Wipy: die te gemotiveerde witbordskoonmaker: 8 stappe (met foto's)

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

Inleiding

Het u ooit moeg geraak om die witbord skoon te maak? Het u al ooit gewonder hoeveel u lewe sou verbeter as 'n robot dit vir u kon doen? U het nou die kans om dit 'n werklikheid te maak met Wipy: die te gemotiveerde witbordskoonmaker. Wipy sal u verleë slegte tekeninge behoorlik skoonmaak, en dit sal dit selfs met 'n oulike glimlag doen. U hoef dit nie eers te aktiveer nie! Dit maak die bord net skoon as u dit die minste verwag … Uhhh …*hoes hoes*… ons bedoel natuurlik: wanneer u dit die nodigste het!

Kenmerke:

- Ons toekomstige vriend kan met behulp van magnete aan die bord vasklou en deur grypwiele deur die ruimte kan beweeg.- Dit sal 'n lyn kan volg en dit kan vee met behulp van 'n lynvolgende sensor en 'n spons.- Wipy het die vermoë om die afstand na u hand te meet met behulp van 'n tydsensor.-Ons gee Wipy 'n oulike persoonlikheid met 'n klein OLED-skerm.

Die projek is uitgevoer as deel van die seminaar Computational Designand Digital Fabrication in die ITECH -meestersprogram.

Lasath Siriwardena, Simon Lut & Tim Stark

Stap 1: Wipy's Logic

Wipy werk gebaseer op die wisselwerking tussen die lynsensor en die tydsensor. Afhangende van watter soort lyn dit opspoor en hoe naby u hand is, reageer Wipy op 'n aantal maniere soos in die diagram gesien.

Stap 2: Komponente en teorie

Om hierdie wonderlike stuk gevorderde vee-tegnologie te herskep, benodig u die volgende items:

Komponente

Om die onderstel van die robot te skep, benodig u toegang tot 'n lasersnyer. Vir die saak is 'n 3D -drukker gebruik.

Die basisplaatelemente is almal uit 'n 500 x 250 x 4 mm vel plexiglas gesny.

Ons stel ook voor dat u 'n Arduino -kit kry wat baie van die belangrikste komponente vir hierdie projek bevat (Amazon)

Base & Case

1 x 3D -gedrukte omhulsel

1 x boonste basisplaat (Lasercut)

1 x middelste basisplaat (Lasercut)

1 x onderste basisplaat (Lasercut)

36 x M3 Neute

5 x M3 Boute 15 mm

4 x M3 Boute 30 mm

2 x magnete (ons het dit hier gekry)

Belangrikste elektronika

1 x Arduino Uno R3 of generiese ekwivalent - (Amazon)

1 x Arduino -uitbreidingsskerm (ingesluit in voorgereg)

1 x Mini Breadboard (ingesluit in die beginpakket)

19 x jumperdrade (ingesluit in die beginpakket)

11 x [OPTIONELE EKSTRA] Soldeerlose draaddrade - (Amazon)

1 x kragbank met minimum 2 USB -gleuwe - (Amazon). Vermy goedkoop kragbanke, aangesien die kragbron onbetroubaar kan wees.

1 Spoel x CCA tweedraad om die kragbank aan te sluit op Arduino & Motors - (Amazon)

1 x skroefklemblokke - (Amazon)

Sensors en motors

1 x mikromotors, wielstel en beugelstel - (Pimoroni)

1 x [OPSIONEEL ONDERDEL] Motor -hakies 3D -afdruklêer - (Thingiverse)

1 x 0,91 OLED -skerm - (Amazon

1 x L293D motorbestuurder IC - (Amazon)

1 x 5 -kanaals IR -lynsporingsensor - (Amazon)

1 x Time of Flight Sensor (VL53L0X) - (Amazon)

Gereedskap

- Phillips kopskroewedraaier

- Platkopskroewedraaier

- Handwerkmes

- Kleefband

Teorie

Lynopsporing sensor

'N Skikking van vyf IR -sensors word in die lynsensor gebruik. Hierdie IR-sensors kan kleur kies. Die sensor het 'n sender en 'n ontvanger. Die emitter kan infrarooi golwe skiet, as 'n oppervlak baie weerkaatsend is (soos 'n wit oppervlak), kan dit meer golwe in die IR -ontvanger weerkaats. As die oppervlak straling absorbeer, soos 'n swart kleur, sal die IR -ontvanger minder straling ontvang. Ten minste twee sensors is nodig om die lyn te volg.

