Pema Interaktive: 10 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Një traditë interesante në lidhje me tezën e doktoratës dhe tezën e licencuar është se ato janë varur në një pemë në bibliotekën kryesore të KTH para mbrojtjes/seminarit publik. Prandaj, si një projekt për kursin tonë të Dizajnit dhe Realizimit të Ndërveprimit Fizik, grupi ynë vendosi ta përkujtojë këtë zakon duke krijuar një version interaktiv të pemës.

Hapi 1: Çfarë ju nevojitet

Materiale:

• 1x Shkallë dixhitale (me 4 qeliza ngarkese)
• Lecka pastrimi të bëra prej pambuku dhe celuloze (ne përdorëm një leckë për lule, 6 gjithsej)
• 2x topa shkumë
• Fije
• 4x Dërrasa druri (tonat ishin 22x170x1600 mm secila)
• 6x derdhje jashtë këndit (2 prej 27x27x750 mm, 2 prej 27x27x600 mm dhe 2 prej 27x27x1350 mm)
• 1x dërrasë druri (jo më e trashë se 6-7 mm)
• 2x dërrasa druri (2-3 cm të trasha, 45x45 cm)
• Telat
• Saldator
• Zam i nxehtë
• Tubat e tkurrjes së nxehtësisë
• Shirit ngjitës i dyanshëm
• 20 vida universale (5x40 mm)
• 20 vida universale (3.0x12 mm)
• 10x këndet e përforcimit
• 1x Stripboard (bordi prototipues)

Elektronikë:

• 1x - Arduino Uno
• 1x - Ngarko përforcuesin e qelizave
• 1x - mikrokontrollues me pendë Huzzah
• 1x - Lexues Adafruit RC522 RFID
• 2x-Multiplekser (regjistra zhvendosje 8-bit me regjistra dalës 3-gjendje)
• 16x - LED të kuq
• 16x - Rezistenca
• 6x - Servos - Hitec HS -422 (madhësia standarde)

Mjetet:

• Makine per ngjitjen e metalit
• Armë me zam të nxehtë
• Sharrë dore
• Përballimi i sharrës
• Kaçavidë me fuqi
• Rasp druri
• Mjet për prerjen e drurit me bashkim pjesësh figure

Hapi 2: Lidhni peshoren dixhitale të peshës së trupit në banjë

Për këtë hap të parë, ne përdorëm 4 qeliza ngarkese nga një peshore digjitale e peshës trupore të banjës dhe Përforcuesi i qelizave të ngarkesës HX711. Kunjat etiketohen me ngjyra: KUQ, BLK, WHT, GRN dhe YLW, të cilat korrespondojnë me kodimin e ngjyrave të secilës qelizë ngarkese. Ata janë të lidhur në një formacion urë prej guri (shiko fotografitë). Ne aplikojmë një ngacmim në Load Cell 1 dhe Load Cell 4 të kuqe dhe lexojmë sinjalet nga Load Cell 2 dhe Load Cell 3 të kuqe (shiko lidhjen).

Hapi 3: Konfiguroni lexuesin RFID

Për të montuar skanerin ne përdorëm dy pjesë të pajisjeve; mikrokontrolluesi ESP8266 Huzzah Feather dhe lexuesi RFID Adafruit RC522.

ESP8266 dhe RC522 kishin 5 lidhje midis tyre (shiko figurën 1).

Qëllimi i skanerit ishte të skanonte kartat KTH, 13.6MHz, dhe të dërgonte ID -në unike të kartës, ose në rastin ideal ID -në e studentit, në një bazë të dhënash të Google Firebase. E gjithë kjo u bë duke përdorur paketa të paravendosura Arduino, MFRC522 për RC522, ESP8266 për wifi dhe Arduino Firebase për komunikimin me bazën e zjarrit. Pasi informacioni u dërgua në bazën e të dhënave, një faqe në internet që përmbante një pemë u përditësua duke përdorur animacionin D3.js për të simuluar një lule që lulëzonte në një pemë virtuale.

Pjesa e fundit e konfigurimit ishte dërgimi i informacionit se një kartë ishte skanuar te mikrokontrolluesi Arduino Uno. ESP8266 dhe Arduino Uno kishin 1 lidhje mes tyre (shiko figurën 1).

Pin 16 u përdor në mënyrë specifike sepse ka një vlerë të paracaktuar të LOW, ndërsa kunjat e tjerë kishin vlera të paracaktuara të HIGH. Kur skanohet një kartë, ne dërgojmë një impuls të vetëm të lartë në Arduino Uno i cili më pas ekzekuton pjesën tjetër të kodit.

