Дири - идэвхжүүлсэн гелий бөмбөлөг: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү гарын авлагад би орон зайг баримтжуулсан бие даасан гелийн бөмбөлөг бүтээх үйл явцыг танд танилцуулах болно. Видеог үзээрэй:

Бөмбөлөг ба бүрхүүлийг өөрөө хийдэг, электрон төхөөрөмж нь arduino pro mini, тулгуур бүхий гурван мотор, саадыг илрүүлэх хэт авианы мэдрэгч, тогтворжуулах гироскоп, зураг/видео авах GoPro камераас бүрдэнэ.

Эдгээр нь дараах алхмууд юм.

1. Материалыг аваарай

2. Бөмбөлөг үүсгэх

3. Цахилгаан хэрэгслийн хайрцаг хийж, бөмбөлөгт хавсаргана уу

4. Электроникийг нэмнэ үү

5. Код!

6. Гелийн бөмбөлөгтэй ажиллахад зарим бэрхшээл тулгардаг

Энэхүү зааварчилгаа нь Диана Новакка (https://openlab.ncl.ac.uk/people/diana/ - [email protected]) болон Дэвид Кирк (https://openlab.ncl) хийсэн судалгааны төсөл дээр үндэслэсэн болно..ac.uk/people/ndk37/ - [email protected]) - 2015 оны Ubicomp бага хуралд нийтлэгдсэн (https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2750858.2805825&coll=DL&dl=ACM). Тусламж үзүүлсэн Нилс Хаммерла (https://openlab.ncl.ac.uk/people/nnh25/ - [email protected]) -т онцгой талархал илэрхийлье.

Хэрэв танд асуулт эсвэл санал хүсэлт байвал бидэнд имэйлээр илгээнэ үү!

Алхам 1: Материал

Бөмбөлөг хийх материал

2 x Mylar хөнжил ("mylar аврах хөнжил" хайх, олоход хялбар байх ёстой бөгөөд хэдхэн фунт үнэтэй)

1 x Mylar Ballon

Багаж хэрэгсэл

1 x Үс шулуун (хамгийн багадаа 200 ° C)

Суултын яндангийн хувьд

2 x Balsa модон тууз

лазер таслагч эсвэл гар хийцийн хутга

Ойролцоогоор 1 модон алчуур. 50 см урт (моторыг холбох)

Зарим цавуу, надад эпокси үнэхээр таалагддаг

Цахим бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Arduino pro mini (нано ч байж магадгүй, эсвэл жижиг хэмжээтэй ч байж магадгүй)

2 х H гүүр

Таягтай 3 x мотор (жишээлбэл, квадрокоптероос)

GoPro Hero (WiFi ашиглах боломжтой)

Gyro + Accelerometer - ITG3200/ADXL345 (би үүнийг авсан:

3 х хэт авианы мэдрэгч - Хэт авианы хүрээ хайгч - LV -MaxSonar -EZ0 (энэ бол сайн

Алхам 2: Бөмбөлөг хийх

Бөмбөлөг хийх

Бөмбөлөгт хэр их зүйл хавсаргахыг хүсч байгаагаас хамааран бөмбөлөгний хэмжээг анхааралтай сонгох хэрэгтэй. 90 см (~ 30 инч) хэмжээтэй бөмбөлөг авахад хэцүү байдаг тул би Mylar -аас өөрөө бөмбөг хийхээр шийдсэн. Та хүссэн хэлбэрээ сонгож болно, гэхдээ бөмбөрцөг хэлбэртэй бөмбөлөг илүү хялбар эргэх болно гэж би бодож байна. 130 см диаметртэй бөмбөлөг нь 360 гр жинтэй.

Тэмдэглэл: Гелийн бөмбөлөг хэр их ачааг тээвэрлэх нь таны байршлын өндрөөс (далайн түвшнээс) хамаарна, учир нь гелийг өргөх чадвар нь өөрийн нягтрал, агаарын нягтралаас хамаарна.

Юу хийх вэ:

Mylar Blanket хоёр хуудас авч, тус бүрээс нь 130 см (~ 51 инч) тойрог хайчилж ав.

Мярыг халаах нь маш эмзэг, нимгэн болгодог. Тиймээс бид хилийн хувьд энгийн миар бөмбөлөгөөс авсан зузаан зузаан миарыг ашиглах болно.

