Дири - аракеттенген гелий шары: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул Нускамада мен сизге мейкиндикти документтештирүүчү автономдуу гелий шарын түзүү процесси менен таанышам. Видеону карап көрүңүз:

Шар жана корпус өз алдынча жасалган, электроника arduino pro mini, тирөөчтөрү бар үч мотор, тоскоолдуктарды аныктоо үчүн ультра-sonic сенсорлор, стабилдештирүү үчүн гироскоп жана сүрөттөрдү/видеолорду тартуу үчүн GoPro камерасын камтыйт.

Бул кадамдар:

1. Материалдарды алыңыз

2. Шарды түзүңүз

3. Электрониканын корпусун жасап, шарга бекиңиз

4. Электрониканы кошуңуз

5. Код!

6. Гелий шарлары менен иштөөдө кээ бир кыйынчылыктар

Бул көрсөтмөлөр Диана Новаканын (https://openlab.ncl.ac.uk/people/diana/ - [email protected]) жана Дэвид Кирктин (https://openlab.ncl) изилдөө долбооруна негизделген.ac.uk/people/ndk37/ - [email protected]) - 2015 Ubicomp конференциясында жарыяланган (https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2750858.2805825&coll=DL&dl=ACM). Атайын рахмат Nils Hammerla (https://openlab.ncl.ac.uk/people/nnh25/ - [email protected]) анын жардамы үчүн.

Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор же пикирлер болсо, бизге электрондук кат жөнөтүңүз!

1 -кадам: материалдар

Шар үчүн материалдар

2 x Mylar жууркан ("mylar куткаруучу жуурканды" издөө, оңой табылышы керек жана бир нече фунт турат)

1 x Mylar Ballon

Куралдар

1 x Чачты түздөөчү (жок дегенде 200 ° C)

Корпус үчүн

2 x Balsa жыгач тилкелери

лазер кескич же колго жасалган скальпель

1 жыгач дубль болжол менен. Узундугу 50 см (моторлорду тиркөө үчүн)

Кээ бир клей, мага Epoxy абдан жагат

Электрондук компоненттер

Arduino pro mini (менимче нано болушу мүмкүн же кичине нерсе)

2 x H-Bridges

3 x кыймылдаткычтар (мисалы, кичинекей квадрокоптерлерден)

GoPro Hero (идеалдуу WiFi жөндөмдүү)

Gyro + акселерометр - ITG3200/ADXL345 (мен муну алдым:

3 x Ultrasonic sensors - Ultrasonic Range Finder - LV -MaxSonar -EZ0 (бул жакшы

2 -кадам: Шар жасоо

Шар жасоо

Шарга канча нерселерди жабыштыргыңыз келгенине жараша, шардын өлчөмүн кылдаттык менен тандашыңыз керек. Өлчөмү 90 смден (~ 30 дюйм) ашкан шарларды алуу кыйын болгондуктан, мен дагы Мылардан өзүмдүкүн жасоону чечтим. Сиз каалаган форманы тандай аласыз, бирок мен тоголок шар оңой бурулат деп эсептедим. Диаметри 130 см болгон шар 360 гр көтөрө алат.

Эскертүү: Гелийдин канча шар көтөрө алаары сиздин жайгашкан жериңиздин бийиктигине (деңиз деңгээлине) да байланыштуу, анткени гелийдин көтөрүү мүмкүнчүлүгү анын тыгыздыгына жана абанын тыгыздыгына жараша болот.

Эмне кылуу керек:

Mylar жуурканынын эки барагын алып, ар биринен 130 см (~ 51 дюйм) тегеректи кесип алыңыз.

Миалды ысытуу аны өтө морт жана ичке кылат. Ошондуктан биз чек үчүн кадимки миал шардан кошумча, калың мыларды колдонобуз.

Калың Mylar шарыңыздан болжол менен 5 см x 10 см (2 дюйм x 4 дюйм) кичинекей тилкелерди кесип алыңыз. Идеалында, алар сиздин түздөөчү темириңизден бир аз кененирээк болушу керек.

Эки тегеректин үстүнө коюп, жоон тилкелерди чекеге ороп, чач түздөөчү менен бирге басыңыз. Адатта, 5 секунддан кийин Mylar эрип кетет. Чачты тегиздөөчү резина менен кысып, 30-60 секундга ушул абалда калтырдым. Мына ушундай жол менен сиз Mylar бардык жерде эрип, эч кандай боштук жок экенине толук ишенсеңиз болот. Бул шарды бүтүндөй айланасы үчүн ырахат алыңыз (бул болжол менен түбөлүккө созулат), бир бөлүктөн тышкары, шарды толтуруу үчүн боштук калтырышыңыз керек. Шардын ачык ачылышын каалабаганыңыз үчүн, толтурууга оңой мүмкүн болгон бир жактуу ачылышы бар калың миалдык конвертти колдонушуңуз керек.

Эми конвертиңизди бүттүңүз!

Кийинки амалкөйлүк корпус болот. Эң эле ылайыктуу материал балса жыгач, анткени анын салмагы жеңил.

