Cartof țipător: 16 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Proiecte Tinkercad »

Acest instructiv vă va învăța cum să faceți ca orice cartof să prindă viață, să vorbească și să țipe pentru a-l trăi. Dacă ai vrut vreodată să-ți surprinzi prietenii și familia cu o legumă care nu vrea să fie mâncată, dacă ai vrut vreodată să înțelegi ce simte un cartof când este pe punctul de a fi gătit, atunci acest proiect este pentru tine!

Inspirația noastră Când ne gândeam la idei pentru provocarea cartofului, ne-am dat seama că toate gândurile noastre se învârteau în jurul a ceea ce am face cartofului, dar nu ne-am gândit niciodată la ce ar crede cartoful despre acțiunile noastre. Cu alte cuvinte, ne-am dat seama că, ca oameni, nu ne-am pus niciodată în pielea cartofilor și astfel nu am putut niciodată să înțelegem o experiență cu cartofi - până acum. Ne-am dat seama imediat că acest decalaj din experiența cartof-om este o mare problemă, așa că am decis să acționăm.

Scopul nostru pentru acest proiect a fost de a construi un dispozitiv electronic, așa-numitul suflet de cartofi, care, atunci când este introdus într-un cartof, ar face ca cartoful să comunice în limbajul uman ca răspuns la acțiunile umane, făcându-l astfel identificabil și închizând cartoful. decalajul experienței umane.

Un cartof cu un suflet de cartofi este capabil să vadă un om prin simțirea luminii infraroșii și îi cere omului să o lase în pace. Cartoful va întreba din nou și din nou, până când împlinirea dorinței sale. Dacă un maniac decide să taie bietul cartof, Sufletul de cartof îi va permite să simtă durerea prin simțirea tăieturii cu un senzor inductiv - și exprimându-l printr-un țipăt îngrozitor.

În timpul scrierii acestui instructable, ne-am concentrat mult pe partea Design & Concept - acest lucru va permite cititorului să urmeze procesul nostru de proiectare și rezolvare a problemelor și să înțeleagă de ce și cum am luat decizii specifice.

Codul pentru acest proiect este Open Source - sunteți binevenit să contribuiți!

Despre noi: Acest proiect a fost realizat de doi oameni, prietenul meu haraldar și eu, guusto. Am fost separați fizic pe parcursul întregului proiect, ceea ce a reprezentat o provocare foarte mare în sine. Cel mai important credit îi revine cu siguranță lui haraldar - el a fost responsabil pentru proiectarea circuitului, cablarea circuitului, programarea, proiectarea finală și tipărirea pieselor 3D, asamblarea și aprovizionarea tuturor pieselor (care a inclus dezmembrarea difuzoarelor și un radio vechi) a avut defecțiuni și nu a avut timp să reordineze componentele online). Contribuția mea a fost ideea și conceptul inițial, găsind o modalitate rapidă de a pregăti cartofii și Instrumentul. Am dezvoltat concepte principale de design și am făcut împreună alegeri importante de proiectare.

Provizii

Instrumente

• Ciocan de lipit
• Sârmă de lipit
• imprimantă 3d
• Multimetru

Materiale

• Cartofi de dimensiuni medii sau mari sau cartofi dulci
• Arduino Nano Rev. 3 cu știfturi lipite
• LJ18 A3-8-Z Senzor inductiv
• (2x) Senzor de detectare a mișcării Micro PIR AM312
• Difuzor mic (Noi l-am recoltat pe al nostru de la difuzoare ieftine)
• Baterie de 9V
• Cabluri jumper

Pasul 1: Proiectare și concept

Ideea din spatele acestui proiect este foarte simplă: imaginați-vă un cartof care reacționează și țipă atunci când cineva încearcă să-l taie. Această imagine exactă a fost punctul nostru de plecare (Imaginea 1.1). De aici, am început să ne gândim cum ar putea fi implementată această funcționalitate. Aveam nevoie de un dispozitiv electronic în interiorul cartofului care să simtă prezența umană, obiecte metalice și, de asemenea, să producă sunet. (Imaginea 1.2).

