Доски для серфинга, созданные на основе данных: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Это взято из моей дипломной работы по промышленному дизайну около года назад, так что извините, если в ней есть какие-то дыры, моя память может быть немного не в порядке. Это экспериментальный проект, и есть так много вещей, которые можно было бы сделать по-другому, не стесняйтесь, дайте мне знать.

Этот проект представляет собой систему, которая собирает данные для запуска программы по созданию досок для серфинга. Устройство, которое регистрирует показания датчиков силы во время серфинга и применяет эти данные таким образом, чтобы оптимизировать форму вашей доски для серфинга с помощью генеративного моделирования.

Что заставляет этот проект работать, так это то, что доска для серфинга представляет собой интересный объект, где сила, приложенная к верхней части объекта, имеет равную и противоположную реакцию на основание. Это означает, что если вы больше или меньше нажимаете пальцами ног или пяткой, когда поворачиваете доску для серфинга, это должно указывать на то, где ваша доска для серфинга должна иметь другую форму.

ДИЗАЙН ПОВЕРХНОСТЕЙ

Я собираюсь предположить, что не все являются экспертами в современном дизайне досок для серфинга, и я тоже не могу называть себя таковым, хотя вот мое краткое объяснение. Доски для серфинга - это транспортные средства для перемещения воды через ласты, это достигается за счет направления воды через нижнюю вогнутую поверхность и общий контур доски. Доска для серфинга может быть увеличена за счет асимметричных форм, когда вы создаете доску для серфинга, которая определяет распределение веса носка / пятки и пытается извлечь из этого выгоду. Определив, где серфер оказывает наибольшее давление, чтобы повернуть свою доску для серфинга, мы можем оптимизировать асимметричную форму для отдельного серфера.

ЭТО КОМУ

Это проект, предназначенный для серфингистов среднего и продвинутого уровней, тех, кто может получить вторую или третью доску для серфинга. На этом этапе вы начнете разрабатывать стиль, определяющий, как доска для серфинга должна работать у вас под ногами.

РЕСУРСЫ И НАВЫКИ

Данные регистрируются с помощью Arduino mini и анализируются с помощью Excel. Для моделирования доски для серфинга вам понадобится копия Rhinocerous 3D с установленным на ней Grasshopper. Чтобы на самом деле произвести доску для серфинга, вам понадобится доступ к ЧПУ, достаточно большому, чтобы фрезеровать доску для серфинга.

Шаг 1: сенсорная подкладка

ПОДКЛАДКА

Пэд - это, по сути, водонепроницаемая сумка, которая защищает сеть датчиков, позволяя вам получить доступ к Arduino и SD-карте после серфинга.

Мешок изготовлен из лайнера для пруда, который приклеивается с помощью клея ПВХ.

// Материалы //

+ вкладыш для пруда

+ клей для пвх

+ Крышка FPT

+ Мужской адаптер

+ Лента VHB

+ Стирол 3 мм

+ Двусторонняя пленочная лента

// Инструменты //

+ Резак для винила https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… или нож X-Acto

+ Паяльник

+ Линейка

ДАТЧИК

+ Резистор датчика силы (11)

+ Резистор 10 кОм (11)

+ Многожильный провод

+ Arduino mini

+ Щит регистрации данных Arduino

+ Аккумулятор

Шаг 2: Тестовая доска

// Вступление //

Чтобы правильно создать новую доску для серфинга, вам нужно начать с демонстрационной модели. Эта демонстрация воссоздается в определении кузнечика и является основой для создания формы. По этой причине вам нужно будет сделать тестовую модель, которую вы можете либо сформировать вручную, если вы достаточно хороши, либо получить CNCd. Я включил шейпер AKU. Другой вариант - использовать гиптокрипто Hayden Shapes 5'8 https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, который очень похож на базовую модель.

// Подробности //

+ Заглушка - EPS (плавает немного лучше, чем полиуретан, и немного легче. Подушечка довольно тяжелая)

+ Смола - эпоксидная смола (вероятность появления царапин немного ниже, а также ее упругость дает более точные показания датчиков, вам также необходимо использовать эпоксидную смолу при обкладке стекловолоконной заготовки из пенополистирола)

+ Стекловолокно - 4x6 (это более тяжелая работа со стеклом, чем стандартная доска для серфинга, важно, чтобы доска не получала слишком много звеньев, она и так довольно тяжелая с подушкой, и, поскольку доска немного здоровенная, она все еще может довольно хорошо плавать со всем этим стеклом)

Шаг 3: разрезание подушечки

// Вступление //

Подушка изготовлена из лайнера для пруда. Я использовал резак для винила с разделочной доской под ним, чтобы вырезать все части, но я думаю, что распечатать выкройку и вырезать ее ножом X-Acto подойдет.

// Шаги //

1. Каждый из этих разрезов нужно будет сделать с обеих сторон, как показано на рисунке.

