Wipy: preveč motivirano čistilo za tablo: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Uvod

Ste se kdaj naveličali čiščenja bele table? Ste se kdaj vprašali, koliko bi se vaše življenje izboljšalo, če bi to lahko naredil robot namesto vas? Zdaj imate priložnost, da to uresničite z Wipyjem: preveč motiviranim čistilom za bele table. Wipy bo pravilno očistil vaše neprijetno slabe risbe in to bo naredil celo s srčkanim nasmehom. Sploh vam ga ni treba aktivirati! Očistil bo desko, ko najmanj pričakuješ … Uhhh …*kašelj s kašljem*… seveda mislimo: ko jo najbolj potrebuješ!

Lastnosti:

- Naš bodoči prijatelj se bo lahko z magneti držal deske in se lahko premikal po vesolju s pomočjo oprijemljivih koles. možnost merjenja razdalje do vaše roke s senzorjem časa letenja.- Z majhnim zaslonom OLED bomo Wipyju dali ljubko osebnost.

Projekt je bil izveden v okviru seminarja Računalniška zasnova in digitalna izdelava v magistrskem programu ITECH.

Lasath Siriwardena, Simon Lut & Tim Stark

1. korak: Wipyjeva logika

Wipy deluje na podlagi medsebojnega delovanja senzorja črte in senzorja časa letenja. Odvisno od vrste črte, ki jo zazna in kako blizu je vaša roka, se Wipy odzove na več načinov, kot je prikazano na diagramu.

2. korak: Komponente in teorija

Če želite znova ustvariti ta neverjeten kos napredne tehnologije brisanja, boste potrebovali naslednje predmete:

Sestavni deli

Če želite ustvariti ohišje robota, potrebujete dostop do laserskega rezalnika. Za primer je bil uporabljen 3D tiskalnik.

Vsi elementi osnovne plošče so bili izrezani iz lista pleksi stekla velikosti 500 x 250 x 4 mm.

Predlagamo tudi, da dobite komplet Arduino, ki bo vseboval številne temeljne komponente tega projekta (Amazon)

Podstavek in etui

1 x 3D natisnjena torbica

1 x zgornja osnovna plošča (laserski rez)

1 x srednja osnovna plošča (laserski rez)

1 x spodnja osnovna plošča (laserski rez)

36 x M3 matice

5 x M3 vijaki 15 mm

4 x M3 vijaki 30 mm

2 x magneti (imamo jih tukaj)

Glavna elektronika

1 x Arduino Uno R3 ali generični ekvivalent - (Amazon)

1 x Arduino razširitveni ščit (vključen v začetni komplet)

1 x Mini plošča (vključena v začetni komplet)

19 x mostične žice (vključene v začetni komplet)

11 x [OPTIONAL EXTRA] Žice za spajkanje brez spajkanja - (Amazon)

1 x Power bank z najmanj 2 režama USB - (Amazon). Izogibajte se poceni energetskim bankam, saj je vir energije nezanesljiv.

1 tuljava x dvojna žica CCA za priključitev napajalne postaje na Arduino & Motors - (Amazon)

1 x vijačni sponki - (Amazon)

Senzorji in motorji

1 x mikromotorji, komplet koles in nosilec - (Pimoroni)

1 x [NEOBVEZNA REZERVA] Datoteka za 3D tiskanje nosilcev motorja - (Thingiverse)

1 x 0,91 OLED zaslon - (Amazon

1 x IC gonilnik motorja L293D - (Amazon)

1 x 5 -kanalni senzor za sledenje IR liniji - (Amazon)

1 x senzor časa letenja (VL53L0X) - (Amazon)

Orodja

- križni izvijač z glavo

- izvijač z ravno glavo

- Obrtni nož

- Lepilni trak

Teorija

Senzor za sledenje liniji

V linijskem senzorju se uporablja niz petih IR senzorjev. Ti IR-senzorji lahko izberejo barvo. Senzor ima oddajnik in sprejemnik. Oddajnik lahko snema infrardeče valove, če je površina zelo odsevna (kot bela površina), hkrati pa odseva več valov nazaj v IR sprejemnik. Če površina absorbira sevanje, tako kot črna barva, bo IR sprejemnik prejel manj sevanja. Za sledenje liniji sta potrebna vsaj dva senzorja.

