Daske za surfanje generirane podacima: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovo je preuzeto iz mog diplomskog rada iz industrijskog dizajna od prije otprilike godinu dana, pa mi je žao ako u tome ima nekih rupa u mom sjećanju možda je malo palo. To je eksperimentalni projekt i postoji toliko mnogo stvari koje su se mogle učiniti drugačije, ne ustručavajte se javiti mi.

Ovaj projekt je na sustavu koji prikuplja podatke za pokretanje programa za izgradnju daske za surfanje. Uređaj koji bilježi očitanja senzora sile dok surfate i primjenjuje te podatke na način koji optimizira oblik vaše daske za surfanje kroz generativno modeliranje.

Ono što ovaj projekt čini uspješnim je to što je daska za surfanje zanimljiv objekt u kojem sila koja djeluje na vrh objekta ima jednaku i suprotnu reakciju na dno. Znači, ako pritisnete više ili manje nožnim prstima ili petom kada okrećete dasku za surfanje, to bi trebalo odrediti gdje se daska za surfanje mora drugačije oblikovati.

DIZAJN DASKE

Pretpostavit ću da nisu svi stručnjaci za suvremeni dizajn daska za surfanje, a ni sebe ne mogu nazvati, iako je ovo moje skraćeno objašnjenje. Daske za surfanje su vozila za kretanje vode kroz peraje, a to se postiže kanaliziranjem vode kroz donje udubljene i ukupne obrise daske. Daska za surfanje može se pretjerati kroz asimetrične oblike gdje stvarate dasku za surfanje koja identificira raspodjelu težine prstiju / pete i pokušava to iskoristiti. Identificiranjem gdje surfer vrši najveći pritisak da okrene dasku za surfanje, možemo optimizirati asimetrični oblik za svakog surfera.

KOME JE TO OVO

Ovo je projekt koji ugošćuje srednjeg do naprednog surfera, nekoga tko bi mogao dobiti drugu ili treću dasku za surfanje. U ovoj fazi počet ćete razvijati stil koji diktira kako bi vaša daska za surfanje trebala funkcionirati pod vašim nogama.

RESURSI I VJEŠTINE

Podaci se bilježe pomoću Arduino mini i analiziraju s Excelom. Za modeliranje daske za surfanje trebate imati kopiju Rhinocerous 3D -a sa instaliranim Grasshopperom. Da biste zapravo proizveli dasku za surfanje, morat ćete imati pristup CNC -u dovoljno velikom za glodanje daske za surfanje.

Korak 1: Senzorska podloga

PODLOGA

Uložak je u biti vodootporna vrećica koja štiti mrežu senzora, a omogućuje vam pristup arduino i sd kartici nakon surfanja.

Vreća je izrađena od podloge za ribnjak koja se lijepi PVC ljepilom.

// Materijali //

+ obloga za ribnjak

+ pvc ljepilo

+ FPT kapa

+ Muški adapter

+ VHB vrpca

+ 3 mm stiren

+ Dvostrana filmska vrpca

// Alati //

+Rezač za vinil https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… ili X-Acto nož

+ Lemilica

+ Vladar

OSJETNIK

+ Otpornik osjetnika sile (11)

+ 10 k ohm otpornik (11)

+ Nasukana žica

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ Baterija

Korak 2: Testna ploča

// Uvod //

Za pravilno generiranje nove daske za surfanje morate početi s demo modelom. Ovaj je prikaz ponovno kreiran u definiciji skakavaca i osnova je odakle se oblik generira. Iz tog razloga morat ćete napraviti testni model koji možete ručno oblikovati ako je dovoljno dobar ili nabaviti CNCd. Uključio sam AKU datoteku za oblikovanje. Druga je mogućnost korištenje 5'8 Hayden Shapes hipto-kripto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto koja je prilično slična osnovnom modelu.

// detalji //

+ Prazno - EPS (Lebdi nešto bolje od poliuretana i malo je lakši. Podloga je prilično teška)

+ Smola - epoksid (malo je manje vjerojatno da će izgnječiti, a također i njezina elastičnost daje senzorima bolje očitanje. Također morate koristiti epoksid kad stakloplastiku EPS prazninu)

+ Stakloplastika - 4x6 (Ovo je teži posao od stakla od standardne daske za surfanje, važno je da daska ne dobije previše udaraca, već je prilično teška s podlogom, a budući da je ploča malo velika, može vas i dalje prilično dobro plutati sa svom ovom čašom)

Korak 3: Rezanje jastučića

// Uvod //

Uložak je izrađen od košuljice za ribnjak. Koristio sam rezač za vinil s daskom za rezanje da izrežem sve dijelove, ali mislio bih da bi ispis uzorka, a zatim izrezivanje nožem X-Acto, uspio.

// Koraci //

1. Svaki od ovih rezova morat će se obaviti za obje strane kao na slici

2. Izrezi 1, 2 i 3 će se koristiti za unutrašnjost jastučića senzora. Primarna funkcija ovih dijelova je držati senzore na pravom mjestu i organizirati žice.

