กระดานโต้คลื่นที่สร้างข้อมูล: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

นี้นำมาจากวิทยานิพนธ์อาวุโสของฉันในด้านการออกแบบอุตสาหกรรมเมื่อประมาณหนึ่งปีที่แล้ว ดังนั้นขออภัยหากมีช่องโหว่ในนั้น หน่วยความจำของฉันอาจจะคลาดเคลื่อนเล็กน้อย เป็นโครงการทดลองและมีหลายสิ่งหลายอย่างที่อาจทำได้แตกต่างออกไป อย่าลังเลที่จะแจ้งให้เราทราบ

โปรเจ็กต์นี้อยู่บนระบบที่รวบรวมข้อมูลเพื่อเรียกใช้โปรแกรมสร้างกระดานโต้คลื่น อุปกรณ์ที่บันทึกการอ่านจากเซ็นเซอร์วัดแรงเมื่อคุณท่องเว็บและใช้ข้อมูลนั้นในลักษณะที่จะปรับรูปร่างของกระดานโต้คลื่นของคุณให้เหมาะสมที่สุดผ่านการสร้างแบบจำลองทั่วไป

สิ่งที่ทำให้โครงงานนี้สำเร็จคือกระดานโต้คลื่นเป็นวัตถุที่น่าสนใจซึ่งแรงที่กระทำต่อด้านบนของวัตถุมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้ามกับด้านล่าง หมายความว่าถ้าคุณกดมากหรือน้อยด้วยนิ้วเท้าหรือส้นเท้าของคุณเมื่อคุณหมุนกระดานโต้คลื่นควรกำหนดว่ากระดานโต้คลื่นของคุณจะต้องมีรูปร่างแตกต่างกันอย่างไร

การออกแบบกระดานโต้คลื่น

ฉันจะถือว่าไม่ใช่ทุกคนที่เป็นผู้เชี่ยวชาญในการออกแบบกระดานโต้คลื่นร่วมสมัย และฉันก็ไม่สามารถเรียกตัวเองว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญได้เช่นกัน แม้ว่านี่คือคำอธิบายโดยย่อของฉัน กระดานโต้คลื่นเป็นพาหนะสำหรับการเคลื่อนน้ำผ่านครีบ โดยจะทำผ่านช่องทางน้ำผ่านเว้าด้านล่างและโครงร่างโดยรวมของกระดาน กระดานโต้คลื่นสามารถขยายเกินจริงได้ด้วยรูปทรงที่ไม่สมมาตร ซึ่งคุณกำลังสร้างกระดานโต้คลื่นที่ระบุการกระจายน้ำหนักของนิ้วเท้า/ส้นเท้า และพยายามใช้ประโยชน์จากสิ่งนั้น โดยการระบุตำแหน่งที่นักเล่นกระดานโต้คลื่นใช้แรงกดมากที่สุดในการหมุนกระดานโต้คลื่น เราสามารถปรับรูปร่างที่ไม่สมมาตรสำหรับนักโต้คลื่นแต่ละคนได้

นี่ใครกันนะ

โครงการนี้เป็นโครงการสำหรับนักเล่นกระดานโต้คลื่นระดับกลางถึงระดับสูง ผู้ที่อาจได้รับกระดานโต้คลื่นที่สองหรือสาม ในขั้นตอนนี้ คุณจะเริ่มพัฒนาสไตล์ที่กำหนดว่ากระดานโต้คลื่นของคุณควรทำงานอย่างไรภายใต้ฝ่าเท้าของคุณ

ทรัพยากรและทักษะ

ข้อมูลถูกบันทึกโดยใช้ Arduino mini และแยกวิเคราะห์ด้วย excel สำหรับการสร้างแบบจำลองของกระดานโต้คลื่น คุณจะต้องมีสำเนา Rhinocerous 3D ที่มี Grasshopper ติดตั้งอยู่ ในการผลิตกระดานโต้คลื่นอย่างแท้จริง คุณจะต้องมีเครื่อง CNC ขนาดใหญ่พอที่จะกัดกระดานโต้คลื่นได้

ขั้นตอนที่ 1: แผ่นเซนเซอร์

THE PAD

แผ่นรองนั้นเป็นกระเป๋ากันน้ำที่ปกป้องเครือข่ายของเซ็นเซอร์ในขณะที่ให้คุณเข้าถึง Arduino และการ์ด SD หลังจากที่คุณท่องเว็บ

ตัวกระเป๋าทำมาจากวัสดุซับในบ่อที่ยึดติดด้วยกาวพีวีซี

// วัสดุ //

+ซับในบ่อ

+กาวพีวีซี

+ ฝา FPT

+ อแดปเตอร์ตัวผู้

+ วีเอชบีเทป

+ สไตรีน 3 มม.

