เขาวงกตควบคุมด้วยท่าทาง: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ฉันชอบเล่นกับเขาวงกตเขาวงกต ฉันต้องการควบคุมหนึ่งในเกมเขาวงกตโดยใช้ท่าทางหรือมือถือ ฉันได้รับแรงบันดาลใจในการสร้างเขาวงกตหินอ่อนนี้โดยเขาวงกตที่พิมพ์ 3 มิติของ blic19933 ควบคุมโดยอุปกรณ์ Android ของคุณ

แทนที่จะใช้โมดูลบลูทูธเพื่อการสื่อสาร ฉันกลับใช้โมดูล WiFi (ESP8266) เพื่อการสื่อสาร ข้อดีของสิ่งนี้คือ ฉันสามารถควบคุมเขาวงกตที่แปดได้โดยใช้วงดนตรีที่สวมใส่ได้หรือแอพมือถือ

ข้อดีของโครงการของฉันคืออะไร?

1. มันง่ายและง่ายต่อการสร้าง

2. ราคาถูกและต้องการชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไม่กี่ชิ้น

3.เขาวงกตแม่เหล็กที่ถอดออกได้

4. ปรับแต่งได้ง่าย

5. สนุกมากที่จะสร้างมันและเล่นกับมัน

เขาวงกตถูกควบคุมผ่านวงดนตรีที่สวมใส่ได้เช่นเดียวกับแอพ Bluetooth ที่พัฒนาโดยใช้ MIT App Inventor ข้อมูลเซ็นเซอร์ไจโรสโคปจากวงดนตรีจะถูกส่งผ่านการเชื่อมต่อ WiFi ไปยังอุปกรณ์ Wemos D1 Mini (esp8266) ซึ่งควบคุมเซอร์โวที่เอียงเขาวงกต คุณยังสามารถควบคุมเขาวงกตโดยใช้แอพ Android แอพ Android ถูกสร้างขึ้นด้วย MIT App Inventor2 แกดเจ็ตนี้ต้องการส่วนประกอบน้อยกว่า มันง่ายที่จะสร้าง

คุณสามารถดาวน์โหลดทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ได้จากลิงก์ GitHub นี้:

มาเริ่มสร้างกันเลย…!!

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วนและวัสดุ

ส่วนประกอบ

• 1x Wemos d1 มินิ
• 2x SG90s เซอร์โวมอเตอร์
• 1x ESP01
• 1x MPU6050
• 1x TP4056 โมดูลเครื่องชาร์จ LiPo
• 1x 3.7v 400mAh LiPo แบตเตอรี่
• สวิตช์สไลด์ขนาดเล็ก 1x
• 1x Fitbit band หรือสายนาฬิกา
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม 4x25 มม.
• ลูกเหล็ก 2x 5mm
• 2x สกรูยึด
• ไม้อัดไม้อัด 10ซม. X 10ซม.

ชิ้นส่วนพิมพ์ 3 มิติ

ไฟล์ STL การพิมพ์ 3 มิติมีอยู่ใน Thingiverse -

• base_plate.stl
• x_axis.stl
• y_axis.stl
• magnet_holder.stl
• magnet_holder_cover.stl
• rectagular_maze.stl
• triangular_maze.stl
• hexagonal_maze.stl
• circular_maze.stl

เครื่องมือ

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ใช้บริการออนไลน์ได้
• หัวแร้งและดีบุก
• ไขควงและคีม
• เครื่องปอกสายไฟ
• ปืนกาว
• มัลติมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 2: 3D พิมพ์ชิ้นส่วนเขาวงกตหินอ่อน

ฉันใช้ Flashforge creator pro กับหัวฉีด 0.2 มม. และการตั้งค่าปกติและด้วยการรองรับ คุณยังสามารถดาวน์โหลดไฟล์ทั้งหมดจาก Thingiverse 3d พิมพ์ชิ้นส่วนทั้งหมดและทำความสะอาดชิ้นส่วนโดยถอดส่วนรองรับ

www.thingiverse.com/thing:3484492

ขั้นตอนที่ 3: ประกอบโครงสร้าง Gimbal

มี 5 ส่วนในการสร้างโครงสร้างนี้ โครงสร้างคล้าย Gimbal ก่อนติดเซอร์โวมอเตอร์กับชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ ก่อนอื่น ให้ทดสอบเซอร์โวมอเตอร์ แล้วตั้งค่ามอเตอร์ทั้งสองไว้ที่มุม 90 องศา ตอนนี้ใช้แตรเซอร์โว 1 ด้าน 2 อันแล้วใส่ลงในสล็อตของชิ้นส่วน x_axis_motor.stl และ y_axis_motor.stl ตอนนี้ แนบส่วน y_axis_motor.stl เข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง และติดส่วน magnet_holder.stl กับเซอร์โวมอเตอร์ตัวอื่น ติดตั้งเข้ากับสล็อตและยึดเข้ากับมันโดยใช้สกรูยึด 2 ตัวที่มาพร้อมกับเซอร์โวมอเตอร์ จากนั้นแนบ y_axis_motor และเซอร์โวมอเตอร์นี้เข้ากับ x_axis_motor และ magnet_holder.stl และเซอร์โวมอเตอร์กับส่วน y_axis_motor.stl ติดมอเตอร์ทั้งสองตัวโดยใช้สกรูที่มาพร้อมกับเซอร์โวมอเตอร์ ตอนนี้ประสานสายเซอร์โวมอเตอร์เข้ากับบอร์ด Wemos

