Ultrasoniese Batgoggles: 14 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Wens jy was kolf? Wil u echolokasie ervaar? Wil u met u ore probeer "sien"? Vir my eerste Instructable, sal ek u wys hoe u u eie ultraklank -bril met 'n Arduino -mikrobeheerderkloon, Devantech -ultrasoniese sensor en sweisbrille vir ongeveer $ 60 of minder kan bou as u reeds standaard elektroniese komponente het. U kan ook die elektronika oorslaan en 'n eenvoudige vlermuismasker maak wat perfek is om na die volgende Batman-film te dra. In so 'n geval kos die koste slegs ongeveer $ 15. Met hierdie bril kan u ervaar hoe dit is om ouditwyses soos 'n vlermuis te gebruik, en is bedoel vir kinders in 'n wetenskapsentrum om te leer oor echolokasie. Die doel was om die koste so laag as moontlik te hou, om te voorkom dat die vorm van die interaksie generies of nie verband hou met die opvoedkundige doel nie, en om te verseker dat die fisiese vorm van die toestel die onderwerp bevat. Vir 'n meer deeglike bespreking van die ontwerp daarvan, sien die webwerf van die projek. Om die koste en grootte laag te hou, word 'n Arduino-kloon egter gebruik, maar hierdie projek werk net so goed met voorafgeboude Arduino-mikrobeheerders. Hierdie bril is gemaak vir " Dinamiese gebruikersgesentreerde navorsing en ontwerp "-kursus in die kunste-, media- en ingenieurswese-program aan die Arizona State University.

Stap 1: nodige materiaal

-Arduino of vergelykbare mikrobeheerder* (as u geld het, kan u die Arduino mini/nano koop of 'n boarduino gebruik, anders sal ek u wys hoe u 'n klein en goedkoop Arduino-kloon vir hierdie projek kan maak.)-Lasbrille (myne is "Neiko" -merk en word maklik op eBay aangetref as 'Skermbril omdraai' vir 3-10 dollar, hierdie spesifieke tipe werk baie goed) -Devantech SRF05 Ultrasoniese sensor (of ander vergelykbare sensor-maar die SRF05 het 'n baie goeie 'n lae kragverbruik van 4mA en 'n uitstekende resolusie van 3 cm tot 4 meter, dit is ongeveer $ 30)-iets om van ore te maak (ek het plastiekbolle gebruik, sien ook: "Hoe om 'n beter vlermuiskostuum te bou")-'n soort omhulsel vir elektronika-3/8 "gesplete naat buigsame swart ingewikkelde buise (om verbindingsdrade te verberg) -piëzo-gonser wat kan werk op 5v-9v-geassorteerde drade-plasti-dip spuitbus (swart) Microcontroller Electronics (hierdie komponente kan oorgeslaan word as u 'n vooraf ingeboude beheerder gebruik)- Arduino geprogrammeerde Atmega8 of 168 DIP-chip.- 'n ekstra Arduin o bord of ArduinoMini USB-programmeerder- Klein rekenaarbord (beskikbaar by Radioshack)- 9V batterykonnektor (beskikbaar by Radioshack)- 7805 5v spanningsreguleerder- 16 MHz kristal (beskikbaar by sparkfun)- twee 22pF-kondensators (beskikbaar by sparkfun)- 10 mikrofon elektrolitiese kondensator- 1 mikroF elektrolitiese kondensator- 1k weerstand en 1 LED (opsioneel, maar sterk aanbeveel)- 2N4401 transistor (opsioneel)- vroulike en manlike koppe (opsioneel)- 28-pins DIP-aansluiting of twee 14-pins DIP-sok (opsioneel)- klein broodbord vir prototipering (opsioneel) Die elektroniese komponente kan ook verkry word by www.digikey.com of www.mouser.com Gereedskap en benodigdhede-soldeerbout-warm gomgeweer-Dremel-nuuspapiermaskeerband-skuurpapierdraad strippers ens.

Stap 2: Ontwerp 'n paar ore

U is vry om u verbeelding te gebruik om u ore te bou. Geen kolfbril moet dieselfde wees nie! Ek het plastiese kegels gebruik wat gebruik word vir fisiese terapie, waarvan ons toevallig 'n groot voorraad in ons laboratorium gehad het. Maar hierdie tutoriaal bied nog 'n goeie opsie vir kolfoore. Ek het eers 'n ovaal met 'n skerpie geteken en met 'n Dremel uitgesny. Ek het die afsnystuk vir die binnekant van die oor gebêre.

Stap 3: Sny die ore

Ek het die afgesnyde stukke van die keël met die Dremel afgewerk, sodat dit kleiner was en dit aan die binnekant van die groter kegelstukke vasgeplak het. Hulle pas nie presies nie, maar nadat hulle dit met die hand vasgehou het, het die warm gom dit redelik goed gehou. As u genoeg ruimte onder die ore laat, kan u die elektronika maklik in die oor insluit, een oor vir die kontroleerder en een vir die battery. Ongelukkig het ek nie genoeg ruimte gelaat nie en moes ek 'n eksterne omhulsel gebruik. Pasop dat u nie brand terwyl u 'n warm lijmpistool gebruik nie! U kan ook die plastiekkegels per ongeluk smelt.

