Ultrasonic Batgoggles: 14 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:43

Жарганат болгуңуз келеби? Эхолокацияны баштан кечиргиңиз келеби? Кулагыңыз менен "көрүүгө" аракет кылгыңыз келеби? Менин биринчи көрсөтмөм үчүн, мен сизге Arduino микроконтроллеринин клонун, Devantech ультрадыбыштуу сенсорун жана ширетүүчү көз айнекти колдонуп, өзүңүздүн ультрадыбыштуу көз айнектериңизди кантип курууну көрсөтөсүз, эгер сизде стандарттык электроника компоненттери болсо, болжол менен 60 долларга же андан аз. Сиз ошондой эле электрониканы өткөрүп жиберип, жарганаттын жөнөкөй маскасын кийинки Бэтмен тасмасына кийүү үчүн идеалдуу кыла аласыз. Бул учурда, наркы болжол менен $ 15 болмок. Бул көз айнек сизге жарганат сыяктуу угуу сигналдарын колдонуунун кандай экенин баштан өткөрүүгө мүмкүндүк берет жана илимий борбордо балдарга эхолокация жөнүндө билүүгө арналган. Максаты чыгымдарды мүмкүн болушунча төмөндөтүү, өз ара аракеттенүү формасын жалпы же анын билим берүү максаттарына тиешеси жок кылуудан алыс болуу жана түзмөктүн физикалык формасы предметтин камтылышын камсыз кылуу болчу. Дизайнды жакшыраак талкуулоо үчүн, веб-баракчанын долбоорун караңыз. Чыгымдарды жана өлчөмдөрдү төмөн кармоо үчүн, Arduino клону колдонулат, бирок бул долбоор алдын ала курулган Arduino микроконтроллери менен жакшы иштейт. Бул көз айнектер " Динамикалык Колдонуучу борборунда Изилдөө жана Дизайн "Аризона Мамлекеттик Университетинин искусство, медиа жана инженерия программасы боюнча курсу.

1 -кадам: Керектүү материалдар

-Arduino же ага окшош микроконтроллер* (эгерде акчаңыз болсо, Arduino mini/nano сатып алсаңыз же boarduino колдонсоңуз болот, антпесе мен сизге бул проект үчүн кичинекей жана арзан Arduino клонун жасоону көрсөтөм.)-Ширетүүчү көз айнек (Меники "Neiko" бренди eBayде оңой эле табылат, 3-10 долларга "ширетүүчү көз айнекти которгула", бул өзгөчө түрү абдан жакшы иштейт) -Devantech SRF05 Ultrasonic Sensor (же башка окшош сенсор-бирок, SRF05тин 4мАнын аз энергия керектөөсү жана 3 смден 4 метрге чейин чоң чечилиши, болжол менен 30 доллар)-кулактарды чыгаруучу нерсе (мен пластикалык конустарды колдонгом, ошондой эле караңыз: "Жарганаттын жакшы костюмун кантип куруу керек")-кээ бир түрлөрү электроника үчүн корпус-3/8 "бөлүнгөн тигиш ийкемдүү кара бурмаланган түтүктөр (туташтыруучу зымдарды жашыруу үчүн)-5v-9v ассортименттеги зымдарда иштей ала турган пьезо-ызылдатуучу-пластмассалуу спрей (кара) Микроконтроллер Электроника (бул компоненттерди өткөрүп жиберсе болот) Эгерде алдын ала курулган контроллерди колдонсоңуз)- Arduino программаланган Atmega8 же 168 DIP чипи.- запастагы Arduin такта же ArduinoMini USB программисти- Чакан компьютер тактасы (Radioshackте бар)- 9В батарея туташтыргычы (Radioshackте жеткиликтүү)- 7805 5v чыңалуу жөндөгүчү- 16 МГц кристалл (жеткиликтүү @ sparkfun)- эки 22pF конденсатору (@ sparkfun жеткиликтүү)- 10 microF электролитикалык конденсатор- 1 microF электролитикалык конденсатор- 1k каршылыгы жана 1 LED (милдеттүү эмес, бирок сунушталат)- 2N4401 транзистору (милдеттүү эмес)- аял жана эркек баштары (милдеттүү эмес)- 28 пин DIP розеткасы же эки 14 пин DIP розеткасы (милдеттүү эмес)- кичине прототиптөө үчүн нан плитасы (милдеттүү эмес) Электрониканын компоненттерин www.digikey.com же www.mouser.com сайтынан алууга болот. Керектүү шаймандар менен жабдуулар-темир-ысык желим тапанча стриптизчилер ж.

