Гибкая подставка: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Flex Rest - это продукт, который призван уменьшить последствия сидячего образа жизни, который часто сопровождается работой за столом. Он состоит из подушки и подставки для ноутбука. Подушка размещается на стуле и действует как датчик давления, который определяет, когда пользователь садится. Когда пользователь не двигается в течение 55 минут, срабатывает мотор в подставке для ноутбука, и упор для рук начинает двигаться. Это напоминает пользователю, что ему нужно встать и пошевелиться в течение нескольких минут, прежде чем продолжить работу.

Материал, который вам понадобится

Для подушки, чувствительной к давлению

• Подушка 33 см x 1 см (или сделайте ее сами).
• Велостат 10 см x 2,5 см
• Медная лента 9 см x 2 см
• 4 электрических провода
• Источник батареи 5 В

Для подставки для ноутбука

• 1,2 кв.м фанера толщиной 4 мм
• Картонный переплет
• 1,5 кв.м ткань алькантара или любая другая ткань на ваш выбор
• Мягкая набивка (мы использовали хлопок 50 г)
• Два цилиндра Ø8 мм длиной 5 см

Электроника

• Версия Arduino Wifi
• 2 шнура
• Плата Node MCU WiFi
• USB A - USB C
• USB A - Micro USB
• Сервопривод FITEC FS5106R грузоподъемностью 5 кг

Программное обеспечение

• IDE Arduino
• Adobe Illustrator

Инструменты

• Лазерный резак
• Правитель
• Пила машина
• Швейная машина
• Компьютер

Шаг 1. Проектирование и изготовление гибкого и шестеренчатого фанерного стержня

В конце этого шага вы должны были создать два гибких элемента из фанеры, пять шестерен и три стойки. В первую очередь необходимо учитывать надувание и опускание упора для рук подставки для ноутбука. Это делается путем добавления определенных свойств изгиба и растяжения к фанере прямоугольной формы с помощью лазерного резака. Используя https://www.festi.info/boxes.py/, можно создавать различные шаблоны, которые увеличивают гибкость и / или растяжение фанеры. Используемый шаблон называется Shutterbox template и находится на вкладке Boxes with flex.

Как показано на рисунке выше, только на половине фанеры будет нанесен узор, а другая половина должна быть полностью сплошной.

Примечание: существует вариант альтернативы, которая может быть реализована, например с использованием воздушных компрессоров, трансформируемых материалов (которые могут быть легко изменены, например, давлением) и т. д.

Шестерни, поставляемые с сервоприводом, не всегда работают по назначению. Лазерный резак - отличный способ спроектировать и создать свои собственные шестерни. На фанере толщиной 4 мм были изготовлены шестерни двух типов. Шестерни первого типа имеют острые треугольные края. Мы построили два из них. Второй тип редуктора больше похож на руль направления, так как имеет прямоугольные края. Мы создали три из них. Оба шаблона шестеренок были нарисованы в Adobe Illustrator.

Стойки прикреплены к фанерному шнуру и необходимы для связи движения шестерен. Узор был нарисован в Adobe Illustrator.

Шаг 2: Дизайн и конструкция подставки для ноутбука

Начните с обычного картонного переплета для основания подставки для ноутбука. Следующим шагом будет лазерная резка куска фанеры на три прямоугольника, которые будут использоваться в качестве опорных боковых панелей на открытых сторонах скоросшивателя. Мы использовали высоту 6,5 см для более короткого края и 8,5 см для более высокого края. После того, как рама для корпуса ноутбука готова, пора собрать все мелкие детали внутри корпуса.

Внутри корпуса:

Внутри коробки будут следующие компоненты (показаны на картинке):

• Компоненты 1 и 2 представляют собой прямоугольные куски дерева, размещенные для стабилизации и ограничения движения стойки. Кроме того, компонент 1 будет действовать как заполнитель для сервопривода с шестерней, которая будет перемещать рейку вперед и назад. Компоненты 1 и 2 можно вырезать с помощью лазерного резака или вручную с помощью пилы.
• Компонент 3 состоит из трех прямоугольных деревянных кусков, размещенных друг на друге, чтобы предотвратить вертикальное перемещение стойки (компонент 5).
• Компонент 4 представляет собой кусок дерева цилиндрической формы, который служит подставкой для шестерни (показан с шестеренкой с правой стороны). Важно иметь цилиндрическую гладкую поверхность, чтобы шестерня могла свободно двигаться с минимальным трением.
• Компонент 6 состоит из трех небольших прямоугольных кусков дерева, равномерно распределенных, чтобы минимизировать трение и позволить фанере двигаться вперед и назад.
• Компонент 7, шестерни, всего три. Они сделаны путем склеивания двух шестеренок разного типа.

Примечание: сборку и размещение этих компонентов можно производить в любом порядке.

Последний шаг - прикрепить шестерни к цилиндрам и прикрепить стойки к фанерному прогибу и прикрепить их к коробке.

Шаг 3: Изготовление датчика давления из Велостата

1. Отрежьте велостат до подходящего размера. Вырезаем прямоугольник 10х2,5 см.
2. Приклейте медную ленту к обеим сторонам велостата и убедитесь, что лента находится примерно в одном и том же месте с обеих сторон.
3. Подключите электрический провод к медной ленте с обеих сторон и убедитесь, что он достаточно длинный.
4. Подключите один из проводов к розетке 5 В. Другой подключите к резистору, а аналоговый вход - к NodeMcu. Сопротивление резистора может варьироваться от случая к случаю, но в нашем случае резистор 4,7 кОм был достаточно хорош, чтобы получить результат. Подключите резистор к земле.
5. Убедитесь, что все части работают вместе, запустив код arduino PressureSensor.ino.
6. Когда правильный резистор будет найден и все заработает, спаяйте все вместе.

Шаг 4: Заставляем электронику работать

Электроника состоит из платы Node MCU и Arduino WiFi rev2. В них есть встроенные компоненты Wi-Fi, которые обеспечивают простую связь по Wi-Fi без дополнительной электроники. Однако эти платы должны быть запрограммированы на возможность связи через Wi-Fi. Мы решили позволить Node MCU обрабатывать только аналоговый вход и преобразовывать его в значение, которое принимает истинное или ложное значение. Истина указывает на то, что датчик давления и узел MCU зарегистрировали кого-то, сидящего на подушке, а ложь - наоборот. Затем Arduino WiFi rev2 должен получить логическое значение и управлять двигателем в соответствии со значением, то есть отправлять управляющие сигналы на сервопривод.

Была написана тестовая программа для управления сервоприводом под названием Servo.ino. Была написана тестовая программа для отправки данных по Wi-Fi под названием Client.ino и Server.ino. Обратите внимание, что сервер предназначен для Node MCU и должен быть запущен полностью (до тех пор, пока сообщение «Server Stared» не будет записано на последовательный порт) перед запуском клиента. Наконец объедините программы по своему вкусу.

Красный, синий и желтый шнуры подключаются к серводвигателю. Панель управления используется для перемещения сервопривода вперед и назад. Программа Servo.ino перемещает двигатель в течение определенного времени при каждом нажатии кнопки.