Хэт авианы шил: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:06

Сарьсан багваахай болохыг хүсч байна уу? Эко байршлыг мэдрэхийг хүсч байна уу? Чихээрээ "харах" гэж оролдмоор байна уу? Анхны зааварчилгааны хувьд би танд Arduino микроконтроллерийн клон, Devantech хэт авианы мэдрэгч, гагнуурын нүдний шил ашиглан 60 доллар ба түүнээс бага үнээр өөрийн хэт авианы нүдний шил хэрхэн бүтээхийг харуулах болно. Та мөн электрон бараагаа алгасаад энгийн Бат цохиурыг дараагийн Batman кинонд өмсөхөд тохиромжтой болгоно. Энэ тохиолдолд зардал нь ойролцоогоор $ 15 байх болно. Эдгээр нүдний шил нь сонсголын дохиог сарьсан багваахай шиг ашиглах нь ямар байдгийг мэдрэх боломжийг олгодог бөгөөд шинжлэх ухааны төвийн хүүхдүүдэд echolocation -ийн талаар суралцахад зориулагдсан болно. Зорилго нь зардлыг аль болох бага байлгах, харилцан үйлчлэлийн хэлбэрийг боловсролын зорилготойгоо уялдуулахгүй байх, төхөөрөмжийн физик хэлбэр нь тухайн сэдвийг агуулсан байхыг баталгаажуулах явдал байв. Загварын талаар илүү нарийвчлан ярилцахын тулд төслийн вэбсайтыг үзнэ үү. Зардал, хэмжээг бага байлгахын тулд Arduino клоныг ашигладаг боловч энэ төсөл нь Arduino микроконтроллертой сайн ажилладаг. Эдгээр нүдний шилийг " Аризонагийн Их Сургуулийн Урлаг, Хэвлэл мэдээлэл ба Инженерийн хөтөлбөрт хэрэглэгчид төвлөрсөн судалгаа ба дизайн "курс.

Алхам 1: Шаардлагатай материал

-Arduino эсвэл түүнтэй адилтгах микроконтроллер* (хэрэв танд мөнгө байгаа бол та Arduino mini/нано худалдаж авах эсвэл самбаруино ашиглах боломжтой, эс тэгвээс би энэ төслийн жижиг, хямдхан Arduino клоныг хэрхэн хийхийг танд үзүүлэх болно.)-Гагнуурын нүдний шил (Миний уурхай "Neiko" брэндийг eBay дээр "Гагнуурын нүдний шилийг дээш нь 3-10 доллараар худалдаж авах боломжтой. Энэ төрөл нь үнэхээр сайн ажилладаг) -Devantech SRF05 хэт авианы мэдрэгч (эсвэл бусад ижил төстэй мэдрэгчтэй боловч SRF05 нь бага эрчим хүчний хэрэглээ 4mA, 3 см-ээс 4 метр хүртэл өндөр нарийвчлалтай, энэ нь ойролцоогоор 30 долларын үнэтэй)-чих хийх нэг зүйл (би хуванцар боргоцой ашигласан, мөн үзнэ үү: "Цохиурын илүү сайн костюм хэрхэн бүтээх вэ")-зарим төрлийн электроникийн зориулалттай хашлага-3/8 "хуваасан оёдол уян хар нугас хоолой (холбох утсыг нуух)-5v-9v төрөл бүрийн утаснууд дээр ажиллах боломжтой пьезо дуугаруулагч-хуванцар дүрэх шүршигч (хар) Микроконтроллер Электроникс (эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг алгасаж болно) Хэрэв урьдчилан хянагч ашиглаж байгаа бол)- Arduino програмчлагдсан Atmega8 эсвэл 168 DIP чип.- сэлбэг Arduin o самбар эсвэл ArduinoMini USB програмист- Жижиг компьютерийн самбар (Radioshack дээрээс авах боломжтой)- 9V батерейны холбогч (Radioshack дээрээс авах боломжтой)- 7805 5в хүчдэлийн зохицуулагч- 16 МГц болор (sparkfun дээр боломжтой)- хоёр 22pF конденсатор (@ sparkfun боломжтой)- 10 microF электролитик конденсатор- 1 микроФ электролитийн конденсатор- 1к резистор ба 1 LED (заавал биш боловч зөвлөж байна)- 2N4401 транзистор (заавал биш)- эмэгтэй ба эрэгтэй толгой (заавал биш)- 28 зүү DIP сокет эсвэл хоёр 14 зүү DIP сокет s (заавал биш)- жижиг Прототип хийх талхны самбар (заавал биш) Цахилгаан хэрэгслийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг www.digikey.com эсвэл www.mouser.com дээрээс авах боломжтой. Төмөр халуун цавуу буу гагнах хэрэгсэл тайчигч гэх мэт.

