Λαβύρινθος ελεγχόμενης χειρονομίας: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Μου αρέσει να παίζω με λαβύρινθο λαβύρινθο. Πάντα ήθελα να ελέγξω ένα από αυτά τα παιχνίδια λαβύρινθου λαβύρινθου χρησιμοποιώντας χειρονομίες ή κινητό. Εμπνεύστηκα να δημιουργήσω αυτό το Marble Maze από το 3D Printed Maze του blic19933 που ελέγχεται από τη συσκευή σας Android

Αντί να χρησιμοποιήσω μονάδα Bluetooth για επικοινωνία, χρησιμοποίησα μονάδα WiFi (ESP8266) για επικοινωνία. Επομένως, το πλεονέκτημα είναι ότι μπορώ να ελέγξω το λαβύρινθο, χρησιμοποιώντας μια φορετή ζώνη ή μια εφαρμογή για κινητά.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του έργου μου;

1. Είναι απλό και εύκολο στην κατασκευή

2. Είναι φθηνό και χρειάζεται λίγα ηλεκτρονικά ανταλλακτικά.

3. Αποσπώμενος μαγνητικός λαβύρινθος.

4. Εύκολο να προσαρμόσετε.

5. Τόσο διασκεδαστικό να το χτίζεις και να παίζεις μαζί του.

Ο λαβύρινθος ελέγχεται μέσω μιας φορητής ζώνης καθώς και μιας εφαρμογής Bluetooth που αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας το MIT App Inventor. Τα δεδομένα του αισθητήρα γυροσκοπίου από τη ζώνη μεταδίδονται μέσω της σύνδεσης WiFi στη συσκευή Wemos D1 Mini (esp8266) η οποία ελέγχει τα servos που γέρνουν τον λαβύρινθο. Μπορείτε επίσης να ελέγξετε τον λαβύρινθο χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή Android. Η εφαρμογή Android δημιουργείται με το MIT App Inventor2. Αυτό το gadget απαιτεί λιγότερα στοιχεία. Είναι εύκολο να χτιστεί.

Μπορείτε να κατεβάσετε όλα τα στοιχεία που απαιτούνται για αυτό το έργο από αυτόν τον σύνδεσμο GitHub:

Ας αρχίσουμε να χτίζουμε… !!

Βήμα 1: Μέρη και υλικά

Συστατικά

• 1x Wemos d1 mini
• 2x σερβοκινητήρας SG90s
• 1x ESP01
• 1x MPU6050
• 1x μονάδα φόρτισης TP4056 LiPo
• Μπαταρία LiPo 3.7v 400mAh
• 1x Mini Slide Switch
• 1x ζώνη Fitbit ή λουράκι ρολογιού
• Μαγνήτες νεοδυμίου 4x25mm
• 2x 5mm χαλύβδινη μπάλα
• 2x βίδες στερέωσης
• 10εκ Χ 10εκ Ξύλινη Πλάτη

Τρισδιάστατα εκτυπωμένα ανταλλακτικά

Τα αρχεία STL εκτύπωσης 3D είναι διαθέσιμα στο Thingiverse -

• base_plate.stl
• x_axis.stl
• y_axis.stl
• magnet_holder.stl
• magnet_holder_cover.stl
• rectagular_maze.stl
• triangular_maze.stl
• hexagonal_maze.stl
• circular_maze.stl

Εργαλεία

• Τρισδιάστατος εκτυπωτής μπορείτε να χρησιμοποιήσετε online υπηρεσία
• Συγκολλητικό σίδερο και κασσίτερος
• Κατσαβίδι και πένσα
• Απογυμνωτής καλωδίων
• Όπλο κόλλας
• Πολύμετρο

Βήμα 2: Τρισδιάστατη εκτύπωση των εξαρτημάτων μαρμάρινου λαβυρίνθου

Χρησιμοποίησα το Flashforge creator pro με ακροφύσιο 0,2mm και κανονικές ρυθμίσεις και με υποστηρίγματα. Μπορείτε επίσης να κατεβάσετε όλα τα αρχεία από το Thingiverse. Εκτυπώστε τρισδιάστατα όλα τα μέρη και καθαρίστε τα μέρη αφαιρώντας το στήριγμα.

