Wipy: produsul de curățat pentru tablă albă extrem de motivat: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Introducere

Te-ai săturat vreodată să cureți tabla albă? Te-ai întrebat vreodată cât de mult s-ar îmbunătăți viața ta dacă un robot ar putea face asta pentru tine? Acum aveți șansa de a face acest lucru o realitate cu Wipy: curățătorul de tablă albă motivat prea mult. Wipy vă va curăța în mod corespunzător desenele jenante de rele și chiar o va face cu un zâmbet drăguț. Nici nu trebuie să-l activați! Va curăța tabloul doar când te aștepți cel mai puțin … Uhhh … * tusea tuse * … noi, desigur, vrem să spunem: când ai cel mai mult nevoie!

Caracteristici:

- Viitorul nostru prieten se va putea lipi de tablă folosind magneți și se poate deplasa prin spațiu folosind roți aderente.- Va putea urmări o linie și șterge-o folosind un senzor de urmărire a liniei și un burete. abilitatea de a măsura distanța până la mâna dvs. folosind un senzor de timp de zbor. - Îi vom oferi lui Wipy o personalitate drăguță folosind un mic ecran OLED.

Proiectul a fost realizat ca parte a seminarului Computational Designand Digital Fabrication din cadrul programului de masterat ITECH.

Lasath Siriwardena, Simon Lut și Tim Stark

Pasul 1: Logica lui Wipy's

Wipy funcționează pe baza interacțiunii dintre senzorul de linie și senzorul de timp de zbor. În funcție de ce fel de linie detectează și cât de aproape este mâna ta, Wipy reacționează în mai multe moduri, așa cum se vede în diagramă.

Pasul 2: Componente și teorie

Pentru a recrea această piesă uimitoare de tehnologie avansată de ștergere, veți avea nevoie de următoarele elemente:

Componente

Pentru a crea șasiul robotului, veți avea nevoie de acces la un dispozitiv de tăiat cu laser. Pentru caz, a fost utilizată o imprimantă 3d.

Elementele plăcii de bază au fost tăiate toate dintr-o foaie de plexiglas de 500 x 250 x 4 mm.

De asemenea, vă sugerăm să obțineți un kit Arduino care va include multe dintre componentele fundamentale pentru acest proiect (Amazon)

Caz de baza

1 x carcasă imprimată 3D

1 x placă de bază superioară (Lasercut)

1 x placă de bază mijlocie (Lasercut)

1 x Placă de bază inferioară (Lasercut)

36 x M3 Nuts

5 x șuruburi M3 15 mm

4 x șuruburi M3 30 mm

2 x magneți (îi avem aici)

Electronică principală

1 x Arduino Uno R3 sau echivalent generic - (Amazon)

1 x Arduino Expansion Shield (inclus în kitul de pornire)

1 x Mini Breadboard (Inclus în kitul de pornire)

19 x fire jumper (incluse în kitul de pornire)

11 x [OPTIONAL EXTRA] fire fără sudură - (Amazon)

1 x Power Bank cu minim 2 sloturi USB - (Amazon). Evitați băncile de energie ieftine, deoarece sursa de energie poate fi nesigură.

1 bobină x CCA dublu fir pentru conectarea băncii de alimentare la Arduino & Motors - (Amazon)

1 x suruburi - (Amazon)

Senzori și motoare

1 x Micromotoare, set roți și set suport - (Pimoroni)

1 x [OPTIONAL SPARE] Motor Brackets 3D Print File - (Thingiverse)

1 x ecran OLED de 0,91 - (Amazon

1 x IC driver driver L293D - (Amazon)

Senzor de urmărire a liniei IR 1 x 5 canale - (Amazon)

1 x senzor de timp de zbor (VL53L0X) - (Amazon)

Instrumente

- Șurubelniță cu cap Phillips

- Șurubelniță cu cap plat

- Cuțit Craft

- Banda adeziva

Teorie

Senzor de urmărire a liniei

O serie de cinci senzori IR este utilizată în senzorul de linie. Aceste senzori IR sunt capabili să aleagă capabil să capteze culoarea. Senzorul are un emițător și un receptor. Emițătorul este capabil să tragă unde infraroșii, dacă o suprafață este foarte reflectorizantă (ca o suprafață albă), în timp ce reflectă mai multe unde înapoi în receptorul IR. Dacă suprafața absoarbe radiațiile, ca o culoare neagră, receptorul IR va primi mai puține radiații. Pentru a urma linia sunt necesari cel puțin doi senzori.

