Screaming Potato: 16 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekty Tinkercad »

Tento návod vás naučí, ako oživiť akékoľvek zemiaky, hovoriť a kričať. Ak ste niekedy chceli prekvapiť svojich priateľov a rodinu zeleninou, ktorá sa nechce jesť, ak ste niekedy chceli pochopiť, ako sa cítia zemiaky, keď sa chystajú variť, potom je tento projekt pre vás!

Naša inšpirácia Keď sme brainstormingovali nápady pre zemiakovú výzvu, uvedomili sme si, že všetky naše myšlienky sa točia okolo toho, čo by sme urobili so zemiakmi, ale nikdy sme nerozmýšľali nad tým, čo by si zemiaky mysleli o našich činoch. Inými slovami, uvedomili sme si, že ako ľudia sme sa nikdy neobuli do zemiakov, a preto sme nikdy nedokázali porozumieť zemiakovým skúsenostiam - až doteraz. Okamžite sme si uvedomili, že táto priepasť medzi zemiakom a ľuďmi je veľkým problémom, a tak sme sa rozhodli konať.

Našim cieľom pre tento projekt bolo postaviť elektronické zariadenie, takzvanú Zemiakovú dušu, ktoré po vložení do zemiaka prinúti zemiaky komunikovať ľudským jazykom v reakcii na ľudské činy, čím sa stanú ľudsky prenosnými a uzatvoria sa zemiaky. priepasť medzi ľudskými skúsenosťami.

Zemiak s dušou zemiaka je schopný vidieť človeka vnímaním infračerveného svetla a požiadať ho, aby to nechal na pokoji. Zemiak bude pýtať znova a znova, kým sa mu jeho prianie nesplní. Ak sa nejaký maniak rozhodne nakrájať chudé zemiaky, Zemiaková duša mu umožní pocítiť bolesť tak, že rez ucíti indukčným senzorom - a vyjadrí ho desivým škrípaním.

Pri písaní tohto pokynu sme sa veľmi zamerali na časť Design & Concept - to umožní čitateľovi sledovať náš proces navrhovania a riešenia problémov a pochopiť, prečo a ako sme urobili konkrétne rozhodnutia.

Kód pre tento projekt je Open Source- môžete prispieť!

O nás: Tento projekt urobili dvaja ľudia, môj priateľ haraldar a ja, guusto. Počas celého projektu sme boli fyzicky oddelení, čo bolo samo o sebe veľmi veľkou výzvou. Najväčšiu zásluhu má určite haraldar - bol zodpovedný za návrh obvodu, zapojenie obvodov, programovanie, konečný návrh a tlač 3D dielov, montáž a obstaranie všetkých dielov (vrátane demontáže reproduktorov a starého rádia) - mal poruchy a nemal čas na zmenu poradia komponentov online). Môj príspevok bol počiatočný nápad a koncept, nájdenie rýchleho spôsobu prípravy zemiakov a pokynov. Vyvinuli sme hlavné koncepty dizajnu a spoločne sme urobili dôležité voľby dizajnu.

Zásoby

Nástroje

• Spájkovačka
• Spájkovací drôt
• 3D tlačiareň
• Multimeter

Materiály

• Zemiaky strednej alebo veľkej veľkosti alebo sladké zemiaky
• Arduino Nano Rev. 3 s spájkovanými kolíkmi
• LJ18 A3-8-Z Indukčný snímač
• (2x) AM312 Micro PIR snímač detekcie pohybu
• Malý reproduktor (zozbierali sme ten svoj z lacných reproduktorov)
• 9V batéria
• Prepojovacie káble

Krok 1: Dizajn a koncept

Myšlienka tohto projektu je veľmi jednoduchá: Predstavte si zemiak, ktorý reaguje a kričí, keď sa ho niekto pokúsi nakrájať. Tento presný obrázok bol naším východiskovým bodom (obrázok 1.1). Odtiaľto sme začali premýšľať o tom, ako by bolo možné túto funkciu implementovať. Potrebovali sme elektronické zariadenie vo vnútri zemiaka, ktoré by vnímalo ľudskú prítomnosť, kovové predmety a tiež produkovalo zvuk. (Obrázok 1.2).