www.thingiverse.com/thing:3484492

Βήμα 3: Συναρμολογήστε τη δομή του Gimbal

Υπάρχουν 5 μέρη για την κατασκευή αυτής της δομής. Είναι μια δομή που μοιάζει με Gimbal. Πριν συνδέσετε σερβοκινητήρες σε τρισδιάστατα εκτυπωμένα μέρη, δοκιμάστε πρώτα τους σερβοκινητήρες και στη συνέχεια ρυθμίστε και τους δύο κινητήρες σε γωνία 90 μοιρών. Τώρα πάρτε 2 σερβοκόρνες μονής όψης και τοποθετήστε το στην υποδοχή των τμημάτων x_axis_motor.stl και y_axis_motor.stl. Τώρα συνδέστε το τμήμα y_axis_motor.stl σε έναν από τους σερβοκινητήρες και συνδέστε το τμήμα magnet_holder.stl στον άλλο σερβοκινητήρα. Τοποθετήστε το στην υποδοχή και συνδέστε το χρησιμοποιώντας τις 2 βίδες στερέωσης που συνοδεύουν τους σερβοκινητήρες. Στη συνέχεια, συνδέστε αυτό το y_axis_motor και servo μοτέρ στο x_axis_motor και magnet_holder.stl και το σερβοκινητήρα στο τμήμα y_axis_motor.stl. Συνδέστε και τους δύο κινητήρες χρησιμοποιώντας βίδα που συνοδεύει τον σερβοκινητήρα. Τώρα κολλήστε τα καλώδια σερβοκινητήρα στον πίνακα Wemos.

Συνδέσεις καρφιτσών

Servo Motor X = D3 pin του Wemos

Servo Motor Y = D1 pin του Wemos

Συνδέστε τους ακροδέκτες γείωσης και VCC των σερβοκινητήρων στον πείρο GND και 5V της πλακέτας Wemos αντίστοιχα.

Τώρα, τοποθετήστε τον πίνακα Wemos μέσα στο τμήμα base.stl. Τώρα καλύψτε την πλάκα βάσης βάζοντας τη δομή Gimbal των σερβοκινητήρων σε αυτήν και συνδέστε και τα δύο μέρη χρησιμοποιώντας βίδες 1 ιντσών. Τοποθετήστε ολόκληρη τη δομή σε μια ξύλινη πλάκα και στερεώστε την με βίδες.

Τοποθετήστε τον μαγνήτη 25mm στην υποδοχή του τμήματος magnet_holder.stl. Καλύψτε τον μαγνήτη χρησιμοποιώντας το τμήμα magner_holder_cover.stl. Χρησιμοποιήστε κόλλα για να το κολλήσετε.

Τώρα ο λαβύρινθος είναι έτοιμος. Ανεβάστε τον κώδικα στο Wemos χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.

Βήμα 4: Φτιάξτε το Wearable Band

Το Wearable band αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

ESP01

MPU6050

Μονάδα φόρτισης TP4056 LiPo

Mini Slide Switch

Μπαταρία 3.7V 400mAh LiPo.

Χρησιμοποιώ τον πίνακα Nodemcu για τον προγραμματισμό του ESP01. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια διαφορετική ενότητα προγραμματιστή για να προγραμματίσετε το ESP01. Για να προγραμματίσετε το ESP01, συνδέστε το ESP01 στην πλακέτα Nodemcu όπως φαίνεται στην εικόνα. Στη συνέχεια, ανοίξτε το Arduino IDE και επιλέξτε τον πίνακα ως Nodemcu V1.0 και επιλέξτε τη θύρα και ανεβάστε τον κωδικό band.ino. Αφού ανεβάσετε τον κωδικό, αφαιρέστε τις καρφίτσες κεφαλίδας του ESP01 χρησιμοποιώντας κολλητήρι. Επίσης, αφαιρέστε τις ακίδες κεφαλίδας του αισθητήρα MPU6050. Τώρα κολλήστε όλα τα εξαρτήματα όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος. Κολλήστε ηλεκτρική ταινία στην πίσω πλευρά όλων των μονάδων για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα. Τοποθετήστε τα συγκολλημένα ηλεκτρονικά μέρη στο τρισδιάστατο περίβλημα (wearable_band_case.stl). Συνδέστε το κουτί του περιβλήματος στη ζώνη.