+ เทปฟิล์มสองหน้า

// เครื่องมือ //

+มีดคัตเตอร์ไวนิล https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… หรือมีด X-Acto

+ หัวแร้ง

+ ไม้บรรทัด

เซ็นเซอร์

+ ตัวต้านทานเซ็นเซอร์แรง (11)

+ ตัวต้านทาน 10k โอห์ม (11)

+ ลวดควั่น

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ แบต

ขั้นตอนที่ 2: กระดานทดสอบ

// บทนำ //

ในการสร้างกระดานโต้คลื่นใหม่อย่างถูกต้อง คุณต้องเริ่มต้นด้วยแบบจำลองสาธิต การสาธิตนี้สร้างขึ้นใหม่ในคำจำกัดความของตั๊กแตนและเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างรูปร่าง ด้วยเหตุนี้คุณจึงต้องสร้างแบบจำลองการทดสอบซึ่งคุณสามารถกำหนดรูปร่างด้วยมือได้หากคุณดีพอหรือรับ CNCd ฉันรวมไฟล์ AKU shaper แล้ว อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้ 5'8 Hayden Shapes hypto-krypto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto ซึ่งค่อนข้างคล้ายกับโมเดลพื้นฐาน

// รายละเอียด //

+ Blank - EPS (ลอยได้ดีกว่า Polyurethane เล็กน้อย และเบากว่านิดหน่อย แผ่นรองค่อนข้างหนัก)

+ เรซิน - อีพ็อกซี่ (มีโอกาสน้อยที่จะดิ้นและความสปริงของมันช่วยให้เซ็นเซอร์อ่านค่าได้ดีขึ้น คุณต้องใช้อีพ็อกซี่เมื่อไฟเบอร์กลาสเป็น EPS เปล่า)

+ ไฟเบอร์กลาส - 4x6 (เป็นงานกระจกที่หนักกว่ากระดานโต้คลื่นทั่วไป ที่สำคัญคือไม่ให้กระดานชนกันมากจนเกินไป ตัวแผ่นรองค่อนข้างหนักอยู่แล้ว และเนื่องจากตัวบอร์ดจะหนักไปหน่อย ก็ยังลอยได้อยู่ดี ด้วยแก้วทั้งหมดนี้)

ขั้นตอนที่ 3: การตัดแผ่น

// บทนำ //

แผ่นรองสร้างจากซับในบ่อ ฉันใช้เครื่องตัดไวนิลที่มีเขียงอยู่ข้างใต้เพื่อตัดชิ้นส่วนทั้งหมดออก แต่ฉันคิดว่าการพิมพ์ลวดลายแล้วตัดออกด้วยมีด X-Acto จะได้ผล

// ขั้นตอน //

1. การตัดแต่ละครั้งจะต้องทำทั้งสองข้างเหมือนในภาพประกอบ

2. การตัด 1, 2 และ 3 จะใช้สำหรับด้านในของแผ่นเซ็นเซอร์ หน้าที่หลักของชิ้นส่วนเหล่านี้คือทำให้เซ็นเซอร์อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องและจัดระเบียบสายไฟ

3. ชิ้นที่ 4 และ 5 ประกอบเป็นกระเป๋าที่เซ็นเซอร์ทั้งหมดจะเข้าไป

4. ฉันยังตัดชิ้นส่วนสไตรีนที่อยู่เหนือเปลือกออกด้วย ทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังสิ่งนี้คือการขยายขอบเขตของเซ็นเซอร์โดยการเพิ่มพื้นผิว

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายไฟ Pad

// บทนำ //

เครือข่ายที่ประกอบเป็นโปรเจ็กต์นี้เชื่อมต่อกับ Arduino mini พร้อมตัวป้องกันการบันทึกข้อมูล สามารถทำให้ซับซ้อนมากขึ้นหรือน้อยลงได้ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการให้ชุดข้อมูลของคุณเป็นอย่างไร ฉันตัดสิน 11 พินโดยใช้การวัดสองครั้งจากด้านหน้าตรงกลางและอีกอันจากขอบ วิธีนี้ทำให้คุณสามารถระบุได้ว่าจะใช้แรงกดที่จุดใด แม้จะกว้าง แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้โปรแกรมมีความคิดที่ดีว่าควรสร้างกระดานโต้คลื่นอย่างไร

