Kričanje krompirja: 16 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Tinkercad projekti »

Ta pouk vas bo naučil, kako oživiti kateri koli krompir, govoriti in kričati v živo. Če ste kdaj želeli svoje prijatelje in družino presenetiti z zelenjavo, ki je nočejo jesti, če ste kdaj želeli razumeti, kaj čuti krompir, ko se bo kuhal, potem je ta projekt za vas!

Naš navdih Ko smo razmišljali o idejah za krompirjev izziv, smo ugotovili, da vse naše misli krožijo okoli tega, kaj bomo naredili s krompirjem, a nikoli nismo pomislili, kaj bo krompir mislil o naših dejanjih. Z drugimi besedami, spoznali smo, da se kot ljudje nikoli nismo postavili v krompirjeve čevlje in tako nikoli nismo mogli dojeti krompirjeve izkušnje - do sedaj. Takoj smo ugotovili, da je ta vrzel med izkušnjami med človekom in človekom velik problem, zato smo se odločili ukrepati.

Naš cilj pri tem projektu je bil zgraditi elektronsko napravo, tako imenovano krompirjevo dušo, ki bi po vstavitvi v krompir krompir komuniciral v človeškem jeziku kot odziv na človeška dejanja, s čimer bi bil povezan z ljudmi in zaprl krompir- vrzel v človeških izkušnjah.

Krompir s krompirjevo dušo lahko človeka vidi z zaznavanjem infrardeče svetlobe in ga prosi, naj ga pusti pri miru. Krompir bo vedno znova vprašal, dokler se mu želja ne izpolni. Če se kakšen manijak odloči rezati ubogi krompir, mu bo krompirjeva duša omogočila, da začuti bolečino tako, da zareže rez z induktivnim senzorjem - in ga izrazi z grozljivim piskom.

Med pisanjem tega navodila smo se veliko osredotočili na del Oblikovanje in koncept - to bo bralcu omogočilo, da sledi našemu procesu oblikovanja in reševanja težav ter razume, zakaj in kako smo sprejeli posebne odločitve.

Koda za ta projekt je odprtokodna- vabljeni k sodelovanju!

O nas: Ta projekt sta naredila dve osebi, moj prijatelj Haraldar in jaz, Guusto. Med celotnim projektom smo bili fizično ločeni, kar je bilo samo po sebi zelo velik izziv. Največ zaslug ima vsekakor haraldar - bil je odgovoren za oblikovanje vezja, ožičenje vezja, programiranje, končno oblikovanje in tiskanje 3D delov, montažo in nabavo vseh delov (to je vključevalo razstavljanje njegovih zvočnikov in starega radia) je imel okvare in ni imel časa za preureditev komponent na spletu). Moj prispevek je bil začetna ideja in koncept, najti hiter način za pripravo krompirja in Instructable. Skupaj smo razvili glavne oblikovalske koncepte in se odločili za pomembne oblike.

Zaloge

Orodja

• Spajkalnik
• Spajkalna žica
• 3D-tiskalnik
• Multimeter

Materiali

• Srednji do veliki krompir ali sladki krompir
• Arduino Nano Rev. 3 s spajkanimi zatiči
• LJ18 A3-8-Z Induktivno tipalo
• (2x) AM312 Micro PIR senzor zaznavanja gibanja
• Majhen zvočnik (našega smo pobrali iz poceni zvočnikov)
• 9V baterija
• Mostični kabli

1. korak: Oblikovanje in koncept

Ideja tega projekta je zelo preprosta: predstavljajte si krompir, ki reagira in kriči, ko ga nekdo poskuša rezati. Ta natančna slika je bila naše izhodišče (slika 1.1). Od tu smo začeli razmišljati o tem, kako bi lahko to funkcijo izvedli. V krompirju smo potrebovali elektronsko napravo, ki bi zaznala človeško prisotnost, kovinske predmete in proizvajala tudi zvok. (Slika 1.2).

Ob nadaljnjem premisleku smo razvili naslednje cilje, ki bi jih morala ta naprava izpolniti:

1. Naprava mora krompir videti kot človek tako, da se pogovarja in kriči kot odgovor na določena dejanja.
2. Naprava mora biti dovolj majhna, da se prilega večini krompirja.
3. Naprava mora biti samostojna in hitro vstavljena v vsak krompir z malo priprave.

Seveda so ti cilji prišli z vprašanji oziroma težavami, ki smo jih morali rešiti, in sicer:

1. Kateri je najpreprostejši in najcenejši način za dosego želene funkcionalnosti?
2. Kako lahko zmanjšamo velikost naprave?
3. Kako lahko pripravo krompirja naredimo čim hitrejšo in enostavnejšo?

V naslednjih korakih bomo obravnavali ta vprašanja.

2. korak: Oblikovanje in koncept: problem funkcionalnosti - diagram poteka

Za rešitev težave s funkcionalnostjo bi morali najprej natančno določiti, kaj naj naprava naredi. Diagram poteka prikazuje logiko krompirjeve duše.