Po ďalšom zvážení sme vyvinuli nasledujúce ciele, ktoré by toto zariadenie malo spĺňať:

1. Zariadenie musí spôsobovať, že sa zemiaky zdajú byť ľuďmi, hovorením a krikom v reakcii na určité akcie.
2. Zariadenie musí byť dostatočne malé, aby sa zmestilo do väčšiny zemiakov.
3. Zariadenie musí byť samoobalené a rýchlo vložiteľné do akéhokoľvek zemiaka s malou prípravou.

Prirodzene, tieto ciele prišli s otázkami alebo skôr problémami, ktoré sme museli vyriešiť, a to:

1. Aký je najjednoduchší a nákladovo najefektívnejší spôsob, ako dosiahnuť požadovanú funkčnosť?
2. Ako môžeme minimalizovať veľkosť zariadenia?
3. Ako môžeme pripraviť zemiaky čo najrýchlejšie a najľahšie?

V ďalších krokoch sa budeme venovať týmto otázkam.

Krok 2: Dizajn a koncept: Problém funkčnosti - vývojový diagram

Aby sme vyriešili problém s funkčnosťou, mali by sme najskôr určiť, čo presne má zariadenie robiť. Vývojový diagram vizualizuje logiku zemiakovej duše.

Krok 3: Návrh a koncepcia: Problém funkčnosti - vstup a výstup

Aby sme tento problém vyriešili, museli sme identifikovať, aké senzory potrebujeme, ako budú spracované údaje senzorov a ako budeme generovať reč a krik. Rozhodli sme sa použiť nasledujúcu architektúru:

Pre náš vstup máme:

Detekcia prítomnosti človeka: PIR senzory. Môžu merať infračervené svetlo, ako je telesné teplo, a preto by boli perfektné na detekciu ľudí. Sú ľahko použiteľné a široko dostupné. Ako bonus dva mikro PIR senzory vyzerajú ako oči na zemiakoch a pôsobia živšie

Detekcia rezania: Indukčné snímače. Tieto senzory vytvárajú magnetické pole a pomocou princípu elektromagnetickej indukcie sú schopné detekovať kovové predmety v krátkom dosahu. Takýto senzor vo vnútri zemiakov detekuje kovový nôž, ktorý zemiaky krája

Pre náš výstup máme:

Vytváranie zvuku ľudskej reči: Reproduktor. Jednoduchý bzučiak by nestačil, pretože môže meniť iba frekvenciu, a preto by nebol schopný reprodukovať ľudský hlas

S ohľadom na to a na vývojový diagram vyplýva:

Spracovanie údajov: Arduino. Ako je naznačené na vývojovom diagrame v kroku 2, logika nášho obvodu je veľmi základná a tiež nepotrebujeme žiadne pokročilé výpočty na našich vstupoch. To znamená, že nebudeme potrebovať výpočtový výkon RaspBerry Pi - najvhodnejší je bežný mikrokontrolér, akým je Arduino

Zistili sme teda, že pomocou dvoch PIR senzorov, jedného indukčného senzora, reproduktora a Arduina si dokážeme vytvoriť požadovanú funkcionalitu.

Krok 4: Návrh a koncept: Problém funkčnosti - generovanie a ukladanie reči

Jedna vec nie je jasná: Ako vytvoríme ľudskú reč a krik? Vieme, ako ich hrať, ale ako ich ukladáme? Existujú dve možnosti:

1. Zaznamenajte frázy a zvuky a uložte ich v určitom zvukovom formáte na kartu SD.
2. Použite program prevodu textu na reč a ukladajte frázy v textovom formáte a potom generujte reč za behu.

