Diri - Tullumbace me Helium të Aktivizuar: 6 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Në këtë Instructable unë do t'ju tregoj përmes procesit të krijimit të një tullumbace autonome heliumi që dokumenton hapësirën. Hidhini një sy videos:

Tullumbace dhe zorrë janë bërë nga vetja, pajisjet elektronike përbëhen nga një arduino pro mini, tre motorë me mbështetës, sensorë ultra-zërit për zbulimin e pengesave, xhiroskop për stabilizim dhe një aparat fotografik GoPro për të bërë fotografi/video.

Këto janë hapat:

1. Merrni materialet

2. Krijo tullumbace

3. Bëni një kuti për pajisjet elektronike dhe ngjiteni në tullumbace

4. Shtoni pajisjet elektronike

5. Kodi!

6. Disa sfida kur punoni me balona heliumi

Ky udhëzues bazohet në një projekt kërkimor nga Diana Nowacka (https://openlab.ncl.ac.uk/people/diana/ - [email protected]) dhe David Kirk (https://openlab.ncl.ac.uk/people/ndk37/ - [email protected]) - botuar në konferencën Ubicomp 2015 (https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2750858.2805825&coll=DL&dl=ACM) Një falënderim i veçantë shkon për Nils Hammerla (https://openlab.ncl.ac.uk/people/nnh25/ - [email protected]) për ndihmën e tij.

Mos ngurroni të na dërgoni me email nëse keni ndonjë pyetje ose koment!

Hapi 1: Materialet

Materialet për tullumbace

2 x batanije Mylar (kërko "batanije shpëtimi mylar", duhet të jetë e lehtë për tu gjetur dhe kushton vetëm disa paund)

1 x balon Mylar

Mjetet

1 x Drejtues flokësh (të paktën 200 ° C)

Për zorrën

2 x shirita druri Balsa

një prestar lazer ose një bisturi artizanale

1 kunj druri i ca. 50 cm gjatësi (për të lidhur motorët)

Disa zam, më pëlqen shumë Epoxy

Komponentët elektronikë

Arduino pro mini (mund të jetë edhe nano mendoj ose diçka po aq e vogël)

2 x H-Ura

3 x motorë me mjete mbështetëse (nga p.sh. kuadopterë të vegjël)

Hero GoPro (në gjendje ideale për WiFi)

Gyro + Përshpejtues - ITG3200/ADXL345 (e mora këtë:

3 x Sensorë tejzanor - Gjetës tejzanor - Range Finder - LV -MaxSonar -EZ0 (ky i mirë

Hapi 2: Bërja e tullumbace

Bërja e balonës

Në varësi të sasisë së sendeve që dëshironi t'i bashkëngjitni balonës, duhet të zgjidhni me kujdes madhësinë e balonës. Ndërsa balona mbi një madhësi prej 90 cm (30 inç) janë të vështira për t'u marrë, vendosa të bëj një timen nga Mylar. Ju mund të zgjidhni cilëndo formë që dëshironi, por unë llogarita se një tullumbace sferike do të kthehet më lehtë. Një tullumbace me një diametër prej 130 cm mund të mbajë rreth 360 g.

NB Sa mund të mbajë një tullumbace me helium varet edhe nga lartësia e vendndodhjes tuaj (niveli i detit), sepse aftësitë ngritëse të heliumit varen nga dendësia e tij dhe dendësia e ajrit.

Çfarë të bëni:

Merrni dy fletë batanije Mylar dhe prerë një rreth prej 130 cm (in 51 in.) Nga secila.

Ngrohja e mylar e bën atë shumë të brishtë dhe të hollë. Prandaj ne do të përdorim mylar shtesë, të trashë nga një tullumbace mylare normale për kufi.

Pritini shiritat e vegjël, rreth 5 cm x 10 cm (2 inç x 4 inç) nga balona juaj e trashë Mylar. Në mënyrë ideale, ato duhet të jenë pak më të gjera se hekuri juaj drejtues.

Vendosni të dy rrathët njëri mbi tjetrin, mbështillni shiritat e trashë rreth kufirit dhe shtypini së bashku me ndreqësin e flokëve. Zakonisht, pas 5 sekondash Mylar shkrihet. E mbërtheva drejtuesin e flokëve me një shirit gome dhe e lash në këtë gjendje për 30-60 sekonda. Në këtë mënyrë mund të jeni mjaft të sigurt, se Mylar shkrihet kudo dhe nuk ka boshllëqe. Shijoni këtë procedurë për të gjithë perimetrin e tullumbace (kjo kërkon afërsisht përgjithmonë), përveç një pjese, ku duhet të lini një boshllëk për të qenë në gjendje të mbushni balonën. Meqenëse nuk dëshironi të keni një hapje të thjeshtë në balonë, duhet të përdorni hapjen e zarfit të trashë mylar, i cili ka një hapje të njëanshme që lejon lehtësisht mbushjen.

Tani keni mbaruar me zarfin tuaj!

Gjëja tjetër dinake do të jetë zorrë. Materiali më i këshillueshëm është druri i balsas, për shkak të peshës së tij të lehtë.