3 -кадам: ишти жасоо

Балса жыгачы корпус үчүн эң сонун материал, анткени ал жакшы көрүнөт жана абдан жеңил! Бул бир кемчилик менен коштолот, бирок бул өтө күчтүү эмес. Мен көп учурларды буза албадым, бул абдан ишенимдүү, бир аз этият болуу керек. Бальза менен иштөөнүн эң оңой жолу - аны скальпель менен кесүү.

Жөн гана чыгармачыл болуңуз жана өзүңүзгө жаккан нерсени көрүңүз! Мен ар кандай форма менен эксперимент кылдым, жана тирүү топсолор абдан сонун көрүнөт (караңыз https://www.instructables.com/id/Laser-cut-enclosu… Ошондой эле стандарттык кутуга барсаңыз болот, бул анча деле маанилүү эмес, бардык нерсени ичине салып, моторлорго дубелди тиркеп койсоңуз болот.

Мен бальзанын жыгач тилкесин жаага бүгүүнү чечтим. Сиз муну чоң тегерек чөйчөккө жаңы кайнатылган сууну алып, ичиндеги тилкени акырын ийип жасай аласыз. Үстүнө кружка сыяктуу оор нерсени коюп, аны 1-2 саат сууга таштасаңыз, бальса жакшы ийилип калышы керек. бүктөлгөндөн кийин, аны алып чыгып кургатыңыз (Кечиресиз, менде эч кандай сүрөттөр жок, балким, мен кээ бир нерселерди алуу үчүн жалкоо болчумун). Капталдары үчүн бальса жыгачынан эки жарым тегеректи кесип алыңыз.

Сиз жөн гана дубелди коробкага Epoxy менен жабыштырсаңыз болот. Кыймылдаткычтарды алдыңкы жакка карагыла, ошондо алар эң күчтүү. Өйдө/ылдый кыймылдаткыч үчүн, кутунун түбүндө эки кичинекей тешик жасаңыз, моторду эки дубелге бекиңиз жана тешиктерге салыңыз. Башка табакты кошуу жана аны өткөрүү дагы бир топ туруктуу кылат (электроника менен сүрөттү караңыз).

4 -кадам: Электроника

Компоненттер

Сүрөт жана видео тартып жаткан шар болсо жакшы болмок деп ойлогом. Мен ошондой эле тоскоолдуктарды аныктоону жана турукташтырууну кааладым.

Ошондуктан мен үч ультра үн сенсорун коштум (1); экөө алдыңкы сол жана оң жактагы нерселерди аныктоо үчүн жана бири шыпка чейинки аралыкты өлчөө үчүн. Мен кийлигишүү менен көйгөйлөргө туш болгон жокмун (бул маалымат баракчасында көрсөтүлгөнү менен, чынжырланышты колдонуу керек https://www.maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf) Бир гана маанилүү нерсе бул болгон сенсорлор бири -бирине жеткиликтүү түрдө көрсөтүлүшү керек, анткени конустар бири -бирине тоскоолдук кылбайт, анткени сенсор бир тоскоолдукту табат, ал чынында бул башка сенсордун үнү.

Гирсокоп (2) бурулгандан кийин кыймылды турукташтырат. Маанилүү нерсе (сүрөттө көрүнгөндөн айырмаланып, бардыгы корпуска ыргытылган), сиз бир огту тандап алдыңыз (менин жагдайымда ал Z болчу) жана аны мүмкүн болушунча жерге тегиздөө. Ошентип, шардын айлануусу гироскоптун Z-мааниси боюнча гана өзгөрүүсүнө алып келет. Албетте, сиз башкача математиканы колдоно аласыз, бирок бул мен үчүн абдан жакшы иштеди. Мен жөн гана сенсорду бальзам жыгач тактасына илип койгом жана бул анын иштеши үчүн жетиштүү болчу.

GoPro (3) алыстан сүрөттөрдү баштоо үчүн эң сонун жана акыры H-Bridges (L293D)+моторлору үчүн (4). H-Bridgeдин электр чубалгылары түз эле батареяга туташтырылышы керек, arduino аркылуу өтпө, анткени моторлор көп ызы-чуу чыгарат! Бул сенсорлордун окуусун жараксыз кылышы мүмкүн. Бирок H-Bridges жерин arduino менен туташтырууну унутпаңыз. Мындан тышкары, H-Bridges туура иштеши үчүн PMW казыктарына туташтырылышы керек.

Эгерде сиз эр жүрөк болсоңуз, анда Mini-USB кабелин ажыратып, GoPro'ду USB коннектору аркылуу сиздин адруиноңузга жана жерге VCCге туташтырып, схемаңызга кошо аласыз. Ошентип, сиз GoPro батареясын алып салсаңыз болот жана бир аз салмакты үнөмдөйсүз! Бул аз иштөө убактысына алып келет. Абага көтөрүлүү үчүн шар эч кандай батареянын кубаттуулугуна муктаж болбогондуктан, батарейка (3.7 В, 1000мАч жакшы) кээде сүрөт тартуу менен болжол менен 2 саатка созулат. Кызык, ар кандай компаниялардын бир эле батарейкалары ар кандай салмакка ээ болушу мүмкүн, андыктан мүмкүн болушунча көбүрөөк мАч менен алууга аракет кылыңыз, бирок бул эң жеңил.

