Șurubelniță sonică finală: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Ok, deci nu poate face la fel de mult ca o șurubelniță sonică reală de la Doctor Who, dar este un început. Acest proiect a fost un fel de mic cadou de Crăciun în plus pentru fratele meu. Puteți găsi jucării sonore cu șurubelniță pe Amazon, dar, în afară de aprinderea și, eventual, de a face zgomot, nu prea au funcții. Am vrut să fac o șurubelniță sonică care avea de fapt câteva utilizări și setări diferite. Mai mult decât atât, am vrut să văd cât de aproape aș putea ajunge de o șurubelniță sonică cu senzorii arduino disponibili în lumea de astăzi. Deci, în timp ce această șurubelniță este departe de a fi la fel de cool ca una reală, am făcut tot posibilul să o împachetez cu cât mai multe utilizări posibil. Are:

• Un senzor cu ultrasunete - pentru măsurarea lungimilor de până la 254 inci (~ 6,5 metri) cu o precizie până la inci (plus un dispozitiv sonic trebuie să aibă un fel de component sonic)
• Un senzor de măsurare cu laser - ultrasunetele nu pot măsura sub 6 inci, așa că pentru a avea o gamă completă de măsurători, am adăugat acest senzor care poate măsura până la un metru cu precizie mm
• O busolă - pentru a vă îndrepta spre nord data viitoare când vă aflați într-o aventură în aer liber
• LED UV - pentru citirea mesajelor secrete și, eventual, pentru alungarea vampirilor
• GPS - pentru a vă ghida înapoi de unde ați început dacă vă pierdeți

și, desigur

LED-uri albastre - pentru a oferi lumină atunci când explorați undeva întuneric

Sper că îți place. Dacă îți place, ia în considerare votarea pentru el.

Pasul 1: Materiale

Materialele ajung la aproximativ 200 USD, dar depinde de unde le obțineți și de ceea ce s-ar putea să aveți deja. Am pus linkurile Adafruit pentru o mulțime de electronice diferite. Adafruit este un fel de drum pentru tehnologia arduino. De asemenea, au link-uri către tutoriale pe paginile produsului, ceea ce este foarte util în testarea diferitelor electronice și punerea lor în funcțiune. S-ar putea să găsiți prețuri mai ieftine în altă parte. Amazon are uneori produse Adafruit la prețuri mai ieftine, dar de obicei nu cu mult.

Adafruit Feather MO Basic Proto --------------------------------------------- ------- 19,95 USD

** Puteți încerca, de asemenea, să utilizați una dintre celelalte plăci Feather MO pentru a adăuga WiFi, bluetooth sau alte funcții suplimentare.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- 39,95 USD

Monocrom 0,96 128x64 Afișaj grafic OLED ------------------------------ 19,50 USD

UV / UVA 400nm Purple LED 5mm lentilă transparentă - pachet de 10 ----------------------- 4,95 USD

Adafruit VL53L0X Senzor distanță de timp de zbor - ~ 30 până la 1000 mm ------- 14,95 USD

Telemetru cu ultrasunete Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- 26,95 dolari

Paiete LED Adafruit - Royal Blue - Pachet de 5 ---------------------------------- 3,95 $

Accelerometru cu trei axe + magnetometru (busolă) bord --------------- 14,95 USD

Baterie polimer litiu-ion - 3,7v 500mAh ------------------------------------- 7,95 dolari

** Dacă doriți, puteți folosi un încărcător de telefon portabil și un cablu USB în locul bateriei de mai sus. Un încărcător de telefon oferă șurubelniței capacitatea suplimentară de a fi bine un încărcător de telefon. Cu toate acestea, trebuie să conectați un comutator de pornire / oprire la firul dintre baterie și Feather și este mai greu să faceți acest lucru cu un cablu USB. O baterie de telefon face, de asemenea, șurubelnița mult mai voluminoasă, mai ales dacă utilizați fire groase.

Sârmă cu miez din mână din silicon - 50ft 30AWG Roșu ---------------------- 4,95 dolari

** Declinare de responsabilitate: nu am folosit de fapt acest fir. Sârma pe care am folosit-o era mai groasă, ceea ce a făcut mult mai dificilă obținerea tuturor componentelor electronice din carcasa șurubelniței. Sârma de mai sus este ceea ce mi-aș dori să fi folosit. De asemenea, este imperativ să cumpărați doar sârmă roșie, deoarece nimic nu spune „suspect” la fel ca o țeavă din pvc plină cu fire roșii:)

Potențiometru ------------------------------------------------- -------------------------- 1,25 USD

** Nici eu nu am folosit asta. Inițial, aveam să folosesc un potențiometru glisant pentru a emula mișcarea de alunecare, șurubelnița celui de-al 10-lea doctor trebuind să schimbe setările. Când potențiometrul cu diapozitive nu funcționa, am ajuns să folosesc un potențiometru standard pe care îl aveam deja la îndemână.