După o analiză ulterioară, am dezvoltat următoarele obiective pe care acest dispozitiv ar trebui să le îndeplinească:

1. Dispozitivul trebuie să facă un cartof să pară uman vorbind și țipând ca răspuns la anumite acțiuni.
2. Dispozitivul trebuie să fie suficient de mic pentru a se potrivi în majoritatea cartofilor.
3. Dispozitivul trebuie să fie autoînglobat și rapid inserabil în orice cartof cu puțină pregătire.

În mod firesc, aceste obiective au ajuns cu întrebări sau mai bine zis cu probleme pe care trebuia să le rezolvăm, și anume:

1. Care este cel mai simplu și cel mai eficient mod de a ne atinge funcționalitatea dorită?
2. Cum putem minimiza dimensiunea dispozitivului?
3. Cum putem face prepararea cartofului cât mai rapidă și ușoară posibil?

În următorii pași vom aborda aceste întrebări.

Pasul 2: Proiectare și concept: Problemă de funcționalitate - Diagramă de flux

Pentru a rezolva problema funcționalității, ar trebui mai întâi să determinăm exact ce ar trebui să facă dispozitivul. Diagrama de flux vizualizează logica Sufletului de cartofi.

Pasul 3: Proiectare și concept: Problemă de funcționalitate - Intrare și ieșire

Pentru a rezolva această problemă, a trebuit să identificăm de ce senzori aveam nevoie, cum ar fi procesate datele senzorilor și cum am genera vorbire și țipete. Am decis să folosim următoarea arhitectură:

Pentru contribuția noastră avem:

Detectarea prezenței umane: senzori PIR. Pot măsura lumina în infraroșu, cum ar fi căldura corpului și, prin urmare, ar fi perfecte pentru detectarea omului. Sunt simple de utilizat și disponibile pe scară largă. Ca bonus, doi senzori micro PIR arată ca niște ochi pe cartof și îl fac să pară mai viu

Detectarea tăierii: senzori inductivi. Acești senzori creează un câmp magnetic și prin utilizarea principiului inducției electromagnetice sunt capabili să detecteze obiecte metalice într-un interval scurt. Un astfel de senzor în interiorul unui cartof va detecta un cuțit de metal care taie cartoful

Pentru rezultatul nostru avem:

Producerea unui discurs uman: difuzor. Un simplu buzzer nu ar fi suficient, deoarece poate schimba doar frecvența și, prin urmare, nu ar putea reproduce o voce umană

Având în vedere acest lucru și diagrama de flux, urmează:

Prelucrarea datelor: Arduino. Așa cum este indicat în diagrama de flux din Pasul 2, logica circuitului nostru este foarte simplă și, de asemenea, nu avem nevoie de calcule avansate pentru intrările noastre. Aceasta înseamnă că nu vom avea nevoie de puterea de procesare a unui RaspBerry Pi - un microcontroler obișnuit precum Arduino este cel mai potrivit

Deci, am descoperit că putem rezolva cu doi senzori PIR, un senzor inductiv, un difuzor și un Arduino pentru a crea funcționalitatea dorită.

Pasul 4: Proiectare și concept: Problemă de funcționalitate - Generarea și stocarea vorbirii

Un lucru nu este clar: cum vom crea vorbirea și țipăturile umane? Știm să le jucăm, dar cum le stocăm? Există două opțiuni:

1. Înregistrați fraze și sunete și stocați-le într-un anumit format audio pe un card SD.
2. Utilizați un program Text-to-speech și stocați fraze într-un format text, apoi generați vorbire din mers.

