Skreeuende aartappel: 16 stappe (met prente)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Tinkercad -projekte »

Hierdie instruksies sal jou leer hoe om 'n aartappel lewendig te maak, te praat en te skree vir sy lewe. As u ooit u vriende en familie wou verras met 'n groente wat nie geëet wil word nie, as u ooit wou verstaan wat 'n aartappel voel as dit gaan kook, dan is hierdie projek vir u!

Ons inspirasie Toe ons 'n dinkskrum oor idees vir die aartappeluitdaging het, het ons besef dat al ons gedagtes omring het wat ons aan die aartappel sou doen, maar ons het nooit gedink wat die aartappel van ons optrede sou dink nie. Met ander woorde, ons het besef dat ons as mense ons nooit in aartappels se skoene geplaas het nie, en dus kon ons nog nooit 'n aartappelervaring begryp nie - tot nou toe. Ons het onmiddellik besef dat hierdie aartappel-menslike ervaringskloof 'n groot probleem is, en daarom het ons besluit om op te tree.

Ons doel met hierdie projek was om 'n elektroniese toestel, die sogenaamde Aartappelsiel, te bou wat die aartappel in die menslike taal laat kommunikeer in reaksie op menslike optrede, wat dit mensverwant maak en die aartappel sluit. menslike ervaring gaping.

'N Aartappel met 'n aartappelsiel kan 'n mens sien deur infrarooi lig te sien en die mens te vra om dit alleen te laat. Die aartappel sal keer op keer vra totdat sy wens vervul is. As 'n besetene besluit om die arme aartappel te sny, sal die aartappelsiel haar in staat stel om die pyn te voel deur die snit met 'n induktiewe sensor te voel - en dit uit te druk met 'n gruwelike gil.

Tydens die skryf van hierdie instruksies, fokus ons baie op die ontwerp- en konsepdeel - dit sal die leser in staat stel om ons ontwerp- en probleemoplossingsproses te volg en te verstaan waarom en hoe ons spesifieke besluite geneem het.

Die kode vir hierdie projek is Open Source- u is welkom om by te dra!

Oor ons: Hierdie projek is gedoen deur twee mense, my vriend haraldar en ek, guusto. Ons was fisies geskei tydens die hele projek, wat op sigself 'n baie groot uitdaging was. Die meeste krediet gaan aan haraldar - hy was verantwoordelik vir die kringontwerp, kringbedrading, programmering, finale ontwerp en druk van die 3D -onderdele, montering en verkryging van alle onderdele (insluitend die verwydering van sy luidsprekers en 'n ou radio - ons het wanfunksies gehad en het nie tyd gehad om komponente aanlyn te bestel nie). My bydrae was die aanvanklike idee en konsep, om 'n vinnige manier te vind om die aartappels en die instruksies voor te berei. Ons het die belangrikste ontwerpkonsepte ontwikkel en saam belangrike ontwerpkeuses gemaak.

Voorrade

Gereedskap

• Soldeerbout
• Soldeerdraad
• 3D-drukker
• Multimeter

Materiaal

• Medium tot groot aartappel of patat
• Arduino Nano Rev. 3 met gesoldeerde penne
• LJ18 A3-8-Z Induktiewe sensor
• (2x) AM312 Micro PIR bewegingsdeteksiesensor
• Klein luidspreker (ons haal ons s'n uit goedkoop luidsprekers)
• 9V battery
• Springkabels

Stap 1: Ontwerp en konsep

Die idee agter hierdie projek is baie eenvoudig: Stel jou voor 'n aartappel wat reageer en skree as iemand dit probeer sny. Hierdie presiese beeld was ons beginpunt (prent 1.1). Van hier af het ons begin nadink oor hoe hierdie funksie geïmplementeer kan word. Ons het 'n elektroniese toestel in die aartappel nodig wat die menslike teenwoordigheid, metaalvoorwerpe kan aanvoel en ook klank kan produseer. (Prent 1.2).

By nadere ondersoek het ons die volgende doelwitte ontwikkel wat hierdie toestel moet bereik:

1. Die toestel moet 'n aartappel menslik laat lyk deur te praat en te skree in reaksie op sekere aksies.
2. Die toestel moet klein genoeg wees om in die meeste aartappels te pas.
3. Die toestel moet selfomhulsel wees en vinnig met enige voorbereiding in enige aartappel geplaas word.

Uiteraard het hierdie doelwitte gekom met vrae of eerder probleme wat ons moes oplos, naamlik:

1. Wat is die eenvoudigste en mees koste -effektiewe manier om die gewenste funksie te bereik?
2. Hoe kan ons die grootte van die toestel verminder?
3. Hoe kan ons die aartappelbereiding so vinnig en maklik moontlik maak?

In die volgende stappe sal ons hierdie vrae aanspreek.

Stap 2: Ontwerp en konsep: funksionaliteitsprobleem - vloeidiagram

Om die funksionaliteitsprobleem op te los, moet ons eers bepaal presies wat die toestel moet doen. Die vloeidiagram visualiseer die logika van die aartappelsiel.

