Картоп: 16 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:50

Tinkercad жобалары »

Бұл нұсқаулық сізге кез келген картопты қалай жандандыруға, сөйлеуге және тірідей айқайлауға үйретеді. Егер сіз достарыңыз бен туыстарыңызды жеуге келмейтін көкөніспен таң қалдырғыңыз келсе, егер сіз картоп пісіру кезінде не сезінетінін білгіңіз келсе, онда бұл жоба сіз үшін!

Біздің шабытымыз Картопқа қарсы ойлар туралы ой қозғау кезінде біз барлық ойларымыз картопқа не істейтінімізді айналасында айналатынын түсіндік, бірақ картоп біздің әрекеттеріміз туралы не ойлайтыны туралы ешқашан ойламадық. Басқаша айтқанда, біз адамдар ретінде өзімізді ешқашан картоптың орнына қоймайтынымызды және осылайша картоп тәжірибесін әлі күнге дейін түсіне алмайтынымызды түсіндік. Біз картоп пен адамның тәжірибесі арасындағы бұл үлкен проблема екенін бірден түсіндік, сондықтан біз шара қолдануды шештік.

Біздің бұл жобадағы мақсатымыз-картопқа салынған кезде картоп адамның іс-әрекетіне жауап ретінде адам тілінде сөйлесетін етіп, оны адамдармен байланыстыратын және картопты жабатын электронды құрылғыны жасау болды. адам тәжірибесіндегі алшақтық.

Картоп жаны бар картоп инфрақызыл сәулені сезу арқылы адамды көре алады және адамнан оны жалғыз қалдыруды сұрайды. Картоп өзінің тілегі орындалғанша қайта -қайта сұрайды. Егер кейбір маньяк нашар картопты кесуге шешім қабылдайтын болса, онда Картоп жаны оған индуктивті сенсормен кесілген жерді сезіну арқылы ауырсынуды сезінуге мүмкіндік береді.

Бұл нұсқаулықты жазу кезінде біз Дизайн мен Концепция бөліміне көп көңіл бөлеміз - бұл оқырманға біздің дизайн мен мәселені шешу процесін қадағалап, нақты шешімдерді не үшін және қалай қабылдағанымызды түсінуге мүмкіндік береді.

Бұл жобаның коды Ашық көзі болып табылады- сіз өз үлесіңізді қосуға дайынбыз!

Біз туралы: Бұл жобаны екі адам жасады, менің досым haraldar және мен, guusto. Біз бүкіл жоба кезінде физикалық тұрғыдан бөліндік, бұл өте үлкен сынақ болды. Ең көп несие харалдарға тиесілі - ол тізбекті жобалауға, электр сымдарын жүргізуге, бағдарламалауға, 3D бөлшектерін түпкілікті жобалауға және басып шығаруға, барлық бөлшектерді жинауға және сатып алуға (оның динамиктері мен ескі радиосын қосқанда) жауап берді. ақаулар болды және компоненттерді желіде қайта реттеуге уақыт болмады). Менің үлесім картоп пен Нұсқаулық дайындаудың жылдам әдісін таба отырып, бастапқы идея мен тұжырымдама болды. Біз дизайнның негізгі тұжырымдамаларын жасадық және дизайнның маңызды таңдауын бірге жасадық.

Жабдықтар

Құралдар

• Пісіру темірі
• Дәнекерлеу сымы
• 3D-принтер
• Мультиметр

Материалдар

• Орташа немесе үлкен картоп немесе тәтті картоп
• Arduino Nano Rev.3 дәнекерленген түйреуіштермен
• LJ18 A3-8-Z Индуктивті сенсор
• (2x) AM312 Micro PIR қозғалысты анықтау сенсоры
• Кішкене дауыс зорайтқыш (біздікін арзан динамиктерден жинадық)
• 9В батарея
• Өтпелі кабельдер

1 -қадам: Дизайн және тұжырымдама

Бұл жобаның идеясы өте қарапайым: картопты елестетіп көріңізші, біреу оны кесуге тырысқанда, ол жауап береді. Бұл дәл сурет біздің бастапқы нүктеміз болды (1.1 -сурет). Осы жерден біз бұл функционалдылықты қалай жүзеге асыруға болатыны туралы ойлана бастадық. Бізге картоптың ішінде адамның болуын, металл заттарын сезетін, сонымен қатар дыбыс шығаратын электронды құрылғы қажет болды. (1.2 -сурет).

