GOB: 3 шага

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

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

Предыстория правительства Беларуси

GOB расшифровывается как Gear Operated Box и представляет собой коробку, которая работает с помощью ряда передач. Этот проект был создан, как упоминалось выше, для Makercourse в Университете Южной Флориды, и это руководство покажет, что именно необходимо для воспроизведения этого проекта и в других коробках. Изображение справа от первого изображения выше - это последняя версия GOB. Ящик может быть заблокирован и разблокирован в зависимости от того, какой ключ «видит» датчик RFID, а также включает боковые светодиоды в зависимости от того, блокируется или разблокируется ящик. Посмотрите прикрепленное видео, чтобы узнать о последних функциях коробки.

Шаг 1. Расходные материалы / оборудование

Для воссоздания этого проекта вам понадобится следующее.

1. Плата Arduino Uno

2. Датчик RFID Arduino (MFRC522)

3. Шестерни - технические характеристики см. Ниже.

4. Большой родник

5. Шаговый двигатель 5 В

6. Различные светодиоды.

7. Портативное зарядное устройство USB.

8. Коробка - технические характеристики см. Ниже.

9. Я использовал следующие украшения для своей коробки:

- Аэрозольная краска (коричневый, золотой, розовое золото / медь)

- Брелок лампочки

- Различные шестерни, болты и трубопроводы, напечатанные на 3D-принтере.

Шестерни

Шестерни, используемые для механической части этой конструкции, я разработал в Fusion 360, используя их скрипт, а затем напечатал их на 3D-принтере. Первое изображение, прикрепленное здесь, показывает спецификации, которые я использовал для создания всех своих шестерен, и мне нужно было только изменить количество зубьев на каждой. На втором изображении показаны шестерни, используемые в этой коробке. Были использованы 3 круглые шестерни, а затем прямоугольная шестерня, используемая как фактический механизм блокировки, файлы.stl для этой шестерни также прилагаются. На третьем изображении показано размещение шестерен, так как вы можете видеть, что верхней передаче нужны направляющие, чтобы удерживать ее на месте, а самая большая шестерня приклеена к меньшей шестерне, что позволяет шаговому двигателю вращать все внутренние шестерни одновременно.

Коробка

Коробка, использованная для моего проекта, была сделана из 7 дюймов. x 7-дюймовые листы картона. Две тонкие полоски картона использовались для соединения крышки с основанием коробки, а затем небольшая полоска использовалась для создания крючка на крышке, позволяющего заблокировать коробку. Вы можете сделать свою коробку из любого материала, который вы предпочитаете, или использовать коробку с крышкой, уже прикрепленной с одной стороны, в любом случае крышка должна иметь крючок внутри, чтобы коробка могла быть заблокирована внутренними шестернями. Посмотрите на последние два изображения для получения более подробной информации.

Шаг 2: Сборка

1. Соберите все материалы, перечисленные в Шаге 1. Расходные материалы и оборудование.

2. Постройте коробку, как упоминалось ранее, вы можете сделать коробку из любого материала или иметь любой размер с единственной спецификацией: он должен иметь внутренний крюк, достаточно большой, чтобы внутренние шестерни могли заблокировать коробку.

3. После того, как коробка построена, вам нужно подключить цепь. Следуйте прилагаемой схеме. Помните, что чем более чистым и компактным вы сделаете схему, тем лучше она поместится в вашей коробке. После того, как соберете программу и протестируйте свою схему, чтобы 1) убедиться, что все ваше оборудование работает, и 2) убедитесь, что оно делает то, что вы хотите.

4. Далее спроектируйте и распечатайте шестеренки, необходимые для вашей коробки. Это может занять несколько отпечатков в зависимости от размера вашей коробки и размера вашей схемы. Первая шестерня, с которой вы должны начать, - это шестерня для шагового двигателя, это поможет вам измерить высоту ваших шестерен внутри коробки. К файлам.stl прилагаются дюбели разных размеров, которые помогут определить оптимальную высоту для вашего ящика. Вам нужно будет просверлить отверстие в нижней части дюбеля и приклеить его к шаговому двигателю, чтобы закрепить шестерню на шаговом двигателе.

