Scateaming Potato: 16 Steps (with Pictures)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Έργα Tinkercad »

Αυτό το διδακτικό θα σας διδάξει πώς να κάνετε ζωντανή οποιαδήποτε πατάτα, να μιλήσετε και να ουρλιάξετε για τη ζωντανή της. Αν θελήσατε ποτέ να εκπλήξετε τους φίλους και την οικογένειά σας με ένα λαχανικό που δεν θέλει να φάει, αν ποτέ θελήσατε να καταλάβετε τι αισθάνεται μια πατάτα όταν πρόκειται να ψηθεί, τότε αυτό το έργο είναι για εσάς!

Η έμπνευσή μας Όταν σκεφτόμασταν ιδέες για την πρόκληση της πατάτας, συνειδητοποιήσαμε ότι όλες οι σκέψεις μας περιστρέφονταν γύρω από το τι θα κάναμε στην πατάτα, αλλά ποτέ δεν σκεφτήκαμε τι θα σκεφτόταν η πατάτα για τις ενέργειές μας. Με άλλα λόγια, συνειδητοποιήσαμε ότι ως άνθρωποι δεν βάζαμε ποτέ τον εαυτό μας στη θέση μιας πατάτας και έτσι δεν μπορέσαμε ποτέ να κατανοήσουμε μια εμπειρία πατάτας - μέχρι τώρα. Συνειδητοποιήσαμε αμέσως, ότι αυτό το χάσμα εμπειρίας πατάτας-ανθρώπου είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, οπότε αποφασίσαμε να αναλάβουμε δράση.

Ο στόχος μας για αυτό το έργο ήταν να κατασκευάσουμε μια ηλεκτρονική συσκευή, τη λεγόμενη atoυχή της Πατάτας, που όταν τοποθετηθεί σε μια πατάτα θα κάνει την πατάτα να επικοινωνεί στην ανθρώπινη γλώσσα ως απάντηση στις ανθρώπινες ενέργειες, καθιστώντας την έτσι ανθρώπινη σχέση και κλείνοντας την πατάτα. κενό ανθρώπινης εμπειρίας.

Μια πατάτα με ψυχή πατάτας μπορεί να δει έναν άνθρωπο ανιχνεύοντας υπέρυθρο φως και να ζητήσει από τον άνθρωπο να το αφήσει ήσυχο. Η πατάτα θα ρωτάει ξανά και ξανά, μέχρι να εκπληρωθεί η επιθυμία της. Εάν κάποιος μανιακός αποφασίσει να κόψει τη φτωχή πατάτα, το Potato Soul θα του δώσει τη δυνατότητα να αισθανθεί τον πόνο ανιχνεύοντας την κοπή με έναν επαγωγικό αισθητήρα - και εκφράζοντάς τον μέσω μιας τρομακτικής κραυγής.

Κατά τη συγγραφή αυτού του διδάσκοντος, εστιάσαμε πολύ στο κομμάτι Design & Concept - αυτό θα επιτρέψει στον αναγνώστη να ακολουθήσει τη διαδικασία σχεδιασμού και επίλυσης προβλημάτων μας και να καταλάβει γιατί και πώς πήραμε συγκεκριμένες αποφάσεις.

Ο κώδικας για αυτό το έργο είναι Open Source- μπορείτε να συμβάλλετε!