3. komadi 4 i 5 čine vrećicu u koju će ući svi senzori

4. Također sam izrezao komade stirena koji idu preko kućišta, teorija iza toga je proširiti senzore povećavajući površinu.

Korak 4: Ožičenje jastučića

// Uvod //

Mreža koja čini ovaj projekt ožičena je na arduino mini sa štitom za bilježenje podataka. To se može učiniti manje ili više kompliciranim ovisno o tome koliko želite da vaš skup podataka bude točan. Zadovoljio sam se s 11 pinova uzimajući dva mjerenja sa središnje strane i jedno s rubova. To vam omogućuje da identificirate gdje se vrši pritisak, iako širok, dovoljan je da program dobro zamisli kako bi se daska za surfanje trebala generirati.

// Resursi //

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

// Koraci //

1. Slijedite shemu i ožičite svaki od senzora, koristio sam zaglavlja koja se mogu slagati https://www.sparkfun.com/products/11417 za lemljenje svakog od senzora, nisam najbolji u lemljenju i ovo je siguran način kako biste spriječili topljenje senzora.

2. Koristio sam i ploču za kruh kako bih organizirao svoju ploču, otpornike i bateriju. Nije potpuno potrebno, ali bilo je lijepo imati je u lijepom pakiranju

3. Koristio sam dvostranu traku za lijepljenje svih dijelova podloge

Nije potrebno koristiti PVC ljepilo, iako biste mogli

Korak 5: Lijepljenje jastučića

// Uvod //

Obožavam podlogu za ribnjake, to su neke jako kul stvari, nikad prije nisam ni čuo za nju prije nego što sam napravio ovaj projekt, ali kroz neka istraživanja utvrdio sam da je to odličan materijal za izradu podloge. Obloga za ribnjak je najlon obložen PVC -om, što znači da možete upotrijebiti ljepilo od PVC cijevi za njegovo zavarivanje stvarajući potpuno vodootporno kućište. Također je sjajno jer ga tada možete koristiti za zavarivanje PVC cijevi dodavanjem pristupnih točaka Arduinu.

// Koraci //

1. Za izradu kompozita položite sve dijelove na donji dio podloge

2. Sve dijelove senzora možete zalijepiti dvostranom trakom ili PVC ljepilom

3. Pomoću PVC okova stvorite pristupnu točku za Arduino na gornjem dijelu jastučića.

+ Postoji tanka linija kada previše nanesete PVC ljepila čini ga mjehurićima i lomljivim, iako premalo čini vezu slabom. Morate samo eksperimentirati s nekim komadima i razumjeti kako to funkcionira

3. Nakon što se svi komadi osuše, zalijepite gornji i donji dio jastučića, imate gotovo jednu priliku to učiniti pa budite strpljivi, ja sam to radila u dijelovima i napravila dvije linije ljepila kako ne bi procurila.

+ Jastučić koji sam napravio trajao je dvije sesije prije nego što se počeo raspadati, slana voda je prilično brutalna.

4. Za pričvršćivanje podloge na dasku za surfanje upotrijebite VHB traku

+ Obavezno obrišite palubu razrjeđivačem i provjerite je li jako čista prije polaganja podloge

+ VHB traka je stvarno jaka, nisam imala problema s padom jastučića

Korak 6: Program za bilježenje podataka Arduino

// Uvod //

Program Arduino bilježi podatke s mreže senzora na SD karticu. Uključeni su neki resursi o formatiranju i rješavanju problema SD kartica. Mogu biti pomalo izbirljivi. Kôd je preuzet s https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger i modificiran tako da uključuje sva očitanja senzora.

// Resursi //

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

// Kôd //

/* Zapisnik podataka na SD kartici Ovaj primjer pokazuje kako zapisati podatke s tri analogna senzora na SD karticu pomoću SD biblioteke. Krug: * analogni senzori na analognim ulazima 0, 1 i 2 * SD kartica priključena na SPI sabirnicu na sljedeći način: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (za MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) izrađeno 24. studenog 2010. izmijenjeno 9. travnja 2012. od strane Tom Igoe Ovaj primjer koda je u javnoj domeni. */ #include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Otvorite serijsku komunikaciju i pričekajte da se port otvori: Serial.begin (9600); while (! Serijski) {; // čekati povezivanje serijskog porta. Potrebno samo za izvorni USB port} Serial.print ("Inicijalizacija SD kartice …"); // vidjeti je li kartica prisutna i može li se inicijalizirati: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Kartica nije uspjela ili nije prisutna"); // ne činite ništa više: return; } Serial.println ("kartica inicijalizirana.");} Void loop () {// napravi niz za sastavljanje podataka u dnevnik: String dataString = ""; // čitamo tri senzora i dodajemo nizu: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString += Niz (senzor); if (analogPin <2) {dataString += ","; }} // otvoriti datoteku. imajte na umu da samo jedna datoteka može biti otvorena odjednom, // pa ovu morate zatvoriti prije otvaranja druge. Datoteka dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // ako je datoteka dostupna, zapišite u nju: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // ispis i na serijski port: Serial.println (dataString); } // ako datoteka nije otvorena, pojavit će se pogreška: else {Serial.println ("pogreška pri otvaranju datalog.txt"); }}