Қосымша қарастыра отырып, біз бұл құрылғы орындауы тиіс келесі мақсаттарды жасадық:

1. Құрылғы белгілі бір әрекеттерге жауап ретінде сөйлеу мен айқайлау арқылы картопты адам етіп көрсетуі керек.
2. Құрылғы картоптың көпшілігіне сыятындай шағын болуы керек.
3. Құрылғы өздігінен қамтылуы керек және аз дайындықпен кез келген картопқа тез енгізілуі керек.

Әрине, бұл мақсаттар біз шешуге тура келетін сұрақтармен келді, атап айтқанда:

1. Қажетті функционалдылыққа қол жеткізудің ең қарапайым және үнемді әдісі қандай?
2. Құрылғының көлемін қалай азайтуға болады?
3. Картопты қалай тез және оңай дайындауға болады?

Келесі қадамдарда біз бұл сұрақтарға жауап береміз.

2 -қадам: Дизайн және тұжырымдама: Функционалдылық мәселесі - ағын диаграммасы

Функционалдылық мәселесін шешу үшін алдымен құрылғы не істеу керектігін анықтауымыз керек. Ағымдық диаграмма картоп жанының логикасын бейнелейді.

3 -қадам: Дизайн және тұжырымдама: Функционалдылық мәселесі - енгізу және шығару

Бұл мәселені шешу үшін бізге қандай сенсорлар қажет екенін, сенсор мәліметтері қалай өңделетінін, сөйлеу мен айқай шығаратынды анықтау қажет болды. Біз келесі архитектураны қолдануды шештік:

Біздің енгізу үшін бізде:

Адамның қатысуын анықтау: PIR сенсорлары. Олар инфрақызыл сәулені, мысалы, дене қызуын өлшей алады, осылайша адамды анықтау үшін өте қолайлы болар еді. Оларды қолдану оңай және кеңінен таралған. Бонус ретінде екі микро PIR сенсоры картоптың көзіне ұқсайды және оны тірі етеді

Кесуді анықтау: Индуктивті датчиктер. Бұл датчиктер магнит өрісін жасайды және электромагниттік индукция принципін қолдана отырып, қысқа мерзімде металл заттарды анықтай алады. Картоп ішіндегі мұндай сенсор картопты кесетін металл пышақты анықтайды

Шығару үшін бізде:

Адамның сөйлеу дыбысын шығару: дауыс зорайтқыш. Қарапайым дыбыстық сигнал жеткіліксіз болар еді, себебі ол тек жиілікті өзгерте алады, сондықтан адам дауысын шығара алмайды

Осыны және схеманы ескере отырып, келесідей:

Деректерді өңдеу: Arduino. 2 -қадамдағы диаграммада көрсетілгендей, біздің схеманың логикасы өте қарапайым, сонымен қатар бізге кірістер бойынша қосымша есептеу қажет емес. Бұл бізге RaspBerry Pi өңдеу қуатын қажет етпейтінін білдіреді - Arduino сияқты қарапайым микроконтроллер ең қолайлы

Осылайша, біз қалаған функционалдылықты жасау үшін екі PIR сенсорымен, бір индуктивті сенсормен, дауыс зорайтқышпен және Arduino -мен жұмыс жасауға болатынын анықтадық.

4 -қадам: Дизайн мен тұжырымдама: Функционалдылық мәселесі - сөйлеуді құру және сақтау

Бір нәрсе түсініксіз: біз адамның сөйлеуі мен айқайын қалай құрамыз? Біз оларды ойнауды білеміз, бірақ оларды қалай сақтаймыз? Екі нұсқа бар:

1. Сөз тіркестері мен дыбыстарды жазыңыз және оларды SD картасында қандай да бір аудио форматта сақтаңыз.
2. Мәтінді сөйлеуге арналған бағдарламаны қолданыңыз және фразаларды мәтіндік форматта сақтаңыз, содан кейін сөйлеуді бірден жасаңыз.

