მსვლელობა: მარტოხელა ნავი: 11 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ეს ინსტრუქცია შეიქმნა სამხრეთ ფლორიდის უნივერსიტეტის მაკიაჟის პროექტის მოთხოვნების შესასრულებლად (www.makecourse.com).

ახალი ხართ Arduino– ს, 3D ბეჭდვისა და კომპიუტერის დახმარებით (CAD)? ეს პროექტი შესანიშნავი გზაა ამ თემების საფუძვლების შესასწავლად და გთავაზობთ თქვენს შემოქმედებას, რომ გახადოთ ის საკუთარი! იგი შეიცავს უამრავ CAD მოდელირებას ნავის სტრუქტურისთვის, შესავალი ავტონომიურ სისტემებში და წარმოგიდგენთ 3D ბეჭდვის ჰიდროიზოლაციის კონცეფციას!

ნაბიჯი 1: მასალების სია

პროექტის დასაწყებად, თქვენ ჯერ უნდა იცოდეთ რასთან ერთად იმუშავებთ! აქ მოცემულია მასალები, რომლებიც უნდა გქონდეთ მუშაობის დაწყებამდე:

• 1x Arduino Uno R3 მიკროკონტროლი და USB კაბელი (Amazon Link)
• 1x L298N საავტომობილო კონტროლერი (Amazon Link)
• 4x (2 არის სარეზერვო) DC ძრავები 3-6V (Amazon Link)
• 2x 28BYJ-48 სტეპერიანი ძრავები და ULN2003 მოდულები (Amazon Link)
• 1x პორტატული ტელეფონის დამტენი სიმძლავრისთვის (აქ არის ის, რაც მე გამოვიყენე, თუმცა ის ცოტა დიდია. სურვილისამებრ შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა: Amazon Link)
• 1x ულტრაბგერითი HCSR04 სენსორი (ამ ბმულს აქვს რამოდენიმე დამატებითი დანამატი ჯუმბერის მავთულხლართებით: Amazon Link)
• ჯუმბერის მავთულის 3x პაკეტი (მამაკაცი-ქალი, კაცი-კაცი, ქალი-ქალი. Amazon Link)
• 1x Flex Seal (16 oz, Amazon Link)
• 1x მხატვრის ფირზე (ამაზონის ბმული)
• 1x Fine Grit Sandpaper (დაახლოებით 300 კარგია)
• რამოდენიმე ყურძნის ჯოხი და ჯაგრისი მოქნილი ბეჭდის წასასმელად

• 3D ბეჭდვის ხელმისაწვდომობა. (აქ არის შედარებით იაფი და ეფექტური 3D პრინტერი - Amazon Link)

  • წითელი ძაფები 3D- ბეჭდვისთვის (ამაზონის ბმული
  • შავი ძაფები 3D ბეჭდვისთვის (Amazon Link)

მოგერიდებათ დაამატოთ ნებისმიერი მასალა, რასაც მოიგებთ პროექტის თქვენი ვერსიისთვის!

ნაბიჯი 2: 3D ბეჭდვით ნაწილები და დიზაინი

ამ პროექტის პირველი ნაწილი ქმნის მექანიკურ სისტემას მისი მუშაობისთვის. ეს მოიცავს ბევრ ნაწილს, მათ შორის კორპუსს, სახურავს, საყრდენებს, ძრავების ღერძებს ბალიშებამდე, მთა სენსორზე და ღერძს, რომელზეც სენსორის მთა ზის.