Hapi 3: Krijimi i rastit

Druri i balsas është materiali i përsosur për një shtresë të jashtme, pasi duket bukur dhe është shumë shumë i lehtë! Kjo vjen me një pengesë, megjithatë, nuk është jashtëzakonisht e fortë. Kam arritur të mos thyej shumë raste, është mjaft e besueshme, thjesht kërkon pak kujdes. Mënyra më e lehtë për të trajtuar balsanën është prerja e saj me bisturi.

Thjesht bëhuni krijues dhe shihni se çfarë ju pëlqen! Kam eksperimentuar me shumë forma të ndryshme, dhe menteshat e gjalla duken shumë të lezetshme (shih https://www.instructables.com/id/Laser-cut-enclosu… Ju gjithashtu mund të shkoni vetëm në kutinë standarde, nuk ka shumë rëndësi, për sa kohë që mund të vendosni gjithçka brenda dhe të lidhni kunjin për motorët.

Vendosa ta përkulja shiritin e drurit të balsas në një hark. Ju mund ta bëni këtë duke marrë një tas të madh të rrumbullakët me ujë të sapo zier dhe duke e përkulur ngadalë shiritin brenda tij. Nëse vendosni një objekt të rëndë si një filxhan sipër dhe e lini për 1-2 orë në ujë, balsa duhet të përkulet mirë. sapo të përkulet, nxirreni dhe lëreni të thahet (Na vjen keq që nuk kam asnjë fotografi të kësaj, ndoshta isha shumë dembel për të marrë disa). Pritini dy gjysmë rrathë nga druri i balsas për anët.

Thjesht mund ta ngjitni kunjin në kasë me Epoxy. Sigurohuni që motorët të kthehen nga ana e përparme, në atë mënyrë ata janë më të fortë. Për motorin lart/poshtë, bëni dy vrima të vogla në fund të kutisë, ngjiteni motorin në dy kunja dhe vendosini nëpër vrima. Shtimi i një pjate tjetër dhe vendosja e saj gjithashtu e bën atë shumë më të qëndrueshëm (shiko foton me pajisjet elektronike).

Hapi 4: Elektronika

Përbërësit

Mendova se do të ishte mirë të kisha një tullumbace që po bën fotografi dhe video. Unë gjithashtu doja një zbulim dhe stabilizim të pengesave.

Prandaj shtova tre sensorë ultra zërit (1); dy për të zbuluar gjithçka në pjesën e përparme majtas dhe djathtas dhe një për të matur distancën në tavan. Unë nuk kam pasur probleme me ndërhyrjen (megjithëse përmendet në fletën e të dhënave, atëherë duhet të përdorni zinxhirë shih https://www.maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf E vetmja gjë e rëndësishme ishte që sensorët duhet të ndahen mjaftueshëm, kone nuk duhet të mbivendosen pasi sonari që vjen nga sensorët ndërhyjnë me njëri -tjetrin. Kjo e bën një sensor të zbulojë një pengesë kur në fakt është vetëm një sensor tjetër që ndez zërin për të bërë punën e tij.

Gyrsocope (2) stabilizon lëvizjen pas kthimit. E rëndësishme është (ndryshe nga ajo që tregohet në Figurë ku gjithçka hidhet vetëm në zorrë), që ju të zgjidhni një bosht (në rastin tim ishte Z) dhe ta rreshtoni sa më shumë që të jetë e mundur në mënyrë që të jetë paralel me tokën. Pra, rrotullimi i balonës do të rezultojë në ndryshimin e matjes së xhiroskopit vetëm në vlerën Z. Natyrisht që ju mund të përdorni ndonjë matematikë të zbukuruar ndryshe, por kjo funksionoi shkëlqyeshëm për mua. Unë thjesht e mbërtheva sensorin në dërrasën e drurit balsa dhe kjo tashmë ishte e mjaftueshme për ta bërë atë të funksionojë.

GoPro (3) është i shkëlqyeshëm për inicimin e fotografive nga distanca dhe më në fund H-Bridges (L293D) për motorët+mbështetëset (4). Linjat e energjisë të H-Bridge duhet të lidhen drejtpërdrejt me baterinë, mos kaloni mbi arduino sepse motorët prodhojnë shumë zhurmë! Kjo mund t'i bëjë leximet nga sensorët të papërdorshëm. Por mos harroni të lidhni tokën e U-H me arduino. Për më tepër, H-Bridges duhet të lidhen me kunjat PMW për të punuar siç duhet.

Nëse jeni të guximshëm, mund të ndani një kabllo Mini-USB dhe të shtoni GoPro mbi lidhësin USB në qarkun tuaj duke u lidhur + me VCC në adruino tuaj dhe në tokë. Në atë mënyrë ju mund të hiqni baterinë e GoPro dhe ju kurseni mjaft peshë! Sidoqoftë, kjo do të rezultojë në më pak kohë operimi. Meqenëse tullumbace nuk ka nevojë për energji baterie për të qëndruar në ajër, bateria (3.7 V, 1000mAh është e mirë) zgjat rreth 2 orë me marrjen e fotografive herë pas here. Çuditërisht të njëjtat bateri nga kompani të ndryshme mund të kenë pesha të ndryshme, kështu që përpiquni të merrni një me sa më shumë mAh të jetë e mundur, por që është edhe më e lehtë.