// ทรัพยากร //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// ขั้นตอน //

1. ทำตามแผนผังและต่อสายเซ็นเซอร์แต่ละตัว ฉันใช้ส่วนหัวแบบซ้อนได้ https://www.sparkfun.com/products/11417 เพื่อประสานเซ็นเซอร์แต่ละตัว ฉันบัดกรีไม่เก่งที่สุด และนี่เป็นวิธีที่ปลอดภัย เพื่อป้องกันการหลอมเซ็นเซอร์ของคุณ

2. ฉันยังใช้ bread board เพื่อจัดระเบียบบอร์ด ตัวต้านทาน และแบตเตอรี่ของฉันด้วย ไม่จำเป็นทั้งหมดแต่มันก็ดีที่มีไว้ในแพ็คเกจที่ดี

3. ฉันใช้เทปกาวสองหน้าติดทุกส่วนของแผ่นรอง

ไม่จำเป็นต้องใช้กาว PVC แต่อย่างใด

ขั้นตอนที่ 5: กาวแผ่น

// บทนำ //

ฉันชอบวัสดุรองพื้นในบ่อ มันเป็นอะไรที่เจ๋งมาก ฉันไม่เคยได้ยินเรื่องนี้มาก่อนเลยก่อนที่จะทำโปรเจ็กต์นี้ แต่จากการวิจัยบางชิ้นพบว่าสิ่งนี้เป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างแผ่นรอง ซับในบ่อเป็นไนลอนเคลือบ PVC ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้กาวท่อพีวีซีเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างตู้กันน้ำได้อย่างสมบูรณ์ มันยอดเยี่ยมมากเพราะคุณสามารถใช้เชื่อมท่อพีวีซีกับมันเพื่อเพิ่มจุดเชื่อมต่อให้กับ Arduino

// ขั้นตอน //

1. การทำคอมโพสิตให้วางชิ้นส่วนทั้งหมดบนแผ่นด้านล่างแผ่น

2. คุณสามารถยึดชิ้นส่วนเซ็นเซอร์ทั้งหมดได้โดยใช้เทปกาวสองหน้าหรือกาวพีวีซี

3. ใช้อุปกรณ์พีวีซีเพื่อสร้างจุดเชื่อมต่อไปยัง Arduino ที่ชิ้นส่วนแผ่นด้านบน

+ มีเส้นบางๆ เวลาทากาวพีวีซีมากเกินไปทำให้ฟองขึ้นและเปราะ แม้ว่าน้อยไปจะทำให้การยึดเกาะอ่อนแอ คุณเพียงแค่ต้องทดลองกับชิ้นส่วนบางชิ้นและทำความเข้าใจว่ามันทำงานอย่างไร

3. เมื่อชิ้นส่วนทั้งหมดแห้งสนิทที่ด้านบนและด้านล่างของแผ่นรอง คุณมีโอกาสค่อนข้างมากที่จะทำสิ่งนี้ อดทนหน่อย ฉันทำเป็นส่วนๆ และทำเส้นกาวสองเส้นเพื่อให้แน่ใจว่ามันจะไม่รั่วไหล

+ แผ่นที่ฉันสร้างกินเวลาสองช่วงก่อนที่มันจะเริ่มพังทลายน้ำเกลือค่อนข้างโหด

4. ในการยึดแผ่นกับกระดานโต้คลื่นให้ใช้เทป VHB

+ อย่าลืมเช็ดดาดฟ้าด้วยทินเนอร์สีและตรวจดูให้แน่ใจว่ามันสะอาดมากก่อนที่จะวางแผ่นรอง

+ เทป VHB แรงมาก ไม่มีปัญหาแผ่นหลุด

ขั้นตอนที่ 6: โปรแกรมบันทึกข้อมูล Arduino

// บทนำ //

โปรแกรม Arduino จะบันทึกข้อมูลจากเครือข่ายเซ็นเซอร์ไปยังการ์ด SD รวมเป็นแหล่งข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับการจัดรูปแบบและการแก้ปัญหาการ์ด SD พวกเขาสามารถจู้จี้จุกจิกเล็กน้อย รหัสนี้นำมาจาก https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger และแก้ไขเพื่อรวมการอ่านเซ็นเซอร์ทั้งหมด

