Cap It: Интерактивный сортировщик пробок для бутылок: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse 2018 в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

Время от времени я с удовольствием возвращаюсь домой и выпиваю немного пива, чтобы расслабиться после долгого дня жизни. К сожалению, крышки от бутылок начали скапливаться, и я решил, что нужно что-то делать, чтобы это исправить. Вот почему я создал этот совершенно нелепый, но полусмысленный сортировщик пробок от бутылок. Теперь я знаю, о чем вы думаете: «Не могли бы вы выбросить пробки от бутылок?» Или «Неужели крышки от бутылок не собираются накапливаться, несмотря ни на что?». Ну… да, но я хотел поближе познакомиться с Arduino, и это дало мне повод и мотивацию сделать это !!!

И кто бы не хотел, чтобы один из них был в их собственном ManCave или SheShed?!?!

В этом руководстве я покажу вам шаг за шагом, как я создал это липкое и бесполезное устройство!

(Пожалуйста, пейте ответственно)

Если у вас есть какие-либо вопросы об этой сборке или вам нужна помощь в устранении неполадок, оставьте комментарий ниже, и я буду рад вам помочь!

Шаг 1: Сбор деталей

Аппаратное обеспечение для схемотехники

Для сборки этого устройства вам понадобятся следующие детали. Некоторые из них не являются обязательными, поскольку они делают конструкцию более прочной.

Не волнуйтесь, я дам ссылки на продукты, которые я купил на Amazon.com. Но посмотрите, что вы можете выбросить из своей сломанной / старой электроники в доме!

• Arduino Uno R3 ……………………………………………… 16,90 $
• Датчик цвета TCS230 / TCS2300 ……………………. $ 9,99
• ЖК-экран IIC 1602 с модулем I2C …………………. $ 7,59 Убедитесь, что на нем есть модуль I2C !!!
• Сервопривод SG90 9G ……………………………………………. $ 12,99 (упаковка из 6 штук). Лучше покупать их оптом, так как вы используете их для всего, и по отдельности они дороги.
• Стерео прямоугольный штекер 3,5 мм для неизолированного провода …….. $ 5.92 Вероятно, вы можете найти старый аудиокабель в доме!
• Провода, MM, MF, FF …………………………………………. $ 6,98
• Винтовой экран для Arduino Uno R3 …………………….. $ 9.98 (Необязательно, я не хотел, чтобы моя проводка случайно выпала)
• Модуль чтения карт MicroSD ………………………… 8,29 $
• (5 упаковок, покупка отдельной единицы дешевле на ~ 2 доллара)
• Карта MicroSD (подойдет любой размер, подробнее о форматировании я расскажу ниже)
• Любой активный динамик с входным разъемом

Программное обеспечение

Arduino IDE (скачать здесь)

Разное

• Кусачки / ножницы
• Ручной Dremel или наждачная бумага зернистостью 220
• Тепловая пушка
• Отвертка с головкой Philips
• Плоская отвертка
• Горячий клей-пистолет (для умных и ленивых)

Шаг 2: создание бутылки

Быстрая заметка

Первоначально корпус должен был быть простой коробкой, похожей на сортировщик цвета, который HowToMechatronics построил для одного из своих проектов. Однако однажды ночью, лежа в постели, я подумал, что у меня есть инструменты и знания, чтобы делать больше! К счастью, в Университете Южной Флориды у нас есть лаборатория 3D-печати, доступная для студентов, и печать, по сути, является платной. Это дает нам свободу выполнять 3D-печать по нашему желанию с минимальными затратами для нас. Вскоре после этого у меня возникла общая идея создать дизайн бутылки, который вы сможете увидеть в готовом продукте!

ПРИМЕЧАНИЕ. Теперь вы, вероятно, возненавидите меня, но для того, чтобы сохранить некоторую оригинальность моего творения, я не буду публиковать файлы САПР для бутылки, стержня или Decider. Я искренне верю, что творчество, воображение, а также изобретательность - очень важные навыки, которые нужно развивать и молодым, и старым умам и продолжать расти. Тем не менее, не стесняйтесь работать с изображениями, которые я публикую, и создавать свою собственную версию (это действительно не так уж сложно)! Кроме того, если вы впервые моделируете что-то в этом роде, я настоятельно не рекомендую 3D-печать вашего дизайна! (Ошибки в проекте с таким большим отпечатком могут быть очень дорогостоящими для перепечатки!) Хотя он не будет выглядеть так кричащим, пенопласт - гораздо более щадящий материал для начала. См. Этот пример проекта, созданного HowToMechatronics.

Ключевые соображения по дизайну

Изначально бутылка была разработана для того, чтобы пользователь мог открывать бутылку и вставлять крышку в механизм одним плавным движением (обратите внимание на конструкцию с открытым горлышком). Вал должен был быть достаточно широким, чтобы крышка от бутылки могла легко скользить вниз, быстро, но контролируемо, чтобы позволить Решающему захватить крышку.