კომპონენტები შექმნილია SolidWorks– ში და აწყობილია ასამბლეაში. ყველა ნაწილის ფაილი და შეკრება ჩაწერილია zip ფაილში, რომელიც შეგიძლიათ იხილოთ ამ ნაბიჯის ბოლოს. გაითვალისწინეთ, რომ SolidWorks არ არის ერთადერთი CAD პროგრამული უზრუნველყოფა, რომლის გამოყენებაც შეგიძლიათ, რადგან ბევრი პროგრამა, როგორიცაა Inventor და Fusion360 შეიძლება გამოყენებულ იქნას CAD– ისთვის. თქვენ შეგიძლიათ შემოიტანოთ SolidWorks ნაწილები მათში.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ღერძები, რომლებიც უჭირავს საყრდენებს, კონცენტრირებულია კორპუსზე არსებული ხვრელებით, რათა თავიდან იქნას აცილებული ღერძის მოხრა და მისი პირდაპირ გასვლა ნავიდან.

ამ პროექტზე ყველაფერი არის 3D დაბეჭდილი (ელექტრო კომპონენტების გამოკლებით), ამიტომ ზომები მნიშვნელოვანია. მე მივეცი ტოლერანტობა დაახლოებით 0.01 ინჩზე ნაწილებზე, რათა უზრუნველვყოთ ყველაფერი ერთმანეთთან ჯდება (რაღაცნაირად ფხვიერი მორგება). ძრავისკენ მიმავალი ღერძების მიმართ ნაკლები შემწყნარებლობა იყო, რათა ისინი კარგად მოერგო. ტალღები მჭიდროდ არის მიმაგრებული ღერძზე ისე, რომ როდესაც ძრავები იდგმება, ტალღები მოძრაობენ და ნავს უბიძგებენ.

CAD– ის ნახვისას შეამჩნევთ ელექტრო კომპონენტების პლატფორმებს. ეს არის იმისთვის, რომ კომპონენტები "ჩავარდეს" მათ პლატფორმაზე, რათა თავიდან აიცილონ მათ გადაადგილება.

ყველაზე დიდი ანაბეჭდები არის კორპუსი და სახურავი, ასე რომ დარწმუნდით, რომ გაითვალისწინეთ ეს დიზაინის შექმნისას. შეიძლება დაგჭირდეთ ნაწილებად გაყოფა, რადგან ერთდროულად დასაბეჭდად ძალიან დიდი იქნება.

ნაბიჯი 3: საკონტროლო წრე

აქ ჩვენ განვიხილავთ ელექტრული წრეს, რომელიც აკონტროლებს ნავს. მე მაქვს სქემა Fritzing– დან, რომელიც არის დამხმარე პროგრამული უზრუნველყოფა, რომლის გადმოწერაც აქ შეგიძლიათ. ეს ხელს უწყობს ელექტრო სქემების შექმნას.

ამ პროექტში გამოყენებული ყველა კომპონენტი არ არის Fritzing, ამიტომ ისინი შეიცვალა. შავი ფოტოსენსორი წარმოადგენს HCSR04 სენსორს, ხოლო პატარა ნახევრად ხიდი არის L298N საავტომობილო კონტროლერი.

HCSR04 და L298N დაკავშირებულია პურის დაფაზე დენის რელსებთან, რომლებიც, თავის მხრივ, დაკავშირებულია არდუინოს დენის მხარესთან (5V და დაფქვილ ქინძისთავებზე). HCSR04- ის ექოს და გამომწვევი ქინძისთავები მიდიან შესაბამისად არდუინოს 12 და 13 პინებზე.

L298– ის ჩართვის ქინძისთავები (რომელიც აკონტროლებს სიჩქარეს) უკავშირდება 10 და 11 პინებს (ჩართეთ A/Motor A) და 5 და 6 (ENB/Motor B). ძრავების სიმძლავრე და საფუძველი შემდეგ უკავშირდება პორტებს L298N- ზე.

Arduino რა თქმა უნდა მიიღებს ენერგიას ჩვენი პორტატული ტელეფონის დამტენიდან. როდესაც წრე ჩართულია, ძრავები დაყენებულია მაქსიმალური სიჩქარით იმ მიმართულებით, რომელსაც ნაკარნახევია ჩვენი სიახლოვის სენსორი. ეს იქნება დაფარული კოდირების ნაწილში. ეს ამოძრავებს ნავს.