Βήμα 5: Επεξήγηση κώδικα

Κωδικός για τη φορετή μπάντα: https://github.com/siddhesh13/gesture_controlled_m…κωδικός για το λαβύρινθο:

Έχω προγραμματίσει τόσο το λαβύρινθο όσο και το συγκρότημα χρησιμοποιώντας το Arduino IDE. Η μπάντα στέλνει τις τιμές του γυροσκοπίου (ρολό και βήμα) στον λαβύρινθο. Για τη μετάδοση δεδομένων, χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο UDP. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το UDP- ESP8266 επισκεφθείτε αυτήν την ιστοσελίδα

Ο λαβύρινθος λειτουργεί στη λειτουργία σημείου πρόσβασης (AP) και η μπάντα λειτουργεί στη λειτουργία σταθμού.

Η μπάντα προσπαθεί πρώτα να συνδεθεί με το λαβύρινθο που λειτουργεί σε λειτουργία AP (Σημείο πρόσβασης). Μετά την επιτυχή σύνδεση με το λαβύρινθο, το ESP01 στη ζώνη ξεκινά την επικοινωνία με το mpu6050 χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο I2C. Πρώτον, βαθμονομεί τον αισθητήρα για τον τρέχοντα προσανατολισμό του αισθητήρα. Στη συνέχεια υπολογίζει τη γωνία Roll and Pitch από MPU6050. Υπολογίζει τη γωνία κάθε 4ms, δηλαδή 250 τιμές ανά δευτερόλεπτο. Στη συνέχεια, μεταδίδει αυτές τις τιμές γωνίας στον λαβύρινθο. Για την αποστολή πακέτου UDP απαιτείται διεύθυνση IP και αριθμός θύρας μιας απομακρυσμένης συσκευής που είναι ο λαβύρινθος. Η διεύθυνση IP του λαβύρινθου είναι "192.168.4.1" και ο αριθμός θύρας είναι "4210". Μετά τη λήψη των τιμών γωνίας από τη ζώνη, οι σερβοκινητήρες στον λαβύρινθο περιστρέφονται.

Βήμα 6: Δημιουργήστε μια εφαρμογή Android χρησιμοποιώντας το MIT App Inventor

Το MIT App Inventor είναι η καλύτερη πλατφόρμα για να φτιάξετε μια γρήγορη εφαρμογή Android.

Έχω επισυνάψει τα αρχεία aia και apk. Κατεβάστε το αρχείο apk και εγκαταστήστε το στο τηλέφωνό σας Android και ξεκινήστε να παίζετε με το λαβύρινθο. Μπορείτε επίσης να κάνετε αλλαγές στην εφαρμογή χρησιμοποιώντας το αρχείο aia. Ανοίξτε τον εφευρέτη εφαρμογής αρχείου aia MIT και κάντε αλλαγές στην εφαρμογή σύμφωνα με εσάς. Έχω χρησιμοποιήσει την επέκταση UDP για την αποστολή δεδομένων στη συσκευή Wemos (esp8266).

Κατεβάστε την επέκταση από εδώ

Αυτή η εφαρμογή χρησιμοποιεί τον αισθητήρα γυροσκοπίου του smartphone για να ελέγξει τον προσανατολισμό του τηλεφώνου και στέλνει την τιμή στη συσκευή Wemos χρησιμοποιώντας πρωτόκολλο UDP. Δουλεύω σε μια εφαρμογή για iOS και θα ανεβάσω τα αρχεία μόλις ολοκληρωθεί. Μείνετε συντονισμένοι!!!

