დირი - გააქტიურებული ჰელიუმის ბუშტი: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ამ ინსტრუქციებში მე გაგივლით ავტონომიური ჰელიუმის ბუშტის შექმნის პროცესს, რომელიც ასახავს სივრცეს. გადახედეთ ვიდეოს:

ბუშტი და გარსაცმები დამზადებულია საკუთარი ხელით, ელექტრონიკა მოიცავს arduino pro mini- ს, სამ ძრავას დამხმარე საშუალებებით, ულტრაბგერითი სენსორებით დაბრკოლებების გამოვლენისთვის, გიროსკოპის სტაბილიზაციას და GoPro კამერას სურათების/ვიდეოების გადასაღებად.

ეს არის ნაბიჯები:

1. მიიღეთ მასალები

2. შექმენით ბუშტი

3. გააკეთეთ საქმე ელექტრონიკისთვის და მიამაგრეთ ბუშტზე

4. დაამატეთ ელექტრონიკა

5. კოდი!

6. გარკვეული გამოწვევები ჰელიუმის ბუშტებთან მუშაობისას

ეს ინსტრუქცია დაფუძნებულია დიანა ნოვაკას (https://openlab.ncl.ac.uk/people/diana/ - [email protected]) და დევიდ კირკის (https://openlab.ncl) კვლევით პროექტზე..ac.uk/people/ndk37/ - [email protected]) - გამოქვეყნდა Ubicomp კონფერენციაზე 2015 (https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2750858.2805825&coll=DL&dl=ACM). განსაკუთრებული მადლობა ნილს ჰამერლას (https://openlab.ncl.ac.uk/people/nnh25/ - [email protected]) დახმარებისთვის.

მოგერიდებათ მოგვწერეთ ელექტრონული ფოსტით, თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვა ან გამოხმაურება!

ნაბიჯი 1: მასალები

მასალები ბუშტისთვის

2 x Mylar საბნები (მოძებნეთ "mylar სამაშველო საბანი", ადვილი მოსაძებნი უნდა იყოს და მხოლოდ რამდენიმე ფუნტი ღირს)

1 x მილარული ბურთი

ინსტრუმენტები

1 x თმის გასასწორებელი (მინიმუმ 200 ° C)

გარსაცმისთვის

2 x ბალზას ხის ზოლები

ლაზერული საჭრელი ან ხელის სკალპელი

1 ხის დუელი დაახლოებით. სიგრძე 50 სმ (ძრავების დასამაგრებლად)

რაღაც წებო, მე ნამდვილად მომწონს ეპოქსია

ელექტრონული კომპონენტები

Arduino pro mini (ასევე შეიძლება იყოს ნანო ან რაღაც თანაბრად პატარა)

2 x H- ხიდები

3 x ძრავა საყრდენებით (მაგალითად, პატარა ოთხკუთხედებიდან)

GoPro Hero (იდეალურად WiFi შეუძლია)

გირო + აქსელერომეტრი - ITG3200/ADXL345 (მე მივიღე ეს:

3 x ულტრაბგერითი სენსორი - ულტრაბგერითი დიაპაზონის მაძიებელი - LV -MaxSonar -EZ0 (ეს კარგი

ნაბიჯი 2: ბუშტის დამზადება

ბუშტის დამზადება

იმისდა მიხედვით, თუ რამდენი რამის მიმაგრება გსურთ ბუშტზე, თქვენ ფრთხილად უნდა შეარჩიოთ ბუშტის ზომა. ვინაიდან 90 სმ -ზე მეტი ზომის ბუშტების მოპოვება ძნელია, მე გადავწყვიტე მილარისგან ჩემი საკუთარი. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ რომელი ფორმა გსურთ, მაგრამ მე ჩავთვალე, რომ სფერული ბუშტი უფრო ადვილი გახდება. 130 სმ დიამეტრის ბუშტს შეუძლია 360 გ -ის ტარება.

NB რამდენად შეუძლია ჰელიუმის ბუშტის ტარება ასევე დამოკიდებულია თქვენი მდებარეობის სიმაღლეზე (ზღვის დონიდან), რადგან ჰელიუმის ამწევი შესაძლებლობები დამოკიდებულია მის სიმკვრივეზე და ჰაერის სიმკვრივეზე.

Რა უნდა ვქნა:

აიღეთ Mylar Blanket– ის ორი ფურცელი და გაჭერით წრე 130 სმ – დან (~ 51 ინჩი) თითოეულიდან.

მილარის გათბობა მას ძალიან მყიფე და თხელი ხდის. ამიტომ ჩვენ გამოვიყენებთ დამატებით, სქელ მილარს ჩვეულებრივი მილარული ბუშტიდან საზღვრისთვის.

