Wipy: Previše motivirano sredstvo za čišćenje bijele ploče: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Uvod

Jeste li se ikada umorili od čišćenja bijele ploče? Jeste li se ikada zapitali koliko bi se vaš život poboljšao da robot to može učiniti umjesto vas? Sada imate priliku ovo pretvoriti u stvarnost uz Wipy: pretjerano motivirano sredstvo za čišćenje bijelih ploča. Wipy će ispravno očistiti vaše neugodno loše crteže, a čak će to učiniti i sa slatkim osmijehom. Ne morate ga ni aktivirati! Očistit će ploču kad se najmanje nadate … Uhhh …*kašalj protiv kašlja*… mi, naravno, mislimo: kad vam je najpotrebniji!

Značajke:

- Naš budući prijatelj moći će se držati za ploču pomoću magneta i moći će se kretati kroz prostor koristeći gripne kotače.- Moći će slijediti liniju i izbrisati je pomoću senzora za praćenje linija i spužve.- Wipy je mogućnost mjerenja udaljenosti do vaše ruke pomoću senzora za vrijeme leta.- Wipy ćemo dati slatku osobnost pomoću malog OLED ekrana.

Projekt je proveden u sklopu seminara Computational Designand Digital Digital Fabrication u okviru master programa ITECH.

Lasath Siriwardena, Simon Lut & Tim Stark

Korak 1: Wipyina logika

Wipy radi na temelju međuigra između senzora linije i senzora vremena leta. Ovisno o tome kakvu liniju detektira i koliko vam je ruka blizu, Wipy reagira na više načina kako je prikazano na dijagramu.

Korak 2: Komponente i teorija

Za ponovno stvaranje ovog nevjerojatnog komada napredne tehnologije brisanja trebat će vam sljedeće stavke:

Komponente

Za izradu šasije robota trebat će vam pristup laserskom rezaču. Za kućište je korišten 3d pisač.

Svi elementi temeljne ploče izrezani su od lima od pleksiglasa dimenzija 500 x 250 x 4 mm.

Predlažemo i da nabavite Arduino komplet koji će uključivati mnoge temeljne komponente ovog projekta (Amazon)

Baza i kućište

1 x 3D tiskana futrola

1 x gornja osnovna ploča (laserski rez)

1 x srednja osnovna ploča (laserski rez)

1 x Donja osnovna ploča (Lasercut)

36 x M3 matice

5 x M3 vijci 15 mm

4 x M3 vijci 30 mm

2 x magneti (imamo ih ovdje)

Glavna elektronika

1 x Arduino Uno R3 ili generički ekvivalent - (Amazon)

1 x Arduino ekspanzijski štit (uključeno u početni komplet)

1 x Mini Breadboard (uključeno u početni komplet)

19 x kratkospojne žice (uključene u početni komplet)

11 x [OPTIONAL EXTRA] Žice za spajanje bez lemljenja - (Amazon)

1 x Power bank s najmanje 2 USB utora - (Amazon). Izbjegavajte jeftine banke energije jer izvor energije može biti nepouzdan.

1 kalem x CCA dvostruka žica za spajanje banke napajanja na Arduino & Motors - (Amazon)

1 x vijčani priključni blokovi - (Amazon)

Senzori i motori

1 x mikromotori, komplet kotača i komplet nosača - (Pimoroni)

1 x [OPCIONAL SPARE] Datoteka za 3D ispis nosača motora - (Thingiverse)

1 x 0,91 OLED ekran - (Amazon

1 x IC upravljački program motora L293D - (Amazon)

1 x 5 -kanalni senzor za praćenje IC linije - (Amazon)

1 x Senzor vremena leta (VL53L0X) - (Amazon)

Alati

- odvijač s Phillips glavom

- odvijač s ravnom glavom

- Zanatski nož

- Ljepljiva traka

Teorija

Senzor praćenja linija

U linijskom senzoru koristi se niz od pet IR senzora. Ovi IR senzori mogu odabrati boju koja može pokupiti boju. Senzor ima odašiljač i prijemnik. Odašiljač može snimati infracrvene valove, ako je površina vrlo reflektirajuća (poput bijele površine), ali više reflektira valove natrag u IC prijemniku. Ako površina apsorbira zračenje, poput crne boje, IC prijemnik će primati manje zračenja. Za praćenje linije potrebna su najmanje dva senzora.