Stap 3: Ontwerp en konsep: funksionaliteitsprobleem - insette en afvoer

Om hierdie probleem op te los, moes ons identifiseer watter sensors ons benodig, hoe die sensordata verwerk word en hoe ons spraak en skree sal genereer. Ons het besluit om die volgende argitektuur te gebruik:

Vir ons insette het ons:

Opsporing van menslike teenwoordigheid: PIR -sensors. Hulle kan infrarooi lig, soos liggaamshitte, meet en is dus ideaal vir menslike opsporing. Hulle is eenvoudig om te gebruik en wyd beskikbaar. As 'n bonus lyk twee mikro -PIR -sensors soos oë op die aartappel en laat dit lewendiger lyk

Opsporing van sny: induktiewe sensors. Hierdie sensors skep 'n magnetiese veld en kan met behulp van die beginsel van elektromagnetiese induksie metaalvoorwerpe binne 'n kort afstand opspoor. So 'n sensor in 'n aartappel sal 'n metaalmes opspoor wat die aartappel sny

Vir ons uitset het ons:

Die vervaardiging van klank vir mense: luidspreker. 'N Eenvoudige zoemer is nie voldoende nie, want dit kan slegs die frekwensie verander en kan dus nie 'n menslike stem weergee nie

Met die oog hierop en die vloeidiagram in gedagte, volg dit:

Die verwerking van die data: Arduino. Soos aangedui in die vloeidiagram in stap 2, is die logika van ons stroombaan baie basies en hoef ons ook geen gevorderde berekening op ons insette te hê nie. Dit beteken dat ons nie die verwerkingskrag van 'n RaspBerry Pi nodig het nie - 'n gewone mikrobeheerder soos die Arduino pas die beste by

Ons het dus gevind dat ons met twee PIR -sensors, een induktiewe sensor, 'n luidspreker en 'n Arduino kan klaarkom om die gewenste funksie te skep.

Stap 4: Ontwerp en konsep: funksionaliteitsprobleem - Spraak genereer en stoor

Een ding is nie duidelik nie: Hoe gaan ons menslike spraak en geskreeu skep? Ons weet hoe om dit te speel, maar hoe stoor ons dit? Daar is twee opsies:

1. Neem frases en klanke op en stoor dit in 'n klankformaat op 'n SD -kaart.
2. Gebruik 'n teks-na-spraak-program en stoor frases in 'n teksformaat, en genereer dan toespraak.

Alhoewel die eerste opsie baie vryheid bied ten opsigte van klanke wat gebruik kan word, is dit nodig om met 'n ekstra SD -kaartmodule te koppel. Dit verg baie geheue en kan tot probleme lei as daar drie ander aktiewe sensors is.

Boonop is 'n bykomende module amper die teenoorgestelde van 'n minimale ontwerp. Daarom het ons die tweede opsie gebruik: Ons gebruik die open source teks-na-spraak-biblioteek Talkie, wat klank-codecs bevat vir 'n aantal Engelse woorde. Hierdie woorde neem baie minder ruimte in beslag as 'n klanklêer, sodat ons maklik verskeie frases op ons Arduino kan stoor sonder 'n SD -kaart.

Daar is egter nadele: die gesproke woorde klink baie vreemd (die video wat bygevoeg word, demonstreer dit), en daar is relatief min woorde - daarom moet u moontlik kreatief wees met frases, as daar nie 'n woord is wat u nodig het nie.

Terwyl die Talkie -biblioteek 'n paar honderd woorde en al die letters van die alfabet bevat, bevat dit geen gille of gille nie. Om so 'n gil te maak, het ons bloot na bestaande woorde gekyk en hul codecs aangepas om 'n paar verskriklike klanke te produseer.

Die laaste belangrike ding om hier op te let is dat Talkie slegs werk met ATMega168 of ATMega328 verwerker gebaseerde Arduinos.

Stap 5: Ontwerp en konsep: los die grootteprobleem op

Om dit weer te gee, wil ons 'n toestel skep wat in 'n aartappel pas. 'N Aartappel is nat, daarom moet ons ons toestel omhul om die elektroniese komponente teen water te beskerm. Verder is die romp wat ons komponente op hul plek moet hou en van die kleinste grootte kan wees.

Noudat ons weet watter dele ons nodig het, kan ons dink oor 'n kompakte manier om dit te rangskik. Die mees effektiewe en voor die hand liggende stap is om die regte Arduino te kies. Ons het 'n klein, maar tog maklik om mee te werk en 'n kragtige Arduino gekies - die Nano, wat aan die vereistes van die Talkie -biblioteek voldoen, aangesien dit 'n ATMega328 -verwerker het. Dit sal ons baie ruimte bespaar in vergelyking met 'n Arduino UNO!