Motorji Za krmiljenje enosmernih motorjev boste potrebovali vrsto gonilnikov za njihovo krmiljenje. IC gonilnik motorja I2C L293D L293D je gonilnik motorja, ki je poceni in razmeroma preprost način za nadzor hitrosti in smeri vrtenja dveh enosmernih motorjev. Za podrobnejše informacije o L293D ima Lastminuteengineers fantastičen pregled:

Senzor časa letenja: Ta senzor lahko meri razdaljo po načelu, ki je že priročno zapisano v naslovu senzorja: čas leta. Je zelo natančen senzor in ga lahko najdemo na primer v brezpilotnih letalih ali sistemih LiDAR. Zmore izstreliti laser v določeno smer in izmeriti čas, potreben za vrnitev laserja, iz tega pa je mogoče izračunati razdaljo.

3. korak: Priprava osnovnega ohišja

Wipyjevo telo je sestavljeno iz dveh delov; lasersko rezano podlago in 3D tiskano ohišje.

1. Za podlago lahko lasersko ali ročno režemo, odvisno od materiala. Datoteko, ki je priložena, najdete v razdelku komponente. Predlagamo uporabo močnih, a lahkih materialov, kot so akrilne plošče (3 - 4 mm) ali vezane plošče (2,5 - 3 mm). Med fazo izdelave prototipov smo uporabili 10 -milimetrsko penasto jedro, ki je delovalo še posebej dobro in trenutna zasnova bi morala delovati z njim (potrebno bo nekaj natančne nastavitve). Jedro iz pene je tudi enostavno ročno razrezati za ljudi, ki nimajo dostopa do laserskih rezalnikov.

2. Ohišje je bilo natisnjeno s PLA z višino plasti 0,2 mm in gostoto polnjenja 25%. Predlagamo tudi debelino stene 0,8 mm.

4. korak: Sestavljanje elektronike: gonilnik motorja in I2C

Pri sestavljanju elektronike bomo najprej začeli z gonilnikom motorja L293D.

1. Mini ploščo prilepite na razširitveni ščit Arduino.
2. L293D postavite na sam konec mini plošče (kjer majhen plastični priključek štrli na kratki strani). Upoštevajte, da mora biti celoten krog na vrhu L293D na koncu plošče.
3. Najprej povežite vse mostičke brez spajkanja
4. Preostale žice pritrdite na Arduino in nato na motorje. Ni pomembno, če zamenjate vrstni red žic za svoje motorje, saj boste to izvedeli, ko se motor obrne v napačno smer.
5. V Arduino naložite vzorčno kodo motorjev, da jih preizkusite - najdete jih na dnu te strani: (vzorčna koda motorjev)

5. korak: Sestavljanje osnove

Za sestavo osnove predlagamo naslednji vrstni red.

1. Motorje najprej povežite z zgornjim nosilcem. Nosilci uporabljajo matice in vijake M2. Previdno vzemite čas, da privijete vijake, saj so precej majhni in zapleteni.
2. Priključite Arduino na zgornjo ploščo in se prepričajte, da je Arduino ločen od nosilca. Za priklop uporabite vijake M2. Če vijakov M2 nimate pri sebi, lahko uporabite tudi M3, vendar je za to potrebna nekoliko večja sila.
3. Nato: pritrdite vijake na magnete, potisnite spodnjo ploščo čez vijake in pritrdite vijake na srednjo ploščo na označenih mestih. Zdaj pritrdite srednjo in spodnjo ploščo.
4. S pomočjo navedenih vijakov pritrdite linijsko tipalo na srednjo ploščo. V sredinsko ploščo vstavite tudi sosednje vijake, saj luknje niso več dostopne, ko je priključen linijski senzor.
5. Dodajte vse vijake na srednji plošči, ki se povezujejo z zgornjo podlago.
6. Končno postavite in privijte zgornjo osnovno ploščo na preostalo podlago.

Korak 6: Magnetna norost

Zdaj pride na vrsto težaven del, preizkusite svoj Wipy na navpični tabli. Ta del temelji na poskusu in napaki, saj obstaja dobro ravnovesje med:

- Magneti so premočni, zato se kolesa ne morejo premikati.- Magneti niso dovolj močni, zato Wipy pade s plošče.