Σχετικά με εμάς: Αυτό το έργο έγινε από δύο άτομα, ο φίλος μου ο haraldar και εγώ, guusto. Wereμασταν χωρισμένοι σωματικά καθ 'όλη τη διάρκεια του έργου, το οποίο ήταν μια πολύ μεγάλη πρόκληση από μόνη της. Το πιο αξιέπαινο σίγουρα πηγαίνει στον haraldar - ήταν υπεύθυνος για τον σχεδιασμό του κυκλώματος, την καλωδίωση κυκλώματος, τον προγραμματισμό, τον τελικό σχεδιασμό και την εκτύπωση των τρισδιάστατων εξαρτημάτων, τη συναρμολόγηση και την προμήθεια όλων των τμημάτων (που περιλάμβανε την αφαίρεση των ηχείων του και ένα παλιό ραδιόφωνο - εμείς είχε δυσλειτουργίες και δεν είχε χρόνο να αναδιατάξει τα εξαρτήματα στο διαδίκτυο). Η συμβολή μου ήταν η αρχική ιδέα και έννοια, η εύρεση ενός γρήγορου τρόπου για την προετοιμασία των πατατών και του Instructable. Αναπτύξαμε βασικές έννοιες σχεδιασμού και κάναμε μαζί σημαντικές επιλογές σχεδιασμού.

Προμήθειες

Εργαλεία

• Συγκολλητικό σίδερο
• Σύρμα συγκόλλησης
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Πολύμετρο

Υλικά

• Μεσαίου έως μεγάλου μεγέθους πατάτα ή γλυκοπατάτα
• Arduino Nano Rev. 3 με κολλημένες καρφίτσες
• LJ18 A3-8-Z Επαγωγικός αισθητήρας
• (2x) Αισθητήρας ανίχνευσης κίνησης AM312 Micro PIR
• Μικρό μεγάφωνο (συλλέξαμε το δικό μας από φθηνά ηχεία)
• Μπαταρία 9V
• Καλώδια βραχυκύκλωσης

Βήμα 1: Σχεδιασμός και ιδέα

Η ιδέα πίσω από αυτό το έργο είναι πολύ απλή: Φανταστείτε μια πατάτα που αντιδρά και ουρλιάζει όταν κάποιος προσπαθεί να την κόψει. Αυτή η ακριβής εικόνα ήταν το σημείο εκκίνησης μας (Εικόνα 1.1). Από εδώ, αρχίσαμε να σκεφτόμαστε πώς θα μπορούσε να εφαρμοστεί αυτή η λειτουργικότητα. Χρειαζόμασταν μια ηλεκτρονική συσκευή μέσα στην πατάτα που θα μπορούσε να αντιληφθεί την ανθρώπινη παρουσία, μεταλλικά αντικείμενα και επίσης να παράγει ήχο. (Εικόνα 1.2).

Μετά από περαιτέρω εξέταση, αναπτύξαμε τους ακόλουθους στόχους που θα έπρεπε να επιτύχει αυτή η συσκευή:

1. Η συσκευή πρέπει να κάνει μια πατάτα να φαίνεται ανθρώπινη μιλώντας και ουρλιάζοντας ως απάντηση σε ορισμένες ενέργειες.
2. Η συσκευή πρέπει να είναι αρκετά μικρή ώστε να χωράει στις περισσότερες πατάτες.
3. Η συσκευή πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στον εαυτό της και να εισάγεται γρήγορα σε οποιαδήποτε πατάτα με ελάχιστη προετοιμασία.

Φυσικά, αυτοί οι στόχοι έφτασαν με ερωτήσεις ή μάλλον προβλήματα που έπρεπε να λύσουμε, και συγκεκριμένα:

1. Ποιος είναι ο απλούστερος και οικονομικότερος τρόπος για να επιτύχουμε την επιθυμητή λειτουργικότητα;
2. Πώς μπορούμε να ελαχιστοποιήσουμε το μέγεθος της συσκευής;
3. Πώς μπορούμε να κάνουμε την παρασκευή πατάτας όσο το δυνατόν πιο γρήγορα και εύκολα;

Στα επόμενα βήματα θα εξετάσουμε αυτές τις ερωτήσεις.

Βήμα 2: Σχεδιασμός και έννοια: Πρόβλημα λειτουργικότητας - Διάγραμμα ροής

Για να λύσουμε το πρόβλημα λειτουργικότητας, θα πρέπει πρώτα να καθορίσουμε τι ακριβώς πρέπει να κάνει η συσκευή. Το διάγραμμα ροής απεικονίζει τη λογική του Potato Soul.