// ทรัพยากร //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// รหัส //

/* เครื่องบันทึกข้อมูลการ์ด SD ตัวอย่างนี้แสดงวิธีการบันทึกข้อมูลจากเซ็นเซอร์อนาล็อกสามตัวไปยังการ์ด SD โดยใช้ไลบรารี SD วงจร: * เซ็นเซอร์แอนะล็อกบนแอนะล็อก ins 0, 1, และ 2 * การ์ด SD ที่ต่อกับบัส SPI ดังนี้ ** MOSI - พิน 11 ** MISO - พิน 12 ** CLK - พิน 13 ** CS - พิน 4 (สำหรับ MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) สร้าง 24 พฤศจิกายน 2553 แก้ไขเมื่อ 9 เมษายน 2555 โดย Tom Igoe รหัสตัวอย่างนี้เป็นสาธารณสมบัติ */#include #include const int chipSelect = 4;void setup() {// เปิดการสื่อสารแบบอนุกรมและรอให้พอร์ตเปิด: Serial.begin(9600); ในขณะที่ (!Serial) {; // รอให้พอร์ตอนุกรมเชื่อมต่อ จำเป็นสำหรับพอร์ต USB ดั้งเดิมเท่านั้น } Serial.print("กำลังเตรียมใช้งานการ์ด SD…"); // ดูว่าการ์ดมีอยู่หรือไม่และสามารถเริ่มต้นได้: if (!SD.begin(chipSelect)) { Serial.println("Card failed, or no present"); // อย่าทำอะไรมากไปกว่านี้: return; } Serial.println ("การ์ดเริ่มต้น");}void loop () { // สร้างสตริงสำหรับรวบรวมข้อมูลเพื่อบันทึก: String dataString = ""; // อ่านเซ็นเซอร์สามตัวและต่อท้ายสตริง: สำหรับ (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin < 3; analogPin ++) { เซ็นเซอร์ int = analogRead (analogPin); dataString += สตริง (เซ็นเซอร์); ถ้า (analogPin < 2) { dataString += ", "; } } // เปิดไฟล์ โปรดทราบว่าสามารถเปิดไฟล์ได้ครั้งละหนึ่งไฟล์เท่านั้น // ดังนั้น คุณต้องปิดไฟล์นี้ก่อนที่จะเปิดไฟล์อื่น ไฟล์ dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE); // หากไฟล์พร้อมใช้งาน ให้เขียนไปที่ if (dataFile) { dataFile.println(dataString); dataFile.close(); // พิมพ์ไปยังพอร์ตอนุกรมด้วย: Serial.println(dataString); } // หากไฟล์ไม่เปิดขึ้น ให้แสดงข้อผิดพลาด: else { Serial.println("ข้อผิดพลาดในการเปิด datalog.txt"); }}

ขั้นตอนที่ 7: การรวบรวมข้อมูล

// บทนำ //

ตอนนี้ถึงเวลาที่จะลองแผ่น เสียบแบตเตอรี่และใส่การ์ด SD เป็นความคิดที่ดีที่จะทดสอบโปรแกรมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบันทึกข้อมูลอย่างถูกต้องก่อนออกไปข้างนอก ระวังเมื่อขันฝา PVC ให้แน่นเพื่อไม่ให้แผ่นรองฉีกขาด เกลียวค่อนข้างแข็งแรง แม้ว่าจะเป็นความคิดที่ดีที่จะปัดฝุ่นออกจากเกลียวเพื่อให้น้ำแน่นมาก

การเล่นกระดานโต้คลื่นด้วยแพดนี้เป็นเรื่องบ้าๆ บอๆ มหาสมุทรไม่ได้อร่อยที่สุดเสมอไป และแพดก็เป็นวัตถุที่ค่อนข้างเทอะทะ ฉันรวบรวมข้อมูลโดยใช้แพดสองครั้ง และหลังจากนั้น ฉันกลัวว่าแพดจะไม่คงอยู่อีกต่อไป คุณควรมั่นใจในน้ำและเอามันออกไปในวันที่ค่อนข้างเชื่องเพื่อไม่ให้คลื่นลูกใหญ่ฉีกขาดหรือคุณตกอยู่ในสถานการณ์ที่มีกระดานโต้คลื่นที่หนักกว่ากระดานโต้คลื่นปกติ

ขั้นตอนที่ 8: การแยกวิเคราะห์ข้อมูล

// บทนำ //

เมื่อคุณรวบรวมข้อมูลเสร็จแล้ว ให้ใส่การ์ด SD ลงในคอมพิวเตอร์ และคุณควรมีโฟลเดอร์ที่มีบันทึกตัวเลขที่ยาวมาก เนื่องจากการบันทึกทำงานโดยการเรียกใช้การอ่านที่เป็นข้อโต้แย้งอย่างต่อเนื่อง คุณจะต้องคัดลอกบันทึกลงใน excel หรือ google ชีตเพื่อจัดระเบียบชุดเซ็นเซอร์แต่ละชุด คุณต้องการอ่านค่าเฉลี่ยของเซ็นเซอร์แต่ละตัวเพื่อเตรียมให้พร้อมใส่ลงในคำจำกัดความของตั๊กแตน