Motoare Pentru a controla motorul DC, veți avea nevoie de un tip de driver pentru a le controla. I2C L293D Motor Driver IC L293D este un driver de motor care este un mod ieftin și relativ simplu de a controla atât viteza cât și direcția de rotire a două motoare de curent continuu. Pentru informații mai detaliate despre L293D, Lastminuteengineers are o prezentare fantastică:

Senzor de timp de zbor: Acest senzor este capabil să măsoare distanța folosind un principiu care este deja convenabil menționat în titlul senzorului: timpul de zbor. Este un senzor foarte precis și poate fi găsit, de exemplu, în drone sau sisteme LiDAR. Este capabil să tragă un laser într-o anumită direcție și să măsoare timpul necesar pentru ca laserul să se întoarcă, de la care se poate calcula distanța.

Pasul 3: Pregătirea carcasei de bază

Corpul lui Wipy vine în două părți; o bază tăiată cu laser și o carcasă imprimată 3D.

1. Pentru bază, poate fi tăiată cu laser sau tăiat manual, în funcție de material. Vă rugăm să găsiți fișierul atașat în secțiunea componente. Vă sugerăm să folosiți materiale puternice, dar ușoare, cum ar fi foi acrilice (3 - 4 mm) sau placaj (2,5 - 3 mm). În faza noastră de prototipare, am folosit miez de spumă de 10 mm care a funcționat deosebit de bine, iar designul actual ar trebui să funcționeze cu el (va fi nevoie de o anumită reglare fină). Miezul din spumă este, de asemenea, ușor de tăiat manual pentru persoanele fără acces la tăietoare laser.

2. Carcasa a fost tipărită cu PLA cu o înălțime a stratului de 0,2 mm și o densitate de umplere de 25%. De asemenea, vă sugerăm o grosime a peretelui de 0,8 mm.

Pasul 4: Asamblarea dispozitivelor electronice: Driver motor & I2C

La asamblarea componentelor electronice, vom începe mai întâi cu driverul de motor L293D.

1. Lipiți mini-breadboard-ul de scutul de extensie Arduino.
2. Așezați L293D chiar la capătul mini-plăcii (unde mica piesă de conectare din plastic iese pe partea scurtă). Rețineți, cercul complet deasupra L293D ar trebui să fie la capătul plăcii.
3. Conectați mai întâi toate firele jumperului fără lipire
4. Atașați firele rămase la Arduino și ulterior la motoare. Nu contează dacă confundați ordinea firelor pentru motoarele dvs., deoarece veți afla odată ce motorul dvs. se întoarce în sens greșit.
5. Încărcați codul eșantion al motoarelor pe Arduino pentru a le testa - poate fi găsit în partea de jos a acestei pagini: (cod eșantion Motoare)

Pasul 5: Asamblarea bazei

Pentru asamblarea bazei, vă sugerăm următoarea ordine.

1. Mai întâi, conectați motoarele la baza superioară folosind consolele. Suporturile folosesc piulițe și șuruburi M2. Luați-vă cu grijă timpul înșurubând șuruburile, deoarece acestea sunt destul de mici și mici.
2. Conectați Arduino la placa superioară, asigurați-vă că Arduino este detașat de consola sa. Folosiți șuruburi M2 pentru a-l conecta. Dacă șuruburile M2 nu sunt în posesia dvs., puteți utiliza și M3, dar este nevoie de ceva mai multă forță brută.
3. Apoi: atașați șuruburile la magneți, glisați placa inferioară peste șuruburi și atașați șuruburile la placa din mijloc în locațiile indicate. Acum atașați placa de mijloc și de jos.
4. Atașați senzorul de linie pe placa de mijloc folosind șuruburile indicate. Asigurați-vă că ați pus și șuruburile învecinate în placa din mijloc, deoarece orificiile nu mai sunt accesibile atunci când senzorul de linie este atașat.
5. Adăugați toate șuruburile din placa de mijloc care se conectează la baza superioară.
6. În cele din urmă, așezați și strângeți placa de bază superioară la restul bazei.

Pasul 6: Magnet Madness

Acum vine partea dificilă, încercarea Wipy pe o tablă albă verticală. Această parte se bazează pe un pic de încercare-eroare, deoarece există un echilibru fin între:

- Magneții fiind prea puternici, astfel încât roțile nu se pot mișca. - Magneții nu sunt suficient de puternici, astfel încât Wipy cade de pe tablă.

