İnteraktiv ağac: 10 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Doktorluq və lisenziya tezisləri ilə əlaqədar maraqlı bir ənənə, ictimai müdafiə/seminardan əvvəl KTH əsas kitabxanasındakı bir ağacda asılmalarıdır. Bu səbəbdən, Fiziki Etkileşim Dizaynı və Gerçekleşmesi kursumuz üçün bir layihə olaraq, qrupumuz ağacın interaktiv bir versiyasını yaradaraq bu adəti xatırlamağa qərar verdi.

Addım 1: Nə lazımdır

Materiallar:

• 1x Rəqəmsal Ölçü (4 yük hücrəsi ilə)
• Pambıq və sellülozdan təmizlənmiş bezlər (hər çiçəyə bir parça istifadə etdik, cəmi 6 ədəd)
• 2x Köpük Topları
• Mövzu
• 4x Taxta lövhələr (hər biri 22x170x1600 mm idi)
• 6x Künc Kalıpları (2x27x27x750 mm, 2 x 27x27x600 mm və 2 ədəd 27x27x1350 mm)
• 1x Taxta (6-7 mm-dən çox olmayan)
• 2x Taxta Lövhələr (2-3 sm qalınlığında, 45x45 sm)
• Tellər
• Lehim
• İsti yapışqan
• İstilik büzücü borular
• İki tərəfli yapışan bant
• 20x Universal vintlər (5x40 mm)
• 20x Universal vintlər (3.0x12 mm)
• 10x Gücləndirmə açıları
• 1x Stripboard (prototip lövhəsi)

Elektronika:

• 1x - Arduino Uno
• 1x - Hüceyrə gücləndiricisini yükləyin
• 1x - ESP8266 Huzzah Feather mikro nəzarətçisi
• 1x - Adafruit RC522 RFID oxuyucusu
• 2x-Multiplexers (3-dövlət çıxış qeydləri olan 8-bit shift qeydləri)
• 16x - Qırmızı LEDlər
• 16x - Rezistorlar
• 6x - Servos - Hitec HS -422 (standart ölçü)

Alətlər:

• Lehimleme dəmir
• İsti yapışqan silahı
• Əl Testere
• Mübarizə Saw
• Güc Tornavida
• Taxta Törpü
• Yapboz Ağac Kəsmə Aləti

Addım 2: Rəqəmsal Bədən Ağırlığı Hamam Ölçüsünü bağlayın

Bu ilk addım üçün, rəqəmsal bir bədən çəkisi olan vanna otağı ölçüsündən və HX711 Yük Hüceyrə Gücləndiricisindən 4 yük hücrəsindən istifadə etdik. Sancaqlar rənglərlə etiketlənir: RED, BLK, WHT, GRN və YLW, hər bir yük hücrəsinin rəng koduna uyğun gəlir. Buğda daşı körpüsünə bağlanmışlar (şəkillərə baxın). Load Cell 1 və Load Cell 4 qırmızılarına bir həyəcan tətbiq edirik və Load Cell 2 və Load Cell 3 qırmızılarından gələn siqnalları oxuyuruq (bağlantıya baxın).

Addım 3: RFID Reader qurun

Skaneri yığmaq üçün iki ədəd hardware istifadə etdik; ESP8266 Huzzah Feather mikrokontrolörü və Adafruit RC522 RFID oxuyucusu.

ESP8266 və RC522 aralarında 5 əlaqə var idi (şəkil 1 -ə baxın).

Skanerin məqsədi 13.6MHz olan KTH kartlarını taramaq və kartın bənzərsiz şəxsiyyət və ya tələbə şəxsiyyət vəsiqəsini Google Firebase verilənlər bazasına göndərmək idi. Bütün bunlar əvvəlcədən qurulmuş Arduino paketləri, RC522 üçün MFRC522, wifi üçün ESP8266 və firebase ünsiyyəti üçün Arduino Firebase istifadə edərək edildi. Məlumat verilənlər bazasına göndərildikdən sonra, D3.js animasiyasından istifadə edərək bir ağac olan bir web səhifəsi, virtual ağacda çiçək açan bir çiçəyi simulyasiya etmək üçün yeniləndi.

Quraşdırmanın son hissəsi, bir kartın skan edildiyi barədə məlumatı Arduino Uno mikro nəzarətçisinə göndərmək idi. ESP8266 və Arduino Uno arasında 1 əlaqə var idi (şəkil 1 -ə baxın).

Pin 16, Varsayılan LOW dəyərinə malik olduğu üçün xüsusi olaraq istifadə edildi, digər pinlərdə isə HIGH dəyərləri var. Bir kart tarandıqda, Arduino Uno -ya tək bir yüksək nəbz göndərdik və sonra kodun qalan hissəsini icra etdik.

