Ultrasonik Batgoggles: 14 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Yarasa olsaydın? Echolocation təcrübəsi istəyirsiniz? Qulaqlarınızla "görməyə" çalışmaq istəyirsiniz? İlk təlimatım üçün, Arduino mikrokontrolör klonu, Devantech ultrasəs sensoru və qaynaq eynəklərindən istifadə edərək öz elektron ultrasəs gözlüklərinizi necə quracağınızı göstərəcəyəm, əgər standart elektron komponentləriniz varsa təxminən 60 dollara və ya daha ucuza. Elektronikanı atlaya və sadə bir yarasa maskasını növbəti Batman filminə taxmaq üçün mükəmməl edə bilərsiniz. Bu vəziyyətdə, dəyəri təxminən $ 15 olacaq. Bu gözlüklər, yarasa kimi eşitmə işarələrindən istifadə etmənin nə olduğunu yaşamağa imkan verir və bir elm mərkəzində olan uşaqların ekolokasiya haqqında məlumat əldə etməsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. Məqsəd xərcləri mümkün qədər aşağı tutmaq, qarşılıqlı əlaqənin təhsil məqsədləri ilə ümumi və ya əlaqəli olmamasını təmin etmək və cihazın fiziki formasının mövzunu təcəssüm etdirməsini təmin etmək idi. Dizaynının daha ətraflı müzakirəsi üçün, layihənin veb səhifəsinə baxın. Xərcləri və ölçüsünü aşağı saxlamaq üçün bir Arduino klonu istifadə olunur, lakin bu layihə əvvəlcədən qurulmuş Arduino mikrokontrolörləri ilə eyni şəkildə işləyir. Bu eynəklər " Arizona Dövlət Universitetində İncəsənət, Media və Mühəndislik proqramı üzrə Dinamik İstifadəçi Mərkəzli Araşdırma və Dizayn "kursu.

Addım 1: Lazımi materiallar

-Arduino və ya müqayisə edilə bilən mikro nəzarətçi* (pulunuz varsa Arduino mini/nano ala bilərsiniz və ya bir boarduino istifadə edə bilərsiniz, əks halda sizə bu layihə üçün kiçik və ucuz bir Arduino klonu necə hazırlayacağınızı göstərəcəyəm.)-Qaynaq eynəkləri (Mənimki "Neiko" markasıdır və eBay-də 3-10 dollara göndərilən "qaynaq gözlüklərini çevirin" olaraq asanlıqla tapıla bilər, bu xüsusi tip həqiqətən yaxşı işləyir) -Devantech SRF05 Ultrasonik Sensor (və ya digər müqayisə edilə bilən sensorlar-lakin SRF05 4mA aşağı enerji istehlakı və 3 sm-dən 4 metrə qədər böyük bir qətnamə, təxminən 30 dollardır)-qulaqları düzəltmək üçün bir şey (plastik konuslardan istifadə etdim, bax: "Daha yaxşı bir yarasa kostyumu necə tikmək olar")-bir növ elektronika üçün korpus-3/8 "bölünmüş dikişli çevik qara bükülü borular (birləşdirən telləri gizlətmək üçün)-5v-9v müxtəlif tellərdə işləyə bilən piezo səs siqnalı-plasti-daldırma spreyi (qara) Mikrokontroller Electronics (bu komponentlər atlana bilər) əvvəlcədən qurulmuş bir nəzarətçi istifadə edirsinizsə)- Arduino proqramlaşdırılmış Atmega8 və ya 168 DIP çipi.- ehtiyat Arduin lövhə və ya ArduinoMini USB proqramçısı- Kiçik PC kartı (Radioshack-də mövcuddur)- 9V batareya konnektoru (Radioshack-da mövcuddur)- 7805 5v gərginlik tənzimləyicisi- 16 MHz kristal (@ sparkfun mövcuddur)- iki 22pF kondansatör (@ sparkfun mövcuddur)- 10 microF elektrolitik kondansatör- 1 microF elektrolitik kondansatör- 1k rezistor və 1 LED (isteğe bağlı, lakin tövsiyə olunur)- 2N4401 transistor (isteğe bağlı)- qadın və kişi başlıqları (isteğe bağlı)- 28 pinli DIP yuvası və ya iki 14 pinli DIP yuvası s (isteğe bağlı)- kiçik prototip hazırlamaq üçün çörək taxtası (isteğe bağlı) Elektron komponentləri www.digikey.com və ya www.mouser.com saytlarından da əldə oluna bilər-Lazım olan dəmir-isti yapışqan silahı-Dremel-xəbər kağız maskalı lent-zımpara-tel soyucu və s.

