ინტერაქტიული ხე: 10 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

სადოქტორო დისერტაციასთან და ლიცენზირებულ დისერტაციასთან დაკავშირებით საინტერესო ტრადიციაა ის, რომ ისინი სახალხო თავდაცვის/სემინარის დაწყებამდე KTH მთავარ ბიბლიოთეკაში ხეზეა ჩამოკიდებული. ამიტომ, როგორც ჩვენი ფიზიკური ურთიერთქმედების დიზაინისა და რეალიზაციის კურსის პროექტი, ჩვენმა ჯგუფმა გადაწყვიტა აღნიშნოს ეს ჩვეულება ხის ინტერაქტიული ვერსიის შექმნით.

ნაბიჯი 1: რაც დაგჭირდებათ

მასალები:

• 1x ციფრული მასშტაბი (4 დატვირთვის უჯრედით)
• ბამბისა და ცელულოზისგან დამზადებული საწმენდი ტილოები (ჩვენ თითო ყვავილს ვიყენებდით, სულ 6)
• 2x ქაფის ბურთები
• ძაფი
• 4x ხის ფიცარი (ჩვენი იყო 22x170x1600 მმ თითოეული)
• 6x გარე კუთხის ყალიბები (2 27x27x750 მმ, 2 27x27x600 მმ და 2 27x27x1350 მმ)
• 1x ხის დაფა (არაუმეტეს 6-7 მმ სისქისა)
• 2x ხის დაფები (2-3 სმ სისქის, 45x45 სმ)
• მავთულები
• Solder
• ცხელი წებო
• სითბოს შემცირება მილები
• ორმხრივი წებოვანი ლენტი
• 20x უნივერსალური ხრახნები (5x40 მმ)
• 20x უნივერსალური ხრახნები (3.0x12 მმ)
• 10x გამაგრების კუთხეები
• 1x Stripboard (პროტოტიპის დაფა)

ელექტრონიკა:

• 1x - არდუინო უნო
• 1x - ჩატვირთეთ უჯრედის გამაძლიერებელი
• 1x - ESP8266 Huzzah Feather მიკროკონტროლი
• 1x - Adafruit RC522 RFID მკითხველი
• 2x-მულტიპლექსერები (8 ბიტიანი ცვლის რეგისტრები 3 მდგომარეობის გამომავალი რეგისტრატორებით)
• 16x - წითელი LED- ები
• 16x - რეზისტორები
• 6x - Servos - Hitec HS -422 (სტანდარტული ზომა)

ინსტრუმენტები:

• გასაყიდი რკინა
• ცხელი წებოს იარაღი
• Ხელის ხერხი
• გამკლავება ხერხი
• დენის ხრახნიანი საჭე
• ვუდი Rasp
• Jigsaw Wood Cutting Tool

ნაბიჯი 2: შეაერთეთ ციფრული სხეულის წონის აბაზანის სასწორი

ამ პირველი ნაბიჯისათვის ჩვენ გამოვიყენეთ 4 ჩამტვირთავი უჯრედი სხეულის წონის ციფრული აბაზანის სასწორიდან და HX711 Load Cell Amplifier. ქინძისთავები იწერება ფერები: RED, BLK, WHT, GRN და YLW, რომლებიც შეესაბამება თითოეული დატვირთვის უჯრედის ფერის კოდირებას. ისინი ხორბლის ქვის ხიდის ფორმირებაზე არიან მიბმული (იხ. სურათები). ჩვენ ვიყენებთ აღგზნებას Load Cell 1 და Load Cell 4 წითელზე და ვკითხულობთ სიგნალებს Load Cell 2 და Load Cell 3 წითელი (იხილეთ ბმული).

ნაბიჯი 3: დააყენეთ RFID მკითხველი

სკანერის ასაწყობად ჩვენ გამოვიყენეთ ორი ცალი ტექნიკა; ESP8266 Huzzah ბუმბულის მიკროკონტროლი და Adafruit RC522 RFID მკითხველი.

ESP8266 და RC522 ჰქონდა 5 კავშირი მათ შორის (იხ. სურათი 1).