3. korak: Oblikovanje in koncept: problem funkcionalnosti - vhod in izhod

Za rešitev tega problema smo morali ugotoviti, katere senzorje potrebujemo, kako bodo podatki senzorjev obdelani in kako bomo ustvarili govor in kričanje. Odločili smo se za uporabo naslednje arhitekture:

Za naš vložek imamo:

Zaznavanje človeške prisotnosti: senzorji PIR. Merijo lahko infrardečo svetlobo, na primer telesno toploto, in so zato kot nalašč za zaznavanje pri ljudeh. So enostavni za uporabo in široko dostopni. Kot bonus sta dva mikro PIR senzorja videti kot oči na krompirju, zaradi česar je videti bolj živ

Zaznavanje reza: induktivni senzorji. Ti senzorji ustvarjajo magnetno polje in z uporabo načela elektromagnetne indukcije lahko zaznajo kovinske predmete v kratkem dosegu. Tak senzor v krompirju bo zaznal kovinski nož, ki reže krompir

Za naš rezultat imamo:

Produkcija zvoka človeškega govora: Zvočnik. Preprost zvočni signal ne bi zadostoval, saj lahko spremeni le frekvenco in tako ne bi mogel reproducirati človeškega glasu

Ob upoštevanju tega in diagrama poteka sledi:

Obdelava podatkov: Arduino. Kot je prikazano v diagramu poteka v 2. koraku, je logika našega vezja zelo osnovna in tudi ne potrebujemo nobenih naprednih izračunov na naših vhodih. To pomeni, da ne bomo potrebovali procesorske moči RaspBerry Pi - običajni mikrokrmilnik, kot je Arduino, se najbolje prilega

Ugotovili smo, da lahko z dvema PIR senzorjema, enim induktivnim senzorjem, zvočnikom in Arduinom ustvarimo želeno funkcionalnost.

4. korak: Oblikovanje in koncept: problem funkcionalnosti - ustvarjanje in shranjevanje govora

Ena stvar ni jasna: kako bomo ustvarili človeški govor in kričanje? Vemo, kako jih igrati, toda kako jih shranimo? Obstajata dve možnosti:

1. Posnemite stavke in zvoke ter jih shranite v nekaj zvočnih oblikah na kartico SD.
2. Uporabite program za pretvorbo besedila v govor in shranite besedne zveze v besedilno obliko, nato pa ustvarite govor na hitro.

Čeprav prva možnost ponuja veliko svobode v smislu zvokov, ki jih je mogoče uporabiti, zahteva povezavo z dodatnim modulom kartice SD. To zavzame veliko pomnilnika in lahko povzroči težave, ko so prisotni še trije drugi senzorji.

Poleg tega je dodatni modul precej nasproten minimalni zasnovi. Zato smo se odločili za drugo možnost: uporabili smo odprtokodno knjižnico besedila v govor Talkie, ki ima zvočne kodeke za številne angleške besede. Te besede zavzamejo veliko manj prostora kot zvočna datoteka, zato lahko na naš Arduino enostavno shranimo več besednih zvez brez kartice SD.

Kljub temu obstajajo pomanjkljivosti: izgovorjene besede zvenijo zelo čudno (priloženi videoposnetek to dokazuje), besed pa je razmeroma malo - zato boste morda morali ustvariti s fraznimi izrazi, če ne potrebujete besede.

Medtem ko knjižnica Talkie vsebuje nekaj sto besed in vse črke abecede, ne vsebuje krikov in krikov. Za takšen škrip smo preprosto pogledali obstoječe besede in spremenili njihove kodeke, da so nastali res grozljivi zvoki.

Zadnja pomembna stvar, ki jo je treba omeniti, je, da Talkie deluje samo s procesorji ATMega168 ali ATMega328 na osnovi procesorjev Arduinos.

5. korak: Oblikovanje in koncept: Reševanje problema velikosti

Če povzamemo, želimo ustvariti napravo, ki se prilega krompirju. Krompir je moker, zato moramo napravo inkapsulirati, da zaščitimo elektronske komponente pred vodo. Poleg tega trup, ki bi moral držati naše komponente na mestu in najmanjše možne velikosti.

Zdaj, ko vemo, katere dele potrebujemo, lahko razmišljamo o kompaktnem načinu, kako jih razporediti. Najučinkovitejši in najočitnejši korak je izbira pravega Arduina. Izbrali smo majhen, a enostaven za uporabo in zmogljiv Arduino - Nano, ki izpolnjuje zahteve knjižnice Talkie, saj ima procesor ATMega328. To nam bo prihranilo veliko prostora v primerjavi z Arduino UNO!

Naslednji korak je izdelava modela naprave, v kateri bodo vse komponente pakirane čim tesneje. Ta korak smo naredili v TinkerCAD -u, ker nam je to omogočilo uporabo obstoječih modelov elektronskih komponent v njihovih pravilnih dimenzijah in takojšnjo izvoz in tiskanje lupine, ko je bila pripravljena.