Addım 4: LED yolunun qurulması

Daha mənalı bir əlaqəyə sahib olmaq və müəyyən istifadəçi hərəkətlərinin görünən bir rəyini əldə etmək üçün, təyin olunmuş budağa doğru yanan LED -lərin yolunu təşkil etmək qərarına gəldik. Buna görə istifadəçi tezisi xüsusi olaraq asmalı olduğu yerə yönləndirilir.

Bunun üçün iki multiplekserdən istifadə etdik: 3 dövlət çıxış qeydli 8 bitlik keçid qeydləri və 16 qırmızı led. Multiplexer, mikrokontrolörümüzdə cəmi 3 pin tutarkən eyni anda 8 çıxış üzərində nəzarət təmin edir. Əlaqələr "sinxron ardıcıl əlaqə" vasitəsi ilə həyata keçirilmişdir (linki görə).

Addım 5: Çiçəklər yazın

Bu addım üçün yüngül və əyilə bilən bir materialdan - təmizləyici bezlərdən istifadə etdik. Bu materialdan ləçək formalı parçalar kəsilmişdir. Nəticədə, bu ləçəklər köpük topdan hazırlanmış mərkəzi bir quruluşa bağlanır. Hər bir ləçək iplə bərkidilir, belə ki ləçək çəkildikdə əyilir.

Addım 6: Ağacı qurun

Əsas materialımız odundur. Ağac, kvadrat şəklində bir -birinə bükülmüş dörd ayrı taxta taxtadan ibarətdir (2 taxtanı birləşdirmək üçün 5 vida). Budaqlar kənar künc qəlibdən taxtadan hazırlanmışdır. Budaqları daxil etmək üçün ağac gövdəsində kvadrat deliklər kəsilmişdir. Hər filialın ucunda bir LED (alt və üst budaq) və ya iki LED (orta budaq) var. Hər bir LED yapışqan ilə bərkidilmişdir.

LED -lər düzgün yerləşdirildikdən sonra hər bir budağa bir çiçək bağladıq. Hər çiçəyin çiçəklənməsini idarə edən bir servo var (şəkillərə baxın). Ölçü, LED -lər və servo 4 -cü addımda hazırlanan prototipləşdirmə lövhəsi vasitəsi ilə Arduino -ya qoşulur. Hər budaq möhkəmləndirici açılar və 3.0x12 mm universal vintlər istifadə edərək magistrala sol və sağ tərəfdən bərkidilir.

Daha qalın taxta lövhələrdən biri ağac üçün əsas kimi istifadə ediləcək, digəri isə əvvəlcə ağacın gövdəsinə vidalanacaq və sonra dibindəki taxta lövhəyə bərkidiləcək düzbucaqlı üçbucaq şəklində kəsiləcək.

Əsas taxta lövhə üçün tərəzinin tellərindən keçmək üçün bir kvadrat çuxur düzəldin və sonra iki tərəfli yapışan bantla ağacı taxtaya bərkidin.

Arduino Uno, bütün əlaqələri olan magistralın və prototip lövhəsinin altına yerləşdirildi.

Ağacı bağlamadan əvvəl, kompüteri Arduino və ESP8266 Huzzah Feather mikrokontrolörünə bağlamaq üçün bazasındakı son taxta taxtadan bir kvadrat delik açın.

Addım 7: Ağacı bəzəyin

Prototipimizin görünüşünü yaxşılaşdırmaq üçün budaqlara lazerlə kəsilmiş bir neçə yarpaq və bayquş (bilikləri simvollaşdırmaq üçün) əlavə etdik.

Addım 8: Kod

Burada hər bir komponentin necə işlədiyini yoxlamaq üçün istifadə edə biləcəyiniz fərqli kodlar var (miqyas üçün calibration_test.ino, RFID Reader üçün scanner.ino və servolar üçün servo_test.ino) və sonra hər şey bütövlükdə (light_test.ino kimi ilkin test və son versiya olaraq main.ino).

Ölçəklə işləyə bilmək üçün HX711 kitabxanasını da qurmalısınız (kitabxanaya keçid).

Addım 9: Veb Tətbiqi yaradın

Əlavə bir əlaqə olaraq, bir veb tətbiqi vasitəsi ilə rəqəmsal bir rəy əlavə etdik. Tətbiq skan edilmiş şəxsiyyət sənədini alır və asılan tezis nəticəsində virtual ağacdakı çiçək də çiçək açır.

Addım 10: Təcrübədən zövq alın

Sonda, bütün komponentlərin birlikdə işləməsini bacardığımız üçün xoşbəxt olduq. Proses həm həyəcan verici, həm də stresli keçdi, amma bütün çətinliklərə baxmayaraq nəticədən məmnunuq və təcrübə maraqlı və ən əsası təhsilli oldu.