Surfboardy generované údajmi: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Toto je prevzaté z mojej staršej práce z Priemyselného dizajnu spred asi roka, takže prepáčte, ak sú v nej nejaké diery, moja pamäť môže byť trochu mimo. Je to experimentálny projekt a existuje toľko vecí, ktoré by sa dali urobiť inak, neváhajte a dajte mi vedieť.

Tento projekt je na systéme, ktorý zhromažďuje údaje na spustenie programu na stavbu surfovacích dosiek. Zariadenie, ktoré zaznamenáva údaje zo senzorov sily pri surfovaní a aplikuje tieto údaje spôsobom, ktorý prostredníctvom generatívneho modelovania optimalizuje tvar vašej surfovacej dosky.

Vďaka čomu tento projekt funguje, je to, že surf je zaujímavý predmet, kde sila pôsobiaca na vrch objektu má rovnakú a opačnú reakciu na dno. To znamená, že keď otáčate surfovacou doskou viac alebo menej tlačíte prstami na nohách alebo päte, malo by to znamenať, kde by malo byť vaše surfové ihrisko tvarované inak.

DIZAJN SURFBOARDU

Budem predpokladať, že nie každý je odborníkom na súčasný dizajn surfových dosiek a nemôžem sa ním ani nazývať, aj keď tu je moje skrátené vysvetlenie. Surfové dosky sú prostriedky na pohyb vody plutvami, a to prostredníctvom vedenia vody spodným konkávnym a celkovým obrysom dosky. Surf je možné zveličiť prostredníctvom asymetrických tvarov, kde vytvárate surf, ktorý identifikuje rozloženie hmotnosti medzi pätou a pätou a pokúša sa to využiť. Prostredníctvom identifikácie, kde surfista vyvíja najväčší tlak na otočenie surfovacej dosky, môžeme optimalizovať asymetrický tvar pre jednotlivých surfujúcich.

PRE KOHO JE TOTO

Ide o projekt, ktorý sa zameriava na stredne pokročilých až pokročilých surferov, ktorí si môžu zaobstarať druhé alebo tretie surfové prkno. V tejto fáze začnete vyvíjať štýl, ktorý určuje, ako by malo vaše surfové ihrisko fungovať pod nohami.

ZDROJE A ZRUČNOSTI

Údaje sa zaznamenávajú pomocou Arduino mini a analyzujú sa v programe Excel. Na modelovanie surfovacej dosky budete potrebovať nainštalovanú kópiu Rhinocerous 3D s Grasshopperom. Na výrobu surfovej dosky budete potrebovať prístup k dostatočne veľkému CNC na frézovanie surfovacej dosky.

Krok 1: Senzorová podložka

PODLOŽKA

Podložka je v podstate vodotesná taška, ktorá chráni sieť senzorov a súčasne vám umožňuje prístup k arduino a sd karte po surfovaní.

Taška je vyrobená z rybničnej vložky, ktorá je prilepená lepidlom PVC.

// Materiály //

+ rybničná vložka

+ lepidlo na PVC

+ Čiapka FPT

+ Adaptér pre mužov

+ VHB páska

+ 3 mm styrén

+ Obojstranná filmová páska

// Nástroje //

+Vinyl Cutter https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… alebo nôž X-Acto

+ Spájkovačka

+ Pravítko

SENZOR

+ Rezistor snímača sily (11)

+ 10 kOhm odpor (11)

+ Pletený drôt

+ Arduino mini

+ Štítok na zaznamenávanie údajov Arduino

+ Batéria

Krok 2: Testovacia rada

// Úvod //

Ak chcete správne vygenerovať nový surf, musíte začať s demo modelom. Toto demo je znova vytvorené v definícii kobylky a je základom, z ktorého je tvar generovaný. Z tohto dôvodu budete musieť vytvoriť testovací model, ktorý môžete buď ručne tvarovať, ak budete dosť dobrí, alebo získate CNCd. Priložil som tvarovací pilník AKU. Druhou možnosťou je použiť 5'8 Hayden Shapes hypto-krypto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, ktoré je veľmi podobné základnému modelu.