Motors Om die DC -motors te beheer, benodig u 'n tipe bestuurder om hulle te beheer. Die I2C L293D -motorbestuurder -IC Die L293D is 'n motorbestuurder wat 'n goedkoop en relatief eenvoudige manier is om die spoed en rigting van die draai van twee GS -motors te beheer. Vir meer inligting oor die L293D, het Lastminuteengineers 'n fantastiese oorsig:

Tyd-van-vlug sensor: Hierdie sensor kan afstand meet met behulp van 'n beginsel wat reeds gerieflik in die titel van die sensor vermeld word: tyd van vlug. Dit is 'n baie akkurate sensor en kan gevind word in byvoorbeeld drones of LiDAR -stelsels. Dit kan 'n laser in 'n sekere rigting skiet en die tyd meet wat dit neem voordat die laser terugkeer, en daaruit kan die afstand bereken word.

Stap 3: Voorbereiding van die basiskas

Wipy se liggaam kom in twee dele voor; 'n lasergesnyde basis en 'n 3D-gedrukte tas.

1. Vir die basis kan dit laser gesny of met die hand gesny word, afhangende van die materiaal. Vind die lêer wat aangeheg is in die komponente -afdeling. Ons stel voor dat u sterk, maar ligte materiale gebruik, soos akrielplate (3-4 mm) of laaghout (2,5 - 3 mm). Tydens ons prototiperingsfase het ons 'n 10 mm skuimkern gebruik wat besonder goed gewerk het en die huidige ontwerp behoort daarmee te werk ('n bietjie fynstelling is nodig). Skuimkern is ook maklik om met die hand te sny vir mense sonder toegang tot lasersnyers.

2. Die omhulsel is gedruk met PLA met 'n laaghoogte van 0,2 mm en 'n vuldigtheid van 25%. Ons stel ook 'n wanddikte van 0,8 mm voor.

Stap 4: Monteer die elektronika: motorbestuurder en I2C

By die montering van die elektronika begin ons eers met die L293D -motorbestuurder.

1. Plak die mini-broodbord aan die Arduino-uitbreidingskerm.
2. Plaas die L293D aan die einde van die mini -broodbord (waar die klein plastiekverbindingsstuk aan die kort kant uitsteek). Let daarop dat die volledige sirkel bo -op die L293D aan die einde van die bord moet wees.
3. Koppel eers al die soldeerlose jumperdrade aan
4. Koppel die oorblywende drade aan die Arduino en daarna aan die motors. Dit maak nie saak of u die volgorde van die drade vir u motors verwar nie, want u sal uitvind sodra u motor die verkeerde pad draai.
5. Laai die voorbeeldkode van die motors na die Arduino om dit te toets - dit kan onderaan hierdie bladsy gevind word: (voorbeeldkode Motors)

Stap 5: Monteer die basis

Ons stel die volgende volgorde voor om die basis te monteer.

1. Koppel eers die motors aan die boonste basis met behulp van die hakies. Die hakies gebruik M2 moere en boute. Neem die tyd versigtig om die boute in te skroef, aangesien hulle taamlik klein en moeilik is.
2. Koppel die Arduino aan die boonste plaat, maak seker dat die Arduino losgemaak is van die hakie. Gebruik M2 -boute om dit aan te sluit. As daar nie M2 -boute in u besit is nie, kan u ook M3 gebruik, maar dit verg 'n bietjie meer krag.
3. Bevestig boute aan die magnete, skuif die onderplaat oor die boute en bevestig die boute aan die middelste plaat op die aangeduide plekke. Heg nou die middelste en onderste plaat vas.
4. Bevestig die lynsensor aan die middelste plaat met die aangeduide boute. Plaas ook die aangrensende boute in die middelste plaat, aangesien die gate nie meer toeganklik is as die lynsensor daaraan geheg is nie.
5. Voeg alle boute in die middelplaat wat by die boonste voet aansluit, by.
6. Laastens, plaas en draai die boonste basisplaat vas aan die res van die basis.

Stap 6: Magnet Madness

Nou kom die moeilike deel: probeer u Wipy op 'n vertikale witbord. Hierdie deel is gebaseer op 'n bietjie proef-en-fout, aangesien daar 'n goeie balans is tussen:

- Die magnete is te sterk, sodat die wiele nie kan beweeg nie.- Die magnete is nie sterk genoeg nie, sodat Wipy van die bord af val.

