GOB: 3 مرحله

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

این دستورالعمل برای برآوردن الزامات پروژه Makecourse در دانشگاه فلوریدا جنوبی (www.makecourse.com) ایجاد شده است.

سابقه و هدف در GOB

GOB مخفف Gear Operated Box است و جعبه ای است که از طریق یک سری چرخ دنده کار می کند. این پروژه همانطور که در بالا برای Makercourse در دانشگاه فلوریدا جنوبی ایجاد شد ایجاد شد و این دستورالعمل دقیقاً نشان می دهد که چه چیزی برای تکرار این پروژه در جعبه های دیگر نیز لازم است. تصویر سمت راست اولین تصویر بالا آخرین نسخه GOB است. بسته به کلیدی که سنسور RFID "می بیند" جعبه را می توان قفل و باز کرد و همچنین بسته به قفل یا باز شدن جعبه ، LED های جانبی را روشن می کند. برای مشاهده جدیدترین ویژگی های جعبه ، ویدیوی پیوست را مشاهده کنید.

مرحله 1: لوازم/سخت افزار

برای بازآفرینی این پروژه به موارد زیر نیاز دارید.

1. برد Arduino Uno

2. سنسور RFID آردوینو (MFRC522)

3. چرخ دنده ها - برای مشخصات به زیر مراجعه کنید

4. یک چشمه بزرگ

5. موتور پله ای 5 ولت

6. LED های مختلف

7. شارژر USB قابل حمل

8. جعبه - برای مشخصات به زیر مراجعه کنید

9. از هر نوع تزئینی که می خواهید برای جعبه خود بخواهید ، از موارد زیر استفاده کردم:

- رنگ اسپری (قهوه ای ، طلایی ، رزگلد/ مسی)

- لامپ های جا کلیدی

- انواع چرخ دنده ، پیچ و مهره و لوله کشی چاپ شده سه بعدی

چرخ دنده ها

چرخ دنده های مورد استفاده برای قسمت مکانیکی این طرح من در فیوژن 360 با استفاده از اسکریپت چرخ دنده آنها طراحی کردم و سپس آنها را به صورت سه بعدی چاپ کردم. اولین تصویر پیوست شده در اینجا مشخصاتی است که من برای تولید تمام چرخ دنده هایم استفاده کردم و فقط باید تعداد دندان های هر کدام را تغییر داد. تصویر دوم چرخ دنده های مورد استفاده در این جعبه را نشان می دهد. از 3 چرخ دنده گرد استفاده شد و سپس یک چرخ دنده مستطیلی به عنوان مکانیزم قفل واقعی استفاده شد ، فایل های.stl این دنده ها نیز ضمیمه شده است. تصویر سوم محل قرارگیری چرخ دنده ها را نشان می دهد ، همانطور که می بینید چرخ دنده بالا نیاز به راهنما دارد تا بتواند آن را در جای خود نگه دارد و بزرگترین چرخ دنده به چرخ دنده کوچکتر چسبانده شده است که به موتور پله ای اجازه می دهد تا همه دنده های داخلی را به طور همزمان بچرخاند.

جعبه

جعبه مورد استفاده برای پروژه من از 7 اینچ ساخته شده است. ورق مقوایی 7 اینچی. دو نوار نازک از مقوا برای اتصال درب به پایه جعبه و سپس یک نوار کوچک برای ساخت قلاب روی درب استفاده شد تا قفل شدن جعبه امکان پذیر باشد. شما می توانید جعبه خود را از هر ماده ای که ترجیح می دهید تهیه کنید یا از یک درپوش که قبلاً در یک طرف متصل شده است استفاده کنید ، در هر صورت درپوش باید دارای قلاب در داخل باشد تا جعبه توسط چرخ دنده های داخلی قفل شود. برای جزئیات بیشتر به دو تصویر آخر نگاه کنید.

