Wipy: تمیز کننده تخته سفید بیش از حد انگیزه: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

معرفی

آیا تا به حال از تمیز کردن تخته سفید خسته شده اید؟ آیا تا به حال به این فکر کرده اید که اگر یک ربات بتواند این کار را برای شما انجام دهد چقدر زندگی شما بهبود می یابد؟ شما اکنون این شانس را دارید که این کار را با Wipy به واقعیت تبدیل کنید: تمیز کننده تخته سفید بیش از حد با انگیزه. Wipy نقاشی های شرم آور بد شما را به درستی تمیز می کند و حتی با یک لبخند زیبا این کار را انجام می دهد. حتی لازم نیست آن را فعال کنید! این فقط زمانی که شما انتظارش را ندارید تخته را تمیز می کند … اوههه …*سرفه سرفه*… ما البته منظورمان این است: هنگامی که شما به آن بیشتر نیاز دارید!

امکانات:

- دوست آینده ما قادر خواهد بود با استفاده از آهن ربا به صفحه بچسبد و قادر است در فضا با استفاده از چرخ های گیرنده حرکت کند. توانایی اندازه گیری فاصله تا دست با استفاده از سنسور زمان پرواز.-ما با استفاده از یک صفحه نمایش کوچک OLED به Wipy شخصیتی زیبا می دهیم.

این پروژه به عنوان بخشی از سمینار طراحی محاسباتی و ساخت دیجیتال در برنامه کارشناسی ارشد ITECH انجام شد.

لاسات سیریواردنا ، سیمون لوت و تیم استارک

مرحله 1: منطق Wipy

Wipy بر اساس تعامل بین سنسور خط و سنسور زمان پرواز کار می کند. بسته به نوع خطی که تشخیص می دهد و دست شما چقدر نزدیک است ، Wipy به طرق مختلف واکنش نشان می دهد ، همانطور که در نمودار نشان داده شده است.

مرحله 2: مonلفه ها و نظریه

برای ایجاد مجدد این قطعه شگفت انگیز از فناوری پاک کردن پیشرفته ، به موارد زیر نیاز دارید:

اجزاء

برای ایجاد شاسی ربات ، باید به برش لیزری دسترسی داشته باشید. برای مورد ، از چاپگر سه بعدی استفاده شد.

همه عناصر صفحه اصلی از یک ورق پلکسی گلاس 500 250 250 4 4 میلی متر بریده شده اند.

ما همچنین پیشنهاد می کنیم که یک کیت آردوینو تهیه کنید که شامل بسیاری از اجزای اساسی این پروژه (آمازون) باشد

پایه و مورد

1 x مورد چاپ سه بعدی

1 عدد صفحه اصلی (Lasercut)

1 عدد صفحه پایه وسط (با لیزر)

1 عدد صفحه پایین (Lasercut)

36 آجیل M3 36

5 پیچ M3 15 میلی متر

4 پیچ M3 پیچ 30 میلی متر

2 آهن ربا (ما آنها را در اینجا گرفتیم)

الکترونیک اصلی

1 عدد Arduino Uno R3 یا معادل عمومی - (آمازون)

1 x Arduino Expansion Shield (شامل کیت استارت)

1 عدد تخته کوچک نان (شامل کیت استارت)

19 عدد سیم بلوز (شامل کیت استارت)

11 x [OPTIONAL EXTRA] سیم های بلوز بدون سرب - (آمازون)

1 عدد پاور بانک با حداقل 2 اسلات USB - (آمازون). از پاوربانک های ارزان خودداری کنید زیرا منبع تغذیه می تواند غیرقابل اعتماد باشد.

