Ultra realistický simulátor surfovania: 11 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

Cítite náhlu potrebu ísť surfovať, ale v blízkosti nie je veľká voda? Bojíte sa hlbokých a rozbúrených vôd? Alebo ste leniví ísť von? Potom je ultra realistický simulátor surfovania pre vás ideálnym riešením! Umožňuje zážitok z surfovania blízky realite z akéhokoľvek predstaviteľného miesta. Ako dvojdielny systém je pohyb snímaný doskou a je preložený do vlnových pohybov oceánskej diorámy.

Projekt:

Lena Strobel, Gabriel Rihaczek, Guillaume Caussarieu

Projekt bol realizovaný ako súčasť seminára Computational Design and Digital fabrication v programe ITECH magisterský program.

Krok 1: Materiály

Na zostavenie ultra realistického simulátora surfovania budete potrebovať nasledujúce zásoby:

Elektronika:

• 2x doska Arduino (Arduino Uno)
• 2x batéria 9V
• 1x Servomotor, napr. ServoMotox Reely Standard-Servo S-0090 (88/98N.cm)
• 1x modul 3 -osého digitálneho senzora zrýchlenia - MMA8452
• 2x prijímací modul NRF24L01
• Napájanie 6/7,5V, napr. Voltcraft USPS-1000
• 2x 5,1kΩ odpor
• 1x Breadboard
• Prepojovacie vodiče

Hardvér:

• 2x listy z plexiskla 250x500x3mm, napr. Evonik
• 1x listy z plexiskla 250x500x2mm, napr. Evonik
• 20 mm preglejka (91*21 cm + 2x 91*11 cm)
• 4x skrutky M3x15 mm
• 8x matice M3
• 1x hliníkový rukáv Ø8x20 mm (hrúbka 1 mm)
• 1x skrutka M6x50mm + matice 2xM6
• Závitová tyč Ø3x50mm
• 2x podložka Ø8/4mm

• Skrutky do dreva Ø5x50mm

• Modré vodné farbivo
• 1l priehľadného detského oleja
• 1x tuba Acrifix 1R 0192 (alebo iné číre a vodotesné akrylové lepidlo)
• Priehľadný kremík

Náradie:

Kliešte, skrutkovač, vŕtačka, laserová rezačka, pásová píla na drevo alebo CNC fréza, 60 ml striekačka

Krok 2: Montáž preglejkovej dosky

Na vyrezanie surfovej dosky sme použili pásovú pílu, pretože sme nemali prístup k CNC mlynu. Obrys dosky sme vysledovali na drevo pomocou papierovej šablóny. Surfovú dosku je možné zostaviť lepením a/ alebo skrutkovaním.

Krok 3: Diorama na rezanie laserom

Nasledujúci súbor dxf použite na rezanie dielov pomocou frézy na rezanie laserom.

Jedna časť súboru musí byť vyrezaná z 3 mm plexiskla, druhá z 2 mm plexiskla.

Používajte kvalitné plexisklo. Skúsenosti ukázali, že nekvalitný plexisklo sa pri kontakte s akrylovým lepidlom rozmazáva.

Krok 4: Zostavenie diorámy

Zostavenie diorámy:

• Začnite so spodným plátom a potom pridajte 2 krátke strany. Počkajte 5 minút, kým lepidlo nezačne tvrdnúť.
• Pridajte 2 dlhé strany a potom znova počkajte najmenej 15 minút, kým lepidlo nevytvrdne.
• Z vnútornej strany utesnite všetky hrany. Postupujte pomaly, urobte vždy jeden okraj a nechajte lepidlo vytvrdnúť (~ 15 minút pre každý okraj. Zabráni sa tým skĺznutiu lepidla na vašom plexiskle, keď zalepíte ostatné okraje.)
• Položte hornú dosku na stôl a v oblastiach, kde sa bude škatuľka dotýkať, nalejte lepidlo (Pretože ju už potom nebudete môcť zvnútra zapečatiť, pozri fotografiu)
• Nechajte celý box vytvrdnúť najmenej 30 minút na priamom svetle (na lepidlo vytvrdzované UV žiarením)
• Krabicu opatrne naplňte iba vodou pomocou injekčnej striekačky. Skontrolujte prípadné netesnosti. Ak vyteká, vyprázdnite škatuľu a na okraje pridajte ďalšie lepidlo alebo silikón. Tento krok opakujte, kým nedosiahnete správnu hydroizoláciu (Aj keď to trvá nejaký čas, neskôr je oveľa jednoduchšie vyčistiť vodu ako detský olej … Dôverujte nám!)