Зузаан Mylar бөмбөлөгнөөсөө 5 см х 10 см орчим хэмжээтэй жижиг тууз хайчилж ав. Хамгийн тохиромжтой нь тэд таны шулуун төмрөөс арай өргөн байх ёстой.

Хоёр дугуйланг бие биенийхээ дээр тавиад зузаан туузыг хилийн боолтоор боож, үсний хавчаараар дараарай. Ихэвчлэн 5 секундын дараа Mylar хайлдаг. Би үс засагчийг резинэн туузаар боож, 30-60 секундын турш ийм байдалд оруулав. Ингэснээр та Mylar бүхэлд нь хайлж, цоорхой байхгүй гэдэгт итгэлтэй байж болно. Бөмбөлөг дүүргэхийн тулд цоорхой үлдээх ёстой нэг хэсгээс гадна бөмбөлөгийг бүхэлд нь тойруулан (энэ нь үүрд үргэлжлэх болно) энэхүү процедурыг сайхан өнгөрүүлээрэй. Бөмбөлөг энгийн нүхтэй байхыг үнэхээр хүсэхгүй байгаа тул дүүргэх боломжийг олгодог нэг талын нүхтэй зузаан миар дугтуйны нээлхийг ашиглах хэрэгтэй.

Одоо та дугтуйгаа хийж дууслаа!

Дараагийн зальтай зүйл бол бүрхүүл болно. Хамгийн тохиромжтой материал бол хөнгөн жинтэй тул бальза мод юм.

Алхам 3: Хэргийг гаргах

Балса мод нь гоёмсог, маш хөнгөн тул бүрхүүлийн хамгийн тохиромжтой материал юм! Энэ нь нэг сул талтай боловч энэ нь тийм ч бат бөх биш юм. Би хэт олон хэргийг эвдэж чадаагүй, энэ нь үнэхээр найдвартай, жаахан болгоомжтой байх хэрэгтэй. Бальзамыг эмчлэх хамгийн хялбар арга бол хутганы хутгаар тайрах явдал юм.

Зүгээр л бүтээлч байж, дуртай зүйлээ үзээрэй! Би олон янзын хэлбэр туршиж үзсэн бөгөөд амьд нугас нь маш дажгүй харагдаж байна (https://www.instructables.com/id/Laser-cut-enclosu… үзнэ үү. Та мөн стандарт хайрцгийг сонгож болно, энэ хамаагүй, Хэрэв та бүх зүйлийг дотор нь байрлуулж, моторын алчуурыг холбож чадвал.

Би бальзагийн модон туузыг нум руу нугалахаар шийдсэн. Та том дугуй аяга шинэхэн буцалсан ус аваад дотор нь туузыг аажмаар нугалж хийж болно. Хэрэв та аяга шиг хүнд зүйлийг дээр нь тавиад 1-2 цагийн турш усанд байлгавал бальза сайхан нугална. Нэг удаа нугалаад аваад гаргаад хатаана (Надад ийм зураг байхгүйд уучлаарай, би зураг авахад хэтэрхий залхуу байсан байх). Балса модноос хажуу талаас нь хоёр хагас тойрог хайчилж ав.

Та эпокси ашиглан хайрцгийг нааж болно. Хөдөлгүүрүүд урд зүг рүү харсан эсэхийг шалгаарай, ингэснээр тэд хамгийн хүчирхэг болно. Дээш/доош хөдөлгүүрийн хувьд хайрцагны ёроолд хоёр жижиг нүх гаргаж, моторыг хоёр алчуурт холбож, нүхний завсраар хийнэ. Өөр нэг хавтан нэмж, дамжуулах нь илүү тогтвортой болгодог (электроникийн зургийг үзнэ үү).

Алхам 4: Электроник

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Би зураг, видео авч байгаа бөмбөлөгтэй байвал зүгээр юм байна гэж бодсон. Би бас ямар нэгэн саад тотгор илрүүлж, тогтворжуулахыг хүсч байсан.

