Makecourse: Yalnız Qayıq: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimat, Cənubi Florida Universitetindəki Makecourse -in layihə tələbinin yerinə yetirilməsi üçün yaradılmışdır (www.makecourse.com).

Arduino, 3D çap və kompüter dəstəkli dizaynda (CAD) yenisiniz? Bu layihə, bu mövzuların arxasındakı bütün əsasları öyrənməyin əla bir yoludur və yaradıcılığınızı özününküləşdirmək üçün yer təklif edir! Qayığın quruluşu üçün çoxlu CAD modelləşdirmə, muxtar sistemlərə giriş və su yalıtımlı 3D izlər anlayışını təqdim edir!

Addım 1: Materialların siyahısı

Layihəyə başlamaq üçün əvvəlcə nəyin üzərində işləyəcəyinizi bilməlisiniz! İşə başlamazdan əvvəl əldə etməli olduğunuz materiallar bunlardır:

• 1x Arduino Uno R3 mikro nəzarətçi və USB kabeli (Amazon Link)
• 1x L298N motor nəzarətçisi (Amazon Link)
• 4x (2 ehtiyat nüsxədir) DC mühərrikləri 3-6V (Amazon Link)
• 2x 28BYJ-48 Stepper mühərrikləri və ULN2003 modulları (Amazon Link)
• Güc üçün 1x Portativ telefon şarj cihazı (İşlətdiyim budur, bir az böyükdür. İstəsəniz başqa birini istifadə edə bilərsiniz: Amazon Link)
• 1x Ultrasonik HCSR04 sensoru (Bu keçiddə bəzi keçid telləri ilə birlikdə atılan bir neçə əlavə var: Amazon Link)
• 3x Paket Jumper telləri (Kişi-qadın, kişi-kişi, qadın-qadın. Amazon Link)
• 1x Can Conta Flex Seal (16 oz, Amazon Link)
• 1x Rəssam Bantı (Amazon Link)
• 1x Fine Grit Zımpara (təxminən 300 yaxşıdır)
• Çevik möhür tətbiq etmək üçün bir neçə popsicle çubuq və fırça

• 3D çap imkanı. (Budur nisbətən ucuz və təsirli 3D printer - Amazon Link)

  • 3D Çap üçün Qırmızı Filament (Amazon Link
  • 3D Çap üçün Qara Filament (Amazon Link)

Layihə versiyanız üçün hazırladığınız materialları əlavə etməkdən çekinmeyin!

Addım 2: 3D çaplı hissələr və dizayn

Bu layihənin ilk hissəsi işləmək üçün mexaniki bir sistem yaradır. Buraya gövdə, qapaq, avarçəkənlər, avarların mühərrikləri üçün oxlar, sensorlar üçün montaj və ox daxil olmaqla bir çox hissələr daxildir. sensor yuvası oturur.

Komponentlər SolidWorks -də hazırlanmış və bir yerə yığılmışdır. Bütün hissə faylları və montaj bu addımın sonunda tapıla bilən bir zip faylına yerləşdirilmişdir. Qeyd edək ki, SolidWorks istifadə edə biləcəyiniz yeganə CAD proqramı deyil, çünki Inventor və Fusion360 kimi bir çox proqram CAD üçün istifadə edilə bilər. Onlara SolidWorks hissələrini idxal edə bilərsiniz.

Küreği tutan oxların, gövdənin delikləri ilə konsentrik olduğunu, oxun əyilməsinin və birbaşa gəmidən çıxmasının qarşısını almaq vacibdir.

Bu layihədəki hər şey 3D çapdır (elektrik komponentləri istisna olmaqla), buna görə ölçülər vacibdir. Hər şeyin bir -birinə uyğun olmasını təmin etmək üçün hissələrə təxminən 0.01 düym toleranslar verdim (bir az boşluq kimi). Mühərrikə gedən oxlara daha az dözümlülük var idi ki, möhkəm otursunlar. Avarçəkənlər oxa möhkəm bağlanır ki, mühərriklər işə salındıqda avarçəkənlər hərəkət etsinlər və qayığı hərəkətə gətirsinlər.

CAD -ə baxarkən elektrik komponentləri üçün platformalar görəcəksiniz. Bu, komponentlərin hərəkət etməmələrini təmin etmək üçün platformalarına "açılmaları" üçündür.

Ən böyük çaplar gövdə və qapaqdır, buna görə dizayn edərkən bunu unutmayın. Bir anda çap etmək çox böyük olduğu üçün hissələrə bölmək məcburiyyətində qala bilərsiniz.

Addım 3: İdarəetmə Dövrü

Burada qayığı idarə edən elektrik dövrəsini müzakirə edəcəyik. Burada yükləyə biləcəyiniz faydalı bir proqram olan Fritzing -dən bir sxem var. Elektrik sxemlərini yaratmağa kömək edir.

Bu layihədə istifadə olunan bütün komponentlər Fritzing -də deyil, buna görə də dəyişdirilir. Qara fotosensor HCSR04 sensorunu, kiçik yarım körpü isə L298N mühərrik nəzarətçisidir.