Addım 2: Bəzi Qulaqlar Dizayn Edin

Qulaqlarınızı qurmaq üçün təsəvvürünüzdən istifadə etməkdə sərbəstsiniz. Heç bir yarasa eynəyi eyni olmamalıdır! Fiziki müalicə üçün istifadə olunan plastik konuslardan istifadə etdim. Ancaq bu dərslik yarasa qulaqları üçün başqa bir gözəl seçim verir: əvvəlcə iti ilə oval çəkdim və Dremel ilə kəsdim. Qulağın içi üçün istifadə etmək üçün kəsilmiş parçanı saxladım.

Addım 3: Qulaqları kəsin

Konusun kəsilmiş hissələrini Dremel ilə kəsdim, beləliklə onlar daha kiçik idi və onları daha böyük konus parçalarının içərisinə isti şəkildə yapışdırdı. Tam uyğun gəlmədi, amma əllə tutduqdan sonra isti yapışqan onu yaxşı saxladı. Qulaqlarınızın altında özünüzə kifayət qədər yer buraxsanız, elektronikanı qulağın içərisinə, bir qulağını nəzarətçi üçün, digərini isə batareya üçün yerləşdirə bilərsiniz. Təəssüf ki, kifayət qədər yer buraxmadım və xarici bir korpusdan istifadə etməli oldum. Zəhmət olmasa isti yapışqan silahı istifadə edərkən özünüzü yandırmamağa diqqət edin !!! Qəza nəticəsində plastik konusları asanlıqla əridə bilərsiniz.

Addım 4: Eynək hazırlayın

Aldığım gözlüklər yarasa bənzəməyən parlaq bir aqua rəngidir. Gözlükləri daha cazibədar etmək üçün linzaları çıxarın (əvvəlcə burun hissəsini çıxarın), zımpara edin və Plasti Dip spreyi ilə sprey edin ki, onlara gözəl bir dəri kauçuk toxuması versin. Püskürtmədən əvvəl gözlüklərin içini və dəriyə toxunan hissələri maskalanan lentlə maskaladım. Burun hissəsinə də heç bir boya tətbiq etmədim, çünki boya gözlük materialının elastikliyini bir az azaldır və burun parçası gözlükləri bir yerdə saxlamaq üçün lazımdır. Qulaqları da zımpara etmək və sprey etmək istəyəcəksiniz. Zımparalanmış plastik toz ağciyərlərinizə və gözlərinizə pis təsir edir, buna görə də bu addımlar üçün maska və qoruyucu eynək taxın. Düz bir quruluş əldə etmək üçün palto arasına təxminən 10-15 dəqiqə çəkən təxminən 3 qat püskürtdüm. Nəm olduqda boya parlaq görünür, ancaq mat bir quruluşa quruyur.

Addım 5: Elektronikanı yığın

Artıq qurulmuş bir Arduino mikro nəzarətçisindən istifadə edirsinizsə bu addımlar isteğe bağlıdır. Ancaq imkanlarından yalnız az miqdarda istifadə etdiyiniz üçün, Arduinonun çox daha kiçik və çoxalması daha ucuz olan bir yalın sümük versiyasını hazırlamağın mənası var. Bu hissə elektronika təcrübəsi olmayan birisi üçün bir az çətin ola bilər, ancaq sadə bir elektronika dəsti yığan hər kəs üçün asan olmalıdır. Elektronika üçün "sxematik" bir eskiz əlavə edilmişdir. Şematik, David A. Mellis'in Atmega8 Bağımsız sxemindən çox yüksək gəlir. Maraq varsa, bu addım üçün xüsusi bir Təlimat hazırlayacağam. Ayrılan güc dövranı Tom Igoenin Fiziki Hesablama kitabından alınmışdır. Mən PC lövhəsinin versiyasını (sensor/səs siqnalı ilə bağlı deyil) və istinad üçün çörək taxtasında qurulmuş bir prototip versiyasını daxil etdim. Çörək taxtası versiyası, Arduino lövhəsini mikro nəzarətçi çipi üçün bir USB proqramçısı olaraq necə bağlayacağınızı da göstərir. Çip üçün bir DIP yuvası istifadə etdiyim üçün çipi də çıxarıb proqramlaşdırmaq üçün Arduino lövhəsinə qoya bilərəm, ancaq çipi bütün sancaqlar əyilmədən çıxarmaq çətin ola bilər - buna görə də dişi daxil etdim tx/rx üçün başlıq pinləri. Lövhə çox dar olsa da, nəzarətçinin bütün sancaqlarının bağlana biləcəyi bir lehim yastığına sahib olduğunu görə bilərsiniz. Bu layihə üçün lazım olmadıqları üçün, qadın başlıqlarını istifadə edilməmiş sancaqlara lehimləmədim, amma olsaydı, çox kiçik bir paket içərisində olan USB istisna olmaqla bir Arduino Diecimilia-nın bütün imkanlarına sahib olarsınız. Lövhənin eni Diecimilia lövhəsinin təxminən yarısı və təxminən eyni uzunluqdadır. (burada oxşar bir quruluş var.) Siqnalı işə salmaq üçün bir tranzistor istifadə etmək isteğe bağlıdır, Arduino pinin özündən kifayət qədər cərəyan təmin edə bilər. Bununla birlikdə, tranzistordan istifadə etmək, səs siqnalınız varsa, başqa səs çıxarma cihazlarından istifadə etməyə imkan verir.