2. Отрезки 1, 2 и 3 будут использоваться для внутренней части сенсорной панели. Основная функция этих частей - удерживать датчики в нужном месте и организовывать провода.

3. части 4 и 5 составляют сумку, в которую войдут все датчики.

4. Я также вырезал кусочки стирола, которые закрывают кожух. Теория, лежащая в основе этого, заключается в том, чтобы расширить отверстие датчиков за счет увеличения поверхности.

Шаг 4: Подключение пэда

// Вступление //

Сеть, из которой состоит этот проект, подключена к Arduino mini с экраном регистрации данных. Его можно сделать более или менее сложным, в зависимости от того, насколько точным должен быть ваш набор данных. Я остановился на 11 штырях, сделав два измерения от центра спереди и одно от краев. Это позволяет вам определить, где прикладывается давление, хотя и достаточно широкое, чтобы дать программе хорошее представление о том, как должна создаваться доска для серфинга.

// Ресурсы //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Шаги //

1. Следуйте схеме и подключите каждый из датчиков, я использовал штабелируемые заголовки https://www.sparkfun.com/products/11417, чтобы припаять каждый из датчиков, я не лучший в пайке, и это безопасный способ. чтобы не допустить плавления ваших датчиков.

2. Я также использовал макетную плату, чтобы организовать мою плату, резисторы и батарею. Это не совсем необходимо, но было приятно иметь его в красивой упаковке.

3. Я использовал двусторонний скотч, чтобы приклеить все части колодки

не обязательно использовать клей ПВХ, хотя вы можете

Шаг 5: приклеиваем подушечку

// Вступление //

Я обожаю лайнер для пруда, это действительно крутой материал, я даже не слышал о нем до того, как начал работать над этим проектом, но благодаря некоторым исследованиям пришел к выводу, что это отличный материал для создания подушки. Вкладыш для пруда - это нейлон с покрытием из ПВХ, что означает, что вы можете использовать клей для труб из ПВХ, чтобы сварить его вместе, создав полностью водонепроницаемое ограждение. Это также здорово, потому что тогда вы можете использовать его для приваривания к нему труб из ПВХ, добавляя точки доступа к Arduino.

// Шаги //

1. Чтобы сделать композит, положите все детали на нижнюю часть колодки.

2. Вы можете приклеить все части датчика, используя двусторонний скотч или клей для ПВХ.

3. Используйте фитинги из ПВХ, чтобы создать точку доступа к Arduino на верхней части площадки.

+ Есть тонкая полоска, когда слишком много клея для ПВХ делает его пузырящимся и ломким, хотя слишком маленькое количество делает склейку слабой. Вам просто нужно поэкспериментировать с некоторыми частями и понять, как это работает.

3. Когда все части высохнут, приклейте верх и низ прокладки, у вас будет один шанс сделать это, так что наберитесь терпения. Я делал это по частям и сделал две полоски клея, чтобы убедиться, что он не протечет.

+ Пад, который я построил, продержался два сеанса, прежде чем он начал ломаться, соленая вода довольно жестока.

4. Чтобы приклеить подушку к доске для серфинга, используйте ленту VHB.

+ Обязательно протрите колоду разбавителем для краски и убедитесь, что она очень чистая, прежде чем класть подушку

+ VHB-лента действительно прочная, проблем с отваливанием колодки у меня не было

Шаг 6: Программа регистрации данных Arduino

// Вступление //

Программа Arduino записывает данные из сенсорной сети на SD-карту. Включены некоторые ресурсы по форматированию и устранению неполадок SD-карт. Они могут быть немного привередливыми. Код взят из https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger и изменен для включения всех показаний датчиков.

// Ресурсы //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Код //

/* Регистратор данных SD-карты В этом примере показано, как записывать данные с трех аналоговых датчиков на SD-карту с помощью библиотеки SD. Схема: * аналоговые датчики на аналоговых входах 0, 1 и 2 * SD-карта, подключенная к шине SPI следующим образом: ** MOSI - контакт 11 ** MISO - контакт 12 ** CLK - контакт 13 ** CS - контакт 4 (для MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) создано 24 ноября 2010 г., изменено 9 апреля 2012 г. Томом Иго. Этот пример кода находится в открытом доступе. * / # include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Открытие последовательной связи и ожидание открытия порта: Serial.begin (9600); в то время как (! серийный) {; // ждем подключения последовательного порта. Требуется только для собственного USB-порта} Serial.print («Инициализация SD-карты…»); // посмотрим, присутствует ли карта и может ли она быть инициализирована: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Карта вышла из строя или отсутствует"); // больше ничего не делать: return; } Serial.println ("карта инициализирована.");} Void loop () {// создаем строку для сборки данных в журнал: String dataString = ""; // считываем данные трех датчиков и добавляем в строку: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int сенсор = analogRead (analogPin); dataString + = String (датчик); если (analogPin <2) {dataString + = ","; }} // открываем файл. обратите внимание, что одновременно может быть открыт только один файл, // поэтому вы должны закрыть этот, прежде чем открывать другой. Файл dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // если файл доступен, записываем в него: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // печать через последовательный порт: Serial.println (dataString); } // если файл не открыт, выдается сообщение об ошибке: else {Serial.println ("ошибка при открытии файла datalog.txt"); }}