Бірінші нұсқа дыбыстарды қолдануда үлкен еркіндік береді, бірақ бұл қосымша SD -карта модулімен интерфейсті қажет етеді. Бұл үлкен жадты алады және басқа үш белсенді сенсор болған кезде проблемаларға әкелуі мүмкін.

Сонымен қатар, қосымша модуль минималды дизайнға қарама -қарсы. Сондықтан біз екінші нұсқаға көштік: Біз Talkie ашық мәтінді кітапхананы қолдандық, онда ағылшын сөздерінің аудио кодектері бар. Бұл сөздер аудио файлға қарағанда әлдеқайда аз орын алады, сондықтан біз ешбір SD картасыз Arduino -да бірнеше сөз тіркестерін оңай сақтай аламыз.

Кемшіліктері бар: айтылатын сөздер өте оғаш естіледі (жинақтағы бейне осыны көрсетеді), ал сөздер салыстырмалы түрде аз - сондықтан сізге қажет сөз болмаса, сөз тіркесімен шығармашылықпен айналысу қажет болуы мүмкін.

Talkie кітапханасында бірнеше жүз сөздер мен алфавиттің барлық әріптері болса да, онда айқай мен айқай жоқ. Мұндай айқай жасау үшін біз бұрыннан бар сөздерді қарап, олардың кодектерін нағыз қорқынышты дыбыстар шығару үшін өзгерттік.

Бұл жерде айта кететін соңғы маңызды нәрсе - Talkie тек ATMega168 немесе ATMega328 негізіндегі Arduinos процессорымен жұмыс істейді.

5 -қадам: Дизайн және тұжырымдама: Өлшем мәселесін шешу

Ескерту үшін біз картоптың ішіне сыйатын құрылғы жасағымыз келеді. Картоп ылғалды, сондықтан біз электронды компоненттерді судан қорғау үшін құрылғыны капсулалауымыз керек. Сонымен қатар, корпус біздің компоненттерді орнында ұстауы керек және ең кіші өлшемде болуы керек.

Енді бізге қандай бөлшектер қажет екенін біле отырып, оларды жинаудың ықшам әдісі туралы ойлануға болады. Ең тиімді және айқын қадам - дұрыс Arduino таңдау. Біз ATMega328 процессоры болғандықтан Talkie кітапханасының талаптарын қанағаттандыратын шағын, бірақ жұмыс істеуге оңай және қуатты Arduino - Nano -ны таңдадық. Бұл бізге Arduino UNO -мен салыстырғанда көп орынды үнемдеуге мүмкіндік береді!

Келесі қадам - барлық компоненттер мүмкіндігінше тығыз оралған құрылғының үлгісін жасау. Біз бұл қадамды TinkerCAD -те жасадық, өйткені бұл бізге электронды компоненттердің қолданыстағы үлгілерін дұрыс өлшемде қолдануға және қабықты дайын болған кезде бірден экспорттауға және басып шығаруға мүмкіндік берді.

Біз шұңқырлы картопқа салынатын қабықты жасадық. Қабық картоптың ішіндегі кеңістікті барынша ұлғайту үшін жасалған: Төменнен жоғарыға қарай қайық тәрізді құрылым қуыс картопқа оңтайлы сәйкес келеді, ал төртбұрышты төменгі бөлігі барлық электронды компоненттер үшін жеткілікті кеңістік пен монтаждау мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді. Қайық тәрізді қақпақтың қосымша тесіктері «көз» немесе сенсорлық розеткалар ретінде әрекет ету үшін пайдаланылды.

Кеңістікті қысқарту үшін индуктивті сенсор диагональ бойынша орналастырылды. Оның анықталу ауқымы өте қысқа болғанымен, оның орналасуы оның дұрыс жұмыс істеуіне мүмкіндік береді: картоптағы қазба дөңгелек болғандықтан, картоп қабырғасының қалыңдығы минималды, осылайша индуктивті сенсор металды сыртқа жақынырақ анықтауға мүмкіндік береді.

Тік төртбұрышты астыңғы бөлігін төменге қойғаннан кейін, үстіне қайық тәрізді қақпағы бар қуыс картоп қойылады - енді бәрі қауіпсіз, мінсіз сәйкес келеді және көрінбейді!