Βήμα 3: Σχεδιασμός και έννοια: Πρόβλημα λειτουργικότητας - Είσοδος και έξοδος

Για να λύσουμε αυτό το πρόβλημα, έπρεπε να προσδιορίσουμε ποιοι αισθητήρες χρειαζόμασταν, πώς θα επεξεργάζονταν τα δεδομένα των αισθητήρων και πώς θα δημιουργούσαμε ομιλία και κραυγές. Αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη αρχιτεκτονική:

Για τη συμβολή μας έχουμε:

Ανίχνευση ανθρώπινης παρουσίας: αισθητήρες PIR. Μπορούν να μετρήσουν υπέρυθρο φως, όπως η θερμότητα του σώματος και έτσι θα ήταν τέλεια για ανίχνευση από τον άνθρωπο. Είναι απλά στη χρήση και ευρέως διαθέσιμα. Ως μπόνους, δύο αισθητήρες micro PIR μοιάζουν με μάτια στην πατάτα και την κάνουν να φαίνεται πιο ζωντανή

Ανίχνευση κοπής: Επαγωγικοί αισθητήρες. Αυτοί οι αισθητήρες δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο και χρησιμοποιώντας την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής μπορούν να ανιχνεύσουν μεταλλικά αντικείμενα σε μικρό εύρος. Ένας τέτοιος αισθητήρας μέσα σε μια πατάτα θα ανιχνεύσει ένα μεταλλικό μαχαίρι που κόβει την πατάτα

Για την έξοδό μας έχουμε:

Παραγωγή ήχου ανθρώπινης ομιλίας: Μεγάφωνο. Ένας απλός βομβητής δεν θα ήταν αρκετός, επειδή μπορεί μόνο να αλλάξει συχνότητα και έτσι δεν θα είναι σε θέση να αναπαράγει μια ανθρώπινη φωνή

Έχοντας αυτό υπόψη και το διάγραμμα ροής, έχει ως εξής:

Επεξεργασία δεδομένων: Arduino. Όπως υποδεικνύεται στο διάγραμμα ροής στο Βήμα 2, η λογική του κυκλώματός μας είναι πολύ βασική και επίσης δεν χρειαζόμαστε κανέναν προηγμένο υπολογισμό στις εισόδους μας. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα χρειαστούμε την επεξεργαστική ισχύ ενός RaspBerry Pi - ένας κανονικός μικροελεγκτής όπως το Arduino ταιριάζει καλύτερα

Έτσι, διαπιστώσαμε ότι μπορούμε να τα βγάλουμε πέρα με δύο αισθητήρες PIR, έναν επαγωγικό αισθητήρα, ένα μεγάφωνο και ένα Arduino για να δημιουργήσουμε την επιθυμητή λειτουργικότητα.

Βήμα 4: Σχεδιασμός και έννοια: Πρόβλημα λειτουργικότητας - Δημιουργία και αποθήκευση λόγου

Ένα πράγμα δεν είναι ξεκάθαρο: Πώς θα δημιουργήσουμε ανθρώπινο λόγο και κραυγή; Ξέρουμε πώς να τα παίζουμε, αλλά πώς τα αποθηκεύουμε; Υπάρχουν δύο επιλογές:

1. Καταγράψτε φράσεις και ήχους και αποθηκεύστε τα σε κάποια μορφή ήχου σε κάρτα SD.
2. Χρησιμοποιήστε ένα πρόγραμμα Κείμενο σε ομιλία και αποθηκεύστε φράσεις σε μορφή κειμένου και, στη συνέχεια, δημιουργήστε ομιλία εν κινήσει.