مرحله 2: مونتاژ

1. تمام مواد ذکر شده در مرحله 1: لوازم/ سخت افزار را جمع آوری کنید

2. جعبه را بسازید ، همانطور که قبلاً ذکر شد می توانید جعبه خود را از هر نوع ماده ای بسازید یا هر اندازه ای داشته باشد ، تنها مشخصات آن این است که باید دارای قلاب داخلی به اندازه کافی بزرگ باشد تا چرخ دنده های داخلی بتوانند جعبه را قفل کنند.

3. هنگامی که جعبه ساخته شد باید مدار را سیم کشی کنید. شماتیک پیوست را دنبال کنید. به یاد داشته باشید هرچه مدار خود را تمیزتر و جمع و جورتر کنید ، بهتر در جعبه شما قرار می گیرد. هنگامی که برنامه را مونتاژ کردید و مدار خود را آزمایش کنید: 1) تأیید کنید که سخت افزار شما کار می کند و 2) بررسی کنید که آنچه را که می خواهید انجام می دهد.

4. در مرحله بعد چرخ دنده های مورد نیاز جعبه خود را طراحی و چاپ کنید. بسته به اندازه جعبه و اندازه مدار شما ، ممکن است چند چاپ انجام شود. اولین دنده ای که باید با آن شروع کنید ، دنده مخصوص موتور پله ای است ، این به شما کمک می کند اندازه ارتفاع چرخ دنده های داخل جعبه را اندازه گیری کنید. اندازه های مختلف رولپلاک در فایل های.stl ضمیمه شده است که باید در تعیین بهترین ارتفاع برای جعبه شما کمک کند. شما باید سوراخی در قسمت زیرین رولپلاک ایجاد کرده و آن را روی موتور پله ای بچسبانید تا دنده به موتور پله ای محکم شود.

5. هنگامی که تمام چرخ دنده ها را چاپ کردید و مدار را مونتاژ کردید ، چرخ دنده ها را به داخل جعبه وصل کنید. من از چسب حرارتی برای مونتاژ آسان استفاده کردم. از انواع دیگر چسب یا پیچ نیز می توان استفاده کرد. در صورت نیاز ریل های راهنما را برای ثابت نگه داشتن چرخ دنده ها اضافه کنید. همانطور که در تصاویر مشاهده می کنید ، قرار دادن چرخ دنده ها باید مستقیماً در زیر درب جعبه ای که قلاب در آن قرار دارد قرار گیرد. فنر باید مستقیماً در زیر قلاب بنشیند به طوری که وقتی قفل جعبه باز می شود ، درب آن ظاهر می شود و هنگام قرار دادن جعبه در جعبه قفل شدن چرخ دنده مستطیلی ، فضای داخل آن قرار می گیرد.

6. هنگامی که دنده ها در جای خود قرار گرفتند ، مدار خود را در داخل جعبه محکم کنید. من از نوار ، نوار آبی در تصاویر استفاده کردم ، زیرا به من این امکان را می داد که در صورت نیاز تنظیمات آسان را انجام دهم.

7. در نهایت جعبه خود را تزئین کنید! من از LED هایی که در اصل برای نشان دادن چرخ دنده ها به عنوان بخشی از دکوراسیون در سمت چپ جعبه استفاده می شد ، استفاده کردم. بهترین بخش این پروژه این است که مفهوم ساده به شما امکان می دهد این پروژه را برای نیازهای خود سفارشی کنید. سه مرحله بعدی نشان می دهد که چگونه این جعبه را تزئین کرده ام.

8. چاپ انواع چرخ دنده های مختلف. سپس جعبه و چرخ دنده ها را با اسپری رنگ آمیزی کنید تا با هر موضوعی که هدف شما است مطابقت داشته باشد. من از چند چرخ دنده به عنوان شابلون برای افزودن طرح به کناره ها یا چسباندن آنها به بافت استفاده کردم ، تصاویر را برای جزئیات بیشتر ضمیمه کنید.