Die magnete wat ons gebruik het, is sterk, waarskynlik 'n bietjie te sterk. Deur afstandhouers tussen die bord en die magnete te gebruik, kan die trek verminder word. Die afstandhouers verseker ook dat die bokant van die bout nie aan die witbord raak nie. Die afstandhouers kan aan die magneet vasgemaak word deur gom te gebruik, of in die prototiperingsfase: baie plakband.

Wenke Ons het 'n paar wenke om die magnete reg te laat werk:

- Die magneet tussen die wiele is bedoel om die wiele in die bord te trek sodat die wiele meer greep het. Maak seker dat hierdie magneet net hoër is as die vlak van die wiele.- Maak seker dat die robot effens teenoor die agtermagneet is.- Begin met meer (kleiner) magnete aan die agterkant. Aangesien 'n verskeidenheid kleiner magnete kan voorkom dat die robot in sirkels ry.

Die wiele moet nou in dieselfde rigting draai. Probeer dit nou op die bord en huil trane van blydskap as dit uiteindelik werk. Dit is nou tyd vir 'n klein oorwinningspartytjie.

Stap 7: Meer sensors, meer plesier

Noudat die motors en magnete mooi met die ander speel, is dit tyd om 'n paar (nuttelose) funksies by Wipy te voeg.

1. Lynsensor Gebruik die meegeleverde kabel om die lynsensor aan te sluit op die broodbord soos aangedui. Die groen kabel op die diagram is vir SCL en die wit vir SDA.

2. Voeg skerm by Laat ons Wipy se oulike gesig byvoeg soos aangedui.

3. Tofsensor Voeg laastens die afstandsensor by soos aangedui. Hierdie sensor sal opspoor hoe naby dit aan die hand is en stop daarvolgens. Dit gee Wipy ook die (irriterende) kenmerk om die bord uit te vee sodra u op die bord begin teken.

4. Laai kode op

Noudat al die sensors aangeskakel is, kan ons begin kodering. Laai die aangehegte kode lêer en sien Wipy tot lewe kom. Daar is opmerkings in die kode om u te help om dit te verstaan. Maak seker dat u die toepaslike biblioteke aflaai van Skets> Biblioteek insluit> Biblioteek bestuur. Die sensorbiblioteek van die tyd van vlug (VL53L0X.h) kan gevind word (hier)

5. Krag

Ons beveel 'n eksterne battery aan om die motors en die Arduino aan te dryf terwyl Wipy gelukkig oor die witbord gaan. U kan dit byvoorbeeld in die boonste hoek van die bord plaas en kabels na Wipy lei. Wipy benodig twee kragtoevoer: 1 vir die Arduino en 1 vir die motors soos op die foto aangedui. Ons het besluit om 'n powerbank te gebruik wat 2x 5V 2A lewer. Heg een direk in die Arduino aan (óf in Vin, die USB of die powerport). Maak seker dat die Arduino en al die sensors voldoende krag het as dit aan die Vin gekoppel is.

6. Om alles bymekaar te sit

Om dit alles bymekaar te maak, stel ons voor dat u die OLED en die Time of Flight -sensor op die omhulsel plak, en dan die dubbelkas aan die voetstuk koppel.

Stap 8: Wil u meer wipy emosies hê?

Wil u u eie Wipy -emosie skep:

1. Skep u wonderlike emosies met enige grafiese sagteware (Adobe Photoshop, GIMP, ens.) Wat bitmap -beelde kan bespaar. Maak seker dat u dieselfde resolusie as u skerm het. Vir ons geval is dit 128 x 32 px.
2. Vervolgens moet ons hierdie bitmaps omskakel in kode. Ons kan die aanlynhulpmiddel image2cpp daarvoor gebruik. Laai die beelde op wat u wil omskakel
3. Sodra dit opgelaai is, maak seker dat die instellings korrek is, soos resolusie en oriëntasie. Sodra alles korrek is, verander die 'Kode -uitvoerformaat' na 'Arduino -kode' en maak seker dat u 'n identifikator gebruik, dieselfde as die emosie wat u wil vervang.
4. As u klaar is, klik dan op "Generate Code" en vervang die kode in die Arduino Sketch.

Naaswenner in die Arduino -kompetisie 2019