GOB: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento instruktážní dokument byl vytvořen v rámci splnění projektového požadavku Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

Pozadí na GOB

GOB je zkratka pro Gear Operated Box a je to box, který funguje prostřednictvím řady ozubených kol. Tento projekt byl vytvořen, jak je uvedeno výše, pro kurz Makercourse na University of South Florida a tento instruktážní program přesně ukáže, co je potřeba k replikaci tohoto projektu i v jiných boxech. Obrázek vpravo na prvním obrázku výše je nejnovější verzí GOB. Krabici lze zamknout a odemknout podle toho, jaký klíč „vidí“senzor RFID, a také rozsvítí boční LED diody podle toho, zda se skříňka zamyká nebo odemyká. Podívejte se na přiložené video a podívejte se na nejnovější funkce krabice.

Krok 1: Spotřební materiál/Hardware

K opětovnému vytvoření tohoto projektu budete potřebovat následující.

1. Deska Arduino Uno

2. Arduino RFID senzor (MFRC522)

3. Převody - Specifikace viz níže

4. Velký pramen

5. Krokový motor 5v

6. Různé LED diody

7. Přenosná USB nabíječka

8. Rámeček - specifikace viz níže

9. Jakékoli ozdoby, které byste mohli chtít pro svůj box, použil jsem následující:

- Barva ve spreji (hnědá, zlatá, růžové zlato/ měď)

- Žárovky klíčenek

- Různé 3D tištěné převody, šrouby a potrubí

ozubená kola

Ozubená kola použitá pro mechanickou část tohoto návrhu jsem navrhl ve fusion 360 pomocí jejich skriptu ozubeného kola a poté je vytiskl 3D. První zde připojený obrázek ukazuje specifikace, které jsem použil ke generování všech svých ozubených kol a u každého jsem musel pouze změnit počet zubů. Druhý obrázek ukazuje ozubená kola použitá v tomto poli. Byly použity 3 kulaté převody a poté obdélníkový převod použitý jako skutečný uzamykací mechanismus. Soubory.stl pro tyto převody jsou také připojeny. Třetí obrázek ukazuje umístění ozubených kol, protože můžete vidět vodítka nejvyššího převodu, která ho udržují na svém místě, a největší ozubené kolo je nalepeno na menší ozubené kolo, které umožňuje krokovému motoru otáčet všechny vnitřní převody najednou.

Krabice

Krabice použitá pro můj projekt byla vyrobena ze 7 palců. x 7 palců listů lepenky. Dva tenké proužky lepenky byly použity k připojení víka k základně krabice a poté malý proužek byl použit ke konstrukci háčku na víku, aby bylo možné krabici uzamknout. Krabici si můžete vyrobit z jakéhokoli materiálu, který upřednostňujete, nebo použít krabici s víkem již připojeným na jedné straně, a to buď tak, že víko musí mít uvnitř háček, aby byla krabice uzamčena vnitřními převody. Další podrobnosti najdete na posledních dvou obrázcích.

Krok 2: Sestavení

1. Shromážděte všechny materiály uvedené v kroku 1: Spotřební materiál/ Hardware

2. Sestavte krabici, jak již bylo zmíněno dříve, můžete si krabici vyrobit z jakéhokoli materiálu nebo mít libovolnou velikost, přičemž jedinou specifikací je, že musí mít vnitřní háček, který je dostatečně velký, aby umožnil vnitřní ozubená kola uzamknout krabici.

3. Jakmile je krabice postavena, musíte zapojit obvod. Postupujte podle přiloženého schématu. Pamatujte, že čím čistší a kompaktnější bude váš obvod, tím lépe se vejde do vaší krabice. Jakmile sestavíte program a otestujete svůj obvod, 1) ověřte, zda veškerý váš hardware funguje, a 2) zkontrolujte, zda dělá to, co chcete.

4. Další návrh a vytištění ozubených kol potřebných pro váš box. V závislosti na velikosti krabice a velikosti obvodu to může trvat několik výtisků. První rychlostní stupeň, se kterým byste měli začít, je krokový motor, který vám pomůže změřit výšku vašich ozubených kol uvnitř boxu. V souborech.stl jsou připojeny různé velikosti hmoždinek, které by vám měly pomoci zjistit nejlepší výšku vaší krabice. Budete muset vyvrtat otvor ve spodní části hmoždinky a přilepit ji na krokový motor, aby bylo zařízení připevněno k krokovému motoru.