// Podrobnosti //

+ Prázdny - EPS (Pláva o niečo lepšie ako polyuretán a je o niečo ľahší. Podložka je dosť ťažká)

+ Živica - epoxid (Je o niečo menej pravdepodobné, že zazvonia a tiež jeho pružnosť dáva senzorom lepšie čítanie, a tiež musíte použiť epoxid pri laminovaní EPS polotovaru)

+ Sklolaminát - 4x6 (Jedná sa o ťažšiu prácu so sklom ako štandardná surfová doska, je dôležité, aby doska nezaťažovala príliš veľa škvŕn, je už s podložkou dosť ťažká a pretože doska je trochu ťažká, stále vás môže celkom dobre plávať) so všetkým týmto sklom)

Krok 3: Odstrihnutie podložky

// Úvod //

Podložka je vyrobená z rybničnej vložky. Na vyrezanie všetkých kúskov som použil vinylovú rezačku s doskou na krájanie, ale myslel by som si, že vytlačenie vzoru a jeho vystrihnutie nožom X-Acto bude fungovať.

// Kroky //

1. Každý z týchto rezov bude potrebné urobiť pre obe strany, ako na obrázku

2. Rez 1, 2 a 3 sa použijú na vnútornú stranu senzorovej podložky. Hlavnou funkciou týchto kúskov je udržať senzory na správnom mieste a usporiadať vodiče.

3. kus 4 a 5 tvorí vrecko, do ktorého pôjdu všetky senzory

4. Tiež som vystrihol kusy styrénu, ktoré prechádzajú cez kryty, teória za tým je rozšíriť priechod senzorov zvýšením povrchu.

Krok 4: Zapojenie podložky

// Úvod //

Sieť, ktorá tvorí tento projekt, je prepojená s arduino mini so štítom na zaznamenávanie údajov. To môže byť viac alebo menej komplikované v závislosti od toho, ako presne chcete, aby bol váš súbor údajov. Uspokojil som sa s 11 kolíkmi, pričom som vykonal dve merania zo stredovej prednej strany a jedno z okrajov. To vám umožní zistiť, kde je tlak vyvíjaný, aj keď je široký, a poskytuje programu dobrú predstavu o tom, ako by sa malo vytvoriť surfové prkno.

// Zdroje //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Kroky //

1. Postupujte podľa schémy a zapojte každý zo senzorov, na spájkovanie každého zo senzorov som použil stohovateľné hlavičky https://www.sparkfun.com/products/11417, v spájkovaní nie som najlepší a toto je bezpečný spôsob aby sa zabránilo roztaveniu vašich senzorov.

2. Na dosku, odpory a batériu som použil aj dosku na chlieb. Nie je to úplne nevyhnutné, ale bolo pekné mať to v peknom balení.

3. Na prilepenie všetkých častí podložky som použil obojstrannú pásku

nie je úplne nevyhnutné používať PVC lepidlo, aj keď by ste mohli

Krok 5: Lepenie podložky

// Úvod //

Milujem rybníkovú vložku, je to naozaj skvelá vec, nikdy som o tom nepočul, než som robil tento projekt, ale prostredníctvom nejakého výskumu to považujeme za skvelý materiál na stavbu podložky. Rybničná vložka je nylon potiahnutý PVC, čo znamená, že na jej zváranie môžete použiť lepidlo na PVC rúrky a vytvoriť tak úplne vodotesný kryt. Je to tiež skvelé, pretože potom ju môžete použiť na zváranie PVC rúr a pridanie prístupových bodov k Arduinu.

