Ультрареалистичный симулятор серфинга: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Вы чувствуете внезапное желание заняться серфингом, но поблизости нет большого водоема? Вы боитесь глубокой и бурной воды? Или вам просто лень выйти на улицу? Тогда Ультрареалистичный симулятор серфинга - идеальное решение для вас! Это позволяет получить опыт серфинга, близкий к реальности, из любого места, которое только можно вообразить. Как система из двух частей, движение воспринимается доской и преобразуется в волновые движения океанской диорамы.

Автор проекта:

Лена Штробель, Габриэль Рихачек, Гийом Казарье

Проект проводился в рамках семинара «Вычислительное проектирование и цифровое изготовление» магистерской программы ITECH.

Шаг 1: материалы

Для создания сверхреалистичного симулятора серфинга вам потребуются следующие материалы:

Электроника:

• 2x платы Arduino (Arduino Uno)
• 2x батареи 9В
• 1x серводвигатель, например ServoMotox Reely Standard-Servo S-0090 (88 / 98N.см)
• 1x 3-осевой модуль цифрового датчика ускорения - MMA8452
• 2 модуля приемопередатчика NRF24L01
• Источник питания 6 / 7,5 В, например Вольткрафт УСПС-1000
• 2 резистора 5,1 кОм
• 1x макетная плата
• Провода перемычки

Аппаратное обеспечение:

• 2x листа оргстекла 250x500x3 мм, например Evonik
• 1x листы оргстекла 250x500x2 мм, например Evonik
• Фанерная доска 20 мм (91 * 21 см + 2x 91 * 11 см)
• 4 болта M3x15 мм
• 8 гаек M3
• 1x Ø8x20 мм алюминиевая втулка (толщиной 1 мм)
• 1x болт M6x50 мм + 2 гайки M6
• Резьбовой стержень Ø3x50 мм
• 2x шайбы Ø8 / 4мм

• Шурупы по дереву Ø5x50 мм

• Краситель Blue Water
• 1л прозрачного детского масла
• 1x тюбик Acrifix 1R 0192 (или другой прозрачный и водостойкий акриловый клей)
• Прозрачный силикон

Инструменты:

Пластилин, отвертка, дрель, лазерный резак, ленточная пила по дереву или фрезерный станок с ЧПУ, шприц на 60 мл

Шаг 2: Сборка фанерной доски для серфинга

Для вырезания доски для серфинга мы использовали ленточную пилу, так как у нас не было доступа к станку с ЧПУ. Мы нарисовали контур доски на дереве с помощью бумажного трафарета. Доску для серфинга можно собрать, склеив и / или скрутив ее.

Шаг 3: лазерная резка диорамы

Используйте следующий файл dxf для резки деталей лазерным фрезером.

Одна часть файла должна быть вырезана из оргстекла толщиной 3 мм, другая - из оргстекла толщиной 2 мм.

Используйте оргстекло хорошего качества. Опыт показал, что оргстекло низкого качества имеет тенденцию к расплыванию при контакте с акриловым клеем.

Шаг 4: Сборка диорамы

Чтобы собрать диораму:

• Начните с нижней пластины, а затем добавьте 2 короткие стороны. Подождите 5 минут, пока клей не затвердеет.
• Добавьте 2 длинные стороны и снова подождите не менее 15 минут, пока клей не затвердеет.
• Загерметизируйте все края изнутри. Продолжайте медленно, прокладывайте по одному краю за раз и дайте клею застыть (~ 15 минут для каждого края. Это предотвратит скольжение клея по вашему оргстеклу, когда вы склеиваете другие края).
• Поместите верхнюю пластину на стол и залейте клей в тех местах, где коробка будет соприкасаться (так как после этого вы не сможете запечатать ее изнутри, см. Фото)
• Дайте всей коробке застыть не менее 30 минут на прямом свете (для УФ-отверждаемого клея).
• Осторожно наполните коробку только водой с помощью шприца. Убедитесь в отсутствии утечек. Если он протекает, опорожните коробку и добавьте еще клея или силикона по краям. Повторяйте этот шаг, пока не добьетесь надлежащей гидроизоляции (даже если на это потребуется время, позже очистить воду намного проще, чем детское масло… Поверьте нам!)