5. Jakmile máte vytištěná všechna ozubená kola a sestavený obvod, připevněte ozubená kola k vnitřní části krabice. Pro snadnou montáž jsem použil horké lepidlo. Lze použít i jiné druhy lepidla nebo šroubů. Podle potřeby přidejte vodicí lišty, aby převody zůstaly na svém místě. Jak vidíte na obrázcích, umístění ozubených kol se musí vyrovnat přímo pod víkem krabice, kde spočívá háček. Pružina musí sedět přímo pod háčkem, aby se víko vysunulo, když je krabice odemčena, a obdélníkové ozubené kolo má prostor, aby se zasunulo do háčku, když se má krabice zamknout.

6. Jakmile jsou převody na místě, zajistěte svůj obvod uvnitř krabice. K tomu jsem použil pásku, modrou pásku, protože mi to umožnilo snadné úpravy podle potřeby.

7. Konečně ozdobte svou krabici! Rozhodl jsem se použít původně LED diody k označení otáčení ozubených kol jako součást dekoru pro levou stranu krabice. Nejlepší částí tohoto projektu je, že vám jednoduchý koncept umožňuje přizpůsobit tento projekt vašim vlastním potřebám. Další tři kroky ukazují, jak jsem tuto krabici ozdobil.

8. Tiskněte různé převody. Poté nastříkejte krabici a ozubená kola sprejem, aby odpovídaly jakémukoli tématu, na které míříte. Použil jsem některá ozubená kola jako šablony pro přidání vzorů do stran nebo je nalepil na texturu, podrobnosti viz obrázky v příloze.

9. Na žárovky na boku jsem použil žárovky na klíčenky, které jsem mohl odšroubovat a vyjmout LED diody. Odtamtud jsem mohl vytvořit dva otvory na boku krabice a provléknout LED diody, které jsem připojil k obvodu, do žárovek na lepidle na vnější straně krabice.

10. Jakmile skončíte, ujistěte se, že je ještě dost místa na vložení předmětu do vaší krabice. Rozhodl jsem se skrýt vnitřní obvody plstí, aby se nic nezachytilo.

Bavte se zdobením krabice, jak chcete, to je na vymýšlení to nejlepší! Šťastné tvoření!

Krok 3: Kód

Začínáme

Připojený soubor.ino je programový kód pro GOB. Abyste to mohli správně spustit na svém arduinu, budete také muset nainstalovat dvě knihovny, které jsou také připojeny do vaší složky arduino libraries. Program je dobře komentovaný, ale níže je uveden také popis pro další upřesnění. Tento kód vyžaduje základní znalosti programování arduina.

Přehled/Popis

1. Knihovny

V tomto programu jsou použity tři knihovny SPI, MFRC522 a Stepper Library. Protože SPI je výchozí arduino knihovna, není nutné ji instalovat do složky knihoven arduino. SPI je zkratka pro Serial Peripheral Interface a je to sériový komunikační protokol, který arduino používá k rozhovoru se senzorem RFID. S touto knihovnou používáme ke čtení dat ze senzoru RFID knihovnu MFRC522. Tato knihovna je specifická pro senzor a umožňuje nám použít informace, které senzor „čte“z klíčů RFID používaných k zamykání a odemykání schránky. Knihovna stepperů dělá přesně to, co zní, pomáhá arduino mluvit s krokovým motorem.

2. Definování proměnných/ Nastavení

Po zahrnutí nezbytných knihoven pro požadovaný hardware je třeba definovat piny uvedeného hardwaru. Arduino v zásadě potřebuje vědět, které piny mluví s jakými kusy hardwaru.

3. Hlavní smyčka

Nejprve se použijí první dva příkazy if, aby se zajistilo, že snímač RFID čte klíč RFID. Poté potřebujeme „načíst“kód nebo UID klíče RFID, což se děje v první smyčce for funkce Loop (). Jakmile je načteno UID, musíme zkontrolovat, zda klíč zamkne nebo odemkne pole. Zde jsem pomocí příkazu if else nastavil jeden klíč k uzamčení schránky a jakýkoli jiný k odemčení schránky. Pokud se například UID rovná UID, které chci, zavolejte funkci spinRight () nebo zamkněte box, zavolejte funkci spinLeft () a odemkněte pole.

4. Funkce odstřeďování

Funkce spinLeft () a spinRight () se používají k roztočení krokového motoru doleva nebo doprava. Klíčovou věcí zde je, že za účelem obrácení směrů krokového motoru se obracejí kolíky krokového motoru.