Die volgende stap is om 'n model van die toestel te skep, met alle komponente so styf moontlik verpak. Ons het hierdie stap in TinkerCAD gedoen, want dit het ons in staat gestel om bestaande modelle van elektroniese komponente in hul korrekte afmetings te gebruik en die dop onmiddellik uit te voer en af te druk as dit gereed was.

Ons het 'n dop ontwerp wat in 'n uitgeholde aartappel gesit sou word. Die omhulsel is ontwerp om die ruimte in 'n aartappel te maksimeer: 'n Bootagtige struktuur van onder na bo met 'n geboë bokant pas optimaal in 'n hol aartappel, terwyl die reghoekige onderstuk genoeg ruimte en bevestigingsopsies bied vir alle elektroniese komponente. Bykomende gate in die bootagtige kap is gebruik om as 'oog'- of sensorpunte te dien.

Die induktiewe sensor is skuins geplaas om die benodigde hoogte te verminder. Alhoewel die opsporingsbereik daarvan baie kort is, kan dit behoorlik funksioneer: omdat die uitgrawing in die aartappel rond is, is die dikte van die aartappelwand minimaal, waardeur die induktiewe sensor metaal naby aan die buitekant kan opspoor.

Nadat u die reghoekige onderstuk neergesit het, word die uitgeholde aartappel met die bootagtige dop daarbo geplaas - en nou is alles veilig, pas perfek en is nie sigbaar nie!

Die finale grootte van ons toestel met kapsule is ongeveer 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (lengte x breedte x hoogte). Dit pas nie by klein aartappels nie, maar medium en groot aartappels en patats werk goed.

Stap 6: Ontwerp en konsep: die oplossing van die voorbereidingsprobleem

Die laaste probleem om op te los, is die voorbereiding van die aartappel. Ons wou hierdie proses so eenvoudig en eenvoudig moontlik maak. Ons aanvanklike oplossing het 'n gespesialiseerde opgrawingstoestel gebruik, maar ons het later besef dat dit slegs vir aartappels werk, maar nie vir patats nie - dit is baie hard binne en plastiekgraafmachines is te dik om dit te sny of te breek as dit te dun is.

Waarom sou u selfs 'n patat gebruik? Patats is gewoonlik aansienlik groter, so as u probleme ondervind om 'n aartappel te vind wat groot genoeg is vir die Aartappelsiel, moet u na patats kyk. Ons tweede benadering was dus om 'n effektiewe metode te ontwikkel om enige aartappel uit te hol, of dit nou 'n patat of 'n gewone aartappel is. Die besonderhede word in een van die laaste stappe gedokumenteer.

Stap 7: Monteer die stroombaan

Bedraad die Arduino Nano presies soos in die kringdiagram.

Stap 8: Programmering van die Arduino

Kloon hierdie bewaarplek:

Maak dan die aartappel_soul.ino -lêer oop in die Arduino IDE. Die kode is baie goed gedokumenteer, dus lees eenvoudig die kommentaar en volg die instruksies daar.

Stap 9: Druk die onderdele af

Druk die ingeslote. STL -lêers af. Ons drukker het meer as 3 uur geneem om elke onderdeel te vervaardig.

Stap 10: Berei die aartappel voor

Noudat al die ander gereed is, is dit tyd om die aartappel voor te berei! Die volgende stappe beskryf die doeltreffende uitholtegniek wat ons net vir hierdie projek ontwikkel het.

Stap 11: Die aartappel uithol - die streek merk

Merk die gebied waar die aartappelsiel ingevoeg sal word. Dit is die gebied wat u sal moet hol.

Stap 12: Die aartappel uithol - velletjies verwyder en die bokant verwyder

Skil die gemerkte gebied. Sny dan die konvekse stuk af om die aartappel plat te maak.

Stap 13: Hol die aartappel uit - maak insnydings en onttrek stukke

Sny die aartappel diep in stukke. Steek dan die mes en skommel totdat u 'n stuk kan uittrek. U moet versigtig wees, want te veel druk op die mes kan die aartappel breek. Na die eerste stuk is die res maklik.

Onthou om die stukke te stoor! Moenie die stukke wat u uitgesny het weggooi nie. Net so, as u nie meer 'n aartappel nodig het wat u vir die Potato Soul voorberei het nie, kan u dit eenvoudig skil, sny en kook.

Stap 14: Die aartappel uithol - die kromme vervolmaak

Steek nou 'n metaalvurk in die aartappel en maak dieselfde wankelbeweging om die aartappel dieper uit te hol. Gebruik laastens 'n skerp lepel om die mure glad te maak.

Stap 15: Die aartappel voorberei - Maak gate vir sensors

As die laaste stap, maak twee gate vir die PIR -sensors en steek die deksel in die aartappel. Nou bewoon die aartappelsiel die aartappel!

Stap 16: Monteer die aartappelsiel

Ons is amper klaar! Monteer alle komponente onderaan die aartappelsiel. Sit die drade deur die ooggate en heg die sensors aan die drade - en dit is dit. Tyd om u vriende en familie te verras!

Ons hoor graag u terugvoer oor ons projek:)