Спорный мыслитель: 10 шагов (с иллюстрациями)

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

Первый учебный проект Ридвана Кахрамана, Окан Баснака и Саши Кутаджара. Проводится в рамках семинара «Вычислительное проектирование и цифровое производство» магистерской программы ITECH.

Концептуальное происхождение

Идея этого проекта возникла из неорганизованного собрания, на котором 30 человек должны были передать мяч, чтобы убедиться, что только один человек говорит одновременно. Однако по-прежнему было трудно удержать такое количество людей в порядке, и мяч не всегда мешал другим разговаривать. Повязка на голову в виде шлепка решает эту проблему раз и навсегда!

Каждый, кто принимает участие в собрании, носит повязку на голову. Если у них нет мяча и они попытаются говорить, их накажут! Владение мячом - привилегия. Если вы владеете мячом, но тратите время других людей, не говоря ни слова, вы также будете наказаны!

Код настроен таким образом, чтобы допускать другие возможные модификации. Например, вы можете подсчитать, сколько раз каждого человека ударили, и использовать эту информацию, чтобы впоследствии унизить его. Счет хранится на центральном сервере, за которым вы можете следить с помощью телефона или компьютера.

Шаг 1. Необходима электроника

Вот электроника, которая вам понадобится. Обратите внимание, что указанные ниже количества предназначены для изготовления ДВУХ повязок на голову и одного мяча.

Мини-микроконтроллер WEMOS D1 x3:

Кабель Micro USB с возможностью передачи данных для связи с ноутбуком:

Звуковые датчики x2 для распознавания голоса в оголовье:

Датчик Холла x2 для считывания магнитного поля в качестве входного сигнала в руке:

Сервомотор x4 с использованием двух на оголовье:

Провода перемычки (3 м):

Мини-макет x3:

Кабели для аккумуляторов или HBridge:

Магниты x6 для считывания мяча датчиком Холла:

Светодиоды x6 для таймера шара (мы предполагаем, что вы можете найти их в любом местном хозяйственном магазине)

Резисторы 10кОм x3 (то же самое)

Шаг 2: Необходимые материалы

А вот материалы, которые вам понадобятся:

Повязка на голову x2:

Эластичная ткань / лента (1 м):

Смесь силиконовой резины (500 г), чтобы мяч выдерживал удары в случае падения во время передачи:

Тканевые перчатки x2:

Палка для шашлыка x6 и длиной не менее 12см.

Лист фанеры 2мм (900х500мм) для лазерной резки головных уборов

Картон 1мм (300x300мм) для лазерной резки ладоней

А в целях индивидуализации мы рекомендуем также приобрести краски для цветовой маркировки повязок и их пламени!

Шаг 3: Подготовка деталей

Прежде чем вы сможете приступить к сборке вещей, вам нужно будет немного порезать материал и распечатать его на 3D-принтере. Чтобы избежать проблем с моделированием всего с нуля, мы приложили файлы, подготовленные для лазерной резки и соответствующей печати, чтобы избавить вас от лишних хлопот!

Как правило, в головной повязке используется фанера для основных боковых частей и картон, чтобы делать легкие руки-шлепки.

Мячу требуется немного большей прочности, поэтому мы предложили 3D-печать в основном по этой причине.

Шаг 4: Сборка схем

Вот схемы цепей, которые будут использоваться в системе. Первый предназначен для повязки на голову, а второй - для мяча. Мы рекомендуем использовать короткие провода при подключении WEMOS к макетной плате, чтобы избежать беспорядка, показанного на фотографии оголовья!

Как видно, оголовье оснащено двумя сенсорными входами. Один из них - это звуковой датчик, который определяет, говорит ли человек или нет, а другой - датчик Холла, который определяет, находится ли мяч в руке. Эти два датчика управляют всей цепью, включая связь по Wi-Fi.

Шаг 5: Настройка кода: начало работы

Как упоминалось ранее в шаге 2: список электроники, эта установка использует Wemos D1 Mini Wifi Shield для соединения повязок с мячом. Если вы, как и мы, только начинаете использовать такие микроконтроллеры, мы настоятельно рекомендуем вам посмотреть видео по установке, приведенное ниже, чтобы начать работу в чудесной сфере беспроводной связи!

Учебное пособие по началу работы:

Обратите внимание, что пока вы ищете плату в библиотеках, D1 mini зарегистрирован в LOLIN (WEMOS) в последних обновлениях, в отличие от того, что показано в приведенной выше ссылке.

Как правило, принцип кода заключается в том, что повязка на голову отправляет информацию в зависимости от ситуации, с которой она в настоящее время сталкивается. Эти условия в первую очередь связаны с тем, находится ли мяч в руке, соответственно считывается с помощью магнитного датчика, удерживается ли мяч после определенного интервала и работает ли таймер на мяче.

Шаг 6: Настройка кода: мяч и повязка на голову

Коды, которые управляют настройкой, могут быть немного подавляющими для новичков, поверьте нам, мы тоже поначалу чувствовали это. К счастью, для вашего удобства мы загрузили сюда окончательную отлаженную версию, так что вам не придется придираться.

Код разделен на две части:

Первый - это мяч. Ball действует как сервер и, следовательно, должен быть тем, который устанавливает точку доступа. После подключения мяч продолжит сканировать сообщения от повязок о том, находится ли он в руке, чтобы запустить таймер. Затем микросхема запускает таймер, по отдельности мигая светодиодами. Вот и все.