Oblikovali smo lupino, ki bi jo dali v izdolben krompir. Lupina je bila zasnovana tako, da poveča prostor v krompirju: struktura, podobna čolnu od spodaj navzgor, z ukrivljenim vrhom se optimalno prilega votlemu krompirju, medtem ko pravokotni spodnji del zagotavlja dovolj prostora in možnosti montaže za vse elektronske komponente. Dodatne luknje v pokrovčku, podobnem čolnu, so bile uporabljene kot vtičnice za oko ali senzor.

Induktivni senzor je bil postavljen diagonalno, da se zmanjša prostor in potrebna višina. Čeprav je njegovo območje zaznavanja zelo kratko, mu umestitev omogoča pravilno delovanje: ker je izkop v krompirju okrogel, je debelina krompirjeve stene minimalna, kar induktivnemu senzorju omogoča zaznavanje kovine bližje zunaj.

Ko pravokotni spodnji kos položite navzdol, na vrh položite izdolbeni krompir z zaporko v obliki čolna - in zdaj je vse varno, popolnoma se prilega in ni vidno!

Končna velikost naše naprave s kapsulo je približno 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (dolžina x širina x višina). To ne ustreza majhnemu krompirju, srednji in veliki krompir ter sladki krompir pa bosta dobro delovala.

Korak 6: Oblikovanje in koncept: Reševanje problema priprave

Zadnji problem, ki ga je treba rešiti, je priprava krompirja. Ta postopek smo želeli narediti čim bolj preprost in enostaven. Naša prvotna rešitev je uporabila specializirano napravo za izkopavanje, vendar smo kasneje ugotovili, da to deluje samo za krompir, ne pa tudi za sladki krompir - ti so v notranjosti zelo trdi in plastični bagri so bodisi predebeli, da bi jih razrezali, ali pa se zlomijo, če so pretanki.

Zakaj bi sploh uporabili sladki krompir? No, sladki krompir je običajno veliko večji, zato, če imate težave pri iskanju dovolj velikega krompirja za krompirjevo dušo, si oglejte sladki krompir. Torej, naš drugi pristop je bil razviti učinkovito metodo za izkopavanje katerega koli krompirja, pa naj bo to sladki ali navaden krompir. Podrobnosti so dokumentirane v enem od zadnjih korakov.

7. korak: Sestavljanje vezja

Arduino Nano povežite tako, kot je na shemi vezja.

8. korak: Programiranje Arduina

Klonirajte to skladišče:

Nato odprite datoteko krompir_soul.ino v Arduino IDE. Koda je zelo dobro dokumentirana, zato preprosto preberite komentarje in sledite tamkajšnjim navodilom.

9. korak: Tiskanje delov

Natisnite priložene datoteke. STL. Naš tiskalnik je za izdelavo vsakega dela potreboval več kot 3 ure.

10. korak: Priprava krompirja

Zdaj, ko je vse ostalo pripravljeno, je čas za pripravo krompirja! Naslednji koraki bodo opisali učinkovito tehniko izpusta, ki smo jo razvili samo za ta projekt.

11. korak: Izdolbevanje krompirja - označevanje regije

Označite regijo, kamor boste vstavili krompirjevo dušo. To je območje, ki ga boste morali izdolbiti.

Korak 12: Izdolbevanje krompirja - luščenje in odstranjevanje vrha

Odtrgajte označeno območje. Nato odrežite konveksni kos, da se krompir splošči.

13. korak: Izdolbite krompir - naredite zareze in izvlecite koščke

V krompir naredite več globokih kosov. Nato vstavite nož in ga nihajte, dokler ne izvlečete kosa. Bodite previdni, saj lahko prevelik pritisk na nož polomi krompir. Po prvem kosu bodo preostali lahki.

Ne pozabite shraniti kosov! Ne zavrzite izrezanih kosov. Podobno, ko krompirja, ki ste ga pripravili za krompirjevo dušo, ne potrebujete več, ga lahko preprosto olupite, narežete in skuhate.

14. korak: Izdolbitev krompirja - izpopolnitev krivulje

Zdaj vstavite kovinske vilice v krompir in z istim nihanjem naredite krompir globlje. Nazadnje z ostro žlico poravnajte stene.

Korak 15: Priprava krompirja - naredite luknje za senzorje

Kot zadnji korak ustvarite dve luknji za senzorje PIR in vstavite pokrov v krompir. Zdaj krompirjeva duša naseljuje krompir!

Korak 16: Sestavljanje krompirjeve duše

Skoraj smo že končali! Vse komponente sestavite na dnu krompirjeve duše. Žice napeljite skozi luknje za oči in senzorje pritrdite na žice - in to je to. Čas je, da presenetite svoje prijatelje in družino!

Veseli bomo vaših povratnih informacij o našem projektu:)