2 -кадам: Кээ бир кулактарды долбоорлоо

Сиз өзүңүздүн фантазияңызды колдонуп, кулак куруңуз. Эч кандай жарганат көз айнеги окшош болбошу керек! Мен физикалык терапия үчүн колдонулган пластикалык конустарды колдонгом, алар биздин лабораторияда көп болгон. Бирок бул үйрөткүч жарганаттын кулактары үчүн дагы бир жакшы вариантты берет. Мен адегенде курч менен сүйрү чийип, Дремел менен кесип алгам. Кесилген бөлүктү кулактын ичине колдонуу үчүн сактап койгом.

3 -кадам: Кулактарды кесүү

Мен конустун кесилген бөлүктөрүн Дремел менен кыркып салдым, ошон үчүн алар кичирээк болуп, чоңураак конустун ичине ысык кылып жабышты. Алар такыр туура келбеди, бирок аларды кол менен кармагандан кийин ысык клей абдан жакшы кармады. Эгерде сиз кулагыңыздын астына боштук калтырсаңыз, электрониканы кулактын ичине оңой салып койсоңуз болот, бир кулагы контроллерге, экинчиси батареяга. Тилекке каршы, мен жетиштүү орун калтырган жокмун жана сырткы корпусту колдонууга туура келди. Ысык желим тапанчаны колдонуп жатканда өзүңүздү күйгүзүп албаңыз !!! Пластикалык конустарды кокусунан эле эритип алсаңыз болот.

4 -кадам: Көз айнекти даярдаңыз

Мен сатып алган көз айнектер жарганатка окшошпогон жалтырак аква түсү болчу. Көз айнекти батыраак кылуу үчүн, линзаларды чыгарыңыз (мурун мурундун бөлүгүн алып салыңыз), аларды кум менен тазалаңыз жана пластикалык дип спрейи менен чачып, аларга териден жасалган жакшы резина текстурасын бериңиз. Чачкандан мурун көз айнектин ичи менен териге тийген жерлерин маска менен жаптым. Мен мурундун бөлүгүнө эч кандай боек сүйкөгөн жокмун, анткени боёк көз айнектин материалынын ийкемдүүлүгүн бир аз азайтат жана мурундун бөлүгү көз айнекти чогуу кармоо үчүн керек. Сиз ошондой эле кулактарды кум менен чачкыңыз келет. Кумдалган пластикалык чаң өпкөңүзгө жана көзүңүзгө жагымсыз, андыктан бул кадамдарды жасоо үчүн маска жана коопсуздук көз айнегин кийиңиз. Мен тегиз текстураны алуу үчүн пальтолордун ортосуна болжол менен 10-15 мүнөттөн турган 3 пальто чачтым. Нымдуу болгондо боек жалтырак көрүнөт, бирок жалтырабаган текстурага чейин кургайт.

5 -кадам: Электрониканы чогултуу

Эгерде сиз буга чейин курулган Arduino микроконтроллерин колдонсоңуз, бул кадамдар милдеттүү эмес. Бирок, сиз анын мүмкүнчүлүктөрүнүн кичине бөлүгүн гана колдонуп жаткандыктан, Arduinoдун бош сөөктөрүн чыгаруу алда канча кичине жана арзаныраак. Бул бөлүм эч кандай электроника тажрыйбасы жок бирөө үчүн бир аз кыйын болушу мүмкүн, бирок жөнөкөй электроника комплектин чогулткан адамдар үчүн оңой болушу керек. Электрониканын "схемалык" эскизи тиркелет. Схема Дэвид А. Меллистин Atmega8 Standalone схемасынан абдан алынган. Эгерде кызыгуу болсо, мен бул кадам үчүн атайын Нускаманы жасайм. Ажыратылган электр схемасы Том Игоонун физикалык эсептөө китебинен алынган. Мен компьютердин тактасынын версиясынын сүрөтүн (сенсор/зумер туташкан эмес), ошондой эле маалымдама үчүн нан тактасына курулган прототиптөө версиясын коштум. Breadboard версиясы Arduino тактасын микроконтроллер чипи үчүн USB программисти катары кантип туташтырууну көрсөтөт. Мен чип үчүн DIP розеткасын колдонгондуктан, мен чипти алып салып, аны программалоо үчүн Arduino тактасына коё алам, бирок чипти бардык казыктарды бүкпөй сууруп алуу татаал болушу мүмкүн - ошол себептен мен аялды коштум tx/rx үчүн баш казыктары. Такта абдан тар болсо да, контроллердин бардык казыктарында туташтыруу үчүн жеткиликтүү ширетүү бар экенин көрө аласыз. Бул долбоор үчүн алар кереги жок болгондуктан, мен колдонулбаган төөнөгүчтөргө аялдардын башын кошкон жокмун, бирок эгерде алар болсо, анда сиз кичинекей пакетте USB борттон башка Arduino Diecimiliaнын толук мүмкүнчүлүктөрүнө ээ болмоксуз. Тактайдын туурасы Diecimilia тактайынын болжол менен бир жарымы жана ошол эле узундугу. (бул жерде ушуга окшош орнотуу.) Зумерди иштетүү үчүн транзисторду колдонуу милдеттүү эмес, Arduino пиндин өзүнөн жетиштүү токту камсыздай алат. Бирок, транзисторду колдонуу, эгер сизде ызылдактан башка үн чыгаруучу түзүлүштөрдү колдонууга мүмкүнчүлүк берет.

