ANTIDISTRAKCIA: Držiak smartfónu, ktorý vám pomôže zamerať sa: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Naše zariadenie ANTiDISTRACTION je zamerané na ukončenie všetkých foriem bunkového rozptýlenia počas období intenzívneho zaostrenia. Stroj funguje ako nabíjacia stanica, na ktorú je namontované mobilné zariadenie, aby uľahčilo prostredie bez rušenia. Zariadenie sa odvracia od používateľa vždy, keď siahne po telefóne, a keď tento pohyb stiahne, otočí sa. To sa dosiahne použitím obvodu Arduino Uno, napájacej jednotky, ultrazvukového senzora a elektrického motora. Tento akt odvrátenia divákovi pripomína, že ich telefón nezaujíma ani ich hedonistické aktivity.

Krok 1: Videá

Krok 2: Materiály a nástroje

Použili sme nasledujúce elektronické súčiastky. Všetky okrem prenosnej energetickej banky sú súčasťou kompletnej štartovacej sady Arduino Elegoo. Čísla dielov sú zahrnuté tam, kde je to možné, ale nie je potrebné používať úplne rovnaké diely.

• Krokový motor 5 V, jednosmerné napätie (číslo dielu: 28BYJ-48)
• Oddeľovacia doska na pripojenie krokového motora k doske Arduino (číslo dielu: ULN2003A)
• Ultrazvukový senzor (číslo dielu: HC-SR04)
• Doska ovládača Arduino Uno R3
• Káble Dupont medzi ženami a mužmi (x10)
• Kábel USB-A na USB-B (na pripojenie dosky Arduino k počítaču pri odosielaní kódu a pripojenie dosky k napájacej banke pri prevádzke zariadenia)
• Prenosná powerbanka (Akákoľvek powerbanka s USB portom bude fungovať. Špecifikácie našej powerbanky sú: 7800 mAh 28,8 Wh; Vstup: 5 V = 1 A; Duálny výstup: 5 V = 2,1 A max.)

Na stavbu exteriéru sme použili nasledujúce materiály:

• Baltická brezová preglejka (hrúbka 3 mm) pre prototyp plášťa
• Biele plexisklo (hrúbka 3 mm) pre konečný plášť
• Verzia na drevo a plexisklo bola rezaná laserovou rezačkou
• Na zostavenie plášťa z plexiskla sme použili lepidlo BSI Plastic-Cure; nájdete ho v obchodoch s umeleckými potrebami alebo v železiarstve (vhodné bude aj akékoľvek iné lepidlo odporúčané na plast alebo plexisklo)
• Na správne umiestnenie komponentov vo vnútri puzdra sme použili malé kúsky dreva rezaného laserom a naukladali ich pomocou montážnej pásky (nazývanej tiež penová páska alebo držiaky na plagáty).

Použitý softvér:

• Arduino IDE (bezplatné stiahnutie tu)
• Rhino na prípravu súborov na rezanie laserom (ak nemáte Rhino, môžete použiť iný CAD program, pokiaľ dokáže otvoriť súbor.3dm, alebo tu môžete získať bezplatnú skúšobnú verziu Rhina)

Krok 3: Budovanie obvodu

Zostavte obvod podľa schémy. Všimnite si toho, že ultrazvukový senzor musí byť zapojený k 5V pinu na doske Arduino, aby správne fungoval (a preto bude krokový motor pripojený k 3,3V pinu).

Krok 4: Výroba a montáž stroja

Po laserovom vyrezaní pôvodného prototypu z dreva sme zistili, že plášť je príliš malý na to, aby mohol obsahovať obvody, a upravili sme ho pred vyrezaním konečnej verzie na plexisklo.

Krok 5: Arduino kód

Nahrajte kód do zariadenia pomocou Arduino IDE. Hlavný súbor s kódom je „ANTiDISTRACTION_main_code.ino“, ktorý je pripojený nižšie. Zariadenie budete musieť pripojiť k počítaču pomocou kábla USB a potom kliknite na položku „Nahrať“. Je vhodné otestovať stroj, keď je stále zapojený do počítača, pretože v Arduine môžete otvoriť sériový monitor a zobraziť výstup, napríklad vzdialenosť od snímača. Po nahraní kódu môžete zariadenie odpojiť od počítača a zapojiť ho do napájacej banky, aby bolo zariadenie prenosné.

Hodnoty pre stepsPerRev a stepperMotor.setSpeed môže byť potrebné upraviť, ak používate iný model krokového motora. Môžete nájsť číslo dielu vášho motora online, nájsť technický list a skontrolovať uhol kroku.

Pomocou nižšie priloženého súboru „ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino“skontrolujte, či je číslo kroku správne pre váš motor; tento súbor môžete použiť aj na otáčanie stroja v malých krokoch na nastavenie počiatočnej polohy. Spustite súbor v Arduine so strojom zapojeným do počítača a zadaním celých čísel do sériového monitora otočte motor s manuálnym zadávaním. Možno budete chcieť nalepiť kúsok pásky na jednu stranu motora, aby ste ľahšie videli otáčanie, alebo nakresliť dve bodky na pohybujúce sa a statické časti motora, aby ste sa uistili, že sa zarovnajú, keď dokončíte celú otáčku.

Krok 6: Výsledky a reflexia

Uvažovali sme o nahradení krokového motora servomotorom, ktorý je výkonnejší a môže sa otáčať rýchlejšie a zároveň je o niečo menší. Servomotory sa však môžu otáčať iba v rozsahu 180 stupňov, a preto sme sa rozhodli pokračovať v používaní krokového motora, pričom schopnosti otáčať o 360 stupňov obetujeme mierne zvýšenie rýchlosti.

Zárez na spodnej strane „gramofónu“musí byť o niečo väčší ako hriadeľ krokového motora, aby sa zmestil na vrch, ale to má za následok voľnejšie uchytenie a spôsobí, že sa stojan telefónu bude otáčať menej ako motor. Ak neplánujete stroj rozobrať alebo opätovne použiť stepper pre budúci projekt, možno budete chcieť zlepšiť presnosť otáčania prilepením plexiskla na krokový hriadeľ.

Našťastie po zostavení obvod fungoval tak, ako sme očakávali, a tak sme v celom projekte pokračovali s pôvodnou myšlienkou a prístupom.

Krok 7: Referencie a kredity

Návody tu a tu boli odkazované na napísanie kódu Arduino pre ultrazvukový senzor. Na kód zahrnujúci krokový motor sme použili knižnicu Stepper, ktorá je k dispozícii na webových stránkach Arduino.

Tento projekt vytvorili Guershom Kitsa, Yena Lee, John Shen a Nicole Zsoter za úlohu Zbytočný stroj v rámci triedy Fyzické počítače na Danielsovej univerzite v Toronte. Zvlášť by sme chceli poďakovať profesorke Márii Yabloninovej za jej pomoc.