraheli anduri jaoks ja helisignaali jaoks kasutasin kahe juhtmega kaablit. Kuna summeril on kaks pistikut, jootsin kahe juhtme külge õige vahekaugusega rida naissoost päiseid, saan sel viisil vajadusel piesoheliseri hõlpsalt eemaldada. Anduril on jootmiseks mõned jootmisavad, mille juurde peaksite minema ja kasutama. Kasutage kindlasti õiget külge, teisel pool olevad augud on anduri programmeerimiseks ja ei tööta!

Samm: viimistlege juhtmed

Järgmine jootma isane päise tihvtid juhtmete teise otsa. (Need ühendatakse mikrokontrolleriga.)

8. toiming: koodi üleslaadimine

Koodi üleslaadimiseks ühendage arvutiplaadil olevad 5v, maandatud, TX, RX tihvtid samade tihvtidega kiibilt eemaldatud Arduino plaadil mõne juhtme abil. Seejärel ühendage arvuti tahvli lähtestusnõel sinna, kuhu tihvt 13 läheks Arduino plaadi DIP -pesasse. Kui see on segane, vaadake pilti, mida see kopeerib, välja arvatud Arduino Mini puhul. Seejärel minge lihtsalt Arduino redaktoris lisatud koodist (või pärast allalaadimist kulmudesse ja avage.pde -fail Arduinos) ning valige kasutatav sobiv jadaport ja Arduino kiip ning vajutage üleslaadimisnuppu. Kood töötab piiksude ja seejärel muuta piiksudevahelist intervalli anduri mõõdetud kauguse põhjal. Seega, kui olete objekti lähedal, väheneb piiksude vaheline intervall ja piiksub kiiremini. Kui olete objektist kaugel, suureneb piiksude vaheline intervall, nii et löögid toimuvad aeglasemalt. Kontroller kontrollib kaugust iga 60 ms järel, nii et piiksude vaheline intervall muutub dünaamiliselt. Praegu on see skaleeritud, nii et 1 tolli teeb piiksude vahel 10 ms erinevuse. See muudab prillid paremini lähema vahemaa jaoks, kuid neid saab suurendada, et paremini toimida edasiste vahemaade jaoks. Proovisin eksponentsiaalset skaleerimist, mis suurendas vahemaad lähematel vahemaadel (kasutades fscale'i, kuid tundus, et see ei muutnud vastust tonni koodi eest palju, seega lõikasin selle maha.) Kuna vahemaa lugemiseks kuluv aeg sõltub tajutava objekti kaugus (andur tagastab kuni 30 ms pikkused impulsid) kood mõõdab näidu saamiseks kulunud aega ja kompenseerib selle summa võrra viivituse. Iga koodi kood on kommenteeritud ja on (loodetavasti) ise -selgitav.

Samm 9: pange elektroonika korpusesse

Lõika keerdunud torud nii, et need oleksid õige pikkusega prillidest kellegi käe või taskusse. Pange ultrahelianduri ja piesosummeriga ühendatavad juhtmed lõhestatud õmblusega keerdtorusse. Puurige oma korpuses auk, mis mahub keerdtorusse. Tegin seda katse -eksituse meetodil, alustades väikesest suurusest ja suurendades läbimõõtu, kuni torud sobisid täpselt. Viige juhtmed läbi augu ja pigistage keerdtorud sisse. Minu kaablid on pisut pikad, nii et pidin need kokku sobitama. Mõned Velcro hoiavad trükkplaati korpuse külge.

Samm: ühendage juhtmed

Nüüd saate kasutada juhtmete otstes olevaid isaste päise tihvte ja ühendada arvutiplaadi vastavate tihvtidega (kasutage skeemi!). Kui kasutate oma Arduinot, siis kasutage lihtsalt samu tihvtide vastendusi nagu skeemil.

Samm: sulgege korpus

Sellel korpusel olid kruvid selle sulgemiseks, kuid teised korpused (altoidid tina?) Võivad lihtsalt kinni klõpsata. Kuna ma polnud kindel, kas see töötab, kasutasin linti, et see praegu suletuna hoida.

12. samm: kinnitage kõrvad

Kõrvade kinnitamiseks peame rihma läbimiseks kõigepealt panema kõrvadesse kaks vertikaalset pilu koos dremeliga.

13. samm: kõrvade kinnitamine jätkub

Pärast rihmade kõrvadest läbijooksmist kinnitasin kõrvad prillidele Velcro abil. See oli lõpuks mõnevõrra ebastabiilne, kuid väga reguleeritav, et suunata need õigele teele. Nende liimimine oleks olnud püsivam, kuid Velcro on üle elanud mitmeid demosid. Ultraheliandur sobis kuidagi ideaalselt prillide lukustusmehhanismi külge, et need prillide jaoks üles keerata. Peate kummist kaitseprilliraami plastikust läätsetükist ülalt veidi välja tõmbama, et ruumi tekiks, seejärel sobib andur täpselt sisse. Andur hüppab mõnikord välja, nii et väike liim võib selle lõplikult parandada. Kahjuks muudab see kinnitusviis läätsede ülespööramise võimatuks.

14. samm: kogege echolokatsiooni

Ühendage aku pistikuga, pange korpus taskusse ja uurige! Mida lähemale oma vaateväljas olevatele objektidele jõuate, seda kiiremini piiksub, mida kaugemale jõuate, seda aeglasemalt piiksub. Palun ärge kandke neid ohtlikus keskkonnas ega liikluses! Need prillid on mõeldud ainult hariduslikel eesmärkidel ja mõeldud kontrollitud keskkondadesse, kuna need on mõeldud teie perifeerse nägemise ja korrapärase nägemise blokeerimiseks, nii et olete rohkem sõltuv kuulmismärkidest. Ma ei vastuta nende prillide kandmisest tulenevate vigastuste eest! Aitäh! Kuna see põhineb Arduino'l, saate hõlpsalt lisada Zigbee või blueSMIRF mooduli, et neid arvutitega liidestada. Edasine töö võib olla tundlikkuse reguleerimiseks ketta lisamine ja sisse/välja lüliti lisamine.

Instructabeli ja RoboGames robotivõistluse teine auhind