Stap 4: Berei 'n bril voor

Die bril wat ek gekoop het, was 'n baie blink, akwakleur wat nie soos vleermuis lyk nie. Om die bril stewiger te maak, haal die lense uit (verwyder eers die neusstuk), skuur dit en spuit met Plasti Dip -spuitstof om 'n lekker leeragtige rubbertekstuur te gee. Voordat ek spuit, het ek die binnekant van die bril en die dele wat die vel raak, met maskeerband gemasker. Ek het ook geen verf op die neusstuk aangebring nie, want die verf verminder die buigsaamheid van die brilmateriaal 'n bietjie en die neusstuk is nodig om die bril bymekaar te hou. U sal ook die ore wil skuur en spuit. Gesandde plastiekstof is nare vir jou longe en oë, dra dus 'n masker en 'n veiligheidsbril vir hierdie stappe. Ek het ongeveer 3 lae gespuit met ongeveer 10-15 minute tussen die lae om 'n egalige tekstuur te kry. As dit nat is, lyk die verf glansend, maar dit droog tot 'n matte tekstuur.

Stap 5: Monteer elektronika

Hierdie stappe is opsioneel as u 'n reeds ingeboude Arduino -mikrobeheerder gebruik. Aangesien u slegs 'n klein hoeveelheid van sy vermoëns gebruik, is dit egter meer sinvol om 'n barbeen -weergawe van 'n Arduino te maak wat baie kleiner en goedkoper is om te reproduseer. Hierdie afdeling kan effens moeilik wees vir iemand met geen elektroniese ervaring nie, maar dit behoort maklik te wees vir almal wat 'n eenvoudige elektroniese stel saamgestel het. 'N' Skematiese 'skets vir die elektronika is aangeheg. Die skematiese weergawe is sterk afgelei van David A. Mellis se Atmega8 Standalone -skema. As daar belangstelling is, sal ek 'n toegewyde instruksie maak vir hierdie stap. Die ontkoppelde stroombaan kom uit die boek Tom Physo se Physical Computing. Ek het 'n prentjie van die weergawe van die bord (met sensor/zoemer nie gekoppel nie) ingesluit, sowel as 'n prototipe weergawe op 'n broodbord vir verwysing. Die broodbordweergawe wys ook hoe u die Arduino -bord kan koppel as 'n USB -programmeerder vir die mikrobeheerder -chip. Aangesien ek 'n DIP -aansluiting vir die chip gebruik het, kan ek die chip ook verwyder en in 'n Arduino -bord sit om dit te programmeer, maar dit kan moeilik wees om die chip uit te trek sonder om al die penne te buig - daarom het ek die wyfie ingesluit koppenne vir die tx/rx. Alhoewel die bord baie beknop is, kan u sien dat al die penne van die kontroleerder 'n soldeerbout beskikbaar het om aan te sluit. Aangesien dit nie nodig is vir hierdie projek nie, het ek nie vroulike koppe aan die ongebruikte penne gesoldeer nie, maar as dit die geval was, sou u die volle vermoë van 'n Arduino Diecimilia hê, behalwe USB aan boord in 'n baie klein pakket. Die breedte van die bord is ongeveer die helfte van die Diecimilia -bord en ongeveer dieselfde lengte. (hier is 'n soortgelyke opset) Deur die transistor te gebruik, kan u egter ander toestelle vir die maak van geluide as 'n zoemer gebruik as u dit het.

Stap 6: Berei gons- en sensordrade voor

Die ultrasoniese sensor en zoemer benodig lang drade om van die bril na die elektronika te loop. Die ultrasoniese sensor benodig 4 drade (5v, grond, eggo, sneller) en die zoemer benodig twee drade (digitale uitset van kontroleerder, grond). Met 'n bietjie beplanning kan u 'n lintkabel van 5 draad gebruik as u dit het en die grondverbinding tussen die zoemer en die sensor deel. Ek het net 'n lint met vier drade gehad, so ek het dit vir die ultrasoniese sensor gebruik en 'n tweedraadkabel vir die gonser. Aangesien die zoemer twee verbindings het, het ek 'n ry vroulike koppe aan die twee drade op die regte afstand gesoldeer, en sodoende kan ek die piëzo -zoemer maklik verwyder indien nodig. Die sensor het 'n paar soldeergate om te soldeer, waarna u moet gaan. Maak seker dat u die regte kant gebruik; die gate aan die ander kant is vir die programmering van die sensor en werk nie!

Stap 7: Voltooi die drade

Volgende soldeer manlike kopstukke aan die ander kant van die drade. (Dit sal met die mikrobeheerder verbind word.)

