Scչացող կարտոֆիլ. 16 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Tinkercad նախագծեր »

Այս խրատելիքը ձեզ կսովորեցնի, թե ինչպես կարելի է ցանկացած կարտոֆիլ կենդանացնել, խոսել և բղավել դրա համար: Եթե երբևէ ցանկացել եք ձեր ընկերներին և ընտանիքին զարմացնել բանջարեղենով, որը չի ուզում ուտել, եթե երբևէ ցանկացել եք հասկանալ, թե ինչ է զգում կարտոֆիլը եփվելիս, ապա այս նախագիծը ձեզ համար է:

Մեր ոգեշնչումը Երբ մենք գաղափարներ էինք քննարկում կարտոֆիլի մարտահրավերի համար, մենք հասկացանք, որ մեր բոլոր մտքերը պտտվում էին այն բանի շուրջ, թե ինչ կանեինք կարտոֆիլի հետ, բայց մենք երբեք չէինք մտածում, թե ինչ կմտածեր կարտոֆիլը մեր գործողությունների մասին: Այլ կերպ ասած, մենք հասկացանք, որ որպես մարդիկ մենք երբեք մեզ չենք դնում կարտոֆիլի կոշիկի մեջ և, հետևաբար, մենք երբեք չենք կարողացել հասկանալ կարտոֆիլի փորձը - մինչ այժմ: Մենք անմիջապես հասկացանք, որ կարտոֆիլ-մարդ այս փորձի բացը մեծ խնդիր է, ուստի որոշեցինք միջոցներ ձեռնարկել:

Այս նախագծի մեր նպատակն էր կառուցել էլեկտրոնային սարք, այսպես կոչված, Կարտոֆիլի հոգի, որը կարտոֆիլի մեջ մտցնելուց հետո կարտոֆիլը մարդկային լեզվով կհաղորդի մարդկային գործողություններին ՝ դրանով իսկ մարդուն վերաբերելի դարձնելով և փակելով կարտոֆիլը: մարդկային փորձի բացը:

Կարտոֆիլի հոգով կարտոֆիլը կարողանում է տեսնել մարդուն ՝ զգալով ինֆրակարմիր լույսը և խնդրել մարդուն այն հանգիստ թողնել: Կարտոֆիլը նորից ու նորից կխնդրի, մինչև ցանկությունը չկատարվի: Եթե ինչ -որ մոլագար որոշում է կտրել խեղճ կարտոֆիլը, Կարտոֆիլի հոգին թույլ կտա նրան զգալ ցավը ՝ ինդուկտիվ սենսորով զգալով կտրվածքը - և արտահայտելով այն սարսափելի ճիչով:

Այս հրահանգը գրելիս մենք մեծ ուշադրություն ենք դարձնում Դիզայնի և հայեցակարգի վրա, ինչը թույլ կտա ընթերցողին հետևել մեր նախագծման և խնդիրների լուծման գործընթացին և հասկանալ, թե ինչու և ինչպես ենք մենք կոնկրետ որոշումներ կայացրել:

Այս նախագծի ծածկագիրը բաց կոդ է: Դուք կարող եք ներդրում ունենալ:

Մեր մասին. Այս նախագիծը կատարվել է երկու հոգու կողմից, իմ ընկեր Հարալդարը և ես, guusto: Մենք ֆիզիկապես բաժանվեցինք ծրագրի ամբողջ ընթացքում, ինչն ինքնին շատ մեծ մարտահրավեր էր: Ամենաարժանավորը հաստատապես գնում է հարալդարին. Նա պատասխանատու էր սխեմաների նախագծման, միացման էլեկտրագծերի, ծրագրավորման, եռաչափ մասերի վերջնական ձևավորման և տպագրման, բոլոր մասերի հավաքման և աղբյուրների համար (ներառյալ ՝ բարձրախոսների և հին ռադիոյի անջատումը): անսարքություններ են ունեցել և ժամանակ չի ունեցել բաղադրիչները առցանց վերադասավորելու): Իմ ներդրումը սկզբնական գաղափարն ու հայեցակարգն էր ՝ կարտոֆիլը պատրաստելու արագ ուղի գտնելը: Մենք մշակեցինք դիզայնի հիմնական հասկացությունները և միասին կատարեցինք դիզայնի կարևոր ընտրություններ:

Պարագաներ

Գործիքներ

• Sոդման երկաթ
• Sոդման մետաղալար
• 3D տպիչ
• Բազմաչափ

Նյութեր

• Միջին կամ մեծ չափի կարտոֆիլ կամ քաղցր կարտոֆիլ
• Arduino Nano Rev. 3 եռակցված կապում
• LJ18 A3-8-Z ինդուկտիվ սենսոր
• (2x) AM312 Micro PIR շարժման հայտնաբերման ցուցիչ
• Փոքր բարձրախոս (մենք քաղեցինք մերը էժանագին բարձրախոսներից)
• 9 Վ մարտկոց
• Թռիչքային մալուխներ

Քայլ 1: Նախագծում և հայեցակարգ

Այս նախագծի հիմքում ընկած գաղափարը շատ պարզ է. Պատկերացրեք մի կարտոֆիլ, որն արձագանքում և բղավում է, երբ ինչ -որ մեկը փորձում է կտրել այն: Այս ճշգրիտ պատկերը մեր ելակետն էր (Պատկեր 1.1): Այստեղից մենք սկսեցինք մտածել, թե ինչպես կարող է իրականացվել այս գործառույթը: Մեզ կարտոֆիլի ներսում անհրաժեշտ էր էլեկտրոնային սարք, որը կզգար մարդու ներկայությունը, մետաղական առարկաները և նաև ձայն կարտադրեր: (Պատկեր 1.2):

Հետագա քննարկման արդյունքում մենք մշակեցինք հետևյալ նպատակները, որոնք այս սարքը պետք է կատարեր.

1. Սարքը պետք է կարտոֆիլին մարդ տեսքի բերի ՝ խոսելով և բղավելով ի պատասխան որոշակի գործողությունների:
2. Սարքը պետք է այնքան փոքր լինի, որ տեղավորվի կարտոֆիլի մեծ մասի մեջ:
3. Սարքը պետք է լինի ինքնուրույն և արագ տեղադրվի ցանկացած կարտոֆիլի մեջ ՝ փոքր պատրաստուկով:

Բնականաբար, այս նպատակները հասան հարցերով կամ ավելի շուտ խնդիրներով, որոնք մենք պետք է լուծեինք, այն է.

1. Ո՞րն է մեր ցանկալի ֆունկցիոնալությանը հասնելու ամենապարզ և ծախսարդյունավետ միջոցը:
2. Ինչպե՞ս կարող ենք նվազագույնի հասցնել սարքի չափը:
3. Ինչպե՞ս կարող ենք կարտոֆիլի պատրաստումը հնարավորինս արագ և հեշտ դարձնել:

Հաջորդ քայլերում մենք կանդրադառնանք այս հարցերին:

Քայլ 2. Դիզայն և հայեցակարգ. Ֆունկցիոնալության խնդիր - հոսքի գծապատկեր

Ֆունկցիոնալության խնդիրը լուծելու համար մենք նախ պետք է հստակ որոշենք, թե ինչ պետք է անի սարքը: Հոսքի աղյուսակը պատկերացնում է Կարտոֆիլի հոգու տրամաբանությունը:

Քայլ 3. Դիզայն և հայեցակարգ. Ֆունկցիոնալության խնդիր. Մուտք և ելք

Այս խնդիրը լուծելու համար մենք պետք է որոշեինք, թե ինչ սենսորների կարիք ունենք, ինչպես են սենսորների տվյալները մշակվելու, և ինչպես ենք մենք խոսք ու ճիչ առաջացնում: Մենք որոշեցինք օգտագործել հետևյալ ճարտարապետությունը.

Մեր ներդրման համար մենք ունենք.

Մարդկային ներկայության հայտնաբերում. PIR տվիչներ: Նրանք կարող են չափել ինֆրակարմիր լույսը, ինչպիսին է մարմնի ջերմությունը, և այդպիսով կատարյալ կլիներ մարդու հայտնաբերման համար: Դրանք պարզ են օգտագործման մեջ և լայնորեն հասանելի: Որպես բոնուս, երկու միկրո PIR սենսորները նման են կարտոֆիլի աչքերի և այն ավելի կենդանի են դարձնում:

Կտրվածի հայտնաբերում. Ինդուկտիվ սենսորներ: Այս տվիչները ստեղծում են մագնիսական դաշտ և օգտագործելով էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքը, կարողանում են կարճ տարածության մեջ հայտնաբերել մետաղական առարկաներ: Կարտոֆիլի ներսում նման սենսորը կհայտնաբերի կարտոֆիլը կտրող մետաղական դանակը:

Մեր արտադրանքի համար մենք ունենք.