Тиймээс би гурван хэт авианы мэдрэгчийг нэмсэн (1); хоёр нь урд болон зүүн талын бүх зүйлийг илрүүлэх, нэг нь тааз хүртэлх зайг хэмжих. Надад хөндлөнгийн оролцоотой холбоотой асуудал гараагүй (хэдийгээр энэ нь мэдээллийн хуудсан дээр бичигдсэн байгаа ч гэсэн та гинжийг ашиглах хэрэгтэй https://www.maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf Цорын ганц чухал зүйл бол энэ байсан. Мэдрэгчүүд хоорондоо хангалттай зайтай байх ёстой бөгөөд мэдрэгчээс ирж буй дуут дохио нь бие биенээ хөндлөнгөөс оролцуулдаг тул конус нь давхцахгүй байх ёстой.

Гирсокоп (2) нь эргүүлсний дараа хөдөлгөөнийг тогтворжуулдаг. Чухал ач холбогдол бүхий зүйл (зураг дээр харуулснаас ялгаатай нь бүх зүйл зөвхөн бүрхүүл рүү шидэгддэг), та нэг тэнхлэгийг (миний хувьд Z байсан) сонгож, аль болох тэгшлээрэй. Бөмбөлөгийг эргүүлэх нь гироскопыг зөвхөн Z-утга дээр хэмжихэд хүргэдэг. Мэдээжийн хэрэг та сонирхолтой математик ашиглаж болно, гэхдээ энэ нь надад маш сайн ажилласан. Би зүгээр л мэдрэгчийг бальзаны модон хавтан дээр наасан бөгөөд энэ нь ажиллахад хангалттай байсан.

GoPro (3) нь зургийг алсаас эхлүүлэх, эцэст нь мотор+тулгуурт зориулсан H-Bridges (L293D) хийхэд тохиромжтой. H-Bridge-ийн цахилгаан шугамыг батерейтай шууд холбох ёстой, мотор нь маш их дуу чимээ гаргадаг тул arduino дээгүүр явж болохгүй! Энэ нь мэдрэгчийн уншилтыг ашиглах боломжгүй болгож болзошгүй юм. Гэхдээ H-Bridges-ийн газрыг arduino-тэй холбохоо бүү мартаарай. Цаашилбал, H-Bridges нь зөв ажиллахын тулд PMW зүүтэй холбогдсон байх ёстой.

Хэрэв та зоригтой байгаа бол мини-USB кабелийг салгаж, USB холбогч дээрх GoPro-ийг өөрийн адруино болон газар дээрх VCC-д + холбож хэлхээндээ нэмж болно. Ингэснээр та GoPro -ийн батерейг гаргаж, жингээ хэмнэх болно. Энэ нь ашиглалтын хугацаа бага байх болно. Бөмбөлөг агаарт үлдэхийн тулд ямар ч батерейны хүч шаардагддаггүй тул зай (3.7 В, 1000 мАч сайн) нь ойролцоогоор 2 цаг үргэлжилдэг бөгөөд хааяа зураг авдаг. Хачирхалтай нь өөр өөр компаниудын ижил батерей нь өөр өөр жинтэй байдаг тул аль болох их мАч багтаамжтай боловч хамгийн хөнгөн нь батерей авахыг хичээгээрэй.

Холбох (Бүрэлдэхүүн хэсэг -> Arduino)

Хэт авианы мэдрэгч

Power+Ground -> Arduino VCC ба Ground

BW -> A0, A1, A3 (яагаад A2 -ийг алгассанаа санахгүй байна, ямар ч шалтгаан байхгүй байх)

Gyro+хурдасгуур

Power+Ground -> Arduino VCC ба Ground

SDA (GND дээр зүү) -> Arduino SDA (A4)

SCL (SDA дээр зүү) -> Arduino SCL (A5)

H-гүүр

Pin 4, 5, 12, 13 -> Arduino GND

Pin 1, 8, 9, 16 -> Arduino RAW

Pin 2 -> Arduino Pin 11

Зүү 3 -> Мотор 1.a

Зүү 6 -> Мотор 1.b

Pin 7 -> Arduino Pin 10

(2+3 мотортой бусад H-Bridge-ийн хувьд ч мөн адил)

Дараагийн код!