Niekoľko zaujímavých tipov nájdete aj tu:

Krok 5: Naplnenie diorámy vodou a olejom

Teraz, keď je váš box vodotesný (je to naozaj?):

• Zmiešajte svoju vodu s modrým vodným farbivom.
• Pomocou injekčnej striekačky naplňte približne 1/3 škatule farebnou vodou.
• Naplňte škatuľu až na vrchol olejom
• Počkajte, kým všetky vzduchové bubliny nezmiznú.
• Keď sú všetky bubliny preč, uistite sa, že je škatuľka dokonale naplnená
• Vonkajší box vyčistite tekutým čistiacim prostriedkom na riad
• Utesnite dva otvory priehľadným kremíkom

Krok 6: Montáž základne a surfovej dosky Diorama

Navrhli sme zásuvnú dosku pod vlnovú skrinku, aby sme zvýšili systém. Podpery je možné zasunúť do základovej dosky v smere x a y na prenášanie vlnovej skrine a motora. Základňu je možné zostaviť podľa obrázkov z predtým rezaného plexiskla, ozubených kolies, skrutiek, podložiek, matíc, hliníkového puzdra a servomotora. Uistite sa, že ste rozložili prevody a prenášajte zaťaženie vodou naplnenej skrinky nie priamo na servomotor. Wavebox nie je pevne pripevnený k základni. Leží na hliníkovej skrutke (os náklonu celej konštrukcie) a na mieste ju držia iba úzke plexi plátky. Os naklápania konštrukcie je asymetricky usporiadaná tak, aby usmerňovala jeho pohyb a zabránila pádu boxu.

Krok 7: Zapojenie

Plán zapojenia je zobrazený na obrázku. Je potrebné vytvoriť dva obvody, jeden obvod vysielača pre dosku a jeden obvod prijímača pre diorámu.

Nastavenie môže fungovať s jedinou doskou arduino pomocou drôtu namiesto rádiového vysielača ako spojenia medzi doskou a diorámou.

Krok 8: Kódy Arduino

Použite priložené arduino kódy. Uvedomte si, že existujú dva kódy, jeden pre každú dosku arduino. Kód vysielača načíta uhol dosky, konvertuje uhol na použiteľnú hodnotu a odošle ho do prijímača. Kód prijímača tieto hodnoty prijíma a na základe nich riadi servomotor. Kódy obsahujú aj ďalšie komentáre. Je potrebné nainštalovať viac knižníc, odkazy sú uvedené v kóde.

Akonáhle sú kódy nahrané na dosky arduino, vykonajte ďalšie kroky a vykonajte konečné nastavenia.

Krok 9: Úprava kódu vysielača

Tento krok je potrebný iba vtedy, ak sa tvar dosky líši od navrhovaného.

• Teraz chcete prispôsobiť nastavenia kódu vašej konkrétnej doske a konštrukcii.
• Akonáhle je váš vysielač arduino pevne pripevnený k surfovacej doske, zapojte arduino späť k počítaču.
• Chcete, aby arduino čítalo 90 °, keď je stabilné v horizontále. Ak hodnota odčítaná pomocou funkcie Serial. Print (uhol) nie je 90 °, upravte kód sčítaním alebo odčítaním niekoľkých stupňov, aby ste mali pekných a okrúhlych 90 °
• Akonáhle je to dosiahnuté, otočte dosku na jednej strane. Môžete prečítať uhol a odpočítať maximálny uhol, ktorý môže vaša doska otočiť. Túto hodnotu použite na úpravu kódu podľa vašich konkrétnych potrieb
• Tento krok zopakujte v opačnom smere
• Odošlite svoj kód späť na vysielaciu dosku Arduino.

Krok 10: Užite si surfovanie

Krok 11: Sidenote

Ako nezávislý stroj nie je potrebný žiadny ľudský surfer! Systém môže tiež vytvoriť spätnoväzbovú slučku, kde sa sám spustí na zvýšenie oscilácie.

Druhé miesto v súťaži Arduino 2019