Comutator de diapozitive ------------------------------------------------ ----------------------------- 0,95 USD

** Am folosit un comutator ușor diferit pe care l-am avut deja

Buton tactil (6mm) x 20 pachete ----------------------------------------- - 2,50 USD

Rezistor 10k ohm ----------------------------------------------- ---------------------- 0,75 USD

100 uF condensatori electrolitici ---------------------------------------------- ------- 1,95 USD

1 X2 'țeavă din PVC -------------------------------------------- --------------------------- 2,18 USD

3/4 "X2-1 / 2" Galvanizați țeavă din oțel ------------------------------------ - 1,87 USD

Bandă colorată pentru conducte (am mers cu gri și auriu, dar merg cu orice culoare te cheamă)

De asemenea, veți avea nevoie de:

• Un fier de lipit și lipit
• Un ferăstrău manual
• Un burghiu
• lipici fierbinte
• stripuri de sârmă

Pasul 2: Cablare: Partea 1

** Prima imagine prezintă LED-urile și ultrasunetele lipite cu Feather, dar nu le conectați încă.

Lipiți următoarele conexiuni.

GPS ====== Pene

Lungimea firului - GPS-ul va fi chiar lângă Pene (vezi imaginea), astfel încât firele nu trebuie să aibă o lungime mai mare de 3 inci.

RX ======== TX

TX ======== RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

Busola === Pene

Lungimea firului - Busola va fi chiar deasupra penei, astfel încât firele ar trebui să aibă o lungime de aproximativ 1,75 inci.

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

Laser ToF ==== Pene

Lungimea firului - aproximativ 2,5 inci

GND ======== GND

VIN ========= 3.3v

SDA ======== SDA

SCL ======== SCL

Lipiți ambele fire SDA în gaura SDA de pe Feather și ambele fire SCL în gaura SCL. Dacă doriți, puteți utiliza secțiunea de prototipare a Penei.

Potențiometru ==== Pene

pin final ========= GND

alt pin final ===== 3.3v

pin central ====== A5

Lipiți un condensator la ambii pini de capăt. Asigurați-vă că partea (-) condensatorului merge la pinul GND așa cum se vede aici.

Butoane ===== Pene

Lungimea firului - aproximativ 3,5 inci

Există două butoane. Pentru fiecare buton, conectați o parte a butonului la 3.3v. Conectați cealaltă parte la masă printr-un rezistor de 10 k ohm (consultați această diagramă de pe site-ul web arduino). Asigurați-vă că rezistența merge corect și încercați să nu lăsați o mulțime de fire expuse. Pentru primul buton, conectați partea cu rezistorul la pinul 5 de pe Feather cu un fir. Pentru al doilea buton, conectați un fir din partea rezistorului butonului la pinul 6 de pe Feather.

Comutator pachet baterie

Tăiați unul dintre fire de la baterie. Lipiți o parte a firului tăiat la capătul comutatorului glisant și cealaltă parte a firului tăiat la mijlocul comutatorului.

În cele din urmă, lipiți fire de aproximativ un picior în lungime până la găurile 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO și A0 de pe pene. De asemenea, lipiți două fire, fiecare cu un picior în lungime, la sol și încă două (de asemenea, un picior în lungime) la alimentare. Etichetați fiecare fir cu numele corespunzător cu o bucată de bandă la capăt.

Pasul 3: Crearea cazului

Inițial, am vrut să fac carcasa pentru tehnologie din diferite țevi metalice, cum ar fi cuprul sau bronzul, cu unele piese de oțel sau aluminiu, astfel încât să fie un fel de steampunk, dar modern. Cu toate acestea, nu credeam că tehnologiei i-ar plăcea să fie adăpostită într-o carcasă metalică (în special busola) și trebuia să pot tăia și modela țevile. A face astfel de lucruri cu țevi metalice era dincolo de mine, așa că am mers cu PVC.

Tăiați o lungime de PVC de aproximativ 7 inci lungime. Înșurubați niplul țevii într-un capăt al PVC-ului. Când devine prea greu, folosiți clești și încălziți PVC-ul pe o sobă pentru a-l înmuia. Încercați să obțineți PVC-ul pentru a acoperi firele țevii metalice. Tăiați a doua bucată de PVC lungime de 8 inci. Faceți același lucru cu acest PVC și celălalt capăt al mamelonului țevii.