În timp ce prima opțiune oferă multă libertate în ceea ce privește sunetele care pot fi utilizate, necesită interfață cu un modul suplimentar de card SD. Acest lucru ocupă multă memorie și poate duce la probleme atunci când există alți trei senzori activi.

În plus, un modul suplimentar este aproape opusul unui design minim. De aceea am mers cu cea de-a doua opțiune: am folosit biblioteca open source text-to-speech Talkie, care are codecuri audio pentru un număr de cuvinte în limba engleză. Aceste cuvinte ocupă mult mai puțin spațiu decât un fișier audio, astfel încât să putem stoca cu ușurință fraze mutliple pe Arduino fără card SD.

Cu toate acestea, există dezavantaje: cuvintele rostite sună foarte ciudat (videoclipul inclus demonstrează acest lucru) și există relativ puține cuvinte - deci este posibil să trebuiască să fii creativ cu expresia, dacă nu există un cuvânt de care ai nevoie.

În timp ce biblioteca Talkie conține câteva sute de cuvinte și toate literele alfabetului, nu conține țipete și nici țipete. Pentru a face un astfel de țipăt, ne-am uitat pur și simplu la cuvintele existente și le-am modificat codecurile pentru a produce niște sunete cu adevărat îngrozitoare.

Ultimul lucru important de remarcat aici este că Talkie funcționează numai cu procesorele Arduinos ATMega168 sau ATMega328.

Pasul 5: Proiectare și concept: rezolvarea problemei de dimensiune

Pentru a recapitula, vrem să creăm un dispozitiv care să se potrivească în interiorul unui cartof. Un cartof este umed, deci trebuie să încapsulăm dispozitivul pentru a proteja componentele electronice de apă. Mai mult, corpul care ar trebui să mențină componentele noastre în poziție și să aibă cea mai mică dimensiune posibilă.

Acum, că știm de ce părți avem nevoie, ne putem gândi la un mod compact de a le aranja. Cel mai eficient și evident pas este alegerea Arduino-ului potrivit. Am ales un Arduino mic, dar ușor de lucrat și puternic - Nano, care îndeplinește cerința bibliotecii Talkie, deoarece are un procesor ATMega328. Acest lucru ne va economisi mult spațiu în comparație cu un Arduino UNO!

Următorul pas este crearea unui model al dispozitivului, cu toate componentele ambalate cât mai bine posibil. Am făcut acest pas în TinkerCAD, deoarece acest lucru ne-a permis să folosim modelele existente de componente electronice în dimensiunile lor corecte și să exportăm și să imprimăm imediat shell-ul când a fost gata.

Am proiectat o coajă care să fie pusă într-un cartof scobit. Învelișul a fost conceput într-un mod care să maximizeze spațiul din interiorul unui cartof: o structură de jos în sus ca o barcă, cu un vârf curbat, se potrivește optim într-un cartof gol, în timp ce piesa de jos dreptunghiulară oferă suficient spațiu și opțiuni de montare pentru toate componentele electronice. Au fost utilizate găuri suplimentare în capacul de tip barcă pentru a acționa ca „ochi” - sau prize de senzori.

Senzorul inductiv a fost amplasat în diagonală pentru a reduce spațiul înălțimea necesară. Deși intervalul său de detectare este foarte scurt, plasarea acestuia îi permite să funcționeze corect: deoarece excavarea în cartof este rotundă, grosimea peretelui cartofului este minimă, permițând astfel senzorului inductiv să detecteze metalul mai aproape de exterior.

După așezarea piesei de jos dreptunghiulare în jos, cartoful scobit cu capacul de tip barcă în interior este plasat deasupra - și acum totul este sigur, se potrivește perfect și nu este vizibil!

Dimensiunea finală a dispozitivului nostru cu capsulă este de aproximativ 8,5cm x 6cm x 5,5 cm (lungime x lățime x înălțime). Acest lucru nu se potrivește cartofilor mici, dar cartofii mijlocii și mari și cartofii dulci vor funcționa bine.

