کنترل DIY 3D: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

با استفاده از شش مقاومت ، فویل آلومینیومی و آردوینو یک رابط سه بعدی ایجاد کنید. Wii. Update: توضیح بسیار دقیق تر این پروژه در مجله Make موجود است. پیروی از دستورالعمل های آنها ممکن است آسان تر باشد ، و من فکر می کنم کد آنها به روزتر است. هدف اصلی در اینجا ایجاد یک سیستم حسگر موقعیت مکانی سه بعدی بود که اکثر مردم می توانند آن را بسازند ، در حالی که هنوز برخی از ظاهر عملکرد را حفظ کردند. برای کسب ایده از برنامه های کاربردی احتمالی ، فیلم نمایشی را مشاهده کنید. اگر فکر می کنید می توانید یکی ساده تر و دقیق تر ، یا کمی پیچیده تر و دقیق تر بسازید ، در نظرات به اشتراک بگذارید! DIY 3D Interface: Tic Tac Toe از Kyle McDonald در Vimeo.

مرحله 1: مواد

ابزارها

• آردوینو
• در حال پردازش
• سیم بر، دم باریک
• آهن لحیم کاری
• کاتر

مواد

• (3) مقاومت 270k
• (3) مقاومت 10k
• لحیم کاری
• سیم
• ورقه ی آلومینیومی
• مقوا

اختیاری:

• نوار (به عنوان مثال: اسکاچ)
• سیم محافظ (به عنوان مثال: کابل کواکسیال ، ~ 3 ')
• (3) گیره تمساح
• هدر 3 پین
• بست کمربندی
• لوله های پیچیده یا چسب داغ را جمع کنید

مرحله 2: صفحات را درست کنید

این سنسور با استفاده از مدارهای ساده RC کار می کند و هر مدار فاصله را در یک بعد تشخیص می دهد. من دریافتم که ساده ترین راه برای ترتیب دادن سه صفحه خازنی برای این منظور ، گوشه یک مکعب است. گوشه یک جعبه مقوایی را به صورت یک مکعب 8.5 اینچی برش دادم و سپس مقداری فویل آلومینیومی را برش دادم تا به شکل مربع های کوچکتر قرار گیرد. نوار گوشه آنها را در جای خود نگه می دارد. کل محیط را با نوار چسب نزنید ، ما به آن نیاز داریم بعداً برای اتصال گیره تمساح.

مرحله 3: اتصالات را بسازید

برای اتصال آردوینو به صفحات به مقداری سیم محافظ نیاز داریم. اگر سیم محافظت نشده باشد ، خود سیمها به وضوح به عنوان بخشی از خازن عمل می کنند. همچنین ، من متوجه شده ام که گیره تمساح اتصال اجسام به آلومینیوم را بسیار آسان می کند - اما احتمالاً راههای زیادی نیز وجود دارد.

• سه طول مساوی از کابل محافظ را برش دهید. من حدود 12 اینچ را انتخاب کردم. هرچه کوتاهتر بهتر. کابل کواکسیال کار می کند ، اما سبک تر/انعطاف پذیرتر بهتر است.
• نیم اینچ آخر را برای آشکار کردن محافظ و یک چهارم اینچ آخر را برای آشکار کردن سیم بکشید.
• گیره تمساح را به سیم ها بچرخانید و روی سیم ها بچسبانید.
• مقداری لوله کوچک کننده یا چسب حرارتی اضافه کنید تا همه چیز در کنار هم بماند.

مرحله 4: مدار را ایجاد کنید

"مدار" فقط دو مقاومت در هر قطعه آلومینیوم است. برای درک علت حضور آنها ، دانستن اینکه ما با آردوینو چه می کنیم کمک می کند. کاری که ما به ترتیب با هر پین انجام می دهیم این است:

• پین را روی حالت خروجی قرار دهید.
• یک عدد دیجیتالی "کم" به پین بنویسید. این بدان معناست که دو طرف خازن زمین شده است و تخلیه می شود.
• پین را روی حالت ورودی تنظیم کنید.
• زمان انتظار برای شارژ شدن خازن با انتظار "بالا رفتن" پین را بشمارید. این بستگی به مقادیر خازن و دو مقاومت دارد. از آنجا که مقاومت ها ثابت هستند ، تغییر ظرفیت قابل اندازه گیری است. فاصله از زمین (دست شما) متغیر اصلی کمک کننده به ظرفیت خواهد بود.

مقاومت های 270k ولتاژ شارژ خازن ها را فراهم می کند. هرچه مقدار آن کمتر باشد ، سریعتر شارژ می شود. مقاومتهای 10k روی زمان بندی نیز تأثیر می گذارد ، اما من نقش آنها را کاملاً درک نمی کنم. ما این مدار را در پایه هر سیم ایجاد می کنیم.

• مقاومت 10k را به انتهای سیم مقابل گیره تمساح لحیم کنید
• مقاومت 270k را بین سپر و سیم (صفحه) لحیم کنید. ما سیم را با همان 5 ولت که برای شارژ خازن ها استفاده می کنیم محافظت می کنیم

مرحله 5: اتصال را تمام کرده و وصل کنید

پس از اتمام اتصال 3 کانکتور ، ممکن است بخواهید لوله کوچک کننده یا چسب حرارتی را برای عایق بندی آنها از یکدیگر اضافه کنید ، زیرا محافظ/5 نقطه ولت را با هم لحیم می کنید.