// Kroky //

1. Aby kompozit položil všetky kusy na spodný diel podložky

2. Všetky diely senzora môžete prilepiť buď obojstrannou páskou, alebo lepidlom na PVC

3. Pomocou tvaroviek z PVC vytvorte prístupový bod k Arduinu na hornej časti podložky.

+ Pri príliš veľkom nanášaní lepidla na PVC je jemná čiara, ktorá bublinkuje a je krehká, hoci príliš malá spôsobuje slabosť spoja. Musíte jednoducho experimentovať s niektorými kúskami a porozumieť tomu, ako to funguje

3. Akonáhle sú všetky kusy suché, prilepte hornú a dolnú časť podložky, máte do značnej miery jednu šancu to urobiť, takže buďte trpezliví, urobil som to po častiach a urobil som dve lepiace linky, aby som sa ubezpečil, že to nevytečie.

+ Podložka, ktorú som postavil, trvala dve sedenia, kým sa začala rozpadať, slaná voda je dosť brutálna.

4. Na prilepenie podložky k surfovacej doske použite pásku VHB

+ Pred položením podložky palubu určite utrite riedidlom na farby a uistite sa, že je super čistá

+ Páska VHB je naozaj silná, nemal som žiadne problémy s odpadávaním podložky

Krok 6: Program na zaznamenávanie údajov Arduino

// Úvod //

Program Arduino zaznamenáva údaje zo siete senzorov na kartu SD. Zahrnuté sú niektoré zdroje o formátovaní a riešení problémov s kartami SD. Môžu byť trochu vyberaví. Kód je prevzatý z https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger a upravený tak, aby zahŕňal všetky údaje zo senzorov.

// Zdroje //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Kód //

/* Datalogger karty SD Tento príklad ukazuje, ako je možné protokolovať údaje z troch analógových snímačov na kartu SD pomocou knižnice SD. Obvod: * analógové snímače na analógových vstupoch 0, 1 a 2 * karta SD pripojená k zbernici SPI nasledovne: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (pre MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) vytvorený 24. novembra 2010 upravený 9. apríla 2012 od Tom Igoe Tento ukážkový kód je verejným dielom. */ #include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Otvorte sériovú komunikáciu a počkajte, kým sa otvorí port: Serial.begin (9600); while (! Serial) {; // počkajte na pripojenie sériového portu. Potrebné iba pre natívny port USB} Serial.print („Inicializácia karty SD …“); // zistite, či je karta prítomná a je možné ju inicializovať: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Karta zlyhala alebo nie je prítomná"); // nič viac nerob: return; } Serial.println ("karta inicializovaná.");} Void loop () {// vytvorenie reťazca na zhromažďovanie údajov do protokolu: String dataString = ""; // prečítajte tri senzory a pripojte ich k reťazcu: pre (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int senzor = analogRead (analogPin); dataString += String (senzor); if (analogPin <2) {dataString += ","; }} // otvorte súbor. upozorňujeme, že súčasne je možné otvoriť iba jeden súbor, // preto musíte tento otvoriť skôr, ako otvoríte ďalší. Súbor dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // ak je súbor k dispozícii, zapíšte si ho: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // tlač aj na sériový port: Serial.println (dataString); } // ak súbor nie je otvorený, vyskočí chyba: else {Serial.println ("chyba pri otváraní datalog.txt"); }}

Krok 7: Zhromažďovanie údajov

// Úvod //

Teraz je čas podložku vyskúšať. Pripojte batériu a vložte kartu SD. Je dobré program otestovať, aby ste sa uistili, že správne zaznamenáva údaje pred odchodom. Buďte opatrní pri uťahovaní viečka z PVC, aby ste podložku neroztrhli, nite sú poriadne silné, aj keď je tiež dobré oprášiť závit tak, aby bol super vodotesný

Je to bláznivá vec, surfovať s touto podložkou, oceán nie je vždy najkrajší a podložka je dosť neohrabaný predmet. Údaje som pomocou podložky zozbieral dvakrát a potom som sa obával, že podložka nevydrží ďalšiu. Vo vode by ste mali byť dosť sebavedomí a vyberať si ju v pekne krotkých dňoch, aby vás neodtrhla veľká vlna, alebo sa ocitnete v situácii s ťažším, ako je bežné surfové prkno.