Капсуласы бар біздің құрылғының соңғы өлшемі шамамен 8,5 см х 6 см х 5,5 см (ұзындығы x ені х биіктігі). Бұл кішкентай картопқа сәйкес келмейді, бірақ орташа және ірі картоп пен тәтті картоп жақсы жұмыс істейді.

6 -қадам: Дизайн мен тұжырымдама: Дайындық мәселесін шешу

Соңғы шешілетін мәселе - картоп дайындау. Біз бұл процесті мүмкіндігінше қарапайым және қарапайым еткіміз келді. Біздің бастапқы шешімімізде арнайы қазу қондырғысы қолданылды, бірақ кейінірек біз бұл картоп үшін ғана жұмыс істейтінін түсіндік, бірақ тәтті картоп үшін емес - бұл өте қатты, ал пластикалық экскаваторлар оларды кесуге немесе тым жұқа болса сындыруға тым қалың.

Неліктен сіз тәтті картопты қолданасыз? Тәтті картоп едәуір үлкен болады, сондықтан егер сіз Картоп Жанына жеткілікті мөлшерде картоп таба алмай қиналсаңыз, сіз тәтті картопты қарауыңыз керек. Сонымен, біздің екінші тәсіліміз кез келген картопты, ол тәтті картоп болсын, қарапайым картоп болсын, қуырудың тиімді әдісін жасау болды. Мәліметтер соңғы қадамдардың бірінде құжатталған.

7 -қадам: тізбекті жинау

Arduino Nano сымын дәл схемада көрсетілгендей қосыңыз.

8 -қадам: Arduino бағдарламалау

Бұл репозиторийді клондау:

Содан кейін, Arduino IDE ішіндегі potato_soul.ino файлын ашыңыз. Код өте жақсы құжатталған, сондықтан түсініктемелерді оқып, нұсқауларды орындаңыз.

9 -қадам: бөліктерді басып шығару

Қосылған. STL файлдарын басып шығарыңыз. Біздің принтер әр бөлшекті шығаруға 3 сағаттан астам уақыт кетті.

10 -қадам: картоп дайындау

Енді бәрі дайын, картопты дайындау уақыты келді! Келесі қадамдар біз осы жоба үшін әзірлеген тиімді қуыс технологиясын сипаттайды.

11 -қадам: Картопты қуыру - аймақты белгілеу

Картоп жаны енгізілетін аймақты белгілеңіз. Бұл сізге босап шығуға тура келетін аймақ.

12 -қадам: Картопты қуыру - үстіңгі қабығын тазарту және алу

Белгіленген аймақтың терісін тазалаңыз. Содан кейін картопты тегістеу үшін дөңес бөлікті кесіңіз.

13 -қадам: Картопты қуыру - кесу және кесектерді алу

Картопты бірнеше рет терең кесіңіз. Содан кейін, пышақты салыңыз да, бір бөлікті шығарып алғанша шайқаңыз. Сіз абай болуыңыз керек, себебі пышаққа тым көп қысым жасау картопты сындыруы мүмкін. Бірінші бөліктен кейін қалғандары оңай болады.

Бөлшектерді сақтауды ұмытпаңыз! Сіз кескен бөліктерді тастамаңыз. Сол сияқты, сізге Картоп Жанына дайындалған картоп қажет болмаса, оны қабығынан тазартып, кесіп, пісіруге болады.

14 -қадам: Картопты қуыру - қисықты жетілдіру

Енді картопқа металл шанышқыны салыңыз да, картопты тереңірек шығару үшін сол қозғалысты жасаңыз. Соңында қабырғаларды тегістеу үшін өткір қасықты қолданыңыз.

15 -қадам: Картопты дайындау - сенсорларға тесік жасаңыз

Соңғы қадам ретінде PIR сенсорлары үшін екі тесік жасаңыз және қақпақты картопқа салыңыз. Енді картоп Soul картопты мекендейді!

16 -қадам: картоп жанын жинау

Біз дерлік аяқтадық! Барлық компоненттерді картоп жанының түбіне жинаңыз. Сымдарды көз саңылауларына салыңыз және датчиктерді сымдарға бекітіңіз - осымен болды. Достарыңыз бен туыстарыңызды таң қалдыратын уақыт!

Біздің жоба туралы пікірлеріңізді білгіміз келеді:)