Motori Da biste upravljali istosmjernim motorima, trebat će vam vrsta upravljačkog programa za njihovo upravljanje. IC upravljački program motora I2C L293D L293D je upravljački program motora koji je jeftin i relativno jednostavan način za kontrolu brzine i smjera vrtnje dva istosmjerna motora. Za detaljnije informacije o L293D, Lastminuteengineers ima fantastičan pregled:

Senzor za vrijeme leta: Ovaj senzor može mjeriti udaljenost pomoću principa koji je već prikladno naveden u naslovu senzora: vrijeme leta. To je vrlo precizan senzor i može se naći na primjer u bespilotnim letjelicama ili LiDAR sustavima. U stanju je ispaliti laser u određenom smjeru i izmjeriti vrijeme potrebno za povratak lasera, iz toga se može izračunati udaljenost.

Korak 3: Priprema osnovnog kućišta

Wipyno tijelo dolazi iz dva dijela; laserski izrezana baza i 3D tiskana kutija.

1. Za podlogu se može laserski ili ručno rezati ovisno o materijalu. Datoteku priloženu u odjeljku komponente. Predlažemo upotrebu jakih, ali lakih materijala, poput akrilnih limova (3 - 4 mm) ili šperploče (2,5 - 3 mm). Tijekom naše faze izrade prototipa koristili smo jezgru od pjene od 10 mm koja je radila posebno dobro i trenutni dizajn bi trebao raditi s njom (bit će potrebno fino podešavanje). Jezgru od pjene također je lako ručno rezati ljudima koji nemaju pristup laserskim rezačima.

2. Kućište je tiskano s PLA s visinom sloja od 0,2 mm i gustoćom ispune od 25%. Također predlažemo debljinu stijenke od 0,8 mm.

Korak 4: Sastavljanje elektronike: Upravljački program motora i I2C

U sastavljanju elektronike prvo ćemo početi s upravljačkim programom motora L293D.

1. Zalijepite mini ploču na Arduino produžni štit.
2. Postavite L293D na sam kraj mini ploče (gdje mali plastični priključni dio strši na kratkoj strani). Imajte na umu da bi puni krug na vrhu L293D trebao biti na kraju ploče.
3. Prvo spojite sve kratkospojnike bez lemljenja
4. Priključite preostale žice na Arduino, a zatim na motore. Nije važno ako zbunite redoslijed žica za svoje motore, jer ćete to saznati kad se motor okrene u pogrešnom smjeru.
5. Učitajte uzorak koda motora na Arduino da biste ih testirali - može se pronaći pri dnu ove stranice: (uzorak koda Motori)

Korak 5: Sastavljanje baze

Za sastavljanje baze predlažemo sljedeći redoslijed.

1. Prvo spojite motore na gornju podlogu pomoću držača. Nosači koriste M2 matice i vijke. Pažljivo odvojite vrijeme uvrtanjem vijaka jer su oni prilično mali i spretni.
2. Spojite Arduino na gornju ploču, provjerite je li Arduino odvojen od držača. Za spajanje upotrijebite vijke M2. Ako vijci M2 nisu u vašem vlasništvu, možete upotrijebiti i M3, ali za to je potrebna malo veća brutalna sila.
3. Zatim: pričvrstite vijke na magnete, gurnite donju ploču preko vijaka i pričvrstite vijke na srednju ploču na naznačenim mjestima. Sada pričvrstite srednju i donju ploču.
4. Pričvrstite linijski osjetnik na srednju ploču pomoću navedenih vijaka. Stavite i susjedne vijke u srednju ploču jer rupe više nisu dostupne kada je priključen linijski osjetnik.
5. Dodajte sve vijke u srednju ploču koji se spajaju s gornjom bazom.
6. Na kraju postavite i pričvrstite gornju ploču baze na ostatak baze.

Korak 6: Magnetno ludilo

Sada dolazi lukavi dio, isprobavanje vašeg Wipyja na okomitoj ploči. Ovaj dio se temelji na malo pokušaja i pogrešaka jer postoji dobra ravnoteža između:

- Magneti su prejaki pa se kotači ne mogu pomicati.- Magneti nisu dovoljno jaki pa Wipy pada s ploče.