Մարդկային խոսքի ձայնի արտադրություն. Բարձրախոս: Պարզ զնգոցը բավարար չի լինի, քանի որ այն կարող է փոխել միայն հաճախականությունը և այդպիսով չի կարողանա վերարտադրել մարդկային ձայնը:

Այս և հոսքի գծապատկերը հաշվի առնելով ՝ այն հետևյալն է.

Տվյալների մշակում. Arduino. Ինչպես նշվում է 2 -րդ քայլի հոսքի գծապատկերում, մեր սխեմայի տրամաբանությունը շատ հիմնական է, և մենք նույնպես կարիք չունենք մեր մուտքերի որևէ առաջադեմ հաշվարկի: Սա նշանակում է, որ մեզ պետք չի լինի RaspBerry Pi- ի վերամշակման հզորությունը. Arduino- ի նման սովորական միկրոկոնտրոլերը լավագույն տեղն է զբաղեցնում:

Այսպիսով, մենք պարզեցինք, որ մենք կարող ենք յոլա գնալ երկու PIR տվիչներով, մեկ ինդուկտիվ սենսորով, բարձրախոսով և Arduino- ով ՝ ցանկալի ֆունկցիոնալություն ստեղծելու համար:

Քայլ 4. Դիզայն և հայեցակարգ. Ֆունկցիոնալության խնդիր. Խոսքի ստեղծում և պահում

Մի բան պարզ չէ. Ինչպե՞ս ենք ստեղծելու մարդկային խոսք և ճիչ: Մենք գիտենք, թե ինչպես խաղալ դրանք, բայց ինչպե՞ս ենք դրանք պահում: Երկու տարբերակ կա.

1. Գրանցեք արտահայտություններ և հնչյուններ և դրանք պահեք որոշ աուդիո ձևաչափով SD քարտի վրա:
2. Օգտագործեք «Տեքստ-խոսք» ծրագիր և պահեք արտահայտությունները տեքստային ձևաչափով, այնուհետև արագորեն խոսք ստեղծեք:

Թեև առաջին տարբերակը մեծ ազատություն է տալիս հնչյունների առումով, որոնք կարող են օգտագործվել, այն պահանջում է լրացուցիչ SD քարտի մոդուլին միացում: Սա զբաղեցնում է շատ հիշողություն և կարող է խնդիրների հանգեցնել, երբ կան երեք այլ ակտիվ սենսորներ:

Ավելին, լրացուցիչ մոդուլը գրեթե հակառակն է նվազագույն դիզայնի: Ահա թե ինչու մենք գնացինք երկրորդ տարբերակով. Մենք օգտագործեցինք Talkie բաց տեքստից խոսքի գրադարանը, որն ունի մի շարք անգլերեն բառերի ձայնային կոդեկներ: Այս բառերը շատ ավելի քիչ տեղ են զբաղեցնում, քան աուդիո ֆայլը, այնպես որ մենք կարող ենք հեշտությամբ բազմակի արտահայտություններ պահել մեր Arduino- ում ՝ առանց որևէ SD քարտի:

Այնուամենայնիվ, կան թերություններ. Բանավոր խոսքերը շատ տարօրինակ են հնչում (Ներառված տեսանյութը դա ցույց է տալիս), և համեմատաբար քիչ բառեր կան.

Թեև Talkie գրադարանը պարունակում է մի քանի հարյուր բառ և այբուբենի բոլոր տառերը, այն չի պարունակում ոռնոց և ոռնոց: Նման աղմուկ բարձրացնելու համար մենք պարզապես նայեցինք գոյություն ունեցող բառերին և փոփոխեցինք դրանց կոդերը `ստեղծելով իսկապես սարսափելի հնչյուններ:

Վերջին կարևոր բանը, որ պետք է նշել այստեղ, այն է, որ Talkie- ն աշխատում է միայն ATMega168 կամ ATMega328 պրոցեսորներով Arduinos- ի հետ:

Քայլ 5. Դիզայն և հայեցակարգ. Չափի խնդրի լուծում

Հիշեցնենք, որ մենք ցանկանում ենք ստեղծել մի սարք, որը տեղավորվում է կարտոֆիլի ներսում: Կարտոֆիլը թաց է, ուստի մենք պետք է ծածկենք մեր սարքը `էլեկտրոնային բաղադրիչները ջրից պաշտպանելու համար: Ավելին, կորպուսը, որը պետք է պահի մեր բաղադրիչները տեղում և լինի հնարավոր ամենափոքր չափի:

Այժմ, երբ մենք գիտենք, թե ինչ մասեր են մեզ պետք, կարող ենք մտածել դրանք դասավորելու կոմպակտ ձևի մասին: Առավել արդյունավետ և ակնհայտ քայլը ճիշտ Arduino- ի ընտրությունն է: Մենք ընտրեցինք փոքր, բայց հեշտ աշխատող և հզոր Arduino- ն ՝ Nano- ն, որը բավարարում է Talkie գրադարանի պահանջը, քանի որ ունի ATMega328 պրոցեսոր: Սա մեզ շատ տարածք կխնայի Arduino UNO- ի համեմատ:

Հաջորդ քայլը սարքի մոդել ստեղծելն է, որի բոլոր բաղադրիչները հնարավորինս ամուր փաթեթավորված են: Մենք այս քայլը կատարեցինք TinkerCAD- ում, քանի որ դա մեզ թույլ տվեց օգտագործել էլեկտրոնային բաղադրիչների առկա մոդելները իրենց ճիշտ չափսերով և անմիջապես արտահանել և տպել պատյանը, երբ այն պատրաստ լինի:

Մենք նախագծեցինք մի կճեպ, որը կդրվեր խոռոչի մեջ կարտոֆիլի մեջ: Կեղևը պատրաստվել է այնպես, որ առավելագույնի հասցնի կարտոֆիլի ներսը: Նավակից նման կառույցը ՝ կորացած գագաթով, օպտիմալ տեղավորվում է խոռոչի կարտոֆիլի մեջ, իսկ ուղղանկյուն հատակն ապահովում է բավարար տարածք և տեղադրման տարբերակներ բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչների համար: Նավի նման գլխարկի լրացուցիչ անցքերն օգտագործվել են որպես «աչք» կամ սենսորային վարդակներ:

Ինդուկտիվ սենսորը տեղադրվեց անկյունագծով `անհրաժեշտ բարձրությունը տարածությունը նվազեցնելու համար: Թեև դրա հայտնաբերման տիրույթը շատ կարճ է, բայց դրա տեղադրումը հնարավորություն է տալիս այն ճիշտ գործել. Քանի որ կարտոֆիլի պեղումները կլոր են, կարտոֆիլի պատի հաստությունը նվազագույն է, ինչը թույլ է տալիս ինդուկտիվ սենսորին հայտնաբերել մետաղը դրսից ավելի մոտ:

Ուղղանկյուն հատակը ներքև դնելուց հետո խոռոչված կարտոֆիլը, որի ներսում կա նավակի նման գլխարկ, դրված է վերևում, և այժմ ամեն ինչ ապահով է, հիանալի տեղավորվում է և տեսանելի չէ:

Պարկուճով մեր սարքի վերջնական չափը մոտ 8.5 սմ x 6 սմ x 5.5 սմ է (երկարություն x լայնություն x բարձրություն): Սա չի տեղավորվի փոքր կարտոֆիլի մեջ, բայց միջին և մեծ կարտոֆիլն ու քաղցր կարտոֆիլը լավ կաշխատեն:

Քայլ 6. Նախագծում և հայեցակարգ. Նախապատրաստման խնդրի լուծում

Վերջին խնդիրը, որը պետք է լուծել, կարտոֆիլի պատրաստումն է: Մենք ցանկանում էինք այս գործընթացը հնարավորինս պարզ ու շիտակ դարձնել: Մեր սկզբնական լուծումը օգտագործում էր մասնագիտացված պեղման սարք, բայց հետագայում մենք հասկացանք, որ դա աշխատում է միայն կարտոֆիլի համար, բայց ոչ քաղցր կարտոֆիլի համար. Դրանք ներսում շատ կոշտ են, և պլաստիկ էքսկավատորները կամ շատ հաստ են դրանք կտրելու համար, կամ կոտրվելու դեպքում, եթե դրանք չափազանց բարակ են:

Ինչու՞ եք քաղցր կարտոֆիլ օգտագործում: Դե, քաղցր կարտոֆիլը զգալիորեն ավելի մեծ է, այնպես որ, եթե դժվարանում եք կարտոֆիլի հոգու համար բավական մեծ կարտոֆիլ գտնել, ապա պետք է նայեք քաղցր կարտոֆիլին: Այսպիսով, մեր երկրորդ մոտեցումն էր արդյունավետ մեթոդ մշակել ՝ ցանկացած կարտոֆիլ դուրս հանելու համար ՝ լինի դա քաղցր կարտոֆիլ, թե սովորական կարտոֆիլ: Մանրամասները փաստաթղթավորված են վերջին քայլերից մեկում:

Քայլ 7: Շրջանի հավաքում

Լարացրեք Arduino Nano- ն ճիշտ այնպես, ինչպես սխեմայի սխեմայում:

Քայլ 8. Arduino- ի ծրագրավորում

Կլոնավորեք այս շտեմարանը ՝

Այնուհետեւ, բացեք potato_soul.ino ֆայլը այն Arduino IDE- ում: Կոդը շատ լավ փաստաթղթավորված է, այնպես որ պարզապես կարդացեք մեկնաբանությունները և հետևեք այնտեղ տրված հրահանգներին:

Քայլ 9: Մասերի տպում

Տպեք ներառված. STL ֆայլերը: Յուրաքանչյուր տպիչ պատրաստելու համար մեր տպիչին տևեց ավելի քան 3 ժամ:

Քայլ 10: Կարտոֆիլի պատրաստում

Հիմա, երբ մնացած ամեն ինչ պատրաստ է, ժամանակն է պատրաստել կարտոֆիլը: Հաջորդ քայլերը նկարագրելու են խոռոչի արդյունավետ տեխնիկան, որը մենք մշակել ենք հենց այս նախագծի համար:

Քայլ 11. Կարտոֆիլի դուրս բերում. Նշելով տարածաշրջանը

Նշեք այն շրջանը, որտեղ կտեղադրվի Կարտոֆիլի հոգին: Սա այն շրջանն է, որը դուք ստիպված կլինեք դատարկել:

Քայլ 12. Կարտոֆիլի խոռոչը `կեղևազրկում և հեռացում

Մաշկացրեք նշված հատվածը: Այնուհետև կտրեք ուռուցիկ կտորը ՝ կարտոֆիլը հարթեցնելու համար:

Քայլ 13. Կարտոֆիլի դուրս բերում - Կտրվածքներ պատրաստեք և կտորներ հանեք

Կարտոֆիլի մեջ մի քանի խորը կտրվածք կատարեք: Այնուհետև տեղադրեք դանակը և թափահարեք այն, մինչև որ կարողանաք կտոր հանել: Պետք է զգույշ լինել, քանի որ դանակի վրա չափազանց մեծ ճնշում գործադրելը կարող է կոտրել կարտոֆիլը: Առաջին կտորից հետո մնացածները հեշտ կլինեն:

Հիշեք, որ կտորները պահեք: Մի շպրտեք ձեր կտրած կտորները: Նմանապես, երբ ձեզ այլևս պետք չէ կարտոֆիլի պատրաստած կարտոֆիլի հոգու համար, կարող եք պարզապես այն մաշկել, կտրել և եփել:

Քայլ 14. Կարտոֆիլի դուրս բերում. Կորի կատարելագործում

Այժմ կպցրեք մետաղական պատառաքաղը կարտոֆիլի մեջ և կատարեք նույն շարժվող շարժումը ՝ կարտոֆիլը ավելի խորը խոռոչ հանելու համար: Ի վերջո, օգտագործեք սուր գդալ `պատերը հարթելու համար:

Քայլ 15. Կարտոֆիլի պատրաստում. Անցքեր պատրաստեք սենսորների համար

Որպես վերջին քայլ, ստեղծեք երկու անցք PIR տվիչների համար և կափարիչը տեղադրեք կարտոֆիլի մեջ: Այժմ կարտոֆիլի հոգին ապրում է կարտոֆիլում:

Քայլ 16. Կարտոֆիլի հոգու հավաքում

Մենք գրեթե ավարտված ենք: Հավաքեք բոլոր բաղադրիչները Կարտոֆիլի հոգու ներքևում: Տեղադրեք լարերը աչքերի անցքերով և սենսորները ամրացրեք լարերին - և վերջ: Timeամանակն է զարմացնել ձեր ընկերներին և ընտանիքին:

Մենք կցանկանայինք լսել ձեր կարծիքը մեր նախագծի վերաբերյալ:)