برای من ساده ترین کار این بود که دو کانکتور بیرونی را به هم بچسبانم و سپس سومی را اضافه کنم. هنگامی که سه کانکتور را لحیم کردید ، سیم چهارم را برای تامین سپر/5 ولت اضافه کنید.

مرحله 6: اتصال و بارگذاری کد

• اتصال را به آردوینو وصل کنید (پایه های 8 ، 9 و 10)
• گیره تمساح را روی صفحات بچسبانید (8: x: چپ ، 9: y: پایین ، 10: z: راست)
• با اتصال سیم چهارم (سیم قرمز من) به 5 ولت آردوینو ، برق را تأمین کنید
• آردوینو را وصل کنید ، محیط آردوینو را راه اندازی کنید
• کد را روی برد بارگذاری کنید (توجه داشته باشید: اگر خارج از آمریکای شمالی هستید ، احتمالاً باید #خط اصلی را به جای 60 به 50 تغییر دهید).

کد آردوینو به عنوان Interface3D.ino و کد پردازش به عنوان TicTacToe3D.zip ضمیمه شده است.

مرحله 7: کاری جالب انجام دهید

اگر به پنجره سریال در محیط آردوینو نگاه کنید ، متوجه می شوید که مختصات سه بعدی خام را در 115200 baud ، تقریباً در 10 هرتز = 60Hz / (2 چرخه کامل * 3 سنسور) تف می کند. کد هر بار که امکان دارد روی هر سنسور در طول دو چرخه فرکانس برق اصلی (که به طرز شگفت آوری پایدار است) اندازه گیری می کند تا هرگونه اتصال را لغو کند. اولین کاری که با این کار کردم ساخت یک تیک سه بعدی ساده بود رابط Tac Toe. اگر می خواهید با نسخه ی نمایشی کار خود شروع کنید ، کد در اینجا موجود است ، فقط پوشه "TicTacToe3D" را در پوشه Processing sketches خود رها کنید. سه مورد مفید که کد Tic Tac Toe نشان می دهد:

• داده های خام را خطی می کند. زمان شارژ در واقع از قانون قدرت نسبت به فاصله پیروی می کند ، بنابراین شما باید در طول زمان از مربع یک استفاده کنید (یعنی فاصله ~ = sqrt (1/زمان))
• داده ها را عادی می کند. هنگام شروع طرح ، دکمه سمت چپ ماوس را پایین نگه دارید در حالی که دست خود را به اطراف حرکت می دهید تا مرزهای فضایی را که می خواهید با آن کار کنید مشخص کنید.
• افزودن "شتاب" به داده ها برای برطرف کردن هرگونه تردید.

در عمل ، با استفاده از این مجموعه با فویل آلومینیومی می توانم طیف وسیعی از بزرگترین ابعاد فویل را بدست آورم (بزرگترین قطعه ای که آزمایش کرده ام 1.5 فوت مربع است).

مرحله 8: تغییرات و یادداشت ها

تغییرات

• سنسورهای عظیم بسازید
• مقاومتها و کد را برای مواردی که به سرعت ارتعاش می کنند بهینه کنید و از آن به عنوان وانت/میکروفون استفاده کنید
• احتمالاً ترفندهای دیگری نیز برای جداسازی سیستم از همهمه AC وجود دارد (خازن بزرگی بین صفحات و زمین؟)
• من آزمایش محافظت از صفحات در پایین را انجام داده ام ، اما به نظر می رسد که فقط مشکل ایجاد می کند
• یک انتخاب کننده رنگ RGB یا HSB بسازید
• کنترل پارامترهای ویدئویی یا موسیقی ؛ یک ضرب یا ملودی را دنبال کنید
• سطح بزرگ و کمی خم شده با صفحات متعدد + رابط پروژکتور = "گزارش اقلیت"

یادداشت

زمین بازی آردوینو دارای دو مقاله در زمینه حس لمسی خازنی (CapSense و CapacitiveSensor) است. در پایان ، من با وارونگی از طرحی روبرو شدم که در نسخه یکی از دوستان از "محاسبات فیزیکی" (سالیوان/ایگو) در مورد نحوه استفاده از RCtime (مدار خازن و یک مقاومت ثابت بود ، توضیح دادم و مقدار a را اندازه گیری کردم). پتانسیومتر). زمانبندی میکرو ثانیه با استفاده از کد کمی بهینه شده از انجمن Arduino انجام شد. باز هم: فقط از ابتدای کار در طرح های مختلف theremin من به طور کامل نمی فهمم ، من به خوبی می دانم که روش های بهتری برای انجام سنجش فاصله خازنی وجود دارد ، اما من می خواستم تا آنجا که ممکن است چیزی را ساده کنم که هنوز کاربردی باشد. اگر یک طراحی ساده و کاربردی دارید ، آن را در نظرات بنویسید! از Dane Kuttron تشکر می کنم که تمام سوالات اولیه الکترونیک من را تحمل کرد و به من کمک کرد تا نحوه عملکرد یک مدار ساده هترودین ترمین را درک کنم (در اصل ، من از اینها استفاده می کردم - و ، اگر به درستی تنظیم شود ، احتمالاً دقیق تر خواهد بود).

جایزه اول در مسابقه کتاب The Instructables