6 -кадам: Буззерди жана сенсордук зымдарды даярдаңыз

УЗИ сенсоруна жана сигналга көз айнектен электроникага өтүү үчүн узун зымдар керек. УЗИ сенсоруна 4 зым (5в, жерге, жаңырык, триггер) жана зумзерге эки зым (контролердон сандык чыгаруу, жер) керек. Кээ бир пландаштыруу менен, эгер сизде 5 зымдык лента кабели колдонулса жана сигнал менен сенсордун ортосундагы байланышты бөлүшсөңүз болот. Менде болгону 4 зымдык тасма бар болчу, ошондуктан мен аны УЗИ сенсоруна колдонуп, зым үчүн эки зым кабелин колдондум. Зумзердин эки туташтыргычы бар болгондуктан, мен туура келген аралыкта эки зымга бир катар аялдардын башын коштум, ошондуктан, эгер зарыл болсо, пьезо сигналын оңой эле алып салам. Сенсордо кээ бир ширетүүчү тешиктер бар, аларды баштоо жана колдонуу керек. Туура жагын колдонууну тактаңыз, экинчи жактагы тешиктер сенсорду программалоо үчүн иштейт жана иштебейт!

7 -кадам: Зымдарды бүтүрүү

Кийинки зымдардын экинчи учуна эркек баштык казыктары. (Булар микроконтроллерге туташат.)

8 -кадам: Кодду жүктөө

Кодду жүктөө үчүн, PC тактасындагы 5v, ground, TX, RX төөнөгүчтөрүн Arduino тактасындагы кээ бир зымдарды колдонуу менен чиптин ошол эле казыктарына туташтырыңыз. Андан кийин, PC тактасындагы баштапкы абалга келтирүүчү пинти Arduino тактасындагы DIP розеткасына 13 пин кайда барарын туташтырыңыз. Эгерде бул түшүнүксүз болсо, анда Arduino Mini менен кошо бул кайталанган сүрөттү караңыз. Андан кийин Arduino редакторунда тиркелген кодду өткөрүп (же жүктөп алгандан кийин Arduino файлында.pde файлын ачыңыз) жана тийиштүү сериялык портту жана Arduino чипин тандап, жүктөө баскычын басыңыз. анда сенсор менен ченелген аралыкка негизделген аралык бип аралыкты өзгөртүү. Ошентип, эгер сиз объектке жакын болсоңуз, анда бип аралык аралык азаят жана сигнал тезирээк чыгат. Эгерде сиз объекттен алыс болсоңуз, анда бип аралык аралык көбөйөт, андыктан уйкулар жайыраак пайда болот. Контроллер аралыкты 60 м сайын текшерет, андыктан бип-интервал динамикалык түрдө өзгөрөт. Учурда ал масштабдуу, андыктан 1 дюйм аралык бип аралыкта 10 мс айырманы түзөт. Бул көз айнекти жакыныраак аралыкта жакшыраак иштешине шарт түзөт, бирок андан ары аралыкта жакшы иштөө үчүн көбөйтсө болот. Мен жакын аралыкта диапазонду көбөйткөн экспоненциалдуу масштабды сынап көрдүм (fscale колдонуп, бирок тонналаган коддун ордуна жоопту анча өзгөрткөн жок окшойт, ошондуктан мен аны жок кылдым.) Бул аралыкты окуу убактысы көз каранды. сезилүүчү объекттин алыстыгы (сенсор 30 мс чейин импульстарды кайтарат) код окуу үчүн керектүү убакытты өлчөйт жана кечиктирүү убактысын ошол суммага компенсациялайт. -түшүндүрмө.