Ενώ η πρώτη επιλογή προσφέρει μεγάλη ελευθερία όσον αφορά τους ήχους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν, απαιτεί διασύνδεση με μια πρόσθετη μονάδα κάρτας SD. Αυτό καταλαμβάνει πολλή μνήμη και μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα όταν υπάρχουν άλλοι τρεις ενεργοί αισθητήρες.

Επιπλέον, μια πρόσθετη μονάδα είναι σχεδόν το αντίθετο από μια ελάχιστη σχεδίαση. Γι 'αυτό προχωρήσαμε με τη δεύτερη επιλογή: Χρησιμοποιήσαμε τη βιβλιοθήκη ανοιχτού κώδικα κειμένου σε ομιλία Talkie, η οποία διαθέτει κωδικοποιητές ήχου για πολλές αγγλικές λέξεις. Αυτές οι λέξεις καταλαμβάνουν πολύ λιγότερο χώρο από ένα αρχείο ήχου, οπότε μπορούμε εύκολα να αποθηκεύσουμε πολλαπλές φράσεις στο Arduino μας χωρίς καμία κάρτα SD.

Ωστόσο, υπάρχουν μειονεκτήματα: Οι προφορικές λέξεις ακούγονται πολύ περίεργα (Το βίντεο που περιλαμβάνεται το αποδεικνύει αυτό) και υπάρχουν σχετικά λίγες λέξεις - οπότε ίσως χρειαστεί να γίνετε δημιουργικοί με τη διατύπωση, αν δεν υπάρχει μια λέξη που χρειάζεστε.

Ενώ η βιβλιοθήκη Talkie περιέχει μερικές εκατοντάδες λέξεις και όλα τα γράμματα του αλφαβήτου, δεν περιέχει κραυγές ούτε κραυγές. Για να φτιάξουμε μια τέτοια ανατριχίλα, απλά κοιτάξαμε τις υπάρχουσες λέξεις και τροποποιήσαμε τους κωδικοποιητές τους για να παράγουμε μερικούς πραγματικά τρομακτικούς ήχους.

Το τελευταίο σημαντικό πράγμα που πρέπει να σημειωθεί εδώ είναι ότι το Talkie λειτουργεί μόνο με επεξεργαστή ATMega168 ή ATMega328 με βάση το Arduinos.

Βήμα 5: Σχεδιασμός και έννοια: Επίλυση του προβλήματος μεγέθους

Για να επαναλάβουμε, θέλουμε να δημιουργήσουμε μια συσκευή που ταιριάζει μέσα σε μια πατάτα. Μια πατάτα είναι υγρή, οπότε πρέπει να ενθυλακώσουμε τη συσκευή μας για να προστατεύσουμε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα από το νερό. Επιπλέον, το κύτος που πρέπει να συγκρατεί τα εξαρτήματά μας στη θέση του και να έχει το μικρότερο δυνατό μέγεθος.

Τώρα που γνωρίζουμε ποια μέρη χρειαζόμαστε, μπορούμε να σκεφτούμε έναν συμπαγή τρόπο να τα τακτοποιήσουμε. Το πιο αποτελεσματικό και προφανές βήμα είναι η επιλογή του σωστού Arduino. Επιλέξαμε ένα μικρό, αλλά εύκολο στη χρήση και ισχυρό Arduino - το Nano, το οποίο ικανοποιεί τις απαιτήσεις της βιβλιοθήκης Talkie, καθώς διαθέτει επεξεργαστή ATMega328. Αυτό θα μας εξοικονομήσει πολύ χώρο σε σύγκριση με ένα Arduino UNO!

Το επόμενο βήμα είναι να δημιουργήσετε ένα μοντέλο της συσκευής, με όλα τα εξαρτήματα συσκευασμένα όσο το δυνατόν πιο σφιχτά. Κάναμε αυτό το βήμα στο TinkerCAD, επειδή αυτό μας επέτρεψε να χρησιμοποιήσουμε υπάρχοντα μοντέλα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στις σωστές διαστάσεις τους και να εξάγουμε και να εκτυπώσουμε αμέσως το κέλυφος όταν είναι έτοιμο.