ปักหมุดการเชื่อมต่อ

เซอร์โวมอเตอร์ X = พิน D3 ของ Wemos

เซอร์โวมอเตอร์ Y = D1 พินของ Wemos

เชื่อมต่อกราวด์และพิน VCC ของเซอร์โวมอเตอร์กับพิน GND และ 5V ของบอร์ด Wemos ตามลำดับ

ตอนนี้ วางกระดาน Wemos ไว้ในส่วน base.stl ตอนนี้ปิดแผ่นฐานโดยใส่โครงสร้าง Gimbal ของเซอร์โวมอเตอร์แล้วยึดทั้งสองส่วนโดยใช้สกรูขนาด 1 นิ้ว วางโครงสร้างทั้งหมดบนแผ่นไม้แล้วยึดด้วยสกรู

ใส่แม่เหล็ก 25 มม. ในช่องของส่วน magnet_holder.stl ปิดแม่เหล็กโดยใช้ส่วน magner_holder_cover.stl ใช้กาวติด.

ตอนนี้เขาวงกตพร้อมแล้ว อัปโหลดโค้ดใน Wemos โดยใช้ Arduino IDE

ขั้นตอนที่ 4: สร้างวงดนตรีที่สวมใส่ได้

สายรัดที่สวมใส่ได้ประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

ESP01

MPU6050

TP4056 โมดูลเครื่องชาร์จ LiPo

สวิตช์สไลด์ขนาดเล็ก

แบตเตอรี่ LiPo 3.7V 400mAh

ฉันใช้บอร์ด Nodemcu เพื่อตั้งโปรแกรม ESP01 คุณสามารถใช้โมดูลโปรแกรมเมอร์อื่นเพื่อตั้งโปรแกรม ESP01 ในการตั้งโปรแกรม ESP01 ให้เชื่อมต่อ ESP01 กับบอร์ด Nodemcu ตามที่แสดงในภาพ จากนั้นเปิด Arduino IDE แล้วเลือกบอร์ดเป็น Nodemcu V1.0 แล้วเลือกพอร์ตและอัปโหลดโค้ด band.ino หลังจากอัปโหลดโค้ดแล้ว ให้ถอดหมุดส่วนหัวของ ESP01 โดยใช้หัวแร้ง ถอดหมุดส่วนหัวของเซ็นเซอร์ MPU6050 ด้วย ตอนนี้ประสานส่วนประกอบทั้งหมดตามที่แสดงในแผนภาพวงจร ติดเทปไฟฟ้าที่ด้านหลังของโมดูลทั้งหมดเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร วางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่บัดกรีแล้วในกล่องพิมพ์ 3 มิติ (wearable_band_case.stl) ติดกล่องหุ้มเข้ากับสายรัด

ขั้นตอนที่ 5: คำอธิบายโค้ด

รหัสสำหรับวงดนตรีที่สวมใส่ได้: https://github.com/siddhesh13/gesture_controlled_m…รหัสสำหรับเขาวงกต:

ฉันได้ตั้งโปรแกรมทั้งเขาวงกตและวงดนตรีโดยใช้ Arduino IDE วงดนตรีส่งค่าไจโรสโคป (ม้วนและพิทช์) ไปยังเขาวงกต สำหรับการส่งข้อมูลจะใช้โปรโตคอล UDP สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ UDP- ESP8266 ให้ไปที่หน้าเว็บนี้

เขาวงกตทำงานในโหมดจุดเข้าใช้งาน (AP) และวงดนตรีกำลังทำงานในโหมดสถานี

วงแรกจะพยายามเชื่อมต่อกับเขาวงกตซึ่งทำงานในโหมด AP (Access Point) หลังจากประสบความสำเร็จในการเชื่อมต่อกับเขาวงกตแล้ว ESP01 ในวงดนตรีจะเริ่มสื่อสารกับ mpu6050 โดยใช้โปรโตคอล I2C ขั้นแรก จะปรับเทียบเซ็นเซอร์สำหรับทิศทางปัจจุบันของเซ็นเซอร์ จากนั้นจะคำนวณมุมม้วนและพิทช์จาก MPU6050 มันคำนวณมุมทุก 4ms นั่นคือ 250 ค่าต่อวินาที จากนั้นจะส่งค่ามุมเหล่านี้ไปยังเขาวงกต ในการส่งแพ็กเก็ต UDP ต้องใช้ที่อยู่ IP และหมายเลขพอร์ตของอุปกรณ์ระยะไกลที่เป็นเขาวงกต ที่อยู่ IP ของเขาวงกตคือ "192.168.4.1" และหมายเลขพอร์ตคือ "4210" หลังจากได้รับค่ามุมจากแถบความถี่แล้ว เซอร์โวมอเตอร์บนเขาวงกตจะหมุน