სკანერის მიზანი იყო KTH ბარათების სკანირება, 13.6MHz და ბარათის უნიკალური პირადობის მოწმობის, ან იდეალურ შემთხვევაში სტუდენტის ID- ის გაგზავნა Google Firebase მონაცემთა ბაზაში. ეს ყველაფერი გაკეთდა წინასწარ აგებული Arduino პაკეტების გამოყენებით, MFRC522 RC522– ისთვის, ESP8266 wifi– სთვის და Arduino Firebase სახანძრო კავშირისთვის. მას შემდეგ, რაც ინფორმაცია მონაცემთა ბაზაში გაიგზავნა, ვებ – გვერდი, რომელიც შეიცავს ხეს, განახლდა D3.js ანიმაციის გამოყენებით ვირტუალურ ხეზე აყვავებული ყვავილის სიმულაციისთვის.

კონფიგურაციის ბოლო ნაწილი იყო ინფორმაციის გაგზავნა, რომ ბარათი დასკანერდა Arduino Uno მიკროკონტროლერში. ESP8266 და Arduino Uno– ს ჰქონდა 1 კავშირი მათ შორის (იხ. სურათი 1).

Pin 16 სპეციალურად იქნა გამოყენებული, რადგან მას აქვს LOW- ის ნაგულისხმევი მნიშვნელობა, ხოლო სხვა ქინძისთავებს ჰქონდათ ნაგულისხმევი მნიშვნელობები HIGH. როდესაც ბარათი დასკანერდება, ჩვენ გავგზავნეთ ერთი მაღალი პულსი Arduino Uno– ზე, რომელიც შემდგომ შეასრულა დანარჩენი კოდი.

ნაბიჯი 4: LED ბილიკის დაყენება

იმისათვის, რომ გვქონდეს უფრო მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედება, ისევე როგორც მომხმარებლის გარკვეული ქმედებების ხილული გამოხმაურება, ჩვენ გადავწყვიტეთ მოვაწყოთ LED- ების გზა, რომლებიც ანათებენ დანიშნულ ფილიალს. ამრიგად, მომხმარებელი ხელმძღვანელობს იქ, სადაც მან კონკრეტულად უნდა დაკიდოს თეზისი.

ამისათვის ჩვენ გამოვიყენეთ ორი მულტიპლექსერი: 8 ბიტიანი ცვლის რეგისტრატორი 3 მდგომარეობის გამომავალი რეგისტრატორებით და 16 წითელი ლიდერი. მულტიპლექსერი უზრუნველყოფს კონტროლს 8 გამომავალზე ერთდროულად, ხოლო ჩვენს მიკროკონტროლერზე იღებს მხოლოდ 3 პინს. კავშირები დამყარდა "სინქრონული სერიული კომუნიკაციით" (იხილეთ ბმული).

ნაბიჯი 5: შეადგინეთ ყვავილები

ამ ნაბიჯისათვის ჩვენ გამოვიყენეთ მსუბუქი და მოსახვევი მასალა - საწმენდი ტილოები. ამ მასალისგან ამოჭრილია ფურცლის ფორმის ნაჭრები. შესაბამისად, ეს ფურცლები უკავშირდება ცენტრალურ სტრუქტურას, რომელიც დამზადებულია ქაფის ბურთისგან. თითოეული ფურცელი უზრუნველყოფილია ძაფით, ისე რომ როდესაც გაიყვანება, ფურცლები იკეცება.

ნაბიჯი 6: ააშენე ხე

ჩვენი მთავარი მასალა არის ხე. ხე შედგება ოთხი ცალკეული ხის ფიცრისგან, რომლებიც ერთმანეთთან ერთად ხრახნიან კვადრატულ ფორმას (5 ხრახნი 2 ფიცრის დასაკავშირებლად). ტოტები დამზადებულია ხისგან კუთხის ჩამოსხმის გარეთ. კვადრატული ხვრელები მოჭრილია ხის ღეროში ტოტების ჩასასმელად. თითოეულ ფილიალს აქვს ერთი LED ბოლოში (ქვედა და ზედა ფილიალი) ან ორი LED (შუა ფილიალი). თითოეული LED უზრუნველყოფილია წებოთი.