HCSR04 və L298N, çörək lövhəsindəki elektrik raylarına qoşulur, bu da öz növbəsində Arduino -nun güc tərəfinə (5V və torpaq pinlərində) bağlıdır. HCSR04 -in əks -səda və tetik pinləri, Arduino -da sırasıyla 12 və 13 -cü pinlərə gedir.

L298 üçün aktivləşdirmə pinləri (idarəetmə sürəti) 10 və 11 (A/Motor A aktivləşdir) və 5 və 6 pinlərinə (ENB/Motor B) bağlanır. Daha sonra mühərriklərin gücü və əsasları L298N üzərindəki limanlara bağlanır.

Əlbəttə ki, Arduino portativ telefon şarj cihazımızdan enerji alacaq. Dövrə işə salındıqda, mühərriklər yaxınlıq sensorumuzun diktə etdiyi istiqamətdə maksimum sürətlə qurulur. Bu kodlaşdırma hissəsində əhatə olunacaq. Bu qayığı hərəkətə gətirəcək.

Addım 4: Arduino Kodu

İndi bu layihəni işə salan şeyin ən kiçik hissəsinə çatırıq: kod! Bu addımın sonunda tapıla bilən bu layihənin kodunu ehtiva edən bir zip faylı əlavə etdim. Baxmağınız üçün tam şərh edilmişdir!

- Arduino üçün yazılan kod, Arduino inteqrasiya inkişaf mühiti (IDE) olaraq bilinən bir proqramda yazılmışdır. Burada tapa biləcəyiniz Arduino rəsmi saytından yükləməli olduğunuz bir şeydir. IDE C/C ++ proqramlaşdırma dillərində yazılmışdır.

IDE vasitəsilə yazılan və saxlanılan kod bir eskiz olaraq bilinir. Eskizlərə və sinif sənədlərinə və kitabxanalara onlayn və ya özünüz yaratdığınızdan daxil edə bilərsiniz. Bunların və Arduinoda necə proqramlaşdırılacağının ətraflı izahlarını burada tapa bilərsiniz.

- Bu addımın əvvəlində göründüyü kimi, layihənin əsas eskizini keçən bir YouTube videosum var, buradan yoxlaya bilərsiniz! Bu, əsas eskiz və onun funksiyalarından keçəcək.

- İndi yaxınlıq sensorunu idarə etmək üçün yaratdığım kitabxanaya qısa bir şəkildə nəzər salacağam. Kitabxana, əsas eskizimdə daha az kod xətti ilə sensordan məlumat əldə etməyi asanlaşdırır.

. H faylı (HCSR04.h), bu kitabxanada istifadə edəcəyimiz funksiyaları və dəyişənləri sadalayan və onlara kimin daxil ola biləcəyini təyin edən şeydir. Mötərizədə daxil etdiyimiz dəyərləri saxlayan bir obyekti (bizim vəziyyətimizdə "HCSR04ProxSensor") təyin edən bir kod xətti olan bir konstruktordan başlayırıq. Bu dəyərlər, yaratdığımız sensor obyektinə ("HCSR04ProxSensor NameOfOurObject" daxil olmaqla istədiyimiz ad verilə bilər) bağlı olacaq istifadə etdiyimiz yankı və tətik pinləri olacaq. "İctimaiyyət" anlayışına daxil olan şeylərə həm kitabxana daxilində, həm də xaricində hər şey daxil ola bilər (əsas eskizimiz kimi). Burada əsas eskizdə çağırdığımız funksiyaların siyahısını verəcəyik. "Şəxsi" olaraq kitabxananın işləməsinə səbəb olan dəyişənləri saxlayırıq. Bu dəyişənlər yalnız kitabxanamızdakı funksiyalarla istifadə edilə bilər. Bu, funksiyalarımızın yaratdığımız hər bir sensor obyekti ilə hansı dəyişənlərin və dəyərlərin əlaqəli olduğunu izləməsinin bir yoludur.

İndi "HCSR04.cpp" faylına keçirik. Faktiki olaraq funksiyalarımızı və dəyişənlərimizi və necə işlədiyimizi təyin etdiyimiz yer budur. Kodu əsas eskizinizdə yazmağınıza bənzəyir. Diqqət yetirin ki, geri qaytardıqları funksiyalar göstərilməlidir. "ReadSensor ()" üçün bir ədəd (float olaraq) qaytaracaq, buna görə də funksiyanı "float HCSR04ProxSensor:: readSensor ()" ilə təyin edirik. Qeyd edək ki, bu funksiya ilə əlaqəli obyektin adı "HCSR04ProxSensor::" daxil edilməlidir. Pinlərimizi konstruktorumuzdan istifadə edərək təyin edirik, "readSensor ()" funksiyasından istifadə edərək bir obyektin məsafəsini tapırıq və "getLastValue ()" funksiyası ilə son oxunuş dəyərimizi əldə edirik.

