АНТИДИСТРАКЦИЯ: держатель для смартфона, который помогает сосредоточиться: 7 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Наше устройство ANTiDISTRACTION предназначено для прекращения всех форм клеточного отвлечения в периоды интенсивной фокусировки. Машина действует как зарядная станция, на которой устанавливается мобильное устройство, чтобы не отвлекаться. Машина отворачивается от пользователя каждый раз, когда он тянется к телефону, и отворачивается, когда он убирает это движение. Это достигается за счет использования схемы Arduino Uno, блока питания, ультразвукового датчика и электродвигателя. Этот акт отворачивания напоминает зрителю, что его телефон не интересует ни они, ни их гедонистические занятия.

Шаг 1. Видео

Шаг 2: материалы и инструменты

Мы использовали следующие электронные компоненты. Все, кроме портативного блока питания, включены в полный комплект для начинающих Arduino Elegoo. Номера деталей указаны там, где это применимо, но нет необходимости использовать одни и те же детали.

• Шаговый двигатель 5 В, напряжение постоянного тока (номер детали: 28BYJ-48)
• Коммутационная плата для подключения шагового двигателя к плате Arduino (номер детали: ULN2003A)
• Ультразвуковой датчик (номер детали: HC-SR04)
• Плата контроллера Arduino Uno R3
• Провода Dupont между мужчинами и женщинами (10 шт.)
• Кабель USB-A - USB-B (для подключения платы Arduino к компьютеру во время загрузки кода и для подключения платы к блоку питания при работе с машиной)
• Портативный блок питания (подойдет любой блок питания с портом USB. Характеристики нашего блока питания: 7800 мАч, 28,8 Вт · ч; вход: 5 В = 1 А; двойной выход: 5 В = 2,1 А макс.)

Для постройки экстерьера мы использовали следующие материалы:

• Фанера из балтийской березы толщиной 3 мм для корпуса прототипа.
• Белое оргстекло (толщиной 3 мм) для окончательной оболочки
• Версии из дерева и оргстекла были вырезаны на лазерном резаке.
• Для сборки корпуса из оргстекла мы использовали клей BSI Plastic-Cure; его можно найти в магазинах товаров для искусства или строительных магазинах (подойдет любой другой клей, рекомендованный для пластика или оргстекла)
• Мы использовали небольшие куски древесины, вырезанной лазером, и сложили их с помощью монтажной ленты (также называемой пенопластовой лентой или креплениями для плакатов), чтобы правильно расположить компоненты внутри корпуса.

Используемое программное обеспечение:

• Arduino IDE (скачать бесплатно здесь)
• Rhino для подготовки файлов для лазерной резки (если у вас нет Rhino, вы можете использовать другую программу CAD, если она может открывать файл.3dm, или вы можете получить бесплатную пробную версию Rhino здесь)

Шаг 3: построение схемы

Соберите схему, как показано на схеме. Обратите внимание, что ультразвуковой датчик должен быть подключен к выводу 5 В на плате Arduino для правильной работы (и, следовательно, шаговый двигатель будет подключен к выводу 3,3 В).

Шаг 4: Изготовление и сборка машины

После лазерной резки первоначального прототипа из дерева мы обнаружили, что корпус слишком мал, чтобы должным образом вместить схему, и отрегулировали его перед вырезанием окончательной версии из оргстекла.

Шаг 5: Код Arduino

Загрузите код в машину с помощью Arduino IDE. Основной файл кода - "ANTiDISTRACTION_main_code.ino", прикрепленный ниже. Вам нужно будет подключить устройство к компьютеру с помощью кабеля USB, затем нажать «Загрузить». Хорошая идея - протестировать машину, пока она все еще подключена к вашему компьютеру, потому что вы можете открыть Serial Monitor в Arduino, чтобы просмотреть выходные данные, такие как расстояние до датчика. После того, как вы загрузили код, вы можете отключить устройство от компьютера и подключить его к блоку питания, чтобы сделать устройство портативным.

Значения для stepsPerRev и stepperMotor.setSpeed, возможно, потребуется отрегулировать, если вы используете другую модель шагового двигателя. Вы можете найти номер детали вашего двигателя в Интернете, чтобы найти лист данных и проверить угол шага.

Используйте прикрепленный ниже файл «ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino», чтобы проверить правильность номера шага для вашего двигателя; вы также можете использовать этот файл для вращения станка с небольшими приращениями, чтобы установить начальное положение. Запустите файл в Arduino с машиной, подключенной к вашему компьютеру, и введите целые числа в последовательном мониторе, чтобы вращать двигатель с ручным вводом. Вы можете приклеить кусок ленты к одной стороне двигателя, чтобы легче было видеть вращение, или нарисовать две точки на движущейся и статической частях двигателя соответственно, чтобы убедиться, что они совпадают, когда вы завершите полный оборот.

Шаг 6: результаты и размышления

Мы подумали о замене шагового двигателя на серводвигатель, который более мощный и может вращаться быстрее, но при этом немного меньше по размеру. Однако серводвигатели могут вращаться только в пределах 180 градусов, поэтому мы решили продолжить использование шагового двигателя, пожертвовав умеренным увеличением скорости ради возможности совершать повороты на 360 градусов.

Вырез на нижней стороне «поворотного стола» должен быть немного больше вала шагового двигателя, чтобы он подходил сверху, но это приводит к более свободной посадке и заставляет подставку для телефона вращаться меньше, чем двигатель. Если вы не планируете разбирать машину или повторно использовать шаговый двигатель для будущего проекта, вы можете повысить точность вращения, приклеив оргстекло к валу шагового двигателя.

К счастью, после сборки схема работала так, как мы ожидали, поэтому мы продолжили работу с первоначальной идеей и подходом на протяжении всего проекта.

Шаг 7: Ссылки и кредиты

Учебные пособия здесь и здесь были упомянуты для написания кода Arduino для ультразвукового датчика. Для кода, включающего шаговый двигатель, мы использовали библиотеку Stepper, доступную на веб-сайте Arduino.

Этот проект был создан Гершом Китса, Йеной Ли, Джоном Шеном и Николь Зотер для задания «Бесполезная машина» в рамках курса физических вычислений на факультете Дэниэлса Университета Торонто. Особо благодарим профессора Марию Яблонину за помощь.