GOB: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คำแนะนำนี้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com)

ความเป็นมาเกี่ยวกับ GOB

GOB ย่อมาจาก Gear Operated Box และเป็นกล่องที่ทำงานผ่านชุดเกียร์ โครงการนี้สร้างขึ้นตามที่กล่าวไว้ข้างต้นสำหรับ Makercourse ที่ University of South Florida และคำแนะนำนี้จะแสดงสิ่งที่จำเป็นในการทำซ้ำโครงการนี้ในกล่องอื่นเช่นกัน ภาพทางขวาของภาพแรกด้านบนเป็น GOB เวอร์ชันล่าสุด กล่องสามารถล็อคและปลดล็อคได้ขึ้นอยู่กับกุญแจที่เซ็นเซอร์ RFID “มองเห็น” และยังเปิดไฟ LED ด้านข้างขึ้นอยู่กับว่ากล่องกำลังล็อคหรือปลดล็อค ตรวจสอบวิดีโอที่แนบมาเพื่อดูคุณสมบัติล่าสุดของกล่อง

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุสิ้นเปลือง/ฮาร์ดแวร์

คุณจะต้องมีสิ่งต่อไปนี้เพื่อสร้างโครงการนี้ขึ้นใหม่

1. บอร์ด Arduino Uno

2. เซ็นเซอร์ RFID Arduino (MFRC522)

3. Gears - ดูข้อมูลจำเพาะด้านล่าง

4. น้ำพุขนาดใหญ่

5. 5v สเต็ปเปอร์มอเตอร์

6. ไฟ LED ต่างๆ

7. ที่ชาร์จ USB แบบพกพา

8. กล่อง - ดูข้อมูลจำเพาะด้านล่าง

9. เครื่องประดับใด ๆ ที่คุณต้องการสำหรับกล่องของคุณ ฉันใช้สิ่งต่อไปนี้:

- สีสเปรย์ (น้ำตาล ทอง โรสโกลด์/ ทองแดง)

- พวงกุญแจหลอดไฟ

- เฟือง โบลต์ และท่อต่างๆ จากการพิมพ์ 3 มิติ

เกียร์

เฟืองที่ใช้สำหรับส่วนกลไกของการออกแบบนี้ ฉันออกแบบใน fusion 360 โดยใช้สคริปต์เฟือง จากนั้นพิมพ์ 3 มิติ ภาพแรกที่แนบมานี้แสดงข้อมูลจำเพาะที่ฉันใช้ในการสร้างเกียร์ทั้งหมดของฉัน และต้องเปลี่ยนจำนวนฟันของฟันแต่ละซี่เท่านั้น ภาพที่สองแสดงเกียร์ที่ใช้ในกล่องนี้ ใช้เฟืองกลม 3 อัน จากนั้นเฟืองสี่เหลี่ยมที่ใช้เป็นกลไกการล็อคจริง ไฟล์.stl สำหรับเฟืองเหล่านี้ก็แนบมาด้วย ภาพที่สามแสดงการวางตำแหน่งเกียร์ ดังที่คุณเห็นว่าเฟืองตัวบนต้องการไกด์เพื่อให้เข้าที่ และเฟืองที่ใหญ่ที่สุดจะติดกับเฟืองที่เล็กกว่าซึ่งช่วยให้สเต็ปเปอร์มอเตอร์หมุนเฟืองภายในทั้งหมดได้ในคราวเดียว

กล่อง

กล่องที่ใช้สำหรับโครงการของฉันทำจาก 7 นิ้ว x 7 นิ้ว แผ่นกระดาษแข็ง ใช้กระดาษแข็งสองแถบเชื่อมต่อฝาปิดเข้ากับฐานของกล่อง จากนั้นจึงใช้แถบเล็กๆ เพื่อสร้างขอเกี่ยวบนฝาปิดเพื่อให้สามารถล็อคกล่องได้ คุณสามารถสร้างกล่องจากวัสดุอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ หรือใช้กล่องที่มีฝาปิดด้านหนึ่งอยู่แล้ว ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดที่ฝาปิดจะต้องมีขอเกี่ยวด้านใน เพื่อให้กล่องถูกล็อคด้วยเฟืองภายใน ดูภาพสองภาพสุดท้ายสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ

1. รวบรวมวัสดุทั้งหมดที่ระบุไว้ในขั้นตอนที่ 1: วัสดุ/ ฮาร์ดแวร์

2. สร้างกล่องดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้คุณสามารถสร้างกล่องจากวัสดุใดก็ได้หรือมีขนาดใดก็ได้โดยมีคุณสมบัติเฉพาะคือต้องมีตะขอภายในที่ใหญ่พอที่จะทำให้เกียร์ภายในล็อคกล่องได้

3. เมื่อสร้างกล่องแล้ว คุณต้องต่อวงจร ทำตามแผนผังที่แนบมา จำไว้ว่ายิ่งคุณสร้างวงจรที่สะอาดและกะทัดรัดมากขึ้นเท่าไหร่ วงจรก็จะยิ่งพอดีกับกล่องของคุณมากขึ้นเท่านั้น เมื่อประกอบโปรแกรมและทดสอบวงจรของคุณเพื่อ 1) ตรวจสอบว่าฮาร์ดแวร์ทั้งหมดของคุณทำงาน และ 2) ตรวจสอบว่าทำงานตามที่คุณต้องการ

4. ถัดไป ออกแบบและพิมพ์เฟืองที่จำเป็นสำหรับกล่องของคุณ อาจใช้เวลาพิมพ์เล็กน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของกล่องและขนาดของวงจรของคุณ เกียร์แรกที่คุณควรเริ่มด้วยคือเกียร์สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ ซึ่งจะช่วยให้คุณวัดขนาดความสูงของเกียร์ภายในกล่องได้ มีเดือยขนาดต่างๆ แนบอยู่ในไฟล์.stl ที่จะช่วยในการหาความสูงที่ดีที่สุดสำหรับกล่องของคุณ คุณจะต้องเจาะรูที่ด้านล่างของเดือยและกาวบนสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพื่อยึดเฟืองเข้ากับสเต็ปเปอร์มอเตอร์

5. เมื่อคุณพิมพ์เฟืองทั้งหมดและประกอบวงจรแล้ว ให้ติดเฟืองเข้ากับด้านในของกล่อง ฉันใช้กาวร้อนประกอบง่าย สามารถใช้กาวหรือสกรูชนิดอื่นๆ ได้เช่นกัน เพิ่มรางนำตามความจำเป็นเพื่อให้เกียร์เข้าที่ ดังที่คุณเห็นในภาพ ตำแหน่งของเฟืองจะต้องเรียงกันโดยตรงใต้ฝากล่องที่ขอเกี่ยววางอยู่ สปริงต้องนั่งตรงใต้ขอเกี่ยว เพื่อให้ฝาเปิดขึ้นเมื่อปลดล็อคกล่อง และเฟืองรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะมีช่องเลื่อนเข้าไปในขอเกี่ยวเมื่อกล่องถูกล็อค

6. เมื่อใส่เกียร์เข้าที่แล้ว ให้ยึดวงจรของคุณไว้ในกล่อง ฉันใช้เทป เทปสีน้ำเงินในรูปภาพ สำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากทำให้ฉันปรับเปลี่ยนได้ง่ายตามต้องการ

7. ตกแต่งกล่องให้สวยงาม! ฉันเลือกใช้ไฟ LED ที่เดิมใช้เพื่อแสดงถึงการหมุนของเฟืองซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการตกแต่งทางด้านซ้ายของกล่อง ส่วนที่ดีที่สุดของโครงการนี้คือแนวคิดที่เรียบง่ายช่วยให้คุณสามารถปรับแต่งโครงการนี้ตามความต้องการของคุณเอง สามขั้นตอนถัดไปแสดงให้เห็นว่าฉันตกแต่งกล่องนี้อย่างไร

8. พิมพ์เฟืองต่างๆ ได้หลากหลาย จากนั้นพ่นสีกล่องและเกียร์ให้เข้ากับธีมที่คุณต้องการ ฉันใช้เฟืองบางส่วนเป็นลายฉลุเพื่อเพิ่มการออกแบบที่ด้านข้างหรือติดกาวสำหรับพื้นผิว ดูรายละเอียดในรูปภาพที่แนบมา

9. สำหรับหลอดไฟที่ด้านข้าง ฉันใช้หลอดไฟแบบพวงกุญแจที่สามารถไขเกลียวและนำ LED ออกได้ จากตรงนั้น ฉันสามารถทำรูสองรูที่ด้านข้างของกล่องเพื่อร้อยไฟ LED ที่ฉันต่อเข้ากับวงจรเข้ากับหลอดไฟบนฉันมีกาวติดอยู่ที่ด้านนอกของกล่อง