Βήμα 7: Σχεδιάστε το λαβύρινθο

Έχω σχεδιάσει τον λαβύρινθο σε τέσσερα διαφορετικά σχήματα. Μπορείτε να το κατεβάσετε και να το εκτυπώσετε χρησιμοποιώντας ένα μονόχρωμο ή πολύχρωμο σε οποιοδήποτε χρώμα της επιλογής σας.

Μπορείτε να σχεδιάσετε τον δικό σας λαβύρινθο χρησιμοποιώντας 3D/2D Maze Generator. Ο τρόπος χρήσης του εξηγείται στην ιστοσελίδα τους.

Αλλά χρησιμοποιώντας αυτό το σενάριο μπορείτε να σχεδιάσετε έναν λαβύρινθο μόνο σε τετράγωνο/ορθογώνιο σχήμα.

Έχω σχεδιάσει τον λαβύρινθο χρησιμοποιώντας το λογισμικό Inkscape και Fusion360.

Πρώτα, κατεβάστε την εικόνα του λαβύρινθου από το διαδίκτυο. Κατεβάστε ασπρόμαυρη εικόνα για καλά αποτελέσματα. Στη συνέχεια, ανοίξτε την εικόνα στο λογισμικό Inkscape. Στη συνέχεια, μετατρέψτε την εικόνα από μορφή JPG-p.webp

Τώρα ανοίξτε το λογισμικό Fusion360 και κάντε κλικ στο InsetInsert SVG. Επιλέξτε το αρχείο SVG του λαβύρινθου και κάντε κλικ στο OK.

Έχετε έτοιμο ένα 2D σκίτσο του σχεδίου σας, ελέγξτε τις διαστάσεις του, όπως το πλάτος, το μήκος, τη διάμετρο και το χώρο για την μπάλα μέσα στο λαβύρινθο. Εάν δεν είναι σωστό, επεξεργαστείτε το ξανά στο Inkscape και εισαγάγετε ξανά το ενημερωμένο αρχείο στο Fusion360. Εάν όλες οι διαστάσεις είναι σωστές, τότε απλά προσθέστε ένα σκίτσο κύκλου 26mm στο κέντρο. Αυτός ο κύκλος είναι για μαγνήτη. Τώρα εξωθήστε τον λαβύρινθο. Διατηρήστε το ύψος του τοίχου στα 5-7mm, το πάχος της βάσης στα 3-4mm και την τρύπα του μαγνήτη στα 2mm. Μετά την εξώθηση αποθηκεύστε το αρχείο ως STL και κόψτε το σε κομμάτια χρησιμοποιώντας το λογισμικό τεμαχισμού και εκτυπώστε το.

Βήμα 8: Ας παίξουμε

Αυτό το παιχνίδι είναι φοβερό! Βάλτε οποιοδήποτε λαβύρινθο και ενεργοποιήστε το χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο micro USB.

Φορέστε τη ζώνη και ενεργοποιήστε την, περιμένετε 20 δευτερόλεπτα για να βαθμονομήσετε τον αισθητήρα. Τώρα είστε έτοιμοι να παίξετε.

Εάν χρησιμοποιείτε την εφαρμογή για τον έλεγχο του λαβύρινθου, συνδέστε πρώτα τα κινητά σας WiFi στο λαβύρινθο. στη συνέχεια, ανοίξτε την εφαρμογή και είστε έτοιμοι να παίξετε.

Εάν σχεδιάζετε τον δικό σας λαβύρινθο, τότε μην ξεχάσετε να μοιραστείτε τα σχέδιά σας με λαβύρινθο.

Αν σας φάνηκε ενδιαφέρον, ψηφίστε με στον Διαγωνισμό Remix. Ευχαριστώ που διαβάσατε μέχρι το τέλος!

Συνεχίστε να απολαμβάνετε και συνεχίστε να μαστορεύετε.