Алхам 2: Зарим чихний загвар гаргах

Та өөрийн төсөөллийг ашиглан чихээ барих боломжтой. Бат нүдний шил ижил байх ёсгүй! Би физик эмчилгээнд ашигладаг хуванцар конусыг ашигладаг байсан. Гэхдээ энэ гарын авлагад сарьсан багваахайн чихэнд зориулсан бас нэг сайхан сонголт байна. Би эхлээд үзүүртэй зууван зурж, Дремелээр хайчилж авлаа. Би чихний дотор талд ашиглахын тулд хайчлах хэсгийг хадгалсан.

Алхам 3: Чихээ хайчилж ав

Би конусын зүсэгдсэн хэсгүүдийг Дремелээр хайчилж авснаар жижиг хэмжээтэй бөгөөд том конус хэсгүүдийн дотор талд халуун наасан байна. Тэд яг таарсангүй, гэхдээ гараараа барьсны дараа халуун цавуу нь маш сайн барьсан байв. Хэрэв та чихнийхээ доор хангалттай зай үлдээвэл электроникийг чихнийхээ дотор, хянагчийн нэг чих, батерейны чихийг хялбархан суулгаж болно. Харамсалтай нь би хангалттай зай үлдээгээгүй тул гадна хашлага ашиглах шаардлагатай болсон. Халуун цавуугаар буу хэрэглэж байхдаа өөрийгөө шатаахгүй байхыг анхаарна уу !!! Та санамсаргүйгээр хуванцар конусыг амархан хайлуулж болно.

Алхам 4: Нүдний шил бэлтгэ

Миний худалдаж авсан нүдний шил нь сарьсан багваахайтай адилгүй гялалзсан усан өнгө байв. Нүдний шилийг илүү бат бөх болгохын тулд линзийг гаргаж аваад (хамрын хэсгийг нь салгаад), зүлгээд, Plasti Dip шүршигчээр шүршиж, арьсаар хийсэн сайхан резинэн бүтэцтэй болгоно. Шүршихийн өмнө би нүдний шилний дотоод хэсэг, арьсанд хүрч буй хэсгүүдийг маск соронзон хальсаар боосон. Нүдний шилний уян хатан чанарыг бага зэрэг бууруулж, нүдний шилийг наалдуулахын тулд хамрын хэсэг шаардлагатай байдаг тул чихнийхээ хэсгийг зүлгэж, шүршихийг хүсэх тул би хамрын хэсэгт ямар ч будаг түрхээгүй. Элсэн хуванцар тоос нь таны уушиг болон нүдэнд муугаар нөлөөлдөг тул маск, хамгаалалтын шил зүүгээрэй. Би жигд бүтэцтэй болохын тулд давхаргын хооронд 10-15 минут орчим 3 орчим давхаргыг цацсан. Нойтон үед будаг нь гялгар мэт харагддаг боловч царцсан бүтэцтэй болж хатдаг.

Алхам 5: Электроникийг угсрах

Хэрэв та аль хэдийн барьсан Arduino микроконтроллерыг ашиглаж байгаа бол эдгээр алхамууд нь заавал байх болно. Гэсэн хэдий ч, та түүний чадварыг бага хэмжээгээр ашиглаж байгаа тул Arduino -ийн нүцгэн хувилбарыг хуулбарлах нь хамаагүй жижиг бөгөөд хямд байх нь илүү утга учиртай болно. Энэ хэсэг нь электроникийн туршлагагүй хүнд жаахан хэцүү байж болох ч энгийн электроникийн иж бүрдэл угсарсан бүх хүмүүст хялбар байх ёстой. Электроникийн "схемийн" тоймыг хавсаргав. Энэхүү схемийг Дэвид А. Меллисийн Atmega8 Standalone схемээс маш сайн гаргаж авсан болно. Хэрэв сонирхол байгаа бол би энэ алхамд зориулж тусгай зааварчилгаа өгөх болно. Салсан цахилгаан хэлхээг Том Игоогийн Физик тооцооллын номноос авсан болно. Би PC -ийн самбарын хувилбар (мэдрэгч/дуугаргагч холбогдоогүй) болон талхны самбар дээр суурилуулсан загварчлалын хувилбарыг оруулсан болно. Breadboard хувилбар нь Arduino самбарыг микроконтроллерийн чипийг USB програмист болгон хэрхэн холбохыг бас харуулдаг. Би чипт зориулж DIP залгуур ашигласан тул би чипийг аваад Arduino самбар дээр суулгаж програмчилж болно, гэхдээ бүх тээглүүрийг гулзайлгахгүйгээр чипийг сугалж авах нь хэцүү байж магадгүй юм. tx/rx -ийн толгойн зүү. Самбар нь маш давчуу байсан ч гэсэн хянагчийн бүх тээглүүрийг холбох зориулалттай гагнуурын дэвсгэртэй болохыг харж болно. Тэд энэ төсөлд шаардлагагүй тул би эмэгтэй толгойг ашиглагдаагүй тээглүүрээр гагнахгүй байсан бол хэрэв та маш жижигхэн багцад байгаа USB-ээс бусад Arduino Diecimilia-ийн бүрэн хүчин чадалтай байх болно. Самбарын өргөн нь Diecimilia хавтангийн тал орчим хувь бөгөөд ижил урттай байдаг. (энд үүнтэй төстэй тохиргоо байна.) Дуу чимээг асаахын тулд транзисторыг ашиглах нь зүйтэй бөгөөд Arduino нь зүүгээс хангалттай хэмжээний гүйдэл өгөх боломжтой. Гэсэн хэдий ч транзисторыг ашиглах нь танд дуугаруулагч төхөөрөмжөөс бусад дуу гаргах төхөөрөмж ашиглах боломжийг олгодог.