Addım 5: Bütün hissələri və montajı 3D çap edin

Gövdənin iki parçası çap edildikdən sonra onları rəssam lenti ilə yapışdıra bilərsiniz. Bu onu bir yerdə saxlamalıdır. CAD dizaynımıza əsaslanaraq bütün digər hissələri normal olaraq yığa bilərsiniz.

3D-printerlər, printerlə birlikdə gələn dilimləyici proqramdan istifadə edərək əldə edə biləcəyiniz g-kodu üzərində işləyir. Bu proqram bir.stl faylını (CAD -də yaratdığınız bir hissədən) götürəcək və onu yazıcının oxuması üçün koda çevirəcək (bu faylın uzantısı printerlər arasında dəyişir). Populyar 3D çap kəsicilərə Cura, FlashPrint və daha çox daxildir!

3D çap edərkən, çox vaxt tələb olunduğunu bilmək vacibdir, buna görə də buna uyğun plan hazırlayın. Uzun çap vaxtlarından və daha ağır hissələrdən qaçmaq üçün təxminən 10%dolğunluqla çap edə bilərsiniz. Diqqət yetirin ki, daha yüksək bir doldurma çapa girən suya qarşı kömək edəcək, çünki məsamələr daha az olacaq, lakin bu da hissələri ağırlaşdıracaq və daha uzun çəkəcək.

Təxminən bütün 3D çaplar suya uyğun gəlmir, buna görə də onları suya davamlı etmək lazımdır. Bu layihədə Flex Seal tətbiq etməyi seçdim, çünki olduqca sadədir və suyun çapdan çıxmaması üçün son dərəcə yaxşı işləyir.

Addım 6: Çapı su yalıtımı

Bu çapın su yalıtımı vacibdir, çünki bahalı elektronikanızın zədələnməsini istəmirsiniz!

Başlamaq üçün gövdənin kənarını və altını zımpara edəcəyik. Bu, daha yaxşı qorunma təmin edərək, əyilmə möhürünün içinə daxil olması üçün yivlər yaratmaqdır. Yüksək zımpara/incə zımpara istifadə edə bilərsiniz. Çox zımpara etməmək üçün diqqətli olun, bir neçə vuruş qaydasında olmalıdır.

Addım 7: Gövdəni zımparalamaq

Ağ xətlərin görünməyə başladığını görəndə nə vaxt dayanacağını biləcəksiniz.

Addım 8: Flex Seal tətbiq edin

Çevik möhür tətbiq etmək üçün bir çubuq və ya fırça istifadə edə bilərsiniz. Heç bir yeri qaçırmadığınızdan və hərtərəfli olduğunuzdan əmin olun. Alətinizi açıq qutuya batırıb gövdəyə sürtmək kifayətdir.

Addım 9: Flex Sealın oturmasına icazə verin

İndi gözləyirik! Normalda əyilmə möhürünün bir az quruması təxminən 3 saat çəkir, amma əmin olmaq üçün 24 saat oturmasına icazə verərdim. Gövdəni daha da qorumaq üçün quruduqdan sonra başqa bir qat möhür tətbiq edə bilərsiniz, ancaq bu bir az aşındır (1 qat mənim üçün əla işləyirdi).

Addım 10: Montaj və Test

İndi çevik möhür qurudulduqda, elektrik komponentlərini əlavə etməzdən əvvəl gövdəni suda sınamağı məsləhət görürəm (gövdə suya davamlı deyilsə, bu sizin Arduino üçün problem yarada bilər!). Yalnız lavaboya və ya hovuza aparın və gəminin heç bir sızma olmadan 5 dəqiqədən çox üzə biləcəyini yoxlayın.

Gövdəmizin suya davamlı olduğundan əmin olduqdan sonra bütün hissələrimizi əlavə etməyə başlaya bilərik! Arduino, L298N və digər komponentləri düzgün bir şəkildə bağladığınızdan əmin olun.

Kabelləri DC mühərriklərinə uyğunlaşdırmaq üçün, dayandıqlarını təmin etmək üçün kişi uclarını motorun uclarına lehimlədim. Lehimləmə, bütün əlaqələrinizin etibarlı olduğundan və ya daha uzun bir tel çəkməyinizdən əmin olmaq üçün də faydalıdır. Daha əvvəl heç lehimləməmisinizsə, burada daha çox məlumat əldə edə bilərsiniz!

Hər şey bir yerdə olduqda, bütün komponentləri gövdəyə yerləşdirin və bir az test edin! Sensorun seriyalı monitorda məsafə dəyərlərini oxuyaraq istədiyi kimi işlədiyini yoxlamaq, mühərriklərin düzgün fırlandığını yoxlamaq lazımdır.

Addım 11: Son məhsul

Və indi işiniz bitdi! Test sürücüsündə hər hansı bir səhv olub olmadığını yoxlayın (elektronika tətbiq etməzdən əvvəl gəmini və gövdəsini sınayın) və hazırsınız!