9 -кадам: Электрониканы корпуска салыңыз

Көз айнектен кимдир бирөөнүн колуна же чөнтөгүнө чейин туура келген узундуктагы түтүктү кесип алыңыз. УЗИ сенсоруна жана пьезо сигналына туташкан зымдарды бөлүүчү тигилген конвойлуу түтүктүн ичине салыңыз. Корпуңуздагы бурмаланган түтүктөргө туура келүүчү тешик жасаңыз. Мен муну кичинекей өлчөмдөн баштап жана түтүк туура келгенге чейин диаметри жогорулатуу менен сынап жана жаңылыштык ыкмасын колдонуп жасадым. Зымдарды тешиктен өткөрүңүз, андан кийин буралган түтүктү сыгыңыз. Менин кабелдерим бир аз узун болгондуктан, аларды тегерете бүктөөгө туура келди. Кээ бир Velcro корпусуна электр тактасын кармап турат.

10 -кадам: Зымдарды туташтыруу

Эми сиз зымдарыңыздын учунда эркек баш казыктарын колдонуп, PC тактасындагы тийиштүү казыктарга туташа аласыз (схеманы колдонуңуз!). Эгерде сиз өзүңүздүн Arduino колдонуп жатсаңыз, анда схемада көрсөтүлгөндөй эле пин карталарын колдонуңуз.

11 -кадам: Корпусту жабуу

Бул корпустун жабыш үчүн бурамалары бар болчу, бирок башка корпустар (альтоиддер калай?) Жөн эле жабылып калышы мүмкүн. Иштеп жатканына такыр көзүм жетпегендиктен, аны жабык бойдон сактап калуу үчүн тасма колдондум.

12 -кадам: Кулактарды бекитүү

Кулактарды бекитүү үчүн, адегенде боонун өтүшү үчүн кулакка дремель салынган эки вертикалдуу оюкчаны коюшубуз керек.

13 -кадам: Кулактарды бекитүү уланды

Боолорду кулактардан өткөргөндөн кийин, мен Velcro менен кулактарды көз айнекке бекиттим. Бул бир аз туруксуз болуп калды, бирок аларды туура жолго буруу үчүн абдан жөнгө салынат. Аларды жабыштыруу бир кыйла туруктуу болмок, бирок Velcro бир нече демодон аман калды. УЗИ сенсору кандайдыр бир жол менен көз айнекти жабуу мүмкүнчүлүгүнүн кулпулоо механизмине түртүлүү үчүн эң ылайыктуу болгон. Пластикалык линзанын бөлүгүнөн боштук үчүн резина көз айнектин алкагын бир аз сууруп алышыңыз керек, андан кийин сенсор туура келет. Сенсор кээде чыгып кетет, андыктан кичинекей клей аны оңдоп коё алат. Тилекке каршы, бул тиркөө ыкмасы линзаларды ары карай өйдө кармоого мүмкүндүк бербейт.

14 -кадам: Эхолокация тажрыйбасы

Батареяны сайыңыз, корпусту чөнтөгүңүзгө салып, изилдеңиз! Көрүү линияңыздагы объектилерге канчалык жакын болсоңуз, ал ошончолук тезирээк сигнал берет, алыстаган сайын жайыраак сигнал берет. Сураныч, буларды кооптуу чөйрөдө же жол кыймылында колдонбоңуз! Бул көз айнектер билим берүү максатында гана жана көзөмөлдөгөн чөйрө үчүн арналган, анткени алар сиздин перифериялык көрүүңүздү жана үзгүлтүксүз көрүүнү бөгөөгө багытталган, андыктан сиз угуу сигналдарына көбүрөөк ишенесиз. Мен бул көз айнекти тагынуунун кесепетинен болгон жаракаттар үчүн жооптуу эмесмин! Рахмат! Бул Arduinoго негизделгендиктен, зымсыз компьютерлер менен интерфейстерге Zigbee же blueSMIRF модулун оңой эле кошуп койсоңуз болот. Келечектеги жумуш сезгичтигин жөндөө үчүн тергичти кошуу жана күйгүзүү/өчүрүү которгучун кошуу болушу мүмкүн.

Instructables жана RoboGames роботтор конкурсунун экинчи сыйлыгы