Around the World (Smart Globe): 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το έργο δημιουργήθηκε για το μάθημα MIT, Intro to Making (15.351). Το έργο μας, με τίτλο "Around the World", είναι μια έξυπνη υδρόγειος που ανταποκρίνεται σε έναν χρήστη που εισέρχεται σε μια πόλη σε ένα τερματικό. Μόλις εισέλθει μια πόλη, η υδρόγειος περιστρέφεται σε έναν κινητήρα που είναι προσαρτημένος στη βάση της για να φτάσει το γεωγραφικό μήκος της πόλης αυτής. Στη συνέχεια, ένα λέιζερ που είναι προσαρτημένο σε μια ράβδο στο εσωτερικό του πλανήτη είναι υπό γωνία από έναν κινητήρα για να δείξει το σωστό γεωγραφικό πλάτος για την πόλη. Με αυτούς τους δύο κινητήρες, τα σημεία λέιζερ στην πόλη εισέρχονται από τον χρήστη. Η υδρόγειος σφαίρα είναι αρκετά ημιδιαφανής έτσι ώστε το λέιζερ που είναι τοποθετημένο στο εσωτερικό της να γίνεται αντιληπτό από τον χρήστη. Εμπνευστήκαμε από το πάθος του μέλους της ομάδας μας Alex για τις σφαίρες, καθώς και από την επιθυμία μας να εκπλήξουμε τους χρήστες μετατρέποντας ένα κοινότοπο αντικείμενο σε κάτι ελκυστικό και «έξυπνο».

Προμήθειες

Προπαρασκευασμένα είδη για αγορά

• 1 σφαίρα 12 ιντσών, ημιδιαφανής έτσι ώστε να μπορεί να λάμψει ένα εσωτερικό λέιζερ (το χρησιμοποιήσαμε αυτό)
• Κινητήρας 1 βημάτων για τη βάση του πλανήτη (το χρησιμοποιήσαμε αυτό)
• Κινητήρας 1 βημάτων για εσωτερικό λέιζερ (το χρησιμοποιήσαμε)
• 1 λέιζερ (χρησιμοποιήσαμε δίοδο κουκκίδας λέιζερ KY-008)
• Σύρμα
• Arduino
• Βίδες/μπουλόνια
• Τροφοδοσία (το χρησιμοποιήσαμε)
• Πίνακες ελεγκτή μοτέρ για το Arduino (το χρησιμοποιήσαμε αυτό)
• Τσιπ Wifi (χρησιμοποιήσαμε NodeMCU 1.0)

Μέρη για να φτιάξετε

• 1 τρισδιάστατη ράβδος για ανάρτηση εσωτερικού λέιζερ/κινητήρα από την κορυφή του πλανήτη (δείτε το συνημμένο αρχείο STL)
• 1 επισυναπτόμενο τρισδιάστατο εξάρτημα για σύνδεση εσωτερικού κινητήρα σε λέιζερ (δείτε το συνημμένο αρχείο STL)
• 1 επισυναπτόμενο τρισδιάστατο συνημμένο για να συνδέσετε τον κινητήρα βάσης στον πλανήτη (δείτε το συνημμένο αρχείο STL)
• Βάση για την τελική συναρμολόγηση

Βήμα 1: Προμήθεια

Το πρώτο μας βήμα ήταν να προμηθευτούμε υλικά για το έργο. Ενώ γνωρίζαμε ότι η λίστα των απαιτούμενων υλικών μας θα μπορούσε να αλλάξει καθώς προχωρούσαμε περαιτέρω στην ανάπτυξη του έργου μας, παραγγείλαμε τις προμήθειες το συντομότερο δυνατό για να αποφύγουμε καθυστερήσεις στο έργο. Weμασταν σε θέση να προμηθευτούμε όλα τα υλικά είτε μέσω του Amazon είτε από το MIT Protoworks. Παραγγείλαμε όλα τα μέρη στη λίστα προμηθειών μας αυτήν τη στιγμή. Ωστόσο, το βασικό μέρος που χρειαζόμασταν για να αποκτήσουμε νωρίς ήταν ο πλανήτης, καθώς οι διαστάσεις όλων των άλλων μερών μας, καθώς και ο σχεδιασμός για την τελική συναρμολόγηση, εξαρτώνταν από το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά του πλανήτη. Χρειάστηκε επίσης να διασφαλίσουμε ότι το λέιζερ που αγοράσαμε ήταν αρκετά φωτεινό για να λάμπει σε ολόκληρο τον κόσμο, καθώς το λέιζερ θα τοποθετηθεί στο εσωτερικό του πλανήτη.

Βήμα 2: Σκίτσο

Αφού επιλέξαμε το έργο μας, σχεδιάσαμε διαφορετικές ιδέες για το πώς θα μπορούσαν να λειτουργήσουν τα εξαρτήματα, για να διασφαλίσουμε ότι είχαμε μια πλήρη ιδέα για τα μέρη που θα χρειαστούμε για να αγοράσουμε ή να κατασκευάσουμε. Ξεκινήσαμε σκιαγραφώντας τον γενικό μηχανισμό και τον τρόπο με τον οποίο κάθε τμήμα θα συνδεθεί με τη συνολική συναρμολόγηση. Στη συνέχεια, χωριστήκαμε σε μικρότερες ομάδες, με κάθε άτομο υπεύθυνο για ένα ή περισσότερα μέρη. Σχεδιάσαμε και προσδιορίσαμε τις απαραίτητες διαστάσεις κάθε τμήματος, με βάση το μέγεθος της σφαίρας και τους κινητήρες που αγοράσαμε.

Βήμα 3: Λογισμικό

Ενώ μερικοί από εμάς επικεντρώθηκαν στη σκιαγράφηση στοιχείων υλικού, άλλοι επικεντρώθηκαν στο λογισμικό. Έπρεπε πρώτα να κάνουμε τους υπολογισμούς για να μετατρέψουμε έναν βαθμό γεωγραφικού πλάτους και γεωγραφικού μήκους σε έναν συγκεκριμένο αριθμό βημάτων στους κινητήρες μας, με βάση το μέγεθος της σφαίρας και τον συνολικό αριθμό βημάτων στον κινητήρα μας.

Βασιστήκαμε στο API των Χαρτών Google για να μας βοηθήσει να μετατρέψουμε μια πόλη (που έχει εισαχθεί από έναν χρήστη) σε γεωγραφικές και διαμήκεις συντεταγμένες. Μόλις είχαμε αυτές τις συντεταγμένες, γράψαμε κώδικα που θα έδινε οδηγίες στους κινητήρες, μέσω ενός Arduino, να γυρίσουν έναν ορισμένο αριθμό βημάτων με βάση τις συντεταγμένες που έλαβε το API.

Βήμα 4: Υλικό

Αφού σχεδιάσαμε τα συστατικά που έπρεπε να εκτυπωθούν 3D, τα σχεδιάσαμε σε λογισμικό CAD (OnShape). Εκτυπώσαμε 3D κάθε μέρος και το δοκιμάσαμε στο υποσύνολό του για να διασφαλίσουμε ότι ταιριάζει όπως προβλέπεται.

Βήμα 5: Τελική συνέλευση

Μετά την επανάληψη του λογισμικού και του υλικού μέχρι να είμαστε ικανοποιημένοι με κάθε στοιχείο, συγκεντρώσαμε το τελικό προϊόν. Εκτός από την τοποθέτηση των κινητήρων, των λέιζερ και των ηλεκτρονικών στον κόσμο, δημιουργήσαμε μια βάση για να κάθεται το τελικό προϊόν.