Туташуу (Компонент -> Arduino)

УЗИ сенсорлору

Power+Ground -> Arduino VCC жана Ground

BW -> A0, A1, A3 (эмне үчүн мен A2ди өткөрүп жибергенимди эстебейм, себеби жок болсо керек)

Gyro+акселерометр

Power+Ground -> Arduino VCC жана Ground

SDA (GND аркылуу пин) -> Arduino SDA (A4)

SCL (SDA үстүнө пин) -> Arduino SCL (A5)

H-Bridge

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

Pin 1, 8, 9, 16 -> Arduino RAW

Pin 2 -> Arduino Pin 11

Pin 3 -> Motor 1.a

Pin 6 -> Motor 1.b

Pin 7 -> Arduino Pin 10

(мотор 2+3 менен башка H-Bridge үчүн да ушундай)

Кийинки код!

5 -кадам: Программалоо

Quick Walkthrough

ЖАЙГАШУУ

Бардык PIN жана сенсорлорду баштапкы абалга келтирүү

LOOP

• Биринчиден, эгер шар бир топко чейин кыймылдабаса, анда ал алдыга жылат (эч кандай кыймыл кызыксыз эмес),

  randommove = 1, циклдин аягында муну текшерет

• Андан кийин бийиктиктин дагы эле жакшы экендигин текшериңиз (KeepHeight ()) жана мүмкүн жогору же ылдый түшүп, мен аны шыптын астына 1 метрге койдум
• Эгерде 150смден жакыныраак нерсе бар болсо, анда ал качууга тоскоолдук кылат, андыктан бурууну баштаңыз
• эгер эки сенсор тең алдыда бир нерсени байкаса, шар артка кетет
• бурулгандан кийин, дрейфке жол бербөө үчүн, моторлорго каршы бурулуп, багытты сактап, эми айланбаңыз
• Акыры алдыга жылуу кыймылын аткарыңыз жана 5 секунда учуп баратканда түз туруу үчүн Gyro колдонуңуз

Мен бул нерселерге жетүүнүн жакшыраак жолдору бар экенине ишенем, эгер сунушуңуз болсо, мага билдириңиз!

6 -кадам: Акыркы эскертүүлөр

Гелий шарлары жөнүндө билишиңиз керек болгон бир нече нерсе бар, бул жерде

ГЕЛИУМ БАЛОНДОРУ МЕНЕН ИШТЕГЕНДЕГИ КЫЙЫНЧЫЛЫКТАР

Мен Диристи сүйгөнүм менен, гелийдин шарлары идеалдуу эмес. Биринчи көйгөй - бардык компоненттерди көтөрүү үчүн туура өлчөмгө ээ болгон шарды алуу. Шардын көлөмү анын көтөрүлүү күчүнө пропорционалдуу болгон канча гелийди кармай турганын аныктайт. Бул компоненттердин тандоосун кыйла чектейт. Эң чоң чектөө - бул батарея; ал канчалык жеңил болсо, ошончолук кыска болот. Жок дегенде микроконтроллерди, батареяны жана кээ бир моторлорду көтөрө алыш үчүн гелийдин шарына минималдуу диаметри 90 см керек.

Экинчиден, гелий менен толтурулган шарлар бөлмөдөгү аба агымына жана температуранын өзгөрүшүнө өтө сезгич. Гелийдин шарлары дайыма жылып бараткандыктан (б.а. толук бойдон калууга жол жок), аларга аба агымдары жана долбоорлору катуу таасир этет. Менин шарларымды кондиционерленген бөлмөлөрдө колдонуу боюнча жакшы тажрыйбам жок.

Үчүнчүдөн, гелийдин шарын жылдыруу кыймылга келтирүү үчүн винттерди иштетүү менен инерцияны өзгөртүүдөн турат, анткени кыймылдын башталышы менен абалдын чыныгы өзгөрүүсүнүн ортосунда бир нече секунд өтөт. Натыйжада, шар сырткы таасирлерге жакшы жооп бере албайт жана тоскоолдуктардан тез арада качуу өтө кыйын.

Акыр -аягы, гелий абадан жеңил болгондуктан, ар кандай корпустан акырындык менен чыгып кетет. Натыйжада, шарды күн сайын же корпустун аба өтпөгөндүгүнө жараша күн сайын толтуруу керек. Ошондой эле шарды толугу менен калкып жүрүү үчүн б.а. гелийдин керектүү өлчөмү менен толтуруу өтө кыйын болушу мүмкүн, башкача айтканда түшпөйт жана бийиктикке көтөрүлбөйт. Бул шарды өтө жеңил кылып толтуруу жана аны кайра оңой эле чечип салууга мүмкүн болгон кошумча салмак менен теңдештирүү максатка ылайыктуу.