Pasul 6: Proiectare și concept: rezolvarea problemei de pregătire

Ultima problemă de rezolvat este prepararea cartofului. Am vrut să facem acest proces cât mai simplu și mai simplu posibil. Soluția noastră inițială a folosit un dispozitiv de excavare specializat, dar ne-am dat seama mai târziu că acest lucru funcționează doar pentru cartofi, dar nu și pentru cartofi dulci - aceștia sunt foarte duri în interior, iar excavatoarele din plastic sunt fie prea groase pentru a le tăia, fie să se rupă dacă sunt prea subțiri.

De ce ai folosi chiar și un cartof dulce? Ei bine, cartofii dulci tind să fie semnificativ mai mari, așa că, dacă aveți probleme cu găsirea unui cartof suficient de mare pentru Sufletul de cartofi, ar trebui să aruncați o privire la cartofii dulci. Așadar, a doua noastră abordare a fost de a dezvolta o metodă eficientă de scobire a oricărui cartof, fie că este vorba de un cartof dulce sau un cartof obișnuit. Detaliile sunt documentate într-unul dintre ultimii pași.

Pasul 7: Asamblarea circuitului

Conectați Arduino Nano exact ca în diagrama circuitului.

Pasul 8: Programarea Arduino

Clonați acest depozit:

Apoi, deschideți fișierul potato_soul.ino în fișierul IDE Arduino. Codul este foarte bine documentat, deci pur și simplu citiți comentariile și urmați instrucțiunile de acolo.

Pasul 9: Tipărirea pieselor

Imprimați fișierele. STL incluse. Imprimanta noastră a durat mai mult de 3 ore pentru a produce fiecare piesă.

Pasul 10: Pregătirea cartofului

Acum, că orice altceva este gata, este timpul să pregătiți cartoful! Următorii pași vor descrie tehnica eficientă de scobire pe care am dezvoltat-o doar pentru acest proiect.

Pasul 11: Scobirea cartofului - Marcarea regiunii

Marcați regiunea în care va fi inserat Sufletul de cartofi. Aceasta este regiunea pe care va trebui să o eliminați.

Pasul 12: Scobirea cartofului - Decojirea și îndepărtarea blatului

Îndepărtați regiunea marcată. Apoi, tăiați bucata convexă pentru a aplatiza cartoful.

Pasul 13: Scobirea cartofului - Faceți incizii și extrageți bucăți

Faceți mai multe tăieturi adânci în cartof. Apoi, introduceți cuțitul și loviți-l, până când puteți extrage o bucată. Trebuie să fii atent, deoarece exercitarea unei presiuni prea mari asupra cuțitului poate rupe cartoful. După prima piesă, cele rămase vor fi ușoare.

Nu uitați să salvați piesele! Nu aruncați bucățile pe care le-ați tăiat. În mod similar, atunci când nu mai aveți nevoie de un cartof pe care l-ați pregătit pentru Sufletul de cartofi, îl puteți pur și simplu jupui, tăia și găti.

Pasul 14: Scobirea cartofului - Perfecționarea curbei

Acum lipiți o furculiță de metal în cartof și executați aceeași mișcare de oscilație pentru a scoate cartoful mai adânc. În cele din urmă, utilizați o lingură ascuțită pentru a netezi pereții.

Pasul 15: Pregătirea cartofului - Faceți găuri pentru senzori

Ca ultim pas, creați două găuri pentru senzorii PIR și introduceți capacul în cartof. Acum, sufletul cartofului locuiește cartoful!

Pasul 16: Asamblarea sufletului cartofului

Aproape am terminat! Asamblați toate componentele în partea de jos a Sufletului de cartofi. Puneți firele prin găurile ochiului și atașați senzorii la fire - și atât. E timpul să vă surprindeți prietenii și familia!

Ne-ar plăcea să auzim feedback-ul dvs. despre proiectul nostru:)