Tăiați puțin PVC-ul dacă doriți până când are proporțiile dorite (șurubelnița este probabil puțin lungă).

Apoi faceți o liniuță pentru ca afișajul OLED să „stea” pe partea laterală a tubului. Încălziți o parte a piesei de 7 inci, având grijă să nu ardeți PVC-ul. Folosiți o bucată de lemn pentru a aplatiza o secțiune de dimensiunea OLED în aproximativ același loc cu afișajul OLED din imagini. Folosiți bucata de lemn și apăsați chiar fața din PVC pentru a schimba capătul de la circular la un pic de oval.

Încălziți PVC-ul de 8 inch pe partea opusă liniei OLED. Aplatizați puțin partea din PVC pentru a o face ca un oval.

Lăsați PVC-ul să se răcească.

Tăiați o crestătură chiar în partea superioară a PVC-ului de 7 inch pentru a se potrivi senzorului ultrasonic maxbotix (imaginea de mai sus). Încercați să obțineți crestătura pentru a se potrivi perfect senzorului cu ultrasunete.

Utilizați burghiul pentru a găuri o gaură de jumătate de centimetru în diametru în mijlocul punctului plat pentru OLED. Apoi utilizați un burghiu și un ferăstrău pentru a tăia o gaură dreptunghiulară în bucata de 8 inci de pe partea opusă liniei OLED (aceeași zonă în care ați încălzit-o). Vrei să faci gaura dreptunghiulară cât mai mică posibil, dar totuși poți încadra Feather și alte tehnologii în ea pentru ao pune în PVC.

În cele din urmă, găuriți o gaură în piesa de 8 inci pe aceeași parte cu OLED pentru potențiometru.

Pasul 4: introducerea tehnologiei în carcasă

Filetarea firelor

Luați Feather și toți senzorii care sunt conectați la acesta și introduceți firele etichetate cu piciorul lung de la capătul pasului de cablare în orificiul pătrat din secțiunea mai lungă (8 inch) din PVC. Infilați firele SCK, MOSI, MISO, pinul 13 și pinul 12 împreună cu unul dintre pământ și unul dintre firele de 3,3v prin conductă și din orificiul din linia OLED. Infilați celelalte fire (A0, împământare, 3,3v, pinul 9 și pinul 10) prin conductă și în afară. Acum ar trebui să aveți fire care ies din partea de sus și dintr-o gaură în lateral.

Poziționarea Penei

Ghidați mizeria tehnologiei în tub. Asigurați-vă că potențiometrul intră în orificiul de pe cealaltă parte. Busola va sta chiar între pană și potențiometru. Asigurați-vă că busola este orientată corect. Indiferent de modul în care indică busola, doriți ca partea din față a șurubelniței să fie îndreptată în aceeași direcție, deci dacă busola spune că este orientată spre nord, partea din față a șurubelniței ar trebui să fie orientată și spre nord. Puteți verifica acest lucru cu tutorialul pentru busola de pe Adafruit. GPS-ul va sta chiar lângă Feather, cu antena ceramică orientată în afară de conductă. Feather va sta cu partea laterală, cu butonul de resetare orientat spre interior. Asigurați-vă că portul USB este îndreptat spre spate, lângă GPS. Laserul ToF va sta deasupra tuturor celorlalte. Partea din spate a laserului (partea fără laser) va fi înapoi în spate cu partea din Feather fără butonul de resetare. Butoanele vor ieși în partea laterală a găurii pătrate, astfel încât să poată înfășura exteriorul PVC-ului și să fie lipite de acesta. Glisați firele bateriei urmate de baterie în capătul posterior al șurubelniței și conectați bateria la pene. Spargeți electronica în PVC cât de mult puteți, fără a sparge nimic.

Acoperind gaura dreptunghiulară

Decupați o bucată de plastic flexibil din orice puteți găsi în coșul de reciclare. Plasticul ar trebui să fie suficient de lung pentru a acoperi Pene, dar nu și GPS și suficient de larg pentru a înfășura tehnologia în gaura dreptunghiulară și pentru a contacta PVC-ul. Tăiați o gaură mică suficient de mare pentru laserul real din plastic unde este senzorul laser ToF, astfel încât laserul să obțină citiri precise. Apoi lipiți senzorul laser de plastic. Înfășurați plasticul în jurul orificiului dreptunghiular expus cât de bine puteți. Asigurați-vă că comutatorul glisant și cele două butoane nu sunt prinse sub el și sunt afară de sub el, apoi, cu bandă adezivă, lipiți plasticul de PVC. Asigurați-vă că portul USB de pe Feather este încă accesibil pentru un cablu. Acoperiți PVC-ul cu banda adezivă cât mai bine puteți. Asigurați-vă că lipiți puternic comutatorul glisant conectat la baterie la exteriorul PVC-ului. De asemenea, asigurați-vă că nu faceți bandă pe antena GPS reală sau pe LED-ul de pe placa GPS. Doar lipiți placa în jurul antenei GPS. Nu în ultimul rând, utilizați adeziv fierbinte pentru a lipi butoanele în locul pe care le doriți pe exteriorul PVC-ului.