Prvá možnosť síce ponúka veľkú voľnosť, pokiaľ ide o zvuky, ktoré je možné použiť, vyžaduje však prepojenie s ďalším modulom karty SD. To zaberá veľa pamäte a môže viesť k problémom, ak existujú ďalšie tri aktívne senzory.

Ďalší modul je navyše v kontraste k minimálnemu dizajnu. Preto sme siahli po druhej možnosti: Použili sme open source knižnicu Talkie, ktorá má audio kodeky pre množstvo anglických slov. Tieto slová zaberajú oveľa menej miesta ako zvukový súbor, takže na našom Arduine môžeme ľahko uložiť viacnásobné frázy bez akejkoľvek karty SD.

Napriek tomu existujú nevýhody: Hovorené slová znejú veľmi zvláštne (Priložené video to dokazuje) a existuje pomerne málo slov - takže ak nie je potrebné slovo, možno budete musieť byť kreatívni s frázovaním.

Aj keď knižnica Talkie obsahuje niekoľko stoviek slov a všetky písmená abecedy, neobsahuje krik ani škrípanie. Aby sme niečo také skríkli, jednoducho sme sa pozreli na existujúce slová a upravili ich kodeky tak, aby vydávali skutočne desivé zvuky.

Posledná dôležitá vec, ktorú je potrebné poznamenať, je to, že Talkie funguje iba s procesorom Arduinos s procesorom ATMega168 alebo ATMega328.

Krok 5: Návrh a koncept: Riešenie problému s veľkosťou

Aby sme to zrekapitulovali, chceme vytvoriť zariadenie, ktoré sa zmestí do zemiakov. Zemiak je mokrý, preto musíme zariadenie zapouzdriť, aby boli elektronické súčiastky chránené pred vodou. Ďalej trup, ktorý by mal držať naše súčiastky na mieste a mal by byť čo najmenšej veľkosti.

Teraz, keď vieme, aké časti potrebujeme, môžeme premýšľať o kompaktnom spôsobe ich usporiadania. Najúčinnejším a najzrejmejším krokom je výber správneho Arduina. Vybrali sme si malé, ale ľahko ovládateľné a výkonné Arduino - Nano, ktoré spĺňa požiadavky knižnice Talkie, pretože má procesor ATMega328. V porovnaní s Arduino UNO nám to ušetrí veľa miesta!

Ďalším krokom je vytvorenie modelu zariadenia so všetkými komponentmi zabalenými čo najtesnejšie. Tento krok sme urobili v TinkerCADe, pretože nám to umožnilo použiť existujúce modely elektronických súčiastok v správnych rozmeroch a okamžite exportovať a vytlačiť plášť, keď bol pripravený.

Navrhli sme škrupinu, ktorá by bola vložená do vydlabaných zemiakov. Škrupina bola navrhnutá tak, aby maximalizovala priestor vo vnútri zemiakov: Štruktúra podobná lodi zdola nahor so zakriveným vrcholom optimálne zapadá do dutých zemiakov, zatiaľ čo obdĺžnikový spodný diel poskytuje dostatok priestoru a možností montáže pre všetky elektronické súčiastky. Ďalšie otvory v čiapke podobnej lodi slúžili ako „oko“- alebo objímky senzorov.

Indukčný snímač bol umiestnený diagonálne, aby sa zmenšila potrebná výška priestoru. Napriek tomu, že jeho detekčný dosah je veľmi krátky, jeho umiestnenie umožňuje správnu funkciu: pretože výkop v zemiakoch je okrúhly, hrúbka steny zemiaka je minimálna, čo umožňuje indukčnému senzoru detegovať kov bližšie k vonkajšej strane.

Po položení obdĺžnikového spodného dielu nadol sa vydlabaný zemiak s čiapkou podobnou lodičke položí na vrch - a teraz je všetko zaistené, perfektne sedí a nie je vidieť!

Konečná veľkosť nášho zariadenia s kapsulou je približne 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (dĺžka x šírka x výška). Malé zemiaky sa nezmestia, ale stredne veľké a veľké zemiaky a batáty budú fungovať dobre.