5. После того, как вы напечатали все шестерни и собрали схему, прикрепите шестерни к внутренней части коробки. Я использовал горячий клей для облегчения сборки. Также можно использовать другие типы клея или шурупов. При необходимости добавьте направляющие, чтобы шестерни оставались на месте. Как вы можете видеть на изображениях, шестерни должны располагаться прямо под крышкой ящика, где находится крючок. Пружина должна располагаться прямо под крючком, чтобы крышка открывалась, когда ящик разблокирован, а прямоугольная шестеренка могла скользить в крюк, когда ящик должен быть заблокирован.

6. Как только шестерни будут на месте, закрепите вашу схему внутри коробки. Я использовал ленту, синюю ленту в изображениях, для этого я мог легко вносить коррективы по мере необходимости.

7. Наконец-то украсьте свою коробку! Я решил использовать светодиоды, которые изначально использовались для обозначения вращения шестеренок, как часть декора для левой стороны коробки. Лучшая часть этого проекта заключается в том, что простая концепция позволяет вам настроить этот проект под свои нужды. Следующие три шага показывают, как я украсил эту коробку.

8. Распечатайте множество различных шестеренок. Затем распылите краску на коробку и шестеренки в соответствии с темой, к которой вы стремитесь. Я использовал шестеренки в качестве трафаретов, чтобы добавить рисунки по бокам или приклеил их для текстуры, подробности см. На прилагаемых рисунках.

9. Для лампочек сбоку я использовал лампочки-брелки, которые можно было открутить и вытащить светодиоды. Оттуда я мог проделать два отверстия в боковой части коробки, чтобы вставить светодиоды, которые я подключил к цепи, в лампочки, которые я приклеил к внешней стороне коробки.

10. Когда вы закончите, убедитесь, что в коробке еще достаточно места, чтобы положить какой-либо предмет. Я решил скрыть внутренние контуры войлоком, чтобы ничто не зацепилось.

Развлекайтесь, украшая коробку, как хотите, это лучшая часть изобретательства! Удачи!

Шаг 3: Код

Начиная

Прилагаемый файл.ino представляет собой программный код для GOB. Чтобы правильно запустить это на вашем arduino, вам также необходимо установить две библиотеки, которые также прикреплены к вашей папке библиотек arduino. Программа хорошо прокомментирована, но есть также описание, приведенное ниже для дальнейших разъяснений. Эти коды требуют базового понимания программирования Arduino.

Обзор / Описание

1. Библиотеки

В этой программе используются три библиотеки SPI, MFRC522 и Stepper Library. Поскольку SPI является библиотекой arduino по умолчанию, нет необходимости устанавливать ее в папку с библиотеками arduino. SPI означает последовательный периферийный интерфейс, и это протокол последовательной связи, который arduino использует для связи с датчиком RFID. С этой библиотекой мы используем библиотеку MFRC522 для чтения данных с датчика RFID. Эта библиотека специфична для датчика и позволяет нам использовать информацию, которую датчик «считывает» из ключей RFID, используемых для блокировки и разблокировки коробки. Библиотека шаговых двигателей работает так, как звучит, она помогает Arduino взаимодействовать с шаговым двигателем.

2. Определение переменных / Настройка

После включения необходимых библиотек для требуемого оборудования необходимо определить контакты указанного оборудования. По сути, Arduino должен знать, какие контакты с какими устройствами взаимодействуют.

3. Главный цикл

Во-первых, первые два оператора if используются, чтобы убедиться, что датчик RFID считывает ключ RFID. Затем нам нужно получить код или UID ключа RFID, который «читается», это то, что происходит в первом цикле for функции Loop (). После считывания UID нам нужно проверить, собирается ли ключ заблокировать или разблокировать ящик. Здесь, используя оператор if else, я установил один ключ для блокировки ящика, а любой другой - для разблокировки ящика. Например, если UID равен UID, который я хочу, вызовите функцию spinRight () или заблокируйте поле, иначе вызовите функцию spinLeft () и разблокируйте поле.

4. Функции вращения

Функции spinLeft () и spinRight () используются для вращения шагового двигателя влево или вправо. Ключевым моментом здесь является то, что для изменения направления шагового двигателя штыри шагового двигателя меняются местами.