ნაბიჯი 4: Arduino კოდი

ახლა ჩვენ მივდივართ იმაზე, რაც ამ პროექტს ამუშავებს: კოდი! მე დავურთე zip ფაილი, რომელიც შეიცავს ამ პროექტის კოდს, რომელიც შეგიძლიათ იხილოთ ამ ნაბიჯის ბოლოს. თქვენთვის სრულად არის კომენტარი, რომ გადახედოთ!

- Arduino– სთვის დაწერილი კოდი ჩაწერილია პროგრამაში, რომელიც ცნობილია როგორც Arduino– ს ინტეგრირებული განვითარების გარემო (IDE). ეს არის ის, რაც უნდა გადმოწეროთ Arduino– ს ოფიციალური ვებ – გვერდიდან, რომელიც შეგიძლიათ იხილოთ აქ. IDE დაწერილია C/C ++ პროგრამირების ენებზე.

IDE– ით დაწერილი და შენახული კოდი ცნობილია როგორც ესკიზი. ესკიზებში და საკლასო ფაილებსა და ბიბლიოთეკებში შეგიძლიათ ჩართოთ ონლაინ ან ის, რაც თქვენ თვითონ შექმენით. ამის დეტალური ახსნა და როგორ შეიძლება პროგრამირება არდუინოში შეგიძლიათ იხილოთ აქ.

- როგორც ამ ნაბიჯის დასაწყისში დავინახე, მე მაქვს YouTube ვიდეო, რომელიც გადადის პროექტის მთავარ ესკიზზე, შეგიძლიათ ნახოთ აქ! ეს გაივლის მთავარ ესკიზს და მის ფუნქციებს.

- ახლა მოკლედ გადავალ ბიბლიოთეკას, რომელიც მე შევქმენი სიახლოვის სენსორის გასაკონტროლებლად. ბიბლიოთეკა აადვილებს მონაცემების მიღებას სენსორიდან კოდის ნაკლები ხაზით ჩემს მთავარ ესკიზში.

. H ფაილი (HCSR04.h) არის ის, რაც ჩამოთვლის იმ ფუნქციებსა და ცვლადებს, რომლებსაც ჩვენ ვიყენებთ ამ ბიბლიოთეკაში და განსაზღვრავს ვის შეუძლია მათზე წვდომა. ჩვენ ვიწყებთ კონსტრუქტორით, რომელიც არის კოდის ხაზი, რომელიც განსაზღვრავს ობიექტს (ჩვენს შემთხვევაში, "HCSR04ProxSensor", რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ), რომელიც ფლობს ფრჩხილებში შეყვანილ მნიშვნელობებს. ეს მნიშვნელობები იქნება ექოს და გამომწვევი ქინძისთავები, რომლებსაც ჩვენ ვიყენებთ, რომლებიც მიბმული იქნება ჩვენს მიერ შექმნილ სენსორულ ობიექტზე (რომელსაც შეიძლება დავარქვათ ის რაც მოგვწონს, „HCSR04ProxSensor NameOfOurObject“- ის ჩათვლით). "საზოგადოებრივი" განსაზღვრების ფარგლებში ყველაფრის წვდომა შესაძლებელია როგორც ბიბლიოთეკაში, ისე მის გარეთ (როგორც ჩვენი მთავარი ესკიზი). ეს არის ის, სადაც ჩვენ ჩამოვთვლით ჩვენს ფუნქციებს, რომლებსაც ჩვენ ვეძახით მთავარ ესკიზში. "პირადში" ჩვენ ვინახავთ ცვლადებს, რომლებიც ბიბლიოთეკას ამუშავებს. ეს ცვლადები გამოიყენება მხოლოდ ჩვენს ბიბლიოთეკაში არსებული ფუნქციებით. ეს ძირითადად ჩვენი ფუნქციების საშუალებაა თვალყური ადევნოს რა ცვლადებს და მნიშვნელობებს უკავშირდება ჩვენ მიერ შექმნილი თითოეული სენსორული ობიექტი.