Addım 6: Buzzer və Sensor Telləri hazırlayın

Ultrasonik sensorun və səs siqnalının eynəkdən elektronikaya keçməsi üçün uzun tellərə ehtiyacı var. Ultrasonik sensora 4 tel (5v, torpaq, əks -səda, tetik) və səs siqnalı üçün iki tel (nəzarət cihazından rəqəmsal çıxış, yer) lazımdır. Bəzi planlama ilə, 5 telli bir lent kabelindən istifadə edə bilərsiniz, əgər varsa və səs siqnalı ilə sensor arasındakı torpaq əlaqəsini paylaşsanız. Yalnız 4 telli bir lentim var idi, buna görə ultrasəs sensoru üçün istifadə etdim və səs siqnalı üçün iki telli kabel istifadə etdim. Səs siqnalının iki konnektoru olduğu üçün, bir sıra qadın başlıqlarını iki telə doğru aralıqda lehimlədim, bu yolla lazım gələrsə piezo səs siqnalını asanlıqla silə bilərəm. Sensorun başında istifadə etməli olduğunuz bir neçə lehim deşikləri var. Doğru tərəfi istifadə etdiyinizə əmin olun, digər tərəfdəki deliklər sensoru proqramlaşdırmaq üçündür və işləməyəcək!

Addım 7: Telləri bitirin

Növbəti tellərin digər ucuna kişi başlıq pinləri. (Bunlar mikro nəzarətçiyə qoşulacaq.)

Addım 8: Kodu yükləyin

Kodu yükləmək üçün PC lövhəsindəki 5v, torpaq, TX, RX sancaqlarını Arduino lövhəsindən çıxarılan çipdəki eyni pinlərə bağlayın. Sonra PC lövhəsindəki sıfırlama pinini Arduino lövhəsindəki DIP yuvasına 13 pininin gedəcəyi yerə bağlayın. Bu qarışıqlıqdırsa, Arduino Mini istisna olmaqla, təkrarladığı şəklə baxın. Arduino redaktorunda əlavə edilmiş kodu keçin (və ya yüklədikdən sonra.pde faylını Arduinoda açın və açın) və istifadə etdiyiniz müvafiq portu və Arduino çipini seçin və yükləmə düyməsini basın. Kod səs siqnalı və sonra sensorlar tərəfindən ölçülən məsafəyə əsaslanaraq səs-küy aralığını dəyişir. Beləliklə, bir obyektə yaxın olsanız, səslər arasındakı fasilə azalır və biplər daha sürətli olur. Bir obyektdən çox uzaq olsanız, biplərarası fasilə artır, buna görə də yuxular daha yavaş baş verir. Nəzarətçi hər 60ms-də məsafəni yoxlayır, buna görə də səs siqnalı arasındakı interval dinamik olaraq dəyişir. Hal-hazırda ölçülüdür, buna görə 1 düym bip aralığında 10ms fərq yaradır. Bu, gözlüklərin daha yaxın məsafələr üçün daha yaxşı işləməsini təmin edir, lakin sonrakı məsafələr üçün daha yaxşı işləmək üçün artırıla bilər. Daha yaxın məsafələrdə məsafəni artıran eksponensial bir ölçmə sınadım (fscale istifadə edərək, amma tonlarla kod əvəzinə cavabı çox dəyişmədiyi üçün onu qırdım.) Məsafəni oxumaq üçün lazım olan vaxtdan asılıdır Hiss olunan obyektin məsafəsi (sensor 30ms uzunluğa qədər olan nəbzləri qaytarır), kodu oxumaq üçün lazım olan vaxtı ölçür və gecikmə müddətini bu məbləğlə kompensasiya edir. Kodun hər sətri şərh olunur və (inşallah) özdür -izahlı.