1 سیم دوقلوی Spool x CCA برای اتصال پاور بانک به آردوینو و موتورز - (آمازون)

1 x پیچ بلوک ترمینال - (آمازون)

سنسورها و موتورها

1 عدد میکرو موتور ، کیت چرخ و براکت کیت - (Pimoroni)

1 x [اختیاری اختیاری] براکت موتور فایل چاپ سه بعدی - (Thingiverse)

1 0. 0.91 اینچ صفحه نمایش OLED - (آمازون

IC 1 درایور موتور L293D - (آمازون)

سنسور ردیابی خط مادون قرمز 1 x 5 کانال - (آمازون)

1 برابر سنسور زمان پرواز (VL53L0X) - (آمازون)

ابزارها

- پیچ گوشتی سر فیلیپس

- پیچ گوشتی تخت

- موکت بر

- نوار چسب

تئوری

سنسور ردیابی خط

آرایه ای از پنج سنسور IR در حسگر خط استفاده می شود. این سنسورهای IR قادر به انتخاب رنگ هستند. این سنسور دارای یک فرستنده و گیرنده است. اگر یک سطح بسیار بازتابنده باشد (مانند یک سطح سفید) ، امیتر می تواند امواج مادون قرمز را شلیک کند ، در حالی که بیشتر امواج را در گیرنده IR منعکس می کند. اگر سطح تابش را جذب کند ، مانند یک رنگ سیاه ، گیرنده IR اشعه کمتری دریافت می کند. برای دنبال کردن خط حداقل دو سنسور مورد نیاز است.

برای کنترل موتورهای DC ، به یک نوع راننده برای کنترل آنها نیاز دارید. I2C L293D Motor Driver IC L293D یک موتور راننده است که روشی ارزان و نسبتاً ساده برای کنترل سرعت و جهت چرخش دو موتور DC است. برای اطلاعات عمیق تر در مورد L293D ، Lastminuteengineers یک نمای کلی فوق العاده دارد:

سنسور زمان پرواز: این سنسور قادر به اندازه گیری فاصله با استفاده از یک اصل است که قبلاً در عنوان سنسور به راحتی بیان شده است: زمان پرواز. این یک سنسور بسیار دقیق است و برای مثال در هواپیماهای بدون سرنشین یا سیستم های LiDAR یافت می شود. این دستگاه می تواند لیزر را در جهت خاصی شلیک کرده و زمان بازگشت لیزر را اندازه گیری کند ، از این رو می توان فاصله را محاسبه کرد.

مرحله 3: آماده سازی قاب اصلی

بدن Wipy به دو قسمت تقسیم می شود. یک پایه برش لیزری و یک کیف چاپ سه بعدی.

1. برای پایه ، بسته به مواد ، می توان آن را برش لیزری یا برش دستی داد. لطفاً فایل پیوست شده را در قسمت اجزاء بیابید. ما پیشنهاد می کنیم از مواد قوی اما سبک مانند ورق های اکریلیک (3 - 4 میلی متر) یا تخته سه لا (2.5 - 3 میلی متر) استفاده کنید. در مرحله نمونه سازی اولیه ، ما از هسته فوم 10 میلی متری استفاده کردیم که به خوبی کار می کرد و طراحی فعلی باید با آن کار کند (تعدادی تنظیم دقیق مورد نیاز خواهد بود). برش فوم نیز برای افرادی که به کاترهای لیزری دسترسی ندارند آسان است.

2. مورد با PLA با ارتفاع لایه 0.2 میلی متر و تراکم پر شدن 25٪ چاپ شد. ما همچنین ضخامت دیوار 0.8 میلی متر را پیشنهاد می کنیم.

مرحله 4: مونتاژ Electronics: Motor Driver & I2C

در مونتاژ قطعات الکترونیکی ، ابتدا قصد داریم با L293D Motor Driver شروع کنیم.