Krok 6: Návrh a koncepcia: Riešenie problému s prípravou

Posledným problémom, ktorý treba vyriešiť, je príprava zemiaka. Chceli sme tento proces urobiť čo najjednoduchším a najpriamejším. Naše pôvodné riešenie používalo špecializované výkopové zariadenie, ale neskôr sme si uvedomili, že to funguje len na zemiaky, ale nie na sladké zemiaky - tieto sú vo vnútri veľmi tvrdé a plastové rýpadlá sú buď príliš hrubé na to, aby ich rozrezali, alebo sa zlomili, ak sú príliš tenké.

Prečo by ste dokonca použili sladký zemiak? Sladké zemiaky bývajú výrazne väčšie, takže ak máte problém nájsť dostatočne veľký zemiak pre Zemiakovú dušu, mali by ste sa poobzerať po sladkých zemiakoch. Našim druhým prístupom bolo vyvinúť efektívnu metódu na vydlabanie akýchkoľvek zemiakov, či už ide o sladké zemiaky alebo obyčajné zemiaky. Podrobnosti sú zdokumentované v jednom z posledných krokov.

Krok 7: Zostavenie obvodu

Zapojte Arduino Nano presne podľa schémy zapojenia.

Krok 8: Programovanie Arduina

Klonujte toto úložisko:

Potom otvorte súbor potato_soul.ino v Arduino IDE. Kód je veľmi dobre zdokumentovaný, takže si jednoducho prečítajte komentáre a riaďte sa tam uvedenými pokynmi.

Krok 9: Tlač dielov

Vytlačte dodané súbory. STL. Výroba našej súčiastky našej tlačiarni trvala viac ako 3 hodiny.

Krok 10: Príprava zemiakov

Teraz, keď je všetko ostatné pripravené, je čas pripraviť zemiaky! Nasledujúce kroky popíšu efektívnu vyhĺbenú techniku, ktorú sme vyvinuli práve pre tento projekt.

Krok 11: Vydlabanie zemiakov - označenie regiónu

Označte región, kam bude vložená Zemiaková duša. Toto je región, ktorý budete musieť vydlabať.

Krok 12: Vydlabanie zemiakov - zbavenie šupky a odstránenie vrchnej časti

Označenú oblasť stiahnite z kože. Potom odrežte konvexný kus, aby sa zemiaky sploštili.

Krok 13: Vydlabanie zemiakov - urobte rezy a extrahujte kúsky

Do zemiakov urobte niekoľko hlbokých rezov. Potom vložte nôž a kývajte ním, kým kúsok nevyberiete. Musíte byť opatrní, pretože prílišný tlak na nôž môže spôsobiť poškodenie zemiakov. Po prvom kuse budú zvyšné jednoduché.

Nezabudnite uložiť kúsky! Vyhadzované kúsky nevyhadzujte. Podobne, keď už nepotrebujete zemiak, ktorý ste pripravili pre Zemiakovú dušu, môžete ho jednoducho ošúpať, nakrájať a uvariť.

Krok 14: Vydlabanie zemiakov - zdokonalenie krivky

Teraz do zemiaka prilepte kovovú vidličku a rovnakým kývavým pohybom vydlabte zemiaky hlbšie. Nakoniec pomocou ostrej lyžice vyhlaďte steny.

Krok 15: Príprava zemiakov - vytvorte otvory pre senzory

Ako posledný krok vytvorte dva otvory pre PIR senzory a veko vložte do zemiaka. Zemiaková duša teraz obýva zemiak!

Krok 16: Zostavenie zemiakovej duše

Sme takmer hotoví! Zostavte všetky komponenty na dne zemiakovej duše. Prevlečte drôty cez otvory v oku a pripevnite senzory k vodičom - a je to. Čas prekvapiť svojich priateľov a rodinu!

Radi by sme počuli vašu spätnú väzbu na náš projekt:)