Здесь также можно найти несколько интересных советов:

Шаг 5: Наполнение диорамы водой и маслом

Теперь, когда ваша коробка водонепроницаема (так ли это на самом деле?):

• Смешайте воду с голубым водным красителем.
• С помощью шприца наполните примерно 1/3 емкости цветной водой.
• Заполните коробку маслом до самого верха
• Подождите, пока исчезнут пузырьки воздуха.
• Когда все пузырьки исчезнут, убедитесь, что коробка полностью заполнена.
• Очистите внешнюю коробку жидким средством для мытья посуды.
• Закройте два отверстия прозрачным силиконом.

Шаг 6: Сборка основания диорамы и доски для серфинга

Мы разработали подключаемую плату под волновым блоком, чтобы поднять систему. Опоры могут быть вставлены в опорную пластину в направлениях x и y, чтобы нести волноводную коробку и двигатель. Основание может быть собрано согласно рисункам из ранее вырезанного оргстекла, шестерен, болтов, шайб, гаек, алюминиевой втулки и серводвигателя. Убедитесь, что шестерни расположены в шахматном порядке, и нагрузка от коробки, заполненной водой, передается не непосредственно на серводвигатель. Волновой бокс не плотно прикреплен к основанию. Он лежит на алюминиевом болте (ось наклона всей конструкции) и удерживается на месте только узкими пластинами из плексигласа. Ось наклона конструкции расположена асимметрично, чтобы направлять ее движение и предотвращать падение ящика.

Шаг 7: Подключение

Схема подключения показана на изображении. Необходимо создать две схемы: одну схему передатчика для платы и одну схему приемника для диорамы.

Установка может работать с одной платой Arduino, используя провод вместо радиопередатчика в качестве соединения между платой и диорамой.

Шаг 8: коды Arduino

Используйте прилагаемые коды Arduino. Имейте в виду, что существует два кода, по одному для каждой платы Arduino. Код передатчика считывает угол доски, преобразует угол в полезное значение и отправляет его приемнику. Код Reveriver получает эти значения и на их основе управляет серводвигателем. Коды также содержат дополнительные комментарии. Необходимо установить несколько библиотек, ссылки указаны в коде.

После того, как коды загружены на платы Arduino, выполните следующий шаг, чтобы выполнить окончательные настройки.

Шаг 9: Настройка кода передатчика

Этот шаг нужен только тогда, когда форма платы отличается от предложенной.

• Теперь вы хотите настроить параметры кода для вашей конкретной платы и конструкции.
• Как только ваш передатчик Arduino будет надежно закреплен на доске для серфинга, снова подключите Arduino к компьютеру.
• Вы хотите, чтобы Arduino считывал 90 ° при стабильном горизонтальном положении. Если значение, считываемое с помощью функции Serial. Print (angle), не равно 90 °, скорректируйте код, добавляя или вычитая несколько градусов, чтобы получить красивые и круглые 90 °.
• Как только это будет достигнуто, поверните доску на одну сторону. Вы можете определить угол поворота и вычесть максимальный угол поворота доски. Используйте это значение, чтобы настроить код в соответствии с вашими потребностями.
• Повторите этот шаг в другом направлении.
• Загрузите свой код обратно на передающую плату Arduino.

Шаг 10: Наслаждайтесь серфингом

Шаг 11: примечание на полях

Поскольку это независимая машина, человек-серфер не требуется! Система также может образовывать петлю обратной связи, в которой она запускается для увеличения колебаний.

Финалист конкурса Arduino Contest 2019