Σχεδιάσαμε ένα κέλυφος που θα τοποθετηθεί σε μια κοίλη πατάτα. Το κέλυφος έχει σχεδιαστεί για να μεγιστοποιήσει το χώρο μέσα σε μια πατάτα: Μια κατασκευή από κάτω προς τα πάνω με σκάφος με καμπύλη κορυφή ταιριάζει ιδανικά σε μια κοίλη πατάτα, ενώ το ορθογώνιο κάτω κομμάτι παρέχει αρκετό χώρο και επιλογές τοποθέτησης για όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Πρόσθετες τρύπες στο καπάκι που μοιάζει με βάρκα χρησιμοποιήθηκαν για να λειτουργήσουν ως "υποδοχές ματιών"- ή υποδοχές αισθητήρων.

Ο επαγωγικός αισθητήρας τοποθετήθηκε διαγώνια για να μειώσει το χώρο στο απαραίτητο ύψος. Αν και το εύρος ανίχνευσής του είναι πολύ μικρό, η τοποθέτησή του του επιτρέπει να λειτουργεί σωστά: επειδή η εκσκαφή στην πατάτα είναι στρογγυλή, το πάχος του τοιχώματος της πατάτας είναι ελάχιστο, επιτρέποντας έτσι στον επαγωγικό αισθητήρα να ανιχνεύσει μέταλλο πιο κοντά στο εξωτερικό.

Αφού τοποθετήσετε το ορθογώνιο κάτω κομμάτι προς τα κάτω, η κοίλη πατάτα με το καπάκι που μοιάζει με βάρκα μέσα τοποθετείται στην κορυφή - και τώρα όλα είναι ασφαλή, ταιριάζουν απόλυτα και δεν είναι ορατά!

Το τελικό μέγεθος της συσκευής μας με κάψουλα είναι περίπου 8,5cm x 6cm x 5,5 cm (μήκος x πλάτος x ύψος). Αυτό δεν ταιριάζει στις μικρές πατάτες, αλλά οι μεσαίες και μεγάλες πατάτες και οι γλυκοπατάτες θα λειτουργήσουν καλά.

Βήμα 6: Σχεδιασμός και ιδέα: Επίλυση του προβλήματος προετοιμασίας

Το τελευταίο πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί είναι η προετοιμασία της πατάτας. Θέλαμε να κάνουμε αυτή τη διαδικασία όσο το δυνατόν πιο απλή και απλή. Η αρχική μας λύση χρησιμοποίησε μια εξειδικευμένη συσκευή ανασκαφής, αλλά αργότερα συνειδητοποιήσαμε ότι αυτό λειτουργεί μόνο για πατάτες, αλλά όχι για γλυκοπατάτες - αυτές είναι πολύ σκληρές στο εσωτερικό τους και οι πλαστικοί εκσκαφείς είναι είτε πολύ χοντροί για να τις κόψουν είτε να σπάσουν αν είναι πολύ λεπτές.

Γιατί θα χρησιμοποιούσατε ακόμη μια γλυκοπατάτα; Λοιπόν, οι γλυκοπατάτες τείνουν να είναι σημαντικά μεγαλύτερες, οπότε αν δυσκολεύεστε να βρείτε μια πατάτα αρκετά μεγάλη για το Potato Soul, θα πρέπει να ρίξετε μια ματιά στις γλυκοπατάτες. Έτσι, η δεύτερη προσέγγισή μας ήταν να αναπτύξουμε μια αποτελεσματική μέθοδο για την κοίλα κάθε πατάτας, είτε πρόκειται για γλυκοπατάτα είτε για κανονική πατάτα. Οι λεπτομέρειες τεκμηριώνονται σε ένα από τα τελευταία βήματα.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση του κυκλώματος

Συνδέστε το Arduino Nano ακριβώς όπως στο διάγραμμα κυκλώματος.