Второй код - для повязок на голову. Каждая повязка на голову подключается к мячу как клиент с отдельным идентификатором. Он посылает мячу сигналы о том, когда мяч находится в руке пользователя с соответствующим оголовьем, и действует соответствующим образом.

При загрузке схемы и во время пробного запуска вы можете открыть Serial Monitor, чтобы проверить реакцию, когда магнит приближается к датчику эффекта Холла. Если он установлен правильно, светодиодный таймер должен сработать.

Шаг 7: Сборка оголовья

Теперь, когда схемы завершены, пора начинать строительство. Приготовьте клей, желательно быстро схватывающийся, не требующий перерывов на чай после каждого слоя.

Примечание. Возможно, вы захотите оживить повязки, покрасив различные части в разные цвета. Но не стесняйтесь также оставлять детали в необработанной деревянной отделке для более грубого вида.

1 - склейте первые 4 компонента, указанные на картинке. Маленькая деталь используется для фиксации сервопривода со стороны, близкой ко рту.

2 - Используя эластичную ткань / ремешок, отрежьте кусок примерно 12 см и вставьте в нижнюю прорезь детали. Приклейте конец, вытаскивая петлю с другой стороны, чтобы закрепить.

3 - Установите серводвигатель в пустой слот и оберните его провода на опоре для аккуратной отделки, следя за тем, чтобы концы штифтов были видны, как показано.

4 - Давайте добавим пламени! Они покроют сервопривод и завершат боковой компонент.

5 - Отрежьте одну палочку для шашлыка примерно до 12 см и прикрепите одну картонную перчатку, сложив и приклеив ее задний конец к себе. Поместите комбинированную деталь в вал сервопривода и вставьте в зазор вверху.

6 - Как только это будет сделано, прикрепите всю деталь к эластичному оголовью, приклеив другой конец к верхней петле.

Повторите шаги 1-6 для другой стороны и не забудьте отразить эту настройку.

7 - Взявшись за заднюю пластину, прикрепите еще одну резинку длиной 12 см, как было указано ранее.

8 - Прикрепите схему к пластине, как показано, убедившись, что она надежно закреплена.

9 - (Необязательно) Прикрепите еще одну резинку (20 см) вверху.

10 - Присоедините всю установку к основному головному убору, не забывая подключать провода двигателей от схемы. По сторонам, вырезанным лазером, есть специальный путь, который поможет вам направить кабели.

Теперь, когда повязка на голову готова, перейдем к мячу!

Шаг 8: сборка мяча

Мяч более простой (к счастью!):

11 - Приклейте одинаковые половинки шара друг к другу.

12 - Согните припаянные светодиоды в форме шестиугольника и прикрепите всю установку, как показано.

13 - Приклейте каждый светодиод к каждому гнезду на одной стороне шара, чтобы он оставался на месте. Осторожно поместите оставшуюся цепь поверх этой установки.

14 - Для обеих половинок шара приготовьте силиконовую смесь (половина бутылки, использованной в ссылке) и вылейте ее в форму. Мы настоятельно рекомендуем нанести на поверхность разделительный агент, например, мыло, чтобы облегчить процесс удаления. Поместите каждую деталь сверху так, чтобы она зафиксировалась на месте. Подождите 3 часа и удалите. Повторите то же самое для второй половины.

15 - Закройте обе готовые половинки с помощью вала с резьбой.

16 - Прикрепите 6-8 магнитов к внешнему ремню. Они будут считываться датчиком холла, когда мяч находится в руке.

Вуаля, мяч готов!

Шаг 9: Сборка перчатки (необязательно)

Хотя вы можете просто прикрепить датчик эффекта Холла к большому пальцу, но грубо закрепить его и протянуть провода вдоль руки до оголовья (как мы сделали в конце), вы также можете сделать дополнительный шаг и создать перчатку, чтобы дополнить общая эстетика… не стесняйтесь рисовать пламя и на этом!

17 - припаяйте перемычки к каждому из трех концов датчика Холла. Подключите их к клеммам питания, заземления и данных соответственно. Вот ссылка, чтобы проверить, чему соответствует каждый вывод.

www.theorycircuit.com/hall-effect-sensor-ar…

18 - Возьмите любую тканевую или латексную перчатку и отрежьте пальцы, которые не будут закрывать датчик. Отрежьте конец большого пальца, чтобы датчик выглядывал изнутри.

19 - Нанесите немного клея на внутреннюю часть перчатки, чтобы датчик оставался на месте.

Теперь ваше оборудование готово!

Шаг 10: Включите кругообороты и наслаждайтесь структурированными дебатами… или просто получите пощечину

Теперь, когда все настроено, просто включите батарейки на каждом из устройств и наденьте повязку на голову. Теперь, когда второй человек носит другую повязку, вы можете наслаждаться хорошо структурированными дебатами, пока таймер установлен на шаре.

Если вам нравится вести структурированные беседы, в которых никто не может прервать ход ваших мыслей, или просто бесконечно забавляет наблюдать, как бьют неосмотрительных людей, вы можете легко расширить эту систему, чтобы охватить больше пользователей. Вам понадобится больше повязок на голову, но чем больше людей присоединится к мячу, тем более наглым становится обсуждение!

Финалист конкурса Arduino Contest 2019