Алхам 5: Програмчлал

Шуурхай алхам

ТОХИРУУЛАХ

Бүх ПИН код болон мэдрэгчийг эхлүүлнэ үү

Гогцоо

• Нэгдүгээрт, хэрэв бөмбөлөг хэсэг хугацаанд хөдлөөгүй бол урагшаа хөдөлдөг (ямар ч хөдөлгөөн уйтгартай байдаггүй),

  randommove = 1, давталтын төгсгөлд үүнийг шалгах болно

• Дараа нь өндөр нь хэвээр байгаа эсэхийг шалгаарай (KeepHeight ()), дээш эсвэл доошоо бууж болзошгүй тул таазны доор 1м болгож тохируулна уу.
• Хэрэв 150см -ээс илүү ойрхон зүйл байвал үүнээс зайлсхийх нь саад болж байгаа тул эргэлтийг эхлүүлээрэй
• хэрэв мэдрэгч хоёулаа урд талаас ямар нэгэн зүйл илрүүлсэн бол бөмбөлөг арагшаа явах ёстой
• эргүүлсний дараа дрифт хийхээс зайлсхийхийн тулд чиглүүлэлтийг хадгалах, эргүүлэхгүй байхын тулд моторын эсрэг зогсож байгаарай.
• Эцэст нь урагшлах хөдөлгөөнийг хийж, 5 секундын турш нисч байхдаа Gyro ашиглан шулуун байлгана

Эдгээр зорилгод хүрэх илүү сайн арга зам байгаа гэдэгт би итгэлтэй байна, хэрэв танд санал байвал надад мэдэгдээрэй!

Алхам 6: Эцсийн тэмдэглэл

Гелийн бөмбөлгийн талаар мэдэх шаардлагатай хэдэн зүйлийг энд оруулав

ГЕЛИУМ БӨМБӨГТӨЙ АЖИЛЛАХАА СОРИЛТ

Хэдийгээр би Дирисдээ дуртай ч гелийн бөмбөлгүүд төгс байдлаас хол байна. Эхний бэрхшээл бол бүх эд ангиудыг өргөхөд тохиромжтой хэмжээтэй бөмбөлөг авах явдал юм. Бөмбөлөгний эзэлхүүн нь хичнээн их гелийг хадгалах боломжтойг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь дээшээ чиглэсэн хүчтэй пропорциональ байна. Энэ нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сонголтыг ихээхэн хязгаарладаг. Хамгийн том хязгаарлалт бол батерей; хөнгөн байх тусам богино байх болно. Наад зах нь микроконтроллер, батерей болон зарим мотор авч явахын тулд гелийн бөмбөлөгт хамгийн багадаа 90 см диаметр хэрэгтэй.

Хоёрдугаарт, гелий дүүргэсэн бөмбөлгүүд нь агаарын урсгал, өрөөний температурын өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг. Гелийн бөмбөлөг үргэлж хөдлөхөд (өөрөөр хэлбэл бүрэн тайван байх арга байхгүй) агаарын урсгал, ноорог нь тэдэнд хүчтэй нөлөөлдөг. Надад агааржуулалттай өрөөнд бөмбөлөг ашиглах талаар тийм ч сайн туршлага байхгүй.

Гуравдугаарт, гелийн бөмбөлгийг нүүлгэн шилжүүлэх нь сэнсийг хөдөлгөж түлхэлт үүсгэх замаар инерцийг өөрчлөхөөс бүрддэг тул хөдөлгөөнийг эхлүүлэх болон байрлалын бодит өөрчлөлт хоёрын хооронд хэдэн секунд болдог. Үүний үр дүнд бөмбөлөг гадны нөлөөнд сайн хариу үйлдэл үзүүлэхгүй бөгөөд саад бэрхшээлээс хурдан зайлсхийх нь маш хэцүү байдаг.

Эцэст нь гелий нь агаараас хөнгөн тул аливаа бүрхүүлээс аажмаар гадагшилдаг. Үүний үр дүнд бүрхүүл нь агаарын хамгаалалттай байдлаас хамааран өдөр бүр эсвэл өдөр бүр дахин дүүргэх шаардлагатай болдог. Бөмбөлөгийг бүрэн хэмжээгээр хөвж гаргахын тулд бөмбөгийг зөв хэмжээгээр гелийээр дүүргэх нь маш хэцүү байж болно, өөрөөр хэлбэл унах эсвэл өндрөөс дээш гарахгүй. Бөмбөлөгийг хэт хөнгөн байхаар дүүргэж, түүнийг дахин амархан салгаж авах боломжтой нэмэлт жингээр тэнцвэржүүлэхийг зөвлөж байна.