ამოიღეთ პატარა ზოლები, დაახლოებით 5 სმ x 10 სმ (2 ინჩი x 4 ინჩი) თქვენი სქელი მილარის ბუშტიდან. იდეალურ შემთხვევაში, ისინი ოდნავ უფრო ფართო უნდა იყოს, ვიდრე თქვენი გასასწორებელი რკინა.

მოათავსეთ ორი წრე ერთმანეთის თავზე, გადაახვიეთ სქელი ზოლები საზღვრის გარშემო და დააჭირეთ მათ თმის გასასწორებელთან ერთად. ჩვეულებრივ, უკვე 5 წამის შემდეგ მილარი დნება. თმის გასასწორებელი რეზინის ბენდით დავიჭირე და ამ მდგომარეობაში 30-60 წამი გავაჩერე. ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ, რომ მილარი დნება მთელს და არ არსებობს ხარვეზები. ისიამოვნეთ ამ პროცედურის განმავლობაში ბუშტის მთელ გარშემოწერილობაზე (ამას სჭირდება დაახლოებით სამუდამოდ), გარდა ერთი მონაკვეთისა, სადაც უნდა დატოვოთ უფსკრული, რომ შეძლოთ ბუშტის შევსება. რადგან თქვენ ნამდვილად არ გსურთ ბუშტის ბარის გახსნა, თქვენ უნდა გამოიყენოთ სქელი მილარული კონვერტის გახსნა, რომელსაც აქვს ცალმხრივი გახსნა, რომელიც ადვილად იძლევა შევსების საშუალებას.

ახლა თქვენ დაასრულეთ თქვენი კონვერტი!

შემდეგი სახიფათო რამ იქნება გარსაცმები. ყველაზე მიზანშეწონილი მასალაა ბალზას ხე, მისი მსუბუქი წონის გამო.

ნაბიჯი 3: საქმის დამზადება

ბალზას ხე არის სრულყოფილი მასალა გარსაცმისთვის, რადგან გამოიყურება ლამაზად და ძალიან მსუბუქი! ამას გააჩნია ერთი ნაკლი, თუმცა ის არ არის ძალიან გამძლე. მე მოვახერხე, რომ არ დავარღვიო ძალიან ბევრი შემთხვევა, ის საკმაოდ საიმედოა, მას უბრალოდ სჭირდება ცოტაოდენი სიფრთხილე. ბალზას გატარების უმარტივესი გზაა სკალპელის დაჭრა.

იყავით შემოქმედებითი და ნახეთ რა მოგწონთ! მე ექსპერიმენტი შევასრულე სხვადასხვა ფორმით და ცოცხალი რგოლები ძალიან მაგრად გამოიყურება (იხ. Https://www.instructables.com/id/Laser-cut-enclosu… თქვენ ასევე შეგიძლიათ სტანდარტული ყუთისკენ მიდიხართ, ამას ნამდვილად არ აქვს მნიშვნელობა, რამდენადაც თქვენ შეგიძლიათ მოათავსოთ ყველაფერი შიგნით და მიამაგრეთ დუელი ძრავებისთვის.

მე გადავწყვიტე ბალზას ხის ზოლის რკალზე მოხრა. ამის გაკეთება შეგიძლიათ ახლად ადუღებული წყლის დიდი მრგვალი თასის აღებით და ნელ -ნელა მოსახვევით მის შიგნით. თუ თქვენ დააყენებთ მძიმე საგანს, როგორიცაა კათხა თავზე და დატოვებთ მას 1-2 საათის განმავლობაში წყალში, ბალზა ლამაზად უნდა დაიხუროს. როგორც კი მოხდება, ამოიღეთ და გააშრეთ (უკაცრავად, რომ მე არ მაქვს ამის სურათები, მე ალბათ ძალიან ზარმაცი ვიყავი, რომ გადამეღო). ბალზას ხისგან გაჭერით ორი ნახევარწრე გვერდებისთვის.

თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ წებო დუელი საქმეზე ეპოქსიდთან ერთად. დარწმუნდით, რომ ძრავები წინა მხარეს დგას, ასე რომ ისინი ყველაზე ძლიერია. ზემოთ/ქვემოთ ძრავისთვის, გააკეთეთ ორი პატარა ხვრელი ყუთის ბოლოში, მიამაგრეთ ძრავა ორ დუელთან და განათავსეთ ისინი ხვრელების მეშვეობით. სხვა ფირფიტის დამატება და მისი გავლაც ასევე უფრო სტაბილურს ხდის (იხ. სურათი ელექტრონიკით).

ნაბიჯი 4: ელექტრონიკა

კომპონენტები

ვფიქრობდი, რომ მაგარი იქნებოდა ბუშტი, რომელიც იღებდა სურათებს და ვიდეოებს. მე ასევე მინდოდა რაიმე დაბრკოლების გამოვლენა და სტაბილიზაცია.