Алхам 6: Баззер ба мэдрэгчийн утас бэлтгэх

Хэт авианы мэдрэгч ба дуугаралт нь нүдний шилнээс электрон төхөөрөмж рүү орохын тулд урт утас хэрэгтэй. Хэт авианы мэдрэгч нь 4 утас (5v, газардуулга, цуурай, гох), дуугаргагч нь хоёр утас (хянагч, газардуулгын дижитал гаралт) шаарддаг. Зарим төлөвлөлтөөр та 5 утастай тууз кабель ашиглаж болно. Би зөвхөн 4 утастай туузтай байсан тул үүнийг хэт авианы мэдрэгчийн хувьд ашиглаж, дуут дохионы хувьд хоёр утастай кабель ашигласан. Дуут дохио нь хоёр холбогчтой тул би хэд хэдэн эмэгтэй толгойн толгойг зөв утгаар нь гагнасан тул шаардлагатай бол пьезо дуугаралтыг амархан арилгаж чадна. Мэдрэгч нь гагнах зориулалттай хэдэн гагнуурын цоорхойтой бөгөөд үүнийг ашиглах хэрэгтэй. Зөв талыг нь ашиглахаа мартуузай, нөгөө талын нүх нь мэдрэгчийг програмчлахад зориулагдсан бөгөөд ажиллахгүй болно!

Алхам 7: Утасыг дуусгах

Дараагийн гагнуурын эрэгтэй толгойн голыг утасны нөгөө үзүүрт холбоно. (Эдгээр нь микроконтроллерт холбогдох болно.)

Алхам 8: Кодыг байршуулах

Кодыг байршуулахын тулд компьютерын самбар дээрх 5v, газардуулга, TX, RX тээглүүрүүдийг Arduino самбар дээрх чип дээрх ижил зүүтэй холбож зарим утсыг ашиглана уу. Дараа нь компьютерийн самбар дээрх дахин тохируулах зүүг Arduino самбар дээрх DIP залгуурт 13 -р зүүгээр холбоно уу. Хэрэв энэ нь ойлгомжгүй байвал Arduino Mini -оос бусад зургийг хуулбарлаж буй зургийг үзнэ үү. Дараа нь хавсаргасан кодыг Arduino редактор дээр дарж (эсвэл татаж авсны дараа.pde файлыг Arduino -д нээгээд) тохирох сериал порт болон Arduino чипийг сонгоод байршуулах товчийг дарна уу. дараа нь мэдрэгчийн хэмжсэн зайд үндэслэн дохио өгөх интервалыг өөрчилдөг. Тиймээс, хэрэв та объекттой ойрхон байвал дохио хоорондын зай багасч, дохио өгөх нь илүү хурдан болдог. Хэрэв та объектоос хол байгаа бол дохио өгөх интервал нэмэгдэх тул унтах нь илүү удаан болдог. Хянагч нь 60 м тутамд зайг шалгадаг тул дуут дохио хоорондын зай динамикаар өөрчлөгддөг. Одоогийн байдлаар масштабтай байгаа тул 1 инч нь дууны хоорондох интервалд 10 мс-ийн зөрүү гаргадаг. Энэ нь нүдний шилийг ойр зайд илүү сайн ажиллуулах боломжийг олгодог боловч цаашдын зайд илүү сайн ажиллахын тулд нэмэгдүүлэх боломжтой. Би экспоненциал масштабыг туршиж үзсэн бөгөөд энэ нь илүү ойр зайд байрлах хүрээг нэмэгдүүлсэн (fscale -ийг ашигласан боловч олон тонн кодын хариуд хариу нь тийм ч их өөрчлөгдөөгүй юм шиг санагдсан тул би үүнийг хуссан.) Зайг унших хугацаа нь үүнээс хамаарна. Мэдрэгдэж буй объектын зай (мэдрэгч нь 30 м хүртэл урттай импульсийг буцааж өгдөг) код нь уншихад шаардагдах хугацааг хэмжиж, хоцролтын хугацааг тэр хэмжээгээр нөхөж өгдөг. Код дээрх мөр бүрийг тайлбарласан бөгөөд (гэж найдаж байна) -тайлбарлах.