1. مینی بردبرد را به سپر افزونه آردوینو بچسبانید.
2. L293D را در انتهای تخته کوچک نان قرار دهید (جایی که قطعه اتصال پلاستیکی کوچک در طرف کوتاه چسبیده است). توجه داشته باشید ، دایره کامل بالای L293D باید در انتهای تخته باشد.
3. ابتدا همه سیم های بلوز بدون لحیم را وصل کنید
4. سیمهای باقیمانده را به آردوینو و متعاقباً به موتورها وصل کنید. مهم نیست که ترتیب سیم ها را برای موتورهای خود اشتباه بگیرید ، زیرا هنگامی که موتور شما به اشتباه می چرخد متوجه می شوید.
5. کد نمونه موتورها را برای آزمایش آنها روی آردوینو بارگذاری کنید - می توانید آن را در انتهای این صفحه بیابید: (کد نمونه موتورها)

مرحله 5: مونتاژ پایه

برای مونتاژ پایه ، دستور زیر را پیشنهاد می کنیم.

1. ابتدا ، موتورها را با استفاده از براکت ها به پایه بالا وصل کنید. براکت ها از پیچ و مهره M2 استفاده می کنند. با احتیاط پیچ های خود را بچرخانید زیرا پیچ ها بسیار کوچک و کج هستند.
2. آردوینو را به صفحه بالا وصل کنید ، مطمئن شوید که آردوینو از براکت خود جدا شده است. برای اتصال آن از پیچ M2 استفاده کنید. اگر پیچ و مهره های M2 در اختیار شما نیست ، می توانید از M3 نیز استفاده کنید ، اما نیروی بی رحمانه بیشتری نیاز دارد.
3. بعد: پیچ ها را به آهن ربا وصل کنید ، صفحه پایینی را روی پیچ ها بکشید و پیچ ها را در محل مشخص شده به صفحه وسط وصل کنید. حالا صفحه وسط و پایین را وصل کنید.
4. با استفاده از پیچ و مهره های نشان داده شده ، سنسور خط را به صفحه وسط وصل کنید. اطمینان حاصل کنید که پیچ و مهره های مجاور را نیز در صفحه وسط قرار دهید ، زیرا وقتی سنسور خط وصل است دیگر سوراخ ها قابل دسترسی نیستند.
5. همه پیچ ها را در صفحه وسط که به پایه بالا متصل می شوند اضافه کنید.
6. در نهایت ، صفحه پایه بالا را روی بقیه پایه قرار داده و محکم کنید.

مرحله 6: جنون مغناطیسی

اکنون قسمت دشواری می آید ، Wipy خود را روی یک تخته سفید عمودی امتحان کنید. این قسمت بر اساس کمی آزمایش و خطا است زیرا تعادل خوبی بین موارد زیر وجود دارد:

- آهنرباها بسیار قوی هستند ، بنابراین چرخ ها نمی توانند حرکت کنند.- آهنرباها به اندازه کافی قوی نیستند ، بنابراین Wipy از صفحه سقوط می کند.

آهنرباهای مورد استفاده ما قوی هستند ، احتمالاً کمی بیش از حد قوی. با استفاده از فاصله بین تخته و آهن ربا ، می توان کشش را کاهش داد. اسپیسرها همچنین اطمینان حاصل می کنند که بالای پیچ به تخته سفید برخورد نمی کند. جدا کننده ها را می توان با استفاده از چسب به آهن ربا وصل کرد ، یا در مرحله نمونه سازی: مقدار زیادی نوار اردک.

ما نکاتی در مورد کارکرد صحیح آهن ربا داریم:

- آهنربا بین چرخها به منظور کشاندن چرخها به داخل تخته است تا چسبندگی بیشتری به چرخها داشته باشد. اطمینان حاصل کنید که این آهنربا فقط بالاتر از سطح چرخ ها است.- اطمینان حاصل کنید که روبات در زاویه کمی نسبت به آهنربای عقب قرار دارد.- آزمایش با آهنرباهای بیشتر (کوچکتر) را در پشت شروع کنید. به عنوان آرایه ای از آهنرباهای کوچکتر می توان مانع از حرکت روبات در حلقه ها شد.

اکنون چرخ ها باید در یک جهت بچرخند. حالا ، آن را روی تخته امتحان کنید و اگر بالاخره کار کرد اشک شوق بریزید. اکنون زمان یک مهمانی کوچک پیروزی فرا رسیده است.