Pasul 5: Cablare: Partea 2

Lipiți următoarele componente pe firele filetate prin PVC. Tăiați firele lungi ale piciorului dacă sunt foarte lungi. Faceți-le suficient de lungi, astfel încât să le puteți accesa și să lipiți componentele acestora.

Afișaj OLED ===== Feather

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DATE ===== MOSI

CLK ====== SCK

D / C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix cu ultrasunete === Pene

AN ================= A0

GND ============== GND

+5 ================ 3.3v

LED UV ====== Pene

Conectați firul lung al LED-ului la firul conectat la pinul 10. Conectați firul scurt la firul de masă. Încercați să conectați firele aproape de baza LED-ului. Apoi tăiați excesul de fire expuse ale LED-ului. Înfășurați conexiunile în bandă pentru a le împiedica să se atingă accidental unul de celălalt sau un alt fir.

LED-uri albastre ====== Pene

Puteți face diferite lucruri cu locul în care poziționați LED-urile albastre pe șurubelniță. Am pus trei în față cu fața în față și două în partea de sus cu fața în sus, astfel încât să existe lumină care să arate în față și ledurile din partea de sus să fie ușor de văzut și să fie utilizate ca indicatori. Oricum decideți să faceți acest lucru, conectați partea pozitivă a tuturor celor cinci LED-uri cu fir și părțile negative ale tuturor celor cinci cu un al doilea fir. Apoi lipiți firul negativ la firul de masă de la Feather și firul pozitiv la firul de la pinul 9 al Feather.

Poziționați OLED pe linia de pe PVC și aranjați LED-urile și senzorul cu ultrasunete în crestătura din fața șurubelniței. Nu ar trebui să se miște prea mult. Puteți folosi clei sau bandă, dacă o fac.

În cele din urmă, acoperiți PVC-ul mai scurt cu bandă adezivă cât mai bine puteți.

Pasul 6: Cod

Scuze în avans. Codul meu este o îmbinare monstruoasă, dublată, cu diferite bucăți de cod, care îl face pe Frankenstein să pară un tip unic, coerent, pus la punct. Totuși, am încercat să arăt de unde am obținut toate bucățile de cod diferite. O mare parte din exemplele bibliotecii Adafruit. Există, de asemenea, unele dintr-o pagină de distracție scânteie și altele de la un vehicul autonom dulce, instructabile. Mai multe au venit dintr-un proiect de geocaching pe Github. Nu uitați să descărcați bibliotecile pentru OLED, laser ToF, busolă și GPS. De asemenea, asigurați-vă că ați adăugat Feather la plăcile din Arduino IDE. Tutorialele de pe linkurile din pasul cu materiale vă pot îndruma.

Pasul 7: Folosirea acestuia

Comutatorul glisant îl pornește și se oprește. Potențiometrul vă permite să comutați între setări.

Valorile potențiometrului 500-600: GPS. Când GPS-ul este blocat, LED-ul GPS nu va clipi la fel de mult. Dacă apăsați butonul unu, coordonatele dvs. actuale sunt salvate. Apoi, dacă vă mutați în altă parte și apăsați butonul doi, șurubelnița va indica direcția înapoi către locul în care ați început.

Valori 600-700: Busolă. Vă arată poziția din nord. LED-urile se aprind dacă vă îndreptați spre nord.

700-750: LED-uri albastre

750-800: LED UV

800-900: senzor cu ultrasunete

900-1024: Laser ToF

În viitor, aș putea adăuga un piezo pentru a adăuga acel minunat șurubelniță sonică care bâzâie. De asemenea, ar fi bine să adăugați o setare care utilizează senzorul cu ultrasunete la fel ca un senzor de mișcare. Apoi, puteți lăsa șurubelnița undeva și lăsați-l să vă alerteze când vine cineva. Va fi amuzant să văd ce altceva mai pot adăuga.

Mulțumiri speciale fratelui meu pentru că a făcut câteva fotografii când mi-am dat seama că nu am destule.

Sper că ți-a plăcut acest proiect. Dacă aveți comentarii sau întrebări, trimiteți-le!