ΑΝΤΙΔΙΑΚΡΙΣΗ: Η θήκη Smartphone που σας βοηθά να εστιάσετε: 7 βήματα (με εικόνες)

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

Η συσκευή μας ANTiDISTRACTION στοχεύει στον τερματισμό όλων των μορφών κυτταρικής απόσπασης προσοχής κατά τη διάρκεια περιόδων έντονης εστίασης. Το μηχάνημα λειτουργεί ως σταθμός φόρτισης πάνω στον οποίο είναι τοποθετημένη μια κινητή συσκευή προκειμένου να διευκολύνει ένα περιβάλλον χωρίς περισπασμούς. Το μηχάνημα απομακρύνεται από τον χρήστη κάθε φορά που πιάνει το τηλέφωνό του και γυρίζει πίσω όταν αποσύρει αυτήν την κίνηση. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός κυκλώματος Arduino Uno, μιας μονάδας τροφοδοσίας, ενός αισθητήρα υπερήχων και ενός ηλεκτροκινητήρα. Αυτή η πράξη της στροφής υπενθυμίζει στον θεατή ότι το τηλέφωνό του δεν ενδιαφέρεται για αυτούς ή για τις ηδονιστικές του αναζητήσεις.

Βήμα 1: Βίντεο

Βήμα 2: Υλικά και εργαλεία

Χρησιμοποιήσαμε τα ακόλουθα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Όλα εκτός από τη φορητή τράπεζα ισχύος περιλαμβάνονται στο Elegoo's Complete Arduino Starter Kit. Οι αριθμοί ανταλλακτικών περιλαμβάνονται όπου απαιτείται, αλλά δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε τα ίδια ακριβώς μέρη.

• Βηματικός κινητήρας 5V, τάση DC (αριθμός εξαρτήματος: 28BYJ-48)
• Πίνακας διαρροής για σύνδεση του βηματικού κινητήρα με την πλακέτα Arduino (αριθμός ανταλλακτικού: ULN2003A)
• Αισθητήρας υπερήχων (αριθμός εξαρτήματος: HC-SR04)
• Πλακέτα ελεγκτή Arduino Uno R3
• Καλώδια Dupont από γυναίκα σε αρσενικό (x10)
• Καλώδιο USB-A σε USB-B (για να συνδέσετε την πλακέτα Arduino σε υπολογιστή κατά τη μεταφόρτωση του κωδικού και να συνδέσετε την πλακέτα στην τράπεζα ισχύος κατά τη λειτουργία του μηχανήματος)
• Φορητή τράπεζα ισχύος (Οποιαδήποτε τράπεζα τροφοδοσίας με θύρα USB θα λειτουργήσει. Οι προδιαγραφές της τράπεζάς μας είναι: 7800mAh 28,8Wh, Είσοδος: 5V = 1A, Διπλή έξοδος: 5V = 2,1A Max)

Χρησιμοποιήσαμε τα ακόλουθα υλικά για την κατασκευή του εξωτερικού χώρου:

• Κόντρα πλακέ σημύδας της Βαλτικής (πάχους 3 mm) για το πρωτότυπο περίβλημα
• Λευκό πλεξιγκλάς (πάχους 3 mm) για το τελικό περίβλημα
• Οι εκδόσεις ξύλου και πλεξιγκλάς κόπηκαν και οι δύο σε κόφτη λέιζερ
• Χρησιμοποιήσαμε κόλλα BSI Plastic-Cure για να συναρμολογήσουμε το περίβλημα του πλεξιγκλάς. μπορεί να βρεθεί σε καταστήματα ειδών τέχνης ή καταστήματα υλικού (οποιαδήποτε άλλη κόλλα που συνιστάται για πλαστικό ή πλεξιγκλάς θα είναι επίσης κατάλληλη)
• Χρησιμοποιήσαμε μικρά κομμάτια ξύλου κομμένα με λέιζερ και τα στοιβάξαμε με ταινία στερέωσης (που ονομάζεται επίσης ταινία αφρού ή βάσεις για αφίσες) για να τοποθετήσουμε σωστά τα εξαρτήματα στο εσωτερικό της θήκης

Λογισμικό που χρησιμοποιείται:

• Arduino IDE (κατεβάστε δωρεάν εδώ)
• Ρινόκερος για την προετοιμασία των αρχείων για κοπή με λέιζερ (εάν δεν έχετε Ρινόκερο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαφορετικό πρόγραμμα CAD αρκεί να ανοίξει το αρχείο.3dm ή μπορείτε να λάβετε δωρεάν δοκιμή του Ρινόκερου εδώ)

Βήμα 3: Δημιουργία κυκλώματος

Συναρμολογήστε το κύκλωμα όπως φαίνεται στο διάγραμμα. Σημειώστε ότι ο αισθητήρας υπερήχων πρέπει να συνδεθεί με τον πείρο 5V στην πλακέτα Arduino για να λειτουργήσει σωστά (και επομένως ο βηματικός κινητήρας θα συνδεθεί με τον πείρο των 3.3V).

Βήμα 4: Κατασκευή και συναρμολόγηση του μηχανήματος

Μετά την κοπή με λέιζερ του αρχικού πρωτοτύπου από ξύλο, διαπιστώσαμε ότι το περίβλημα ήταν πολύ μικρό για να περιέχει σωστά το κύκλωμα και το προσαρμόσαμε πριν κόψουμε την τελική έκδοση σε πλεξιγκλάς.