ამიტომ დავამატე სამი ულტრაბგერითი სენსორი (1); ორის გამოსაძიებლად ყველაფერი წინა მარცხნივ და მარჯვნივ და ერთი ჭერის მანძილზე გასაზომად. მე არ მქონია ჩარევის პრობლემა (თუმცა ეს ნახსენებია მონაცემთა ფურცელში, მაშინ თქვენ უნდა გამოიყენოთ ჯაჭვები იხილეთ https://www.maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf ერთადერთი მნიშვნელოვანი ის იყო, რომ სენსორები საკმარისად უნდა მიუთითონ ერთმანეთისგან, კონუსები არ უნდა გადაფარავდეს, რადგან სენსორებიდან მომდინარე სონარი ერევა ერთმანეთში.

გიროსკოპი (2) ასტაბილურებს მოძრაობას შემობრუნების შემდეგ. მნიშვნელოვანია (სურათზე ნაჩვენები განსხვავებით, სადაც ყველაფერი მხოლოდ გარსშია ჩაფლული), რომ თქვენ შეარჩიეთ ერთი ღერძი (ჩემს შემთხვევაში ეს იყო Z) და შეძლებისდაგვარად გაათანაბრეთ იგი ისე, რომ იგი პარალელურად იყოს მიწასთან. ბუშტის ბრუნვა გამოიწვევს გიროსკოპის გაზომვას მხოლოდ Z- მნიშვნელობაზე. ცხადია, სხვაგვარად შეგიძლიათ გამოიყენოთ მათემატიკა, მაგრამ ეს მშვენივრად მუშაობდა ჩემთვის. მე მხოლოდ სენსორი ჩავამაგრე ბალზას ხის დაფაზე და ეს უკვე საკმარისი იყო მისი მუშაობისთვის.

GoPro (3) შესანიშნავია სურათების დისტანციურად ინიციალიზაციისთვის და ბოლოს H-Bridges (L293D) ძრავებისთვის+საყრდენებისთვის (4). H-Bridge- ის ელექტროგადამცემი ხაზები პირდაპირ უნდა იყოს დაკავშირებული ბატარეასთან, ნუ გადადიხართ არდუინოზე, რადგან ძრავები წარმოქმნიან უამრავ ხმაურს! ამან შეიძლება სენსორების წაკითხვა გამოუსადეგარი გახადოს. მაგრამ გახსოვდეთ, რომ H-Bridges– ის არდუინოსთან დაკავშირება. გარდა ამისა, H-Bridges უნდა იყოს დაკავშირებული PMW ქინძისთავებთან, რომ სწორად იმუშაოს.

თუ მამაცი ხართ, შეგიძლიათ აიღოთ მინი USB კაბელი ერთმანეთისგან და დაამატოთ GoPro USB კონექტორზე თქვენს მიკროსქემზე, თქვენს ადრუინოსა და მიწაზე + VCC– ით შეერთებით. ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ ამოიღოთ GoPro ბატარეა და დაზოგავთ საკმაოდ დიდ წონას! თუმცა ეს გამოიწვევს ნაკლებ საოპერაციო დროს. იმის გამო, რომ ბუშტს არ სჭირდება ბატარეის სიმძლავრე ჰაერში შესანარჩუნებლად, ბატარეა (3.7 V, 1000mAh კარგია) გრძელდება დაახლოებით 2 სთ შემთხვევითი სურათის გადაღებით. უცნაურად ერთი და იგივე ბატარეები სხვადასხვა კომპანიისგან შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული წონა, ამიტომ ეცადეთ მიიღოთ ერთი რაც შეიძლება მეტი mAh, მაგრამ რაც ასევე ყველაზე მსუბუქია.

დაკავშირება (კომპონენტი -> არდუინო)

ულტრაბგერითი სენსორები

Power+Ground -> Arduino VCC და Ground

BW -> A0, A1, A3 (არ მახსოვს რატომ გამოვტოვე A2, ალბათ მიზეზი არ არის)

გირო+აქსელერომეტრი

Power+Ground -> Arduino VCC და Ground

SDA (ჩამაგრება GND– ზე) -> Arduino SDA (A4)

SCL (ჩამაგრება SDA– ზე) -> Arduino SCL (A5)

H- ხიდი

Pin 4, 5, 12, 13 -> Arduino GND

პინი 1, 8, 9, 16 -> Arduino RAW

პინი 2 -> Arduino პინ 11

პინი 3 -> ძრავა 1.ა

პინი 6 -> ძრავა 1. ბ

პინ 7 -> Arduino პინ 10

(იგივე ეხება სხვა H-Bridge- ს ძრავით 2+3)

შემდეგი კოდი!