Krok 8: Párovanie údajov

// Úvod //

Po dokončení zhromažďovania údajov vložte kartu SD do počítača a mali by ste mať priečinok obsahujúci veľmi dlhý protokol čísel. Pretože protokolovanie funguje tak, že nepretržite beží sériu sporných čítaní, budete musieť skopírovať protokol do tabuliek programu Excel alebo Google, aby ste zorganizovali každú zo súprav senzorov. Budete chcieť vziať priemerné hodnoty každého senzora, aby bol pripravený na vloženie do definície kobylky.

Je celkom ľahké identifikovať, kedy ste vyvíjali tlak, pretože získate drasticky odlišné hodnoty, ako keď ste sedeli vo svojej doske. Na chvíľu to začne byť dosť spastické a potom sa vrátime k dôslednosti. Časy chaosu sú to, čo chcete … ostatné odstráňte.

Krok 9: Generovanie vlastného surfového prkna

// Úvod //

V tomto kroku však budete musieť byť trochu zdatní v nosorožcovi a kobylke, v žiadnom prípade však nie je príliš pokročilý. V definícii kobylky si všimnete, že k rôznym bodom je pripojených veľa uzlov. Čo budete musieť urobiť, je nahradiť každý z uzlov príslušnými hodnotami senzorov. Po zhromaždení údajov a ich analýze v programe Excel by ste si mali byť istí, že sledujete, odkiaľ pochádzajú všetky údaje, aby ste mohli prispôsobiť model kobylky tak, aby zodpovedajúcim spôsobom generoval optimálny tvar.

// Kroky //

1. Otvorte kobylku a načítajte generatívnu základnú dosku def

2. Vložte údaje z denníka údajov, z každého čítania som použil médium.

3. Upečte model v kobylke

+ budete mať rámec surfovacej dosky iba s vektormi

4. SWEEP2 pomocou koľajníc pozdĺž stredových a vonkajších oblúkov

+ Trvá to trochu času a trpezlivosti. Tiež budete možno musieť zmiešať povrchy, aby boli všetky vodotesné

Krok 10: Frézovanie surfovej dosky

Posledným krokom je frézovanie surfovej dosky. Použil som dva bloky polystyrénu, ktoré som kúpil z domáceho skladu https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… a spojil som ich sprejom. takže bol dostatočne hrubý, aby sa doňho zmestila hrúbka vahadla a dosky. Použil som Multicam 3000 pomocou RhinoCAM. Nie som žiadny odborník na CNC a v tomto kroku som mal veľa pomoci, takže skutočne nemôžem ponúknuť inú radu, ako prinútiť niekoho, aby tento krok urobil za vás;)

Krok 11: Záverečné myšlienky

Tento projekt mi trval zhruba rok a dokončil som ho takmer pred rokom. Ukázal som to na seniorskej výstave priemyselného dizajnu CCA aj na Maker Faire. Teraz to dávam sem, pretože mi trvalo toľko času, než som sa na to znova pozrel … Bolo mi tak zle z toho pozerania. Dúfam, že to oceníte, myslím si, že tento typ výskumu a práce by mohol byť užitočný v iných projektoch. Ak sa niekto skutočne pokúsi urobiť tento návod, dajte mi prosím vedieť, aký je to blázon a bolo by skvelé vidieť, ako sa toho chopia iní ľudia. to. Myslím si, že existuje množstvo údajov, ktoré je možné zachytiť a použiť pri vytváraní produktov novým spôsobom. Myslím si, že sa blíži nový vek prispôsobovania a veci, ktoré je možné vyrobiť na mieru, by tento typ rýchlych prototypov mohol prichádzať do rýchlej osobnej výroby.

Rád odpoviem na všetky otázky týkajúce sa postupu, teórií, akéhokoľvek programu alebo dizajnu surfovej dosky všeobecne.