Βήμα 5: Κωδικός Arduino

Ανεβάστε τον κωδικό στο μηχάνημα χρησιμοποιώντας το Arduino IDE. Το κύριο αρχείο κώδικα είναι "ANTiDISTRACTION_main_code.ino", που επισυνάπτεται παρακάτω. Θα χρειαστεί να συνδέσετε το μηχάνημα στον υπολογιστή σας με το καλώδιο USB και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στην επιλογή "Μεταφόρτωση". Είναι καλή ιδέα να δοκιμάσετε το μηχάνημα ενώ είναι ακόμα συνδεδεμένο στον υπολογιστή σας, επειδή μπορείτε να ανοίξετε το Serial Monitor στο Arduino για να δείτε έξοδο όπως η απόσταση από τον αισθητήρα. Αφού ανεβάσετε τον κωδικό, μπορείτε να αποσυνδέσετε το μηχάνημα από τον υπολογιστή σας και να το συνδέσετε σε τράπεζα τροφοδοσίας για να το κάνετε φορητό.

Οι τιμές για τα βήματαPerRev και stepperMotor.setSpeed μπορεί να χρειαστεί να προσαρμοστούν εάν χρησιμοποιείτε διαφορετικό μοντέλο βηματικού κινητήρα. Μπορείτε να αναζητήσετε τον αριθμό εξαρτήματος του κινητήρα σας online για να βρείτε το φύλλο δεδομένων και να ελέγξετε τη γωνία βημάτων.

Χρησιμοποιήστε το αρχείο "ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino" που επισυνάπτεται παρακάτω για να ελέγξετε εάν ο αριθμός βημάτων είναι σωστός για τον κινητήρα σας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτό το αρχείο για να περιστρέψετε το μηχάνημα σε μικρά βήματα για να ρυθμίσετε την αρχική θέση. Εκτελέστε το αρχείο στο Arduino με το μηχάνημα συνδεδεμένο στον υπολογιστή σας και πληκτρολογήστε ακέραιους αριθμούς στη σειριακή οθόνη για να περιστρέψετε τον κινητήρα σας με χειροκίνητη είσοδο. Μπορεί να θέλετε να κολλήσετε ένα κομμάτι ταινίας στη μία πλευρά του κινητήρα για να δείτε την περιστροφή πιο εύκολα ή να σχεδιάσετε δύο κουκκίδες στα κινούμενα και στατικά μέρη του κινητήρα αντίστοιχα, για να βεβαιωθείτε ότι ευθυγραμμίζονται όταν ολοκληρώσετε μια πλήρη στροφή.

Βήμα 6: Αποτελέσματα και προβληματισμός

Εξετάσαμε την αντικατάσταση του βηματικού κινητήρα με σερβοκινητήρα, ο οποίος είναι πιο ισχυρός και μπορεί να στρίψει γρηγορότερα ενώ είναι ελαφρώς μικρότερος. Ωστόσο, οι σερβοκινητήρες μπορούν να περιστρέφονται μόνο σε μια περιοχή 180 μοιρών, οπότε αποφασίσαμε να συνεχίσουμε να χρησιμοποιούμε το βηματικό μοτέρ, θυσιάζοντας μια μέτρια αύξηση της ταχύτητας για την ικανότητα να κάνουμε στροφές 360 μοιρών.

Η εγκοπή στην κάτω πλευρά του "πικάπ" πρέπει να είναι λίγο μεγαλύτερη από τον άξονα του βηματικού κινητήρα, έτσι ώστε να ταιριάζει στην κορυφή, αλλά αυτό οδηγεί σε πιο χαλαρή εφαρμογή και προκαλεί περιστροφή της βάσης του τηλεφώνου λιγότερο από τον κινητήρα. Εάν δεν σκοπεύετε να αποσυναρμολογήσετε το μηχάνημα ή να χρησιμοποιήσετε ξανά το stepper για μελλοντικό έργο, ίσως θελήσετε να βελτιώσετε την ακρίβεια περιστροφής κολλώντας το πλεξιγκλάς στον άξονα βηματισμού.

Ευτυχώς, μόλις συναρμολογηθεί, το κύκλωμα λειτούργησε όπως το περιμέναμε, οπότε προχωρήσαμε στην αρχική ιδέα και προσέγγιση καθ 'όλη τη διάρκεια του έργου.

Βήμα 7: Αναφορές και πιστώσεις

Τα μαθήματα εδώ και εδώ αναφέρθηκαν για να γράψουν τον κωδικό Arduino για τον αισθητήρα υπερήχων. Για τον κώδικα που περιλαμβάνει το βηματικό μοτέρ, χρησιμοποιήσαμε τη βιβλιοθήκη Stepper που διατίθεται στον ιστότοπο Arduino.

Αυτό το έργο δημιουργήθηκε από τους Guershom Kitsa, Yena Lee, John Shen και Nicole Zsoter για την ανάθεση της Άχρηστης Μηχανής, ως μέρος της τάξης Φυσικής Υπολογιστικής στη Σχολή Daniels του Πανεπιστημίου του Τορόντο. Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε ιδιαίτερα την καθηγήτρια Μαρία Γιαμπλονίνα για τη βοήθειά της.