Addım 9: Elektronikanı bir qutuya qoyun

Qıvrılmış borunu kəsin ki, eynəkdən kiminsə əlinə və ya cibinə doğru uzunluğunda olsun. Ultrasonik sensora və piezo səs siqnalı ilə birləşdirən telləri parçalanmış dikişin qarışıq borulara daxil edin. Korpusunuzda bükülmüş borulara uyğun ola biləcək bir delik açın. Kiçik bir ölçüdən başlayaraq borular tam uyğun olana qədər diametrini artıraraq sınaq və səhv yanaşması istifadə edərək bunu etdim. Telləri çuxurdan keçirin, sonra buruq borulara sıxın. Kabellərim bir qədər uzundur, buna görə də bükmək üçün ətrafa qatlamalı oldum. Bəzi Velcro, devre kartını korpusa tutur.

Addım 10: Telləri birləşdirin

İndi tellərinizin ucundakı kişi baş pinlərindən istifadə edə və PC lövhəsindəki uyğun sancaqlara qoşula bilərsiniz (sxemdən istifadə edin!). Öz Arduino istifadə edirsinizsə, sxemdəki kimi eyni pin eşlemelerinden istifadə edin.

Addım 11: Kassanı bağlayın

Bu korpusda onu bağlamaq üçün vintlər var idi, lakin digər korpuslar (altoid qalay?) Sadəcə bağlana bilər. İşlədiyinə əmin olmadığım üçün indiyə qədər bağlı saxlamaq üçün bant istifadə etdim.

Addım 12: Qulaqları bağlayın

Qulaqları bağlamaq üçün əvvəlcə kəmərin keçməsi üçün iki şaquli yuva qoymalıyıq ki, qulağı dremel olsun.

Addım 13: Qulaqları bağlamaq davam edir

Kəmərləri qulaqlardan keçirtdikdən sonra qulaqları eynəklərə yapışdırmaq üçün Velcro istifadə etdim. Bu, bir qədər qeyri -sabit, lakin doğru yola yönəltmək üçün çox tənzimlənən hala gəldi. Onları yapışdırmaq daha qalıcı olardı, ancaq Velcro bir neçə demodan sağ çıxdı. Ultrasonik sensor bir şəkildə eynəklərin sürüşmə qabiliyyəti üçün kilidləmə mexanizminə itələmək üçün mükəmməl uyğun idi. Boş yer açmaq üçün rezin gözlük çərçivəsini yuxarıdan bir az yuxarıya çəkərək plastik hissədən çıxarmalısınız, sonra sensora tam oturur. Sensor bəzən çıxır, buna görə də bir az yapışqan onu düzəldə bilər. Təəssüf ki, bu bağlama üsulu, linzaları yuxarıya çevirməyi mümkünsüz edir.

Addım 14: Echolocation təcrübəsi

Batareyanı bağlayın, qutunu cibinizə qoyun və araşdırın! Görmə xəttinizdəki cisimlərə nə qədər yaxınlaşsanız, o qədər sürətli səslənir, daha da irəliləyirsiniz, daha yavaş səslənir. Zəhmət olmasa bunları təhlükəli mühitlərdə və ya nəqliyyat vasitələrində geyinməyin! Bu gözlüklər yalnız təhsil məqsədlidir və nəzarətli mühitlər üçün nəzərdə tutulmuşdur, çünki onlar sizin periferik görmə qabiliyyətinizi və müntəzəm görmə qabiliyyətinizi maneə törətmək məqsədi daşıyır, buna görə də eşitmə işarələrinə daha çox güvənirsiniz. Bu eynəyi taxmağım səbəbiylə heç bir zədə almamışam! Təşəkkürlər! Bu Arduino -ya əsaslandığı üçün, simsiz olaraq kompüterlərlə əlaqələndirmək üçün Zigbee və ya blueSMIRF modulu əlavə edə bilərsiniz. Gələcək işlər həssaslığı tənzimləmək üçün bir kadr əlavə etmək və açma/söndürmə düyməsini əlavə etmək ola bilər.

Təlimatlar və RoboGames Robot Yarışmasında İkinci Mükafat