مرحله 7: حسگرهای بیشتر ، سرگرمی بیشتر

اکنون که موتورها و آهن ربا با دیگر آن خوب بازی می کنند ، وقت آن است که برخی ویژگی های (بی فایده) را به Wipy اضافه کنید.

1. سنسور خط با استفاده از کابل موجود ، سنسور خط را همانطور که نشان داده شده به تخته نان متصل کنید. کابل سبز روی نمودار برای SCL و سفید برای SDA است.

2. اضافه کردن screenLet چهره ناز Wipy را همانطور که نشان داده شده است اضافه کنید.

3. سنسور Tof در نهایت ، سنسور فاصله را مطابق شکل اضافه کنید. این سنسور تشخیص می دهد که چقدر به دست نزدیک است و بر این اساس متوقف می شود. همچنین به Wipy ویژگی (مزاحم) پاک کردن تخته را در لحظه شروع به طراحی روی تخته می دهد.

4. بارگذاری کد

اکنون که همه سنسورها متصل شده اند ، می توانیم برنامه نویسی را شروع کنیم. فایل کد پیوست را بارگذاری کرده و ببینید Wipy زنده می شود. نظراتی در کد وجود دارد که به شما در درک آن کمک می کند. مطمئن شوید که کتابخانه های مناسب را از Sketch> Include Library> Manage Library بارگیری کنید. کتابخانه سنسور زمان پرواز (VL53L0X.h) را می توانید پیدا کنید (اینجا)

5. قدرت

برای تغذیه موتورها و آردوینو در حالی که Wipy با خوشحالی روی تخته سفید رژه می رود ، یک باتری خارجی را توصیه می کنیم. به عنوان مثال ، می توانید این را در گوشه بالای صفحه قرار دهید و کابل ها را به Wipy منتقل کنید. Wipy به دو منبع تغذیه نیاز دارد: 1 مورد برای آردوینو و 1 مورد برای موتورها همانطور که در عکس نشان داده شده است. ما تصمیم گرفتیم از پاوربانکی استفاده کنیم که 2x 5V 2A خروجی دارد. یکی را مستقیماً در آردوینو (یا در Vin ، USB یا منبع تغذیه) وصل کنید. در صورت اتصال به Vin مطمئن شوید که قدرت کافی برای آردوینو و همه سنسورها وجود دارد.

6. همه را با هم قرار دهید

برای جمع آوری همه چیز ، پیشنهاد می کنیم سنسور OLED و زمان پرواز را روی قاب بچسبانید و سپس با استفاده از نوار دو طرفه ، قاب را به پایه وصل کنید.

مرحله 8: احساسات Wipy بیشتری می خواهید؟

آیا می خواهید احساسات Wipy خود را ایجاد کنید ، نحوه انجام این کار به شرح زیر است:

1. با استفاده از هر نرم افزار گرافیکی (Adobe Photoshop ، GIMP و غیره) که می تواند تصاویر bitmap را ذخیره کند ، احساسات شگفت انگیز خود را ایجاد کنید. اطمینان حاصل کنید که وضوح تصویر مشابه صفحه نمایش شما باشد. برای مورد ما 128 32 32 پیکسل است.
2. در مرحله بعد ، ما باید این بیت مپ ها را به کد تبدیل کنیم. ما می توانیم ابزار آنلاین image2cpp را برای آن انجام دهیم. تصاویری را که می خواهید تبدیل کنید بارگذاری کنید
3. پس از بارگذاری ، مطمئن شوید که تنظیمات مانند وضوح و جهت درست هستند. وقتی همه چیز درست شد ، "فرمت خروجی کد" را به "کد آردوینو" تغییر دهید و مطمئن شوید که از یک شناسه مشابه هر احساسی که می خواهید جایگزین کنید استفاده کنید.
4. پس از اتمام کار ، روی "ایجاد کد" کلیک کنید و کد را در Arduino Sketch جایگزین کنید.

نفر دوم مسابقات آردوینو 2019