Lidhu (Komponenti -> Arduino)

Sensorë tejzanor

Power+Ground -> Arduino VCC dhe Ground

BW -> A0, A1, A3 (nuk mbaj mend pse kam anashkaluar A2, ndoshta pa arsye)

Gyro+Akselerometër

Power+Ground -> Arduino VCC dhe Ground

SDA (Pin mbi GND) -> Arduino SDA (A4)

SCL (Pin mbi SDA) -> Arduino SCL (A5)

H-Ura

Pin 4, 5, 12, 13 -> Arduino GND

Pin 1, 8, 9, 16 -> Arduino RAW

Pin 2 -> Arduino Pin 11

Pin 3 -> Motor 1.a

Pin 6 -> Motor 1.b

Pin 7 -> Arduino Pin 10

(e njëjta gjë vlen edhe për urën tjetër H me motor 2+3)

Më tej kodi!

Hapi 5: Programimi

Ecje e shpejtë

VENDOSJE

Filloni të gjithë PIN -et dhe sensorët

SHIKO

• Së pari, nëse balona nuk lëviz për një kohë, ajo bën një lëvizje përpara (asnjë lëvizje nuk është e mërzitshme),

  randommove = 1, do të kontrollojë që në fund të lakut

• Pastaj kontrolloni nëse lartësia është ende në rregull (KeepHeight ()) dhe potencialisht shkoni lart ose poshtë, e vendosa atë në 1m nën tavan
• Nëse ka diçka më afër se 150 cm sesa është një pengesë për të shmangur, atëherë filloni të ktheni
• nëse të dy sensorët zbulojnë diçka në pjesën e përparme, balona do të kthehet prapa
• pas kthimit, për të shmangur zhvendosjen, kundërviheni me motorët për të mbajtur orientimin dhe për të mos rrotulluar më
• Më në fund ekzekutoni lëvizjen përpara dhe përdorni Gyro për të qëndruar drejt ndërsa fluturoni për 5 sekonda

Unë jam shumë i sigurt se ka mënyra më të mira për të arritur këto gjëra, nëse keni një sugjerim, ju lutem më tregoni!

Hapi 6: Shënimet përfundimtare

Ka disa gjëra që duhet të dini për balonat e heliumit, këtu janë

SFIDA KUR PUNONI ME BALLONA HELIUM

Edhe pse e dua Dirisin tim, balonat me helium nuk janë të përsosur. Sfida e parë është marrja e një tullumbace që ka madhësinë e duhur për të ngritur të gjithë përbërësit. Vëllimi i një tullumbace përcakton sa helium mund të mbajë, i cili është proporcional me forcën lart. Kjo kufizon ndjeshëm zgjedhjen e përbërësve. Kufizimi më i madh është bateria; sa më e lehtë të jetë, aq më e shkurtër do të zgjasë. Për të qenë në gjendje të mbajë të paktën mikrokontrolluesin, një bateri dhe disa motorë, një tullumbace me helium ka nevojë për një diametër minimal prej 90cm.

Së dyti, balonat e mbushur me helium janë shumë të ndjeshëm ndaj çdo ndryshimi të rrjedhës së ajrit dhe temperaturës në dhomë. Ndërsa balonat me helium gjithmonë lëvizin (domethënë nuk ka asnjë mënyrë për të qëndruar plotësisht të qetë), ato preken fuqishëm nga çdo rrymë ajri dhe rryma. Unë nuk kam përvoja shumë të mira me përdorimin e balonave të mi në dhoma me ajër të kondicionuar.

Së treti, sepse zhvendosja e një tullumbace heliumi konsiston në ndryshimin e inercisë duke aktivizuar helikat për të krijuar një shtytje, kalojnë disa sekonda midis fillimit të një lëvizjeje dhe ndryshimit aktual në pozicion. Si rezultat, tullumbace nuk mund të reagojë aq mirë ndaj ndikimeve të jashtme dhe është gjithashtu shumë sfiduese të shmangësh shpejt pengesat.

Së fundi, meqenëse heliumi është më i lehtë se ajri, ai del ngadalë nga çdo lloj shtrese e jashtme. Si pasojë, tullumbace duhet të rimbushet çdo ditë ose çdo ditë tjetër në varësi të faktit se sa e papërshkueshme nga ajri është veshja. Mund të jetë gjithashtu mjaft sfiduese të mbushni një tullumbace me sasinë e duhur të heliumit për ta bërë atë të lundrojë plotësisht, domethënë as të bjerë as të rritet në lartësi. Këshillohet që ta mbushni tullumbace në mënyrë që të jetë shumë e lehtë dhe ta ekuilibroni me një peshë shtesë, e cila mund të hiqet përsëri lehtë.