Алхам 9: Электроникийг хайрцагт хийнэ

Нүдний шилнээс хэн нэгний гар эсвэл халаас хүртэл тохирсон урттай хоолойг хайчилж ав. Хэт авианы мэдрэгч ба пьезо дуугаруулагчтай холбосон утсыг хуваасан давхаргын хоолойн дотор байрлуул. Нүхний хоолойд багтах нүхийг өрөмдөх. Би үүнийг туршилтын болон алдааны аргыг ашиглан жижиг хэмжээтэйгээр эхлүүлж, хоолойг яг таарах хүртэл диаметрийг нь нэмэгдүүлсэн. Утасыг нүхээр дамжуулж, дараа нь бөөгнөрсөн хоолой руу шахна. Миний кабель бага зэрэг урт тул тааруулахын тулд дахин нугалах шаардлагатай болсон. Зарим Velcro нь хэлхээний самбарыг хашлага дээр барьдаг.

Алхам 10: Утас холбох

Одоо та утаснуудынхаа төгсгөлд эрэгтэй толгойн зүүг ашиглаж, компьютерийн самбар дээрх зохих тээглүүрүүдийг холбож болно (схемийг ашиглана уу!). Хэрэв та өөрийн Arduino -г ашиглаж байгаа бол схемийн дагуу ижил зүү зураглалыг ашиглаарай.

Алхам 11: Хаалтыг хаах

Энэ хашлага нь боолттой байсан боловч бусад хашлага (алтоидын цагаан тугалга?) Зүгээр л хаагдах боломжтой байв. Ажиллаж байгаа эсэхийг нь сайн мэдэхгүй байсан тул одоогоор хаалттай байлгахын тулд соронзон хальс ашигласан.

Алхам 12: Чихийг хавсаргана уу

Чихийг бэхлэхийн тулд оосор дамжин өнгөрөхийн тулд эхлээд хоёр босоо үүрийг чихэндээ дремелтэй хийх ёстой.

Алхам 13: Чихийг хавсаргах ажил үргэлжилж байна

Оосорыг чихээр шургуулсны дараа би Velcro ашиглан чихээ нүдний шилэнд наасан. Энэ нь бага зэрэг тогтворгүй болсон боловч зөв чиглэлд чиглүүлэхийн тулд маш их тохируулагдсан байв. Тэднийг наах нь илүү байнгын байх болно, гэхдээ Velcro хэд хэдэн демонуудыг даван туулж чадсан бөгөөд хэт авианы мэдрэгч нь нүдний шилийг эргүүлэх чадварыг түгжих механизм дээр бэхлэхэд тохиромжтой байв. Хуванцар линзний хэсгийг резинэн нүдний шилний дээд талаас бага зэрэг сугалж авах хэрэгтэй бөгөөд дараа нь мэдрэгч яг таарч болно. Мэдрэгч заримдаа гадагш гардаг тул бага зэрэг цавуу сайн засах боломжтой. Харамсалтай нь энэ бэхэлгээний арга нь линзийг дээш нь эргүүлэх боломжгүй болгодог.

Алхам 14: Эко байршлыг мэдэр

Батерейгаа залгаарай, хайрцгийг халаасандаа хийж, судлаарай! Алсын хараандаа байгаа объектод ойртох тусам илүү хурдан дуугарах тусам цаашаа явах тусам удаан дуугарах болно. Эдгээрийг аюултай орчинд болон замын хөдөлгөөнд оролцож болохгүй! Эдгээр нүдний шил нь зөвхөн боловсролын зориулалттай бөгөөд хяналттай орчинд зориулагдсан тул таны захын алсын хараа, байнгын алсын харааг хаах зорилготой тул та сонсголын дохиог илүү түшиглэдэг. Эдгээр нүдний шил зүүсэний улмаас би ямар нэгэн гэмтэл бэртлийг хариуцахгүй! Баярлалаа! Энэ нь Arduino дээр суурилсан тул та Zigbee эсвэл blueSMIRF модулийг компьютертэй интерфэйсээр хялбархан холбож болно. Ирээдүйн ажил бол мэдрэмтгий байдлыг тохируулахын тулд залгах товчийг нэмж, асаах/унтраах товчийг нэмж оруулах явдал юм.

Instructables болон RoboGames роботын тэмцээний хоёрдугаар шагнал