Magneti koje smo koristili su jaki, vjerojatno malo prejaki. Korištenjem odstojnika između ploče i magneta, povlačenje se može smanjiti. Razmaknici također osiguravaju da vrh vijka ne dodiruje bijelu ploču. Odstojnici se mogu pričvrstiti na magnet pomoću ljepila, ili, u fazi izrade prototipa: puno patkine trake.

Savjeti Imamo nekoliko savjeta za pravilno funkcioniranje magneta:

- Magnet između kotača služi za uvlačenje kotača u ploču tako da kotači imaju više prianjanja. Provjerite je li ovaj magnet samo viši od razine kotača.- Uvjerite se da je robot pod blagim kutom prema stražnjem magnetu.- Počnite eksperimentirati s više (manjih) magneta straga. Kako niz manjih magneta može početi sprječavati robota u vožnji u krug.

Točkovi bi se sada trebali vrtjeti u istom smjeru. Sada, isprobajte to na ploči i isplačite suze radosnice ako konačno uspije. Vrijeme je za malu pobjedu.

Korak 7: Više senzora, više zabave

Sada kada se motori i magneti lijepo igraju s drugim, vrijeme je da Wipyju dodate neke (beskorisne) značajke.

1. Linijski osjetnik Pomoću priloženog kabela spojite linijski osjetnik na matičnu ploču kako je prikazano. Zeleni kabel na dijagramu je za SCL, a bijeli za SDA.

2. Dodaj zaslonDodajmo Wipyno simpatično lice kako je naznačeno.

3. Tof senzor Na kraju dodajte senzor udaljenosti kako je naznačeno. Ovaj senzor će otkriti koliko je blizu ruke i prema tome se zaustaviti. Također daje Wipy (dosadnu) značajku brisanja ploče u trenutku kada počnete crtati na ploči.

4. Kôd za preuzimanje

Sada kada su svi senzori spojeni, možemo početi kodirati. Učitajte priloženu datoteku koda i pogledajte kako Wipy oživljava. U kodu postoje komentari koji će vam pomoći da ga razumijete. Preuzmite odgovarajuće knjižnice iz Sketch> Include Library> Manage Library. Biblioteku senzora vremena leta (VL53L0X.h) možete pronaći (ovdje)

5. Snaga

Za napajanje motora i Arduina dok Wipy veselo paradira po bijeloj ploči, preporučujemo vanjsku bateriju. Možete, na primjer, ovo postaviti u gornji kut ploče i provesti kabele do Wipyja. Wipy će trebati dva izvora napajanja: 1 za Arduino i 1 za motore kako je prikazano na fotografiji. Odlučili smo koristiti powerbank koji emitira 2x 5V 2A. Priključite jedan izravno u Arduino (bilo u Vin, USB ili priključak za napajanje). Provjerite ima li na Arduinu i svim senzorima dovoljno energije ako je spojen na Vin.

6. Spajajući sve zajedno

Da biste sve spojili, predlažemo da OLED i osjetnik vremena leta zalijepite na kućište, a zatim pomoću dvostrane trake spojite kućište na bazu.

Korak 8: Želite li više Wipy emocija?

Želite li stvoriti vlastitu Wipy emociju, evo kako:

1. Stvorite svoje nevjerojatne emocije pomoću bilo kojeg grafičkog softvera (Adobe Photoshop, GIMP itd.) Koji može spasiti bitmape. Provjerite je li rezolucija ista kao i na zaslonu. Za naš slučaj to je 128 x 32 px.
2. Zatim moramo pretvoriti te bitmape u kod. Za to možemo upotrijebiti mrežni alat image2cpp. Prenesite slike koje želite pretvoriti
3. Nakon prijenosa provjerite jesu li postavke ispravne, poput razlučivosti i orijentacije. Nakon što je sve ispravno, promijenite "Format izlaznog koda" u "Arduino kôd" i svakako upotrijebite identifikator kao i bilo koju emociju koju želite zamijeniti.
4. Kada završite, kliknite "Generiraj kôd" i zamijenite kôd u Arduino Sketchu.

Drugoplasirani na Arduino natjecanju 2019