Hapi 4: Konfigurimi i Rrugës LED

Për të pasur një ndërveprim më kuptimplotë, si dhe një reagim të dukshëm të veprimeve të caktuara të përdoruesit, ne vendosëm të organizojmë një shteg të LED -ve që ndriçojnë drejt degës së caktuar. Prandaj, përdoruesi udhëzohet se ku duhet të varë posaçërisht tezën.

Për këtë ne përdorëm dy multiplexerë: regjistra të ndërrimit 8-bit me regjistra dalës me 3 gjendje dhe 16 led të kuq. Multiplekseri siguron kontroll mbi 8 dalje në të njëjtën kohë duke marrë vetëm 3 kunja në mikrokontrolluesin tonë. Lidhjet janë bërë nga "komunikimi serik sinkron" (shiko lidhjen).

Hapi 5: Përbërja e Luleve

Për këtë hap, ne përdorëm një material të lehtë dhe të lakueshëm - lecka pastrimi. Pjesët në formë petali u prenë nga ky material. Rrjedhimisht, këto petale janë të lidhura me një strukturë qendrore, të bërë nga një top shkumë. Çdo petal është i siguruar me një fije, në mënyrë që kur të tërhiqet, petali të përkulet.

Hapi 6: Ndërtoni Pemën

Materiali ynë kryesor është druri. Pema përbëhet nga katër dërrasa të veçanta druri të vidhosura së bashku në një formë katrore (5 vida për të lidhur 2 dërrasa). Degët janë bërë prej druri jashtë derdhjes së qosheve. Vrimat katrore janë prerë në trungun e pemës për të futur degët. Çdo degë ka ose një LED në ekstremitet (dega e poshtme dhe e sipërme) ose dy LED (dega e mesme). Çdo LED është siguruar me zam.

Pasi LED -et janë vendosur siç duhet, ne kemi bashkangjitur një lule në secilën degë. Çdo lule ka një servo që kontrollon lulëzimin (shiko fotot). Shkalla, LED -të dhe servo është e lidhur me Arduino, përmes tabelës së prototipimit të bërë gjatë Hapit 4. Çdo degë është e fiksuar në bagazhin nga ana e majtë dhe e djathtë duke përdorur këndet e përforcimit dhe vidat universale 3.0x12 mm.

Njëra prej dërrasave më të trasha të drurit do të përdoret si bazë për pemën dhe tjetra do të pritet në forma trekëndëshi kënddrejtë e cila së pari do të vidhet në trungun e pemës dhe më pas do të fiksohet në dërrasën e drurit në bazë.

Për dërrasën e drurit bazë bëni një vrimë katrore për telat e shkallës që të kalojnë dhe më pas sigurojeni shkallën në dërrasën e drurit me shirit ngjitës të dyanshëm.

Arduino Uno u pozicionua në bazën e trungut si dhe bordin e prototipit me të gjitha lidhjet përkatëse.

Para mbylljes së pemës, bëni një vrimë katrore në dërrasën e fundit të drurit në bazën e saj, në mënyrë që të lidhni kompjuterin me mikrokontrolluesin Arduino dhe ESP8266 Huzzah Feather.

Hapi 7: Dekoroni Pemën

Për të përmirësuar pamjen e prototipit tonë, shtuam disa gjethe në degët që janë prerë me lazer, si dhe një buf (për të simbolizuar njohurinë).

Hapi 8: Kodi

Këtu keni kode të ndryshme që mund t'i përdorni për të provuar se si funksionon secili komponent (calibration_test.ino për shkallën, scanner.ino për RFID Reader dhe servo_test.ino për servos) dhe pastaj gjithçka në tërësinë e saj (light_test.ino si një testi fillestar dhe kryesor.ino si version përfundimtar).

Ju gjithashtu do të duhet të instaloni bibliotekën HX711 në mënyrë që të jeni në gjendje të punoni me shkallën (lidhja me bibliotekën).

Hapi 9: Krijoni aplikacionin në internet

Si një ndërveprim shtesë, ne shtuam një reagim dixhital përmes një aplikacioni në internet. Aplikacioni merr ID -në e skanuar dhe si rezultat i tezës së varur, lulëzon edhe lulja në pemën virtuale.

Hapi 10: Shijoni përvojën

Në fund, ne ishim të lumtur që arritëm të bënim që të gjithë përbërësit të punonin së bashku. Procesi ka qenë emocionues dhe stresues, por me gjithë sfidat ne jemi të kënaqur me rezultatin dhe përvoja ka qenë interesante dhe më e rëndësishmja, edukative.