Βήμα 8: Προγραμματισμός του Arduino

Κλωνοποιήστε αυτό το αποθετήριο:

Στη συνέχεια, ανοίξτε το αρχείο potato_soul.ino στο Arduino IDE. Ο κώδικας είναι πολύ καλά τεκμηριωμένος, οπότε διαβάστε απλά τα σχόλια και ακολουθήστε τις οδηγίες εκεί.

Βήμα 9: Εκτύπωση των ανταλλακτικών

Εκτυπώστε τα συμπεριλαμβανόμενα αρχεία. STL. Ο εκτυπωτής μας χρειάστηκε περισσότερες από 3 ώρες για την παραγωγή κάθε εξαρτήματος.

Βήμα 10: Προετοιμασία της πατάτας

Τώρα που όλα τα άλλα είναι έτοιμα, ήρθε η ώρα να ετοιμάσουμε την πατάτα! Τα επόμενα βήματα θα περιγράψουν την αποτελεσματική τεχνική αποκοπής που έχουμε αναπτύξει μόνο για αυτό το έργο.

Βήμα 11: Αφαίρεση της πατάτας - Σήμανση της περιοχής

Σημειώστε την περιοχή όπου θα εισαχθεί το Potato Soul. Αυτή είναι η περιοχή που θα πρέπει να κρυφτεί.

Βήμα 12: Ξεφλουδίζουμε την πατάτα - ξεφλουδίζουμε και αφαιρούμε την κορυφή

Δερματίστε την επισημασμένη περιοχή. Στη συνέχεια, κόψτε το κυρτό κομμάτι για να ισιώσει η πατάτα.

Βήμα 13: Αδειάζοντας την πατάτα - Κάντε τομές και εξαγάγετε κομμάτια

Κάντε πολλαπλές βαθιές τομές στην πατάτα. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το μαχαίρι και το κουνάτε, μέχρι να εξαγάγετε ένα κομμάτι. Πρέπει να είστε προσεκτικοί, γιατί η υπερβολική πίεση στο μαχαίρι μπορεί να σπάσει την πατάτα. Μετά το πρώτο κομμάτι, τα υπόλοιπα θα είναι εύκολα.

Θυμηθείτε να αποθηκεύσετε τα κομμάτια! Μην πετάτε τα κομμάτια που κόβετε. Ομοίως, όταν δεν χρειάζεστε πλέον μια πατάτα που ετοιμάσατε για το Potato Soul, μπορείτε απλά να την ξεφλουδίσετε, να την κόψετε και να τη μαγειρέψετε.

Βήμα 14: Ξεφλουδίζοντας την πατάτα - τελειοποιώντας την καμπύλη

Τώρα κολλήστε ένα μεταλλικό πιρούνι στην πατάτα και κάντε την ίδια ταλαντευόμενη κίνηση για να την κοίνετε πιο βαθιά. Τέλος, χρησιμοποιήστε ένα κοφτερό κουτάλι για να εξομαλύνετε τους τοίχους.

Βήμα 15: Προετοιμασία της πατάτας - Φτιάξτε τρύπες για αισθητήρες

Ως τελευταίο βήμα, δημιουργήστε δύο οπές για τους αισθητήρες PIR και τοποθετήστε το καπάκι στην πατάτα. Τώρα η πατάτα Soul κατοικεί στην πατάτα!

Βήμα 16: Συναρμολόγηση της atoυχής Πατάτας

Τελειώσαμε σχεδόν! Συγκεντρώστε όλα τα εξαρτήματα στο κάτω μέρος της atoυχής Πατάτας. Βάλτε τα καλώδια μέσα από τις οπές των ματιών και συνδέστε τους αισθητήρες στα καλώδια - και αυτό είναι όλο. Timeρα να εκπλήξετε τους φίλους και την οικογένειά σας!

Θα χαρούμε να ακούσουμε τα σχόλιά σας για το έργο μας:)