9. برای لامپ های جانبی از لامپ های جا کلیدی استفاده کردم که می توانم آنها را باز کرده و LED ها را بیرون بیاورم. از آنجا می توانم دو سوراخ در کنار جعبه ایجاد کنم تا LED هایی را که به مدار وصل کرده بودم به لامپ های چسبی که در خارج از جعبه چسبانده بودم ، بچسبانم.

10. پس از اتمام کار ، مطمئن شوید که هنوز فضای کافی برای قرار دادن یک شی در جعبه شما وجود دارد. من ترجیح دادم مدار داخلی را با نمد مخفی کنم تا هیچ چیز گرفتار نشود.

از تزئین جعبه به هر نحوی که می خواهید لذت ببرید ، این بهترین قسمت اختراع است! ساخت خوشحالم!

مرحله 3: کد

شروع شدن

فایل.ino پیوست کد برنامه GOB است. برای اجرای صحیح این کار بر روی آردوینو ، باید دو کتابخانه را نیز نصب کنید که در پوشه کتابخانه های آردوینو شما ضمیمه شده اند. این برنامه به خوبی توضیح داده شده است ، اما توضیحاتی نیز در زیر برای توضیح بیشتر ارائه شده است. این کدها نیازمند درک اولیه از برنامه نویسی آردوینو است.

نمای کلی/توضیحات

1. کتابخانه ها

سه کتابخانه در این برنامه SPI ، MFRC522 و Stepper Library استفاده می شود. از آنجا که SPI یک کتابخانه پیش فرض arduino است ، نیازی به نصب آن در پوشه کتابخانه های arduino شما نیست. SPI مخفف Serial Peripheral Interface است و یک پروتکل ارتباطی سریال است که آردوینو از آن برای صحبت با سنسور RFID استفاده می کند. با استفاده از این کتابخانه از کتابخانه MFRC522 برای خواندن داده ها از سنسور RFID استفاده می کنیم. این کتابخانه مخصوص سنسور است و به ما امکان می دهد از اطلاعاتی که سنسور از کلیدهای RFID "قفل" و قفل جعبه استفاده می کند "بخواند" استفاده کنیم. کتابخانه استپر دقیقاً همانطور که به نظر می رسد عمل می کند ، به آردوینو کمک می کند تا با موتور پله ای صحبت کند.

2. تعریف متغیرها/ راه اندازی

پس از قرار دادن کتابخانه های لازم برای سخت افزار مورد نیاز ، پین های سخت افزار مذکور باید مشخص شوند. اساساً آردوینو باید بداند که کدام پین ها با کدام سخت افزار صحبت می کنند.

3. حلقه اصلی

در ابتدا ، دو عبارت اولیه if برای اطمینان از اینکه سنسور RFID در حال خواندن یک کلید RFID است ، استفاده می شود. سپس ما باید کد یا UID کلید RFID را که "خوانده می شود" بگیریم ، این همان چیزی است که برای اولین بار برای حلقه تابع Loop () اتفاق می افتد. پس از خواندن UID ، باید بررسی کنیم که آیا کلید قفل می شود یا قفل جعبه را باز می کند یا خیر. در اینجا ، با استفاده از دستور if else من یک کلید برای قفل کردن جعبه و هر کلید دیگر برای باز کردن قفل را تنظیم کرده ام. به عنوان مثال ، اگر UID برابر UID مورد نظر من باشد ، تابع spinRight () را فراخوانید یا جعبه را قفل کنید ، در غیر اینصورت تابع spinLeft () را فراخوانید و قفل جعبه را باز کنید.

4. توابع چرخش

توابع spinLeft () و spinRight () برای چرخاندن موتور پله ای به چپ یا راست استفاده می شود. نکته کلیدی در اینجا این است که جهت معکوس شدن حرکت موتور پله ای پین های موتور پله ای معکوس می شوند.