Шаг 7: Сбор данных

// Вступление //

Пришло время опробовать пэд. Вставьте аккумулятор и вставьте SD-карту. Хорошая идея - протестировать программу, чтобы убедиться, что она правильно регистрирует данные, прежде чем выходить из нее. Будьте осторожны при затягивании колпачка из ПВХ, чтобы не порвать подушку, резьба довольно толстая, хотя также неплохо стереть пыль с резьбы, чтобы она была супер водонепроницаемой.

Это своего рода сумасшедший серфинг с этой площадкой, океан не всегда самый приятный, а площадка - довольно неуклюжий объект. Я собирал данные с помощью планшета два раза, и после этого я боялся, что этот планшет не протянет еще один. Вы должны быть довольно уверенно в воде и брать ее в довольно ручные дни, чтобы ее не оторвали большие волны или вы не попали в ситуацию с более тяжелой, чем обычная доска для серфинга.

Шаг 8: парсинг данных

// Вступление //

Когда вы закончите сбор данных, вставьте SD-карту в компьютер, и у вас должна появиться папка, содержащая очень длинный журнал чисел. Поскольку ведение журнала работает путем непрерывного выполнения ряда спорных показаний, вам придется скопировать журнал в таблицы Excel или Google, чтобы организовать каждый из наборов датчиков. Вам нужно будет взять среднее показание каждого датчика, чтобы подготовить его для вставки в определение кузнечика.

Это довольно легко определить, когда вы оказывали давление, потому что вы получаете совершенно другие показания, чем когда вы сидели на доске. На какое-то время он становится довольно спастичным, а затем снова становится постоянным. Времена хаоса - это то, что вы хотите … просто удалите все остальное.

Шаг 9: Создание индивидуальной доски для серфинга

// Вступление //

Для этого шага вам нужно будет немного хорошо разбираться в носорогах и кузнечиках, но это ни в коем случае не слишком продвинуто. В определении кузнечика вы заметите, что к различным точкам прикреплена группа узлов, и вам нужно будет заменить каждый из узлов соответствующими показаниями датчиков. После сбора данных и их анализа в Excel вы должны обязательно отслеживать, откуда взялось каждое из показаний, чтобы вы могли настроить модель кузнечика для надлежащего создания оптимальной формы.

// Шаги //

1. Откройте кузнечик и загрузите генеративное определение доски для серфинга.

2. Вставьте показания из журнала данных, я использовал носители для каждого показания.

3. Запеките модель в кузнечике.

+ у вас будет каркас доски для серфинга только с векторами

4. SWEEP2, используя рельсы по центральному и внешнему изгибам.

+ Это займет немного времени и терпения, вам также может потребоваться смешать поверхности, чтобы сделать все водонепроницаемым

Шаг 10: фрезерование доски для серфинга

Последний шаг - фрезерование доски для серфинга. Я использовал два пенополистирольных блока, которые я купил на домашнем складе https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-…, и склеил их друг с другом. так что он был достаточно толстым, чтобы вместить качельку и толщину доски. Я использовал Multicam 3000 с RhinoCAM. Я не специалист по ЧПУ и мне очень помогли на этом этапе, поэтому я действительно не могу дать никаких советов, кроме как попросить кого-нибудь сделать этот шаг за вас;)

Шаг 11: Заключительные мысли

На этот проект у меня ушло около года, а я закончил его почти год назад. Я показывал его как на выставке промышленного дизайна CCA, так и на выставке Maker Faire. Я надел это сейчас, потому что мне потребовалось столько времени, чтобы на самом деле посмотреть на это еще раз … Мне так надоело смотреть на это. Я надеюсь, что вы это оцените, я думаю, что этот тип исследований и работы может быть полезен в других проектах, если кто-то действительно попытается сделать это Инструктируемое, пожалуйста, дайте мне знать, что это своего рода сумасшествие, и было бы здорово увидеть, как другие люди берут на себя Это. Я думаю, что существует множество данных, которые можно собрать и использовать при создании продуктов по-новому. Я думаю, что наступала новая эра кастомизации, и вещи, которые можно сделать на заказ, такого типа быстрого прототипирования, могут войти в быстрое индивидуальное производство.

Я с радостью отвечу на любые вопросы, касающиеся процесса, теории, любых программ или дизайна досок для серфинга в целом.