Ultra realistický simulátor surfování: 11 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Cítíte náhlé nutkání jít surfovat, ale poblíž není žádná velká voda? Bojíte se hlubokých a rozbouřených vod? Nebo jste jen líní jít ven? Pak je ultra realistický simulátor surfování pro vás dokonalým řešením! Umožňuje zážitek z surfování v blízkosti reality z jakéhokoli představitelného místa. Jako dvoudílný systém je pohyb snímán deskou a převáděn do vlnových pohybů oceánského diorámatu.

Projekt:

Lena Strobel, Gabriel Rihaczek, Guillaume Caussarieu

Projekt byl proveden v rámci semináře Computational Design and Digital fabrication v programu ITECH magisterských programů.

Krok 1: Materiály

K sestavení ultra realistického simulátoru surfování budete potřebovat následující zásoby:

Elektronika:

• 2x deska Arduino (Arduino Uno)
• 2x baterie 9V
• 1x Servomotor, např. ServoMotox Reely Standard-Servo S-0090 (88/98N.cm)
• 1x modul 3osého digitálního senzoru zrychlení - MMA8452
• 2x přijímací modul NRF24L01
• Napájecí zdroj 6/7,5 V, např. Voltcraft USPS-1000
• 2x 5,1kΩ odpor
• 1x prkénko
• Propojovací vodiče

Hardware:

• 2x listy z plexiskla 250x500x3mm, např. Evonik
• 1x listy z plexiskla 250x500x2mm, např. Evonik
• 20mm překližková deska (91*21cm + 2x 91*11cm)
• 4x šrouby M3x15 mm
• 8x matice M3
• 1x hliníkové pouzdro Ø8x20 mm (tloušťka 1 mm)
• 1x šroub M6x50mm + matice 2xM6
• Závitová tyč Ø3x50mm
• 2x podložky Ø8/4mm

• Vruty do dřeva Ø5x50mm

• Modré vodní barvivo
• 1l průhledného dětského oleje
• 1x tuba Acrifix 1R 0192 (nebo jiné čiré a voděodolné akrylové lepidlo)
• Průhledný křemík

Nástroje:

Kleště, šroubovák, vrtačka, laserová řezačka, pásová pila na dřevo nebo CNC mlýn, 60ml stříkačka

Krok 2: Montáž překližky

K vyřezávání surfu jsme použili pásovou pilu, protože jsme neměli přístup k cnc mlýnu. Pomocí papírové šablony jsme obkreslili obrys desky na dřevo. Surfovací prkno lze sestavit lepením a/ nebo sešroubováním.

Krok 3: Laserové řezání diorámy

Pomocí následujícího souboru dxf ořízněte součásti laserovým řezacím routerem.

Jedna část souboru musí být vyříznuta z 3 mm plexiskla, druhá z 2 mm plexiskla.

Používejte kvalitní plexisklo. Praxe ukázala, že nekvalitní plexisklo se při kontaktu s akrylovým lepidlem rozmazává.

Krok 4: Sestavení diorámy

Sestavení diorámy:

• Začněte spodním plátem a poté přidejte 2 krátké strany. Počkejte 5 minut, než lepidlo začne tvrdnout.
• Přidejte 2 dlouhé strany a poté znovu počkejte alespoň 15 minut, než lepidlo vytvrdne.
• Utěsněte všechny hrany zevnitř. Jděte pomalu, proveďte vždy jeden okraj a nechte lepidlo vytvrdnout (~ 15 minut pro každý okraj. Tím zabráníte sklouznutí lepidla na vaše plexisklo, když utěsňujete ostatní okraje.)
• Umístěte horní desku na stůl a nalijte lepidlo v oblastech, kde se bude krabice dotýkat (Protože ji poté nebudete moci utěsnit zevnitř, viz foto)
• Nechte celý box vytvrdnout alespoň 30 minut na přímém světle (pro lepidlo vytvrzující UV)
• Krabici opatrně naplňte pouze vodou pomocí injekční stříkačky. Zkontrolujte případné netěsnosti. Pokud uniká, vyprázdněte krabici a na okraje přidejte další lepidlo nebo silikon. Opakujte tento krok, dokud nedosáhnete správné hydroizolace (I když to bude nějakou dobu trvat, je mnohem snazší vyčistit vodu než dětský olej později … Důvěřujte nám!)