ახლა ჩვენ გადავალთ "HCSR04.cpp" ფაილზე. ეს არის ის, სადაც ჩვენ რეალურად განვსაზღვრავთ ჩვენს ფუნქციებსა და ცვლადებს და როგორ მუშაობს ისინი. ეს იგივეა, თუ თქვენ წერდით კოდს თქვენს მთავარ ესკიზში. გაითვალისწინეთ, რომ ფუნქციები უნდა იყოს მითითებული რისთვისაც ისინი ბრუნდებიან. "ReadSensor ()", ის დააბრუნებს რიცხვს (როგორც float), ამიტომ ჩვენ განვსაზღვრავთ ფუნქციის მარკირებას "float HCSR04ProxSensor:: readSensor ()". გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენ უნდა შევიტანოთ "HCSR04ProxSensor::", ამ ფუნქციასთან დაკავშირებული ობიექტის სახელი. ჩვენ განვსაზღვრავთ ჩვენს ქინძისთავებს ჩვენი კონსტრუქტორის გამოყენებით, ვიპოვით ობიექტის მანძილს "readSensor ()" ფუნქციის გამოყენებით და ვიღებთ ბოლო წაკითხვის მნიშვნელობას "getLastValue ()" ფუნქციით.

ნაბიჯი 5: 3D- ბეჭდვა ყველა ნაწილი და ასამბლეა

მას შემდეგ, რაც კორპუსის ორი ნაჭერი იბეჭდება, შეგიძლიათ შეაკეთოთ ისინი მხატვრების ფირზე. ეს უნდა შეინარჩუნოს ერთად. ამის შემდეგ შეგიძლიათ შეაგროვოთ ყველა სხვა ნაწილი ჩვეულებრივად ჩვენი CAD დიზაინის საფუძველზე.

3D- პრინტერები მუშაობს g- კოდზე, რომლის მიღება შეგიძლიათ პრინტერთან მოყვანილი პროგრამული პროგრამის გამოყენებით. ეს პროგრამული უზრუნველყოფა მიიღებს.stl ფაილს (CAD– ში შექმნილ ნაწილს) და გადააქცევს მას პრინტერის წასაკითხად (ამ ფაილის გაფართოება განსხვავდება პრინტერებს შორის). პოპულარული 3D ბეჭდვის ნაჭრები მოიცავს Cura, FlashPrint და სხვა!

3D ბეჭდვისას მნიშვნელოვანია იცოდეთ, რომ ამას დიდი დრო სჭირდება, ასე რომ დარწმუნდით, რომ დაგეგმეთ შესაბამისად. გრძელი ბეჭდვის დროისა და მძიმე ნაწილების თავიდან ასაცილებლად, შეგიძლიათ დაბეჭდოთ 10%-ით. გაითვალისწინეთ, რომ უფრო მაღალი შევსება ხელს შეუწყობს წყლის დაბეჭდვას ბეჭდვაში, რადგან ნაკლები იქნება ფორები, მაგრამ ეს ასევე გახდის ნაწილებს უფრო მძიმე და მეტ დროს.

ყველა 3D ბეჭდვა არ არის შესაფერისი წყლისთვის, ამიტომ ჩვენ გვჭირდება მათი წყალგაუმტარი დაცვა. ამ პროექტში მე ავირჩიე Flex Seal– ის გამოყენება, რადგან ის საკმაოდ მარტივია და ძალიან კარგად მუშაობს წყლის დაბეჭდვის გარეშე.

ნაბიჯი 6: ბეჭდვის ჰიდროიზოლაცია

ამ ბეჭდვის ჰიდროიზოლაცია მნიშვნელოვანია, რადგან არ გსურთ თქვენი ძვირადღირებული ელექტრონიკა დაზიანდეს!