10. เมื่อเสร็จแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่ายังมีที่ว่างเพียงพอสำหรับใส่สิ่งของในกล่องของคุณ ฉันเลือกที่จะซ่อนวงจรภายในด้วยความรู้สึกเพื่อไม่ให้มีสิ่งกีดขวาง

ขอให้สนุกกับการตกแต่งกล่องตามที่คุณต้องการ นั่นคือส่วนที่ดีที่สุดสำหรับการประดิษฐ์! มีความสุขในการทำ!

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

เริ่มต้น

ไฟล์.ino ที่แนบมาเป็นรหัสโปรแกรมสำหรับ GOB เพื่อให้สามารถรันสิ่งนี้บน Arduino ของคุณได้อย่างถูกต้อง คุณจะต้องติดตั้งไลบรารี่สองไลบรารีที่แนบอยู่ในโฟลเดอร์ไลบรารี Arduino ของคุณด้วย โปรแกรมได้รับการแสดงความคิดเห็นเป็นอย่างดีแต่ยังมีคำอธิบายไว้ด้านล่างเพื่อความกระจ่างเพิ่มเติม รหัสนี้ต้องการความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม Arduino

ภาพรวม/คำอธิบาย

1. ห้องสมุด

มีสามไลบรารีที่ใช้ในโปรแกรมนี้ SPI, MFRC522 และ Stepper Library เนื่องจาก SPI เป็นไลบรารี Arduino เริ่มต้น ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งไลบรารีดังกล่าวในโฟลเดอร์ไลบรารี Arduino ของคุณ SPI ย่อมาจาก Serial Peripheral Interface และเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ Arduino ใช้เพื่อพูดคุยกับเซ็นเซอร์ RFID ด้วยไลบรารีนี้ เราใช้ไลบรารี MFRC522 เพื่ออ่านข้อมูลจากเซ็นเซอร์ RFID ห้องสมุดนี้มีเฉพาะสำหรับเซ็นเซอร์ และทำให้เราใช้ข้อมูลที่เซ็นเซอร์ "อ่าน" จากปุ่ม RFID ที่ใช้ในการล็อคและปลดล็อกกล่องได้ ไลบรารีสเต็ปเปอร์ทำตามเสียงทุกประการ ช่วยให้ Arduino พูดคุยกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์

2. การกำหนดตัวแปร/ การตั้งค่า

หลังจากรวมไลบรารีที่จำเป็นสำหรับฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นแล้ว พินของฮาร์ดแวร์ดังกล่าวจะต้องได้รับการกำหนด โดยพื้นฐานแล้ว Arduino จำเป็นต้องรู้ว่าหมุดตัวใดกำลังพูดกับฮาร์ดแวร์ชิ้นใด

3. วงหลัก

ก่อนอื่น สองประโยคแรกถ้าใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ RFID กำลังอ่านคีย์ RFID จากนั้นเราต้องคว้ารหัสหรือ UID ของคีย์ RFID ว่า "อ่าน" นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในครั้งแรกสำหรับลูปของฟังก์ชัน Loop() เมื่ออ่าน UID แล้ว เราจำเป็นต้องตรวจสอบเพื่อดูว่ากุญแจจะล็อกหรือปลดล็อกกล่องหรือไม่ ที่นี่โดยใช้คำสั่ง if else ฉันได้ตั้งปุ่มหนึ่งปุ่มเพื่อล็อคกล่องและอีกปุ่มหนึ่งเพื่อปลดล็อคกล่อง ตัวอย่างเช่น ถ้า UID เท่ากับ UID ที่ฉันต้องการ ให้เรียกใช้ฟังก์ชัน spinRight() หรือล็อกกล่องอื่น ให้เรียกฟังก์ชัน spinLeft() และปลดล็อกกล่อง

4. ฟังก์ชั่นปั่น

ฟังก์ชัน spinLeft() และ spinRight() ใช้เพื่อหมุนสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไปทางซ้ายหรือขวา สิ่งสำคัญในที่นี้คือเพื่อย้อนกลับทิศทางของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ หมุดสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์จะถูกย้อนกลับ