การระบุเวลาที่คุณใช้กดดันนั้นค่อนข้างง่าย เนื่องจากคุณได้รับค่าที่อ่านได้ต่างจากตอนที่คุณนั่งอยู่บนกระดานอย่างมาก มันจะเกร็งไปชั่วขณะหนึ่งแล้วจะกลับมาสม่ำเสมอ ช่วงเวลาแห่งความโกลาหลคือสิ่งที่คุณต้องการ… เพียงแค่ลบส่วนที่เหลือ

ขั้นตอนที่ 9: การสร้างกระดานโต้คลื่นแบบกำหนดเอง

// บทนำ //

สำหรับขั้นตอนนี้ คุณจะต้องมีความเชี่ยวชาญในแรดและตั๊กแตนในระดับที่ยังไม่ก้าวหน้าจนเกินไป ในคำจำกัดความของตั๊กแตน คุณจะสังเกตเห็นว่ามีโหนดจำนวนมากติดอยู่กับจุดต่างๆ สิ่งที่คุณต้องทำคือแทนที่แต่ละโหนดด้วยการอ่านค่าเซ็นเซอร์ที่เหมาะสม หลังจากรวบรวมข้อมูลและแยกวิเคราะห์ใน excel แล้ว คุณควรแน่ใจว่าได้ติดตามว่าการอ่านแต่ละครั้งมาจากไหน เพื่อให้คุณสามารถปรับแบบจำลองตั๊กแตนเพื่อสร้างรูปร่างที่เหมาะสมที่สุดได้อย่างเหมาะสม

// ขั้นตอน //

1. เปิดตั๊กแตนและโหลดกระดานโต้คลื่นกำเนิดdef

2. แทรกการอ่านจากบันทึกข้อมูล ฉันใช้สื่อจากการอ่านแต่ละครั้ง

3.อบโมเดลในตั๊กแตน

+ คุณจะมีกรอบของกระดานโต้คลื่นด้วยเวกเตอร์เท่านั้น

4. SWEEP2 ใช้รางตามแนวโค้งตรงกลางและด้านนอก

+ ต้องใช้เวลาและความอดทนสักหน่อย คุณอาจต้องผสมพื้นผิวเพื่อให้กันน้ำได้ทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 10: กัดกระดานโต้คลื่น

ขั้นตอนสุดท้ายคือการกัดกระดานโต้คลื่น ฉันใช้แผ่นโฟมสองก้อนที่ซื้อจากโฮมดีโป https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… และพ่นกาวเข้าด้วยกัน เพื่อให้หนาพอที่จะรองรับความหนาของตัวโยกและกระดาน ฉันใช้ Multicam 3000 โดยใช้ RhinoCAM ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญ CNC และได้รับความช่วยเหลือมากมายในขั้นตอนนี้ ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถให้คำแนะนำอื่นใดนอกจากให้คนอื่นทำขั้นตอนนี้ให้คุณได้;)

ขั้นตอนที่ 11: ความคิดสุดท้าย

โครงการนี้ใช้เวลาประมาณหนึ่งปีและฉันเสร็จสิ้นเกือบหนึ่งปี ฉันแสดงมันที่งานแสดงอาวุโสด้านการออกแบบอุตสาหกรรม CCA และ Maker Faire ฉันใส่มันที่นี่ตอนนี้เพราะฉันใช้เวลามากพอที่จะดูมันอีกครั้งจริงๆ … ฉันเบื่อที่จะดูสิ่งนี้ ฉันหวังว่าคุณจะขอบคุณมัน ฉันคิดว่าการวิจัยและงานประเภทนี้อาจมีประโยชน์ในโครงการอื่น ๆ หากใครพยายามทำตามคำแนะนำนี้จริง ๆ โปรดแจ้งให้เราทราบว่ามันบ้าและคงจะดีถ้าเห็นคนอื่นทำ มัน. ฉันคิดว่ามีข้อมูลมากมายที่สามารถบันทึกและนำไปใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์ในรูปแบบใหม่ได้ ฉันคิดว่ากำลังเข้าสู่ยุคใหม่ของการปรับแต่ง และสิ่งต่าง ๆ ที่สามารถสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วประเภทนี้ได้อาจจะเข้ามาสู่การผลิตส่วนบุคคลอย่างรวดเร็ว

ฉันยินดีที่จะตอบคำถามใดๆ เกี่ยวกับกระบวนการ ทฤษฎี โปรแกรมใดๆ หรือการออกแบบกระดานโต้คลื่นโดยทั่วไป