Magneti, ki smo jih uporabili, so močni, verjetno nekoliko premočni. Z uporabo distančnikov med ploščo in magneti lahko zmanjšate vlečenje. Distančniki prav tako zagotavljajo, da se vrh vijaka ne dotika bele table. Distančnike lahko na magnet pritrdite z lepilom ali v fazi izdelave prototipov: veliko račjih trakov.

Nasveti Imamo nekaj nasvetov za pravilno delovanje magnetov:

- Magnet med kolesi naj bi vlekel kolesa v desko, tako da imajo kolesa večji oprijem. Prepričajte se, da je ta magnet le višji od ravni koles.- Poskrbite, da bo robot pod rahlim kotom proti zadnjemu magnetu.- Začnite eksperimentirati z več (manjšimi) magneti zadaj. Ker lahko niz manjših magnetov začne preprečevati, da bi robot vozil v krogu.

Kolesa bi se zdaj morala vrteti v isto smer. Zdaj poskusite na deski in jokajte solze veselja, če končno deluje. Zdaj je čas za malo zmagovalno zabavo.

7. korak: Več senzorjev, več zabave

Zdaj, ko se motorji in magneti lepo igrajo z drugimi, je čas, da Wipyju dodate nekaj (neuporabnih) funkcij.

1. Linijsko tipalo S priloženim kablom povežite linijsko tipalo z mizo, kot je prikazano. Zeleni kabel na diagramu je za SCL, beli pa za SDA.

2. Dodaj zaslon Dodamo srčkan obraz Wipy, kot je prikazano.

3. Tof senzor Končno dodajte senzor razdalje, kot je prikazano. Ta senzor zazna, kako blizu je roki, in se ustrezno ustavi. Wipy daje tudi (nadležno) funkcijo brisanja plošče v trenutku, ko začnete risati na desko.

4. Koda za prenos

Zdaj, ko so vsi senzorji priključeni, lahko začnemo s kodiranjem. Naložite priloženo kodno datoteko in si oglejte, kako Wipy oživi. V kodi so komentarji, ki vam pomagajo razumeti. Prenesite ustrezne knjižnice iz Sketch> Include Library> Manage Library. Knjižnico senzorjev časa letenja (VL53L0X.h) najdete (tukaj)

5. Moč

Za napajanje motorjev in Arduina, medtem ko Wipy z veseljem paradira po tabli, priporočamo zunanjo baterijo. To lahko na primer postavite v zgornji kot plošče in napeljete kable do Wipyja. Wipy bo potreboval dva napajalnika: 1 za Arduino in 1 za motorje, kot je prikazano na fotografiji. Odločili smo se za uporabo powerbank, ki oddaja 2x 5V 2A. Enega priključite neposredno v Arduino (bodisi v Vin, USB ali vtičnico). Prepričajte se, da je Arduino in vsi senzorji dovolj priključeni na Vin.

6. Združite vse skupaj

Če želite vse skupaj združiti, predlagamo, da OLED in senzor časa letenja pritrdite na ohišje, nato pa z dvostranskim trakom ohišje povežete z bazo.

8. korak: Želite več čustvenih čustev?

Če želite ustvariti lastno čustvo Wipy, je to naslednje:

1. Ustvarite svoja neverjetna čustva s katero koli grafično programsko opremo (Adobe Photoshop, GIMP itd.), Ki lahko shrani bitne slike. Poskrbite za enako ločljivost zaslona. V našem primeru je to 128 x 32 px.
2. Nato moramo te bitne slike pretvoriti v kodo. Za to lahko uporabimo spletno orodje image2cpp. Naložite slike, ki jih želite pretvoriti
3. Ko naložite, se prepričajte, da so nastavitve pravilne, na primer ločljivost in usmerjenost. Ko je vse pravilno, spremenite "Format Output Format" v "Arduino Code" in uporabite identifikator, ki je enak vsem čustvom, ki jih želite zamenjati.
4. Ko končate, kliknite »Ustvari kodo« in kodo zamenjajte v Arduino Sketchu.

Podprvak na tekmovanju Arduino 2019