ขั้นตอนที่ 6: สร้างแอป Android โดยใช้ MIT App Inventor

MIT App Inventor เป็นแพลตฟอร์มที่ดีที่สุดในการสร้างแอป Android อย่างรวดเร็ว

ฉันได้แนบไฟล์ aia และ apk แล้ว ดาวน์โหลดไฟล์ apk และติดตั้งลงในโทรศัพท์ Android ของคุณ และเริ่มเล่นกับเขาวงกต คุณยังสามารถทำการเปลี่ยนแปลงในแอปโดยใช้ไฟล์ aia เปิดไฟล์ aia ผู้ประดิษฐ์แอป MIT และทำการเปลี่ยนแปลงในแอปตามที่คุณต้องการ ฉันใช้ส่วนขยาย UDP เพื่อส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ Wemos (esp8266)

ดาวน์โหลดส่วนขยายได้จากที่นี่

แอพนี้ใช้เซ็นเซอร์ไจโรสโคปของสมาร์ทโฟนเพื่อตรวจสอบการวางแนวโทรศัพท์และส่งค่าไปยังอุปกรณ์ Wemos โดยใช้โปรโตคอล UDP ฉันกำลังทำงานกับแอพสำหรับ iOS และจะอัปโหลดไฟล์เมื่อทำเสร็จแล้ว คอยติดตาม!!!

ขั้นตอนที่ 7: ออกแบบเขาวงกต

ฉันได้ออกแบบเขาวงกตในสี่รูปร่างที่แตกต่างกัน คุณสามารถดาวน์โหลดและพิมพ์โดยใช้สีเดียวหรือหลายสีในสีใดก็ได้ที่คุณเลือก

คุณสามารถออกแบบเขาวงกตของคุณเองโดยใช้ 3D/2D Maze Generator วิธีใช้งานมีอธิบายไว้ในหน้าเว็บของพวกเขา

แต่การใช้สคริปต์นี้ คุณสามารถออกแบบเขาวงกตที่มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส/สี่เหลี่ยมผืนผ้าได้เท่านั้น

ฉันได้ออกแบบเขาวงกตโดยใช้ซอฟต์แวร์ Inkscape และ Fusion360

ขั้นแรกให้ดาวน์โหลดภาพเขาวงกตจากอินเทอร์เน็ต ดาวน์โหลดภาพขาวดำเพื่อผลลัพธ์ที่ดี จากนั้นเปิดภาพในซอฟต์แวร์ Inkscape จากนั้นแปลงรูปภาพจากรูปแบบ JPG-p.webp

ตอนนี้เปิดซอฟต์แวร์ Fusion360 แล้วคลิก InsetInsert SVG เลือกไฟล์ SVG ของเขาวงกต แล้วคลิกตกลง

คุณมีแบบร่าง 2 มิติของการออกแบบของคุณพร้อมแล้ว ตรวจสอบขนาด เช่น ความกว้าง ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และพื้นที่สำหรับลูกบอลในเขาวงกต หากไม่ถูกต้อง ให้แก้ไขใน Inkscape อีกครั้งและนำเข้าไฟล์ที่อัปเดตอีกครั้งใน Fusion360 หากขนาดทั้งหมดถูกต้อง ให้เพิ่มร่างวงกลมขนาด 26 มม. ไว้ตรงกลาง วงกลมนี้มีไว้สำหรับแม่เหล็ก ตอนนี้ขับไล่เขาวงกต รักษาความสูงของผนังไว้ที่ 5-7 มม. ความหนาของฐานคือ 3-4 มม. และรูโพรงสำหรับแม่เหล็กไว้ที่ 2 มม. หลังจากอัดไฟล์แล้วให้บันทึกไฟล์เป็น STL และสไลซ์โดยใช้ซอฟต์แวร์ตัวแบ่งส่วนข้อมูลแล้วพิมพ์ออกมา

ขั้นตอนที่ 8: มาเล่นกันเถอะ

เกมนี้ยอดเยี่ยมมาก! ใส่เขาวงกตแล้วเปิดเครื่องโดยใช้สายไมโคร USB

สวมสายรัดและเปิดเครื่อง รอ 20 วินาทีเพื่อปรับเทียบเซ็นเซอร์ ตอนนี้คุณพร้อมที่จะเล่นแล้ว

หากคุณกำลังใช้แอพเพื่อควบคุมเขาวงกต ก่อนอื่นให้เชื่อมต่อ WiFi มือถือของคุณกับเขาวงกต จากนั้นเปิดแอพและคุณก็พร้อมที่จะเล่น

หากคุณออกแบบเขาวงกตของคุณเอง อย่าลืมแชร์การออกแบบเขาวงกตของคุณ

หากคุณพบว่ามันน่าสนใจ โปรดลงคะแนนให้ฉันในการประกวดเรียบเรียง ขอบคุณที่อ่านจนจบ!

เพลิดเพลินและซ่อมแซมต่อไป