მას შემდეგ, რაც LED- ები სწორად დადგეს, თითოეულ ფილიალზე დავამაგრეთ ერთი ყვავილი. თითოეულ ყვავილს აქვს სერვო, რომელიც აკონტროლებს ყვავილობას (იხ. სურათები). მასშტაბი, LED- ები და servo დაკავშირებულია არდუინოსთან, მე –4 ნაბიჯის დროს გაკეთებული პროტოტიპების დაფის მეშვეობით თითოეული ფილიალი მიმაგრებულია მაგისტრალურ ნაწილში მარცხნიდან და მარჯვენა მხრიდან გამაგრების კუთხეების და 3.0x12 მმ უნივერსალური ხრახნების გამოყენებით.

ხის ერთ -ერთი სქელი დაფა გამოყენებული იქნება როგორც ხის საფუძველი, მეორე კი მოჭრილი იქნება მართკუთხა სამკუთხედის ფორმებში, რომელიც ჯერ ხრახნიან ხის მაგისტრალურ ნაწილს და შემდეგ მიმაგრებულნი ხის დაფაზე ძირში.

საბაზისო ხის დაფისთვის გააკეთეთ კვადრატული ხვრელი მასშტაბის მავთულხლართების გასავლელად და შემდეგ დააფიქსირეთ სასწორი ხის დაფაზე ორმაგი ცალმხრივი წებოვანი ლენტით.

Arduino Uno განლაგებული იყო მაგისტრალის ძირში, ისევე როგორც პროტოტიპების დაფა ყველა შესაბამისი კავშირით.

ხის დახურვამდე გააკეთეთ კვადრატული ხვრელი მის ბოლო ხის ფიცარში, რათა დაუკავშიროთ კომპიუტერი არდუინოს და ESP8266 Huzzah Feather მიკროკონტროლერს.

ნაბიჯი 7: დაამშვენებს ხე

ჩვენი პროტოტიპის გარეგნობის გასაუმჯობესებლად, ჩვენ დავამატეთ ფოთლები ლაზერულად მოჭრილ ტოტებზე, ასევე ბუ (ცოდნის სიმბოლოდ).

ნაბიჯი 8: კოდი

აქ თქვენ გაქვთ სხვადასხვა კოდი, რომლითაც შეგიძლიათ შეამოწმოთ როგორ მუშაობს თითოეული კომპონენტი (calibration_test.ino მასშტაბისთვის, scanner.ino RFID Reader– ისთვის და servo_test.ino სერვისებისთვის) და შემდეგ ყველაფერი მთლიანად (light_test.ino როგორც საწყისი ტესტი და მთავარი.ინო როგორც საბოლოო ვერსია).

თქვენ ასევე დაგჭირდებათ HX711 ბიბლიოთეკის დაყენება, რათა შეძლოთ მასშტაბით მუშაობა (ბიბლიოთეკის ბმული).

ნაბიჯი 9: შექმენით ვებ აპლიკაცია

როგორც დამატებითი ურთიერთქმედება, ჩვენ დავამატეთ ციფრული კავშირი ვებ აპლიკაციის საშუალებით. აპლიკაცია იღებს დასკანერებულ პირადობის მოწმობას და ჩამოკიდებული თეზისის შედეგად, ვირტუალურ ხეზე ყვავილიც ყვავის.

ნაბიჯი 10: ისიამოვნეთ გამოცდილებით

საბოლოოდ, ჩვენ ბედნიერები ვიყავით, რომ ჩვენ შევძელით ყველა კომპონენტის ერთად მუშაობა. პროცესი იყო როგორც ამაღელვებელი, ასევე სტრესული, მაგრამ მიუხედავად ყველა გამოწვევისა, ჩვენ კმაყოფილი ვართ შედეგით და გამოცდილება იყო საინტერესო და რაც მთავარია, საგანმანათლებლო.