ნაბიჯი 5: პროგრამირება

სწრაფი მსვლელობა

ᲐᲬᲧᲝᲑᲐ

დაიწყეთ ყველა PIN და სენსორი

გადახედვა

• პირველი, თუ ბუშტი ცოტა ხნით არ მოძრაობდა, ის აკეთებს წინ მოძრაობას (არცერთი მოძრაობა არ არის მოსაწყენი),

  randommove = 1, შეამოწმებს ამას მარყუჟის ბოლოს

• შემდეგ შეამოწმეთ არის თუ არა სიმაღლე ნორმალური (KeepHeight ()) და პოტენციურად მაღლა ან ქვევით, მე ვაყენებ მას 1 მ ჭერის ქვეშ
• თუ რაიმე 150 სმ -ზე უფრო ახლოს არის, ვიდრე ეს დაბრკოლებაა თავიდან აცილების მიზნით, ასე რომ დაიწყეთ შემობრუნება
• თუ ორივე სენსორი აღმოაჩენს რაღაცას წინ, ბუშტი უკან უნდა წავიდეს
• შემობრუნების შემდეგ, დრიფტის თავიდან ასაცილებლად, დაუპირისპირდით ძრავებს ორიენტაციის შესანარჩუნებლად და აღარ ბრუნვის მიზნით
• საბოლოოდ შეასრულეთ წინ მოძრაობა და გამოიყენეთ გირო, რომ გააგრძელოთ ფრენა 5 წამის განმავლობაში

მე დარწმუნებული ვარ, რომ არსებობს უკეთესი გზები ამ მიზნების მისაღწევად, თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შემოთავაზება, გთხოვთ შემატყობინოთ!

ნაბიჯი 6: საბოლოო შენიშვნები

აქ არის რამოდენიმე რამ, რაც უნდა იცოდეთ ჰელიუმის ბუშტების შესახებ

გამოწვევები, როდესაც მუშაობს ჰელიუმის ბუშტებით

მიუხედავად იმისა, რომ მე მიყვარს ჩემი დირიზი, ჰელიუმის ბუშტები სრულყოფილებისგან შორს არის. პირველი გამოწვევა არის ბუშტის მოპოვება, რომელსაც აქვს სწორი ზომა ყველა კომპონენტის ასამაღლებლად. ბუშტის მოცულობა განსაზღვრავს რამდენ ჰელიუმს იტევს ის, რაც პროპორციულია აღმავალი ძალის. ეს მნიშვნელოვნად ზღუდავს კომპონენტების არჩევანს. ყველაზე დიდი შეზღუდვა არის ბატარეა; რაც უფრო მსუბუქია ის, მით უფრო მოკლე გაგრძელდება. იმისათვის, რომ შეძლოთ მინიმუმ მიკროკონტროლის, ბატარეის და ზოგიერთი ძრავის ტარება, ჰელიუმის ბუშტს სჭირდება მინიმუმ 90 სმ დიამეტრი.

მეორეც, ჰელიუმით სავსე ბუშტები ძალიან მგრძნობიარეა ოთახში ჰაერის ნაკადის და ტემპერატურის ნებისმიერი ცვლილების მიმართ. როგორც ჰელიუმის ბუშტები ყოველთვის დრიფტი (ანუ არ არსებობს გზა, რომ იყოს სრულიად უძრავი), მათ ძლიერ გავლენას ახდენს ნებისმიერი ჰაერის ნაკადები და ნაკადი. მე არ მაქვს ძალიან კარგი გამოცდილება ბუშტების გამოყენებისას კონდიცირებულ ოთახებში.

მესამე, რადგანაც ჰელიუმის ბუშტის გადაადგილება მოიცავს ინერციის შეცვლას პროპელერების გააქტიურებით, რათა შეიქმნას ბიძგი, რამდენიმე წამი გადის მოძრაობის ინიციალიზაციასა და პოზიციის რეალურ ცვლილებას შორის. შედეგად, ბუშტი კარგად ვერ რეაგირებს გარე გავლენებზე და ასევე ძალიან რთულია დაბრკოლებების სწრაფად აცილება.

დაბოლოს, ვინაიდან ჰელიუმი ჰაერზე მსუბუქია, ის ნელ -ნელა გადის ნებისმიერი სახის გარსიდან. შედეგად ბუშტი უნდა შევსდეს ყოველდღიურად ან ყოველ მეორე დღეს იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად ჰაერგამძლეა გარსაცმები. ასევე შეიძლება საკმაოდ რთული იყოს ბუშტის შევსება სწორი რაოდენობით ჰელიუმით, რათა ის სრულად იმოძრაოს, ანუ არც დაეცემა და არც გაიზარდოს სიმაღლეზე. მიზანშეწონილია შეავსოთ ბუშტი ისე, რომ ის ძალიან მსუბუქია და გაწონასწორდეს იგი დამატებითი წონით, რომლის ამოღებაც ისევ მარტივად შეიძლება.