Вал также был спроектирован так, чтобы его можно было интегрировать в бутылку с помощью насечек. Это огромное преимущество перед приклеиванием на место, так как точность имеет первостепенное значение для такого устройства. Модуль датчика цвета TCS3200 также учитывался при проектировании вала. Поскольку на валу есть место для привинчивания датчика цвета, расстояние от Decider до датчика цвета оставалось постоянным, что позволяло точно и последовательно считывать цвет крышек бутылок.

Решающий элемент должен был быть напечатан черным, чтобы помочь в точности датчика цвета, так как любой другой цвет помешал бы считыванию, если бы датчик цвета был немного за пределами своей отметки или колпачок сидел в Решающем устройстве в неудобном положении.

О слоте возврата на самом деле думали позже. Прежде чем отправить дизайн на печать, я понял, что калибровка устройства будет утомительным занятием, особенно если мне придется наклонять бутылку вверх дном после каждого чтения.

Мой дизайн не был идеальным

Как бы мне ни хотелось насладиться триумфом этого проекта, это не всегда была прогулка по парку. Я никогда не умел переносить свои 3D-отпечатки. На самом деле, я вообще не терплю своих отпечатков. Я добавляю дополнительные оболочки (4 вместо 2 по умолчанию) в свой профиль печати. Я предпочитаю начинать утомительный процесс шлифовки, чтобы с самого начала собрать детали вместе.

Шаг 3: Подключите все

Аспект проводки в этой сборке довольно прост, просто следуйте схеме Fritzing, и все будет хорошо! Как и в большинстве проектов Arduino, если один провод неверен, скорее всего, эта схема не будет работать должным образом!

Чтобы убедиться, что вся схема исправна, я настоятельно рекомендую подключать каждый компонент по одному и проверять правильность их работы, используя примеры, которые я опубликовал выше.

Шаг 4: Код

Если вы новичок в Arduino, это БУДЕТ ошеломляющим! Но терпите меня, чтобы сделать это как можно проще, я буду разбивать свой код с комментариями, а также показывать вам, где я нашел примеры кодов, которые я использовал для создания своего основного кода. Помните, в начале этого проекта я тоже понятия не имел, что делаю. Хорошее начало - взглянуть на блок-схему решения, чтобы понять, какова цель программы, затем попытаться разбить мой код, а когда вы потеряетесь, посмотрите примеры, на которых я построил свой код.

Библиотеки для загрузки (Нажмите здесь, чтобы узнать, как установить библиотеки на Arduino)

1. ServoTimer2 - сервоприводы используют Timer2, поскольку Wav-плеер использует таймер 1
2. LiquidCrystal_I2C
3. Библиотека для модуля чтения SD-карт
4. TMRpcm (Библиотека проигрывателя Wav / Mp3)

Ключевые концепции кода (ниже приведены коды, которые я использовал для создания своего мастер-кода)

1. Датчик цвета
2. ЖК-экран (строки 24-33)
3. Сервопривод (Файл -> Примеры -> ServoTimer2 -> Развертка)
4. Модуль SD-карты (Файл -> Примеры -> SD -> CardInfo)
5. Wav Player (Файл -> Примеры ->)

Мастер-код

Сделайте глубокий вдох и просмотрите мой опубликованный код и прилегающие к ним комментарии построчно, чтобы почувствовать, что происходит, когда Arduino работает через код.

Вскоре я опубликую подробный видео-обзор своего кода.

Шаг 5: Форматирование SD-карты в FAT32

Поэтому для правильной работы Arduino с картой Micro SD карта памяти должна быть отформатирована в FAT32. Для SD-карт размером менее 32 ГБ это не проблема, и их легко преобразовать из формата exFAT по умолчанию в FAT32.

Однако, если вы, как я, видели карту Micro SD на 64 ГБ на Amazon за 13 долларов и не могли не купить ее. Решение по-прежнему довольно быстрое и безболезненное.

Перейдите на https://www.ridgecrop.demon.co.uk/index.htm?fat32format.htm и загрузите "fat32format". НЕ нажимайте на большие зеленые кнопки. Сам файл безопасен, я проверил его на вирусы, и вы тоже можете, однако, если вы нажмете зеленую кнопку, не говорите, что я вас не предупреждал!

Кроме того, убедитесь, что вы выбрали правильный диск, на котором находится ваша SD-карта. Вы не хотите форматировать неправильный, хотя я умеренно уверен, что программа не допустит этого.

Это все, что нужно! Теперь ваша SD-карта готова к использованию с Arduino!

Шаг 6: Wav-плеер

Чтобы ваша программа могла успешно вызывать ваши аудиофайлы. Wav с недавно отформатированной карты Micro SD, ваши файлы MP3 должны быть преобразованы в соответствующий аудиоформат. Wav.

Перейдите на https://audio.online-convert.com/convert-to-wav и просто следуйте инструкциям, показанным на изображении ниже.

Установите битовое разрешение на 8 бит, установите частоту дискретизации на 16000 Гц, измените аудиоканал на моно, измените формат PCM на PCM 8 бит, без знака

Затем, как только у вас будут загружены файлы. Wav, просто поместите их в основную папку, расположенную на вашей SD-карте. Запомните точные имена файлов, поскольку вы будете вызывать их позже в своем коде!