Několik zajímavých tipů najdete také zde:

Krok 5: Naplnění diorámy vodou a olejem

Nyní, když je váš box vodotěsný (je to opravdu?):

• Smíchejte vodu s modrým vodním barvivem.
• Pomocí injekční stříkačky naplňte přibližně 1/3 krabičky barevnou vodou.
• Naplňte krabici až na samý vrchol olejem
• Počkejte, až všechny vzduchové bubliny zmizí.
• Když jsou všechny bubliny pryč, ujistěte se, že je krabice dokonale naplněna
• Vnější box vyčistěte tekutým čisticím prostředkem na nádobí
• Utěsněte dva otvory průhledným silikonem

Krok 6: Montáž základny a surfy Diorama

Navrhli jsme zásuvnou desku pod vlnovým boxem, aby se systém zvýšil. Podpěry mohou být zapojeny do základní desky ve směru xay pro přenášení vlnového boxu a motoru. Základnu lze sestavit podle obrázků z dříve řezaného plexiskla, ozubených kol, šroubů, podložek, matic, hliníkového pouzdra a servomotoru. Ujistěte se, že převody jsou rozloženy a přenášejte zatížení vodou naplněné skříně přímo na servomotor. Wavebox není pevně připevněn k základně. Leží na hliníkovém šroubu (osa náklonu celé konstrukce) a na místě jej drží pouze úzké plexi plátky. Osa náklonu konstrukce je uspořádána asymetricky, aby vedla její pohyb a zabránila pádu boxu.

Krok 7: Zapojení

Schéma zapojení je znázorněno na obrázku. Je třeba vytvořit dva obvody, jeden obvod vysílače pro desku a jeden obvod přijímače pro diorámu.

Nastavení může fungovat s jedinou deskou arduino pomocí drátu místo rádiového vysílače jako spojení mezi deskou a dioráma.

Krok 8: Kódy Arduino

Použijte přiložené arduino kódy. Uvědomte si, že existují dva kódy, jeden pro každou desku arduina. Kód vysílače přečte úhel desky, převede úhel na použitelnou hodnotu a odešle jej do přijímače. Kód přijímače tyto hodnoty přijímá a na jejich základě řídí servomotor. Kódy také obsahují další komentáře. Je třeba nainstalovat více knihoven, odkazy jsou uvedeny v kódu.

Jakmile jsou kódy nahrány na desky arduino, proveďte další krok a proveďte konečné nastavení.

Krok 9: Nastavení kódu vysílače

Tento krok je nutný pouze v případě, že se tvar desky liší od navrhovaného.

• Nyní chcete upravit nastavení kódu na konkrétní desce a konstrukci.
• Jakmile je váš vysílač Arduino pevně připevněn k surfovací desce, připojte Arduino zpět k počítači.
• Chcete, aby arduino při horizontální stabilitě ukazovalo 90 °. Pokud hodnota načtená pomocí funkce Serial. Print (úhel) není 90 °, upravte kód přidáním nebo odečtením několika stupňů, abyste získali pěkných a kulatých 90 °
• Jakmile toho dosáhnete, otočte desku na jedné straně. Můžete přečíst úhel a odečíst maximální úhel, který může vaše deska otočit. Pomocí této hodnoty upravte kód podle své konkrétní potřeby
• Tento krok opakujte v opačném směru
• Nahrajte svůj kód zpět na vysílací arduino desku.

Krok 10: Užijte si surfování

Krok 11: Sidenote

Jako nezávislý stroj není vyžadován žádný lidský surfař! Systém může také vytvořit smyčku zpětné vazby, kde se sám spustí, aby zvýšil oscilaci.

Druhé místo v soutěži Arduino Contest 2019