Korak 7: Prikupljanje podataka

// Uvod //

Sada je vrijeme da isprobate uložak. Priključite bateriju i umetnite SD karticu. Dobra je ideja isprobati program kako biste bili sigurni da ispravno bilježi podatke prije izlaska. Budite oprezni pri zatezanju PVC poklopca kako ne biste otkinuli jastučić, niti su prilično velike iako je također dobra ideja otprašiti konac s navoja kako bi bio super vodootporan

Ludnica je s ovom podlogom, ocean nije uvijek najljepši, a podloga prilično nezgrapan objekt. Dva puta sam prikupljao podatke pomoću jastučića i nakon toga sam se bojao da jastučić neće izdržati još jedan. Trebali biste biti prilično sigurni u vodu i vaditi je u prilično pitomim danima kako je ne bi otkinuli veliki valovi ili biste se doveli u situaciju s daskom za surfanje težom od uobičajene.

Korak 8: Raščlanjivanje podataka

// Uvod //

Kad završite s prikupljanjem podataka, umetnite SD karticu u računalo i trebali biste imati mapu koja sadrži vrlo dugačak zapis brojeva. Budući da zapisivanje radi tako što kontinuirano pokreće niz spornih očitanja, morat ćete kopirati zapisnik u excelove ili google tablice kako biste organizirali svaki skup senzora. Htjet ćete uzeti prosječno očitanje svakog senzora kako biste ga pripremili za umetanje u definiciju skakavaca.

Prilično je lako prepoznati kada ste izvršavali pritisak jer dobivate drastično drugačija očitanja nego kad ste sjedili na svojoj ploči. Neko vrijeme postaje prilično spastičan, a zatim se vraća u dosljednost. Vrijeme kaosa je ono što želite … samo izbrišite ostalo.

Korak 9: Generiranje prilagođene daske za surfanje

// Uvod //

Za ovaj korak morat ćete biti donekle vješti u nosorogu, a skakavac ni na koji način nije previše napredan. U definiciji skakavaca primijetit ćete da postoji hrpa čvorova spojenih na različite točke, ono što ćete morati učiniti je zamijeniti svaki od čvorova odgovarajućim očitanjima senzora. Nakon što prikupite podatke i analizirate ih u excelu, morate biti sigurni da pratite odakle je svako od očitanja došlo tako da možete prilagoditi model skakavca kako bi na odgovarajući način generirao optimalni oblik.

// Koraci //

1. Otvorite skakavac i učitajte generativnu dasku za surfanje def

2. Umetnite očitanja iz dnevnika podataka, koristio sam medije iz svakog očitanja.

3. Pecite model u skakavcu

+ imat ćete okvir daske za surfanje sa samo vektorima

4. SWEEP2 pomoću tračnica duž središnje i vanjske krivulje

+ Ovo oduzima malo vremena i strpljenja. Možda ćete trebati i pomiješati površine kako bi sve postalo vodonepropusno

Korak 10: Glodanje daske za surfanje

Posljednji korak je glodanje daske za surfanje. Koristio sam dva bloka stiropora koje sam kupio u kućnom skladištu https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… i prskao ih zajedno tako da je bio dovoljno debeo da primi debljinu klackalice i daske. Koristio sam Multicam 3000 pomoću RhinoCAM -a. Nisam stručnjak za CNC i imao sam puno pomoći u ovom koraku pa zaista ne mogu ponuditi bilo kakav savjet osim da nekoga natjeram da učini ovaj korak za vas;)

Korak 11: Završne misli

Za ovaj projekt trebalo mi je oko godinu dana, a završio sam ga prije gotovo godinu dana. Pokazao sam to i na CCA -inoj višoj izložbi industrijskog dizajna i na Maker Faire -u. Sada sam ga stavio ovdje jer mi je trebalo toliko vremena da ga pogledam ponovo … Bilo mi je jako mučno gledati te stvari. Nadam se da to cijenite, mislim da bi ova vrsta istraživanja i rada mogli biti korisni u drugim projektima, ako netko zaista pokuša napraviti ovaj Instructable, molim da mi javi njegovu vrstu ludosti i bilo bi sjajno vidjeti da se drugi ljudi prihvaćaju to. Mislim da postoji mnoštvo podataka koji se mogu prikupiti i koristiti u stvaranju proizvoda na nov način. Mislim da su dolazili u novo doba prilagođavanja, a stvari koje se mogu prilagoditi ovoj vrsti brzog prototipiranja mogle bi doći u brzu osobnu proizvodnju.

Rado ću odgovoriti na sva pitanja u vezi procesa, teorija, bilo kojeg programa ili dizajna daske za surfanje općenito.