Magneții pe care i-am folosit sunt puternici, probabil puțin prea puternici. Utilizând distanțiere între placă și magneți, tragerea poate fi redusă. Distanțierii se asigură, de asemenea, că partea superioară a șurubului nu atinge tabla albă. Distanțierii pot fi atașați la magnet folosind clei sau, în faza de prototipare: o mulțime de bandă de bandă.

Sfaturi Avem câteva sfaturi pentru ca magneții să funcționeze corect:

- Magnetul dintre roți este destinat să tragă roțile în bord, astfel încât roțile să aibă mai multă aderență. Asigurați-vă că acest magnet este doar mai mare decât nivelul roților. - Asigurați-vă că robotul este la un unghi ușor față de magnetul din spate. - Începeți experimentarea cu mai mulți magneți (mai mici) în spate. Deoarece o serie de magneți mai mici poate începe să împiedice robotul să conducă în cercuri.

Roțile ar trebui acum să se rotească în aceeași direcție. Acum, încercați-l pe tablă și plângeți lacrimi de bucurie dacă în cele din urmă funcționează. Acum este timpul pentru o mică petrecere de victorie.

Pasul 7: Mai mulți senzori, mai multă distracție

Acum, când motoarele și magneții se joacă frumos cu celelalte, este timpul să adăugați câteva caracteristici (inutile) la Wipy.

1. Senzor de linie Folosind cablul inclus, conectați senzorul de linie la panoul de control conform indicațiilor. Cablul verde de pe diagramă este pentru SCL, iar cel alb pentru SDA.

2. Adăugați ecran Să adăugăm chipul drăguț al lui Wipy, așa cum este indicat.

3. Senzor Tof În cele din urmă, adăugați senzorul de distanță așa cum este indicat. Acest senzor va detecta cât de aproape este de mână și se va opri corespunzător. De asemenea, îi oferă lui Wipy caracteristica (enervantă) de a șterge placa în momentul în care începeți să desenați pe tablă.

4. Încărcați codul

Acum că toți senzorii sunt conectați, putem începe codificarea. Încărcați fișierul de cod atașat și vedeți cum Wipy prinde viață. Există comentarii în cod pentru a vă ajuta să îl înțelegeți. Asigurați-vă că descărcați bibliotecile corespunzătoare din Sketch> Include Library> Manage Library. Biblioteca senzorilor de timp de zbor (VL53L0X.h) poate fi găsită (Aici)

5. Puterea

Pentru a alimenta motoarele și Arduino în timp ce Wipy defilează fericit pe tablă albă, vă recomandăm o baterie externă. Puteți, de exemplu, să plasați acest lucru în colțul de sus al plăcii și să rulați cabluri către Wipy. Wipy va avea nevoie de două surse de alimentare: 1 pentru Arduino și 1 pentru motoare așa cum este indicat în fotografie. Am decis să folosim un powerbank care produce 2x 5V 2A. Atașați unul direct în Arduino (fie în Vin, USB sau powerport). Asigurați-vă că, dacă este conectat la Vin, există suficientă putere la Arduino și la toți senzorii.

6. Punând totul împreună

Pentru a pune totul împreună, vă sugerăm să lipiți OLED și senzorul Timp de zbor pe carcasă și apoi să folosiți bandă dublă, să conectați carcasa la bază.

Pasul 8: Vrei mai multe emoții ștergătoare?

Doriți să vă creați propria emoție Wipy, iată cum:

1. Creați-vă emoțiile uimitoare utilizând orice software grafic (Adobe Photoshop, GIMP etc.) care poate salva imagini bitmap. Asigurați-vă că aveți o rezoluție la fel ca ecranul dvs. Pentru cazul nostru, acesta este de 128 x 32 px.
2. Apoi, trebuie să convertim aceste bitmap-uri în cod. Putem instrumentul online image2cpp pentru asta. Încărcați imaginile pe care doriți să le convertiți
3. După încărcare, asigurați-vă că setările sunt corecte, cum ar fi rezoluția și orientarea. Odată ce totul este corect, schimbați „Formatul de ieșire a codului” la „Codul Arduino” și asigurați-vă că utilizați un identificator la fel ca orice emoție pe care doriți să o înlocuiți.
4. După ce faceți clic pe „Generați cod” și înlocuiți codul în Arduino Sketch.

Locul doi în concursul Arduino 2019