Stap 8: Laai kode op

Om die kode op te laai, koppel die 5v, grond-, TX-, RX -penne op die rekenaarbord aan dieselfde penne op 'n chip verwyderde Arduino -bord met 'n paar drade. Koppel dan die reset -pen op die PC -kaart aan op die plek waar pen 13 in die DIP -aansluiting op die Arduino -bord sou kom. As dit verwarrend is, sien die prentjie wat dit herhaal, behalwe met 'n Arduino Mini. Gaan dan eenvoudig verby die aangehegte kode in die Arduino -redakteur (of blaai na en laai die.pde -lêer in Arduino oop nadat u dit afgelaai het) en kies die toepaslike seriële poort en die Arduino -chip wat u gebruik, en druk op die oplaai -knoppie. dan wissel die interbiepinterval gebaseer op die afstand wat deur die sensor gemeet word. Dus, as u naby 'n voorwerp is, neem die interval tussen biepe af en die piep kom vinniger. As u ver van 'n voorwerp af is, neem die tussenpiepinterval toe, sodat die blaas stadiger plaasvind. Die kontroleerder kontroleer elke 60 ms die afstand, sodat die interpiepinterval dinamies verander. Tans word dit afgeskaal, so 1 duim maak 'n verskil van 10 ms in die interpiepinterval. Dit laat die bril beter werk vir nader afstande, maar dit kan verhoog word om beter te werk vir verdere afstande. Ek het 'n eksponensiële skalering probeer wat die reikafstand op nader afstande vergroot (met behulp van fscale, maar dit lyk nie asof dit die reaksie veel verander het in ruil vir tonne kode nie, so ek het dit geskrap.) Aangesien die tyd wat dit neem om die afstand te lees, hang af van die afstand van die voorwerp wat waargeneem word (die sensor gee pulse tot 30 ms lank terug) die kode meet die tyd wat dit geneem het om die lesing te kry en vergoed die vertragingstye met daardie hoeveelheid. Elke reël op die kode word kommentaar gelewer en is (hopelik) self -verduidelikend.

Stap 9: Plaas elektronika in 'n omhulsel

Sny die ingewikkelde buis sodat dit die regte lengte is van die bril tot by iemand se hand of sak. Plaas die drade wat aansluit by die ultrasoniese sensor en die piezo -zoemer in die ingewikkelde buis. Boor 'n gat in u omhulsel wat by die ingewikkelde buis pas. Ek het dit gedoen met 'n proef -en -fout benadering, begin met 'n klein grootte en die deursnee vergroot totdat die buis presies pas. Draai die drade deur die gat en druk die ingewikkelde buis in. My kabels is effens lank, so ek moes dit omvou om te pas. Sommige klittenband hou die printplaat by die omhulsel.

Stap 10: Koppel drade

Nou kan u die manlike koppenne aan die ente van u drade gebruik en aansluit by die toepaslike penne op die rekenaarbord (gebruik die skema!). As u u eie Arduino gebruik, gebruik dan dieselfde pin -toewysings as in die skema.

Stap 11: Sluit omhulsel

Hierdie omhulsel het skroewe gehad om dit toe te hou, maar ander omhulsels (altoïede blik?) Kan net klik. Aangesien ek nie seker was of dit werk nie, het ek band gebruik om dit vir eers toe te hou.

Stap 12: Heg ore aan

Om die ore vas te maak, moet ons eers twee vertikale gleuwe met die dremel in die ore sit sodat die band kan deurtrek.

Stap 13: Maak ore aan, vervolg

Nadat ek die bande deur die ore gehardloop het, het ek met klittenband die ore op die bril aangebring. Dit was uiteindelik ietwat onstabiel, maar baie verstelbaar om hulle op die regte manier te wys. Om dit vas te plak sou meer permanent gewees het, maar die klittenband het verskeie demo's oorleef. U moet die rubberbrilraam effens van bo af uit die plastiek lensstuk trek om ruimte te maak, dan pas die sensor in. Die sensor spring soms uit, so 'n bietjie gom kan dit vir goed regmaak. Ongelukkig maak hierdie hegmetode dit onmoontlik om die lense meer om te draai.

Stap 14: Ervaar echolokasie

Steek 'n battery in, steek die omhulsel in u sak en verken! Hoe nader jy aan voorwerpe in jou siglyn kom, hoe vinniger piep dit, hoe verder jy kom, hoe stadiger piep dit. Moet dit asseblief nie in gevaarlike omgewings of in die verkeer dra nie! Hierdie bril is slegs vir opvoedkundige doeleindes en bedoel vir beheerde omgewings, aangesien dit bedoel is om u perifere visie en gereelde visie te blokkeer, sodat u meer afhanklik is van ouditiewe aanwysings. Ek is nie verantwoordelik vir enige beserings as gevolg van die dra van hierdie bril nie! Dankie! Omdat dit op Arduino gebaseer is, kan u maklik 'n Zigbee- of blueSMIRF -module byvoeg om dit draadloos met rekenaars te koppel. Toekomstige werk kan 'n draaiknop byvoeg om die sensitiwiteit aan te pas en 'n aan/uit -skakelaar by te voeg.

Tweede prys in die Instructables en RoboGames -robotwedstryd