დასაწყისისთვის, ჩვენ ქვიშის გარე და ქვედა კორპუსში. ეს არის იმისთვის, რომ შეიქმნას ღარები მოქნილი ბეჭდისთვის, რაც უზრუნველყოფს უკეთეს დაცვას. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მაღალი ხრაშუნა/წვრილი ქვიშა. ფრთხილად იყავით, რომ ძალიან არ ქვიშა, რამდენიმე დარტყმა კარგად უნდა იყოს.

ნაბიჯი 7: კორპუსის დაფქვა

თქვენ იცით, როდის უნდა გაჩერდეთ, როდესაც დაინახავთ, რომ თეთრი ხაზები იწყებს გამოჩენას.

ნაბიჯი 8: წაისვით Flex Seal

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ყურძნის ჯოხი ან ფუნჯი მოქნილი ბეჭდის წასასმელად. დარწმუნდით, რომ არ გამოტოვოთ ნებისმიერი ადგილი და იყავით საფუძვლიანი. თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ ჩაყაროთ ინსტრუმენტი ღია ქილაში და წაისვათ კორპუსზე.

ნაბიჯი 9: მოდით Flex Seal იჯდეს

ახლა ჩვენ დაველოდებით! ჩვეულებრივ, დაახლოებით 3 საათი სჭირდება მოქნილი ბეჭდის გაშრობას, მაგრამ დარწმუნებული უნდა ვიყო, რომ ის 24 საათის განმავლობაში იჯდეს. თქვენ შეგიძლიათ წაისვათ მოქნილი ბეჭდის კიდევ ერთი ფენა, როდესაც იგი გაშრება, რათა დაიცვათ კორპუსი კიდევ უფრო მეტად, მაგრამ ეს ცოტა ზედმეტია (1 ფენა მშვენივრად მუშაობდა ჩემთვის).

ნაბიჯი 10: შეკრება და ტესტირება

ახლა, როდესაც მოქნილი ბეჭედი გაშრება, მე გირჩევთ, შეამოწმოთ კორპუსი წყალში ელექტრული კომპონენტების დამატებამდე (თუ კორპუსი არ არის წყალგაუმტარი, ამან შეიძლება პრობლემები შეუქმნას თქვენს არდუინოს!). უბრალოდ წაიღეთ ნიჟარაზე ან აუზზე და ნახეთ ნავი ნავდება თუ არა 5 წუთზე მეტ ხანს ყოველგვარი გაჟონვის გარეშე.

მას შემდეგ რაც დავრწმუნდებით, რომ ჩვენი კორპუსი წყალგაუმტარია, ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ ჩვენი ყველა ნაწილის დამატება! დარწმუნდით, რომ Arduino, L298N და დანარჩენი კომპონენტები სწორად არის მიმაგრებული მათ შესაბამის ქინძისთავებზე.

იმისათვის, რომ მავთულები მოერგოს DC ძრავებს, მე შევაერთე მამრობითი სადენები ძრავაზე, რათა უზრუნველყონ მათი დარჩენა. შედუღება ასევე სასარგებლოა იმის უზრუნველსაყოფად, რომ თქვენი ყველა კავშირი დაცულია ან თუ გჭირდებათ გრძელი მავთულის გაკეთება. თუ აქამდე არასოდეს ყოფილხართ soldered, შეგიძლიათ შეიტყოთ მეტი ამის შესახებ აქ!

მას შემდეგ რაც ყველაფერი ერთად იქნება, მოათავსეთ ყველა კომპონენტი კორპუსში და ჩაატარეთ ტესტირება! თქვენ გსურთ შეამოწმოთ სენსორის მუშაობა ისე, როგორც საჭიროა სერიულ მონიტორზე მანძილის მნიშვნელობების წაკითხვით, შეამოწმეთ რომ ძრავები სწორად ტრიალებს, მსგავსი რამ.

ნაბიჯი 11: საბოლოო პროდუქტი

და ახლა თქვენ დაასრულეთ! შეამოწმეთ შეცდომები საცდელ დისკზე (გამოცადეთ ნავი და კორპუსი ელექტრონიკის გამოყენებამდე) და თქვენ მზად ხართ!