GOB: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Instruksional ini dibuat untuk memenuhi keperluan projek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

Latar Belakang GOB

GOB bermaksud Gear Operated Box dan merupakan kotak yang beroperasi melalui rangkaian gear. Projek ini dibuat seperti yang disebutkan di atas untuk Makercourse di University of South Florida dan arahan ini akan menunjukkan dengan tepat apa yang diperlukan untuk meniru projek ini di kotak lain juga. Gambar di sebelah kanan gambar pertama di atas adalah versi terbaru GOB. Kotak itu dapat dikunci dan dibuka kuncinya bergantung pada tombol mana yang sensor "RFID" lihat dan juga menyalakan LED sisi bergantung pada apakah kotak terkunci atau dibuka. Lihat video yang dilampirkan untuk melihat ciri terkini kotak.

Langkah 1: Bekalan / Perkakasan

Anda memerlukan perkara berikut untuk membuat projek ini.

1. Papan Arduino Uno

2. Arduino RFID Sensor (MFRC522)

3. Gear - Lihat di bawah untuk spesifikasi

4. Mata Air Besar

5. Motor Stepper 5v

6. Pelbagai LED

7. Pengecas USB mudah alih

8. Kotak - Lihat di bawah untuk spesifikasi

9. Sebarang hiasan yang anda mahukan untuk kotak anda, saya menggunakan yang berikut:

- Cat semburan (Coklat, emas, emas mawar / tembaga)

- Mentol rantai kunci

- Pelbagai gear dicetak 3D, baut, dan paip

Gear

Gear yang digunakan untuk bahagian mekanikal reka bentuk ini saya reka dalam fusion 360 menggunakan skrip gear mereka dan kemudian 3D mencetaknya. Gambar pertama yang dilampirkan di sini menunjukkan spesifikasi yang saya gunakan untuk menghasilkan semua gear saya dan hanya perlu menukar bilangan gigi pada setiap gigi. Gambar kedua menunjukkan gear yang digunakan dalam kotak ini. Terdapat 3 gear bulat yang digunakan dan kemudian gigi segi empat tepat digunakan sebagai mekanisme pengunci yang sebenarnya, fail.stl untuk gear ini juga dilampirkan. Gambar ketiga menunjukkan penempatan gear, seperti yang anda lihat panduan keperluan gear atas untuk memastikannya tetap terpasang dan gear terbesar terpaku pada gear yang lebih kecil yang memungkinkan motor stepper memutar semua gear dalaman sekaligus.

Kotak

Kotak yang digunakan untuk projek saya terbuat dari 7in. kepingan kadbod x 7 in. Dua jalur kadbod nipis digunakan untuk menghubungkan penutup ke dasar kotak dan kemudian jalur kecil digunakan untuk membina cangkuk pada penutup untuk membolehkan kotak terkunci. Anda boleh membuat kotak dari bahan apa sahaja yang anda suka atau menggunakannya dengan penutup yang sudah bersambung di satu sisi, sama ada cara penutupnya mesti mempunyai kait di bahagian dalam agar kotak terkunci oleh gear dalaman. Lihat dua gambar terakhir untuk maklumat lebih terperinci.

Langkah 2: Perhimpunan

1. Kumpulkan semua bahan yang disenaraikan dalam Langkah 1: Bekalan / Perkakasan

2. Bentukkan kotak, seperti yang disebutkan sebelumnya, Anda dapat membuat kotak dari bahan apa pun atau memiliki ukuran apa pun dengan satu-satunya spesifikasi kerana ia mesti mempunyai cangkuk dalaman yang cukup besar untuk membolehkan gear dalaman mengunci kotak.

3. Setelah kotak dibina, anda perlu memasang litar. Ikuti skema yang dilampirkan. Ingatlah bahawa lebih bersih dan padat anda menjadikan litar anda lebih baik sesuai dengan kotak anda. Setelah memasang program dan menguji litar anda ke 1) mengesahkan semua perkakasan anda berfungsi dan 2) pastikan ia melakukan apa yang anda mahukan.

4. Reka bentuk seterusnya dan cetak gear yang diperlukan untuk kotak anda. Ini mungkin memerlukan beberapa cetakan bergantung pada ukuran kotak anda dan ukuran litar anda. Gear pertama yang harus anda mulakan adalah yang untuk motor stepper, ini akan membantu anda mengukur ukuran ketinggian gear anda di dalam kotak. Terdapat pelbagai ukuran dowel yang dilampirkan dalam fail.stl yang dapat membantu menentukan ketinggian terbaik untuk kotak anda. Anda perlu menggerudi lubang di bahagian bawah dowel dan menempelkannya ke motor stepper untuk mengikat gear ke motor stepper.

5. Setelah semua gear dicetak dan rangkaian dipasang, pasangkan gear ke bahagian dalam kotak. Saya menggunakan gam panas untuk pemasangan mudah. Jenis gam atau skru lain juga boleh digunakan. Tambahkan rel panduan yang diperlukan untuk memastikan gear tetap terpasang. Seperti yang anda lihat dalam gambar, penempatan gear perlu berbaris tepat di bawah penutup kotak di mana cangkuk terletak. Mata air perlu duduk betul-betul di bawah cangkuk supaya penutupnya muncul ketika kotak tidak dikunci dan gear segi empat mempunyai ruang meluncur ke dalam cangkuk ketika kotak hendak dikunci.

6. Setelah gear di tempatkan selamatkan litar anda di dalam kotak. Saya menggunakan pita, pita biru dalam gambar, kerana ini membolehkan saya membuat penyesuaian mudah mengikut keperluan.

7. Akhirnya hiasi kotak anda! Saya memilih untuk menggunakan LED yang awalnya digunakan untuk menandakan putaran roda gigi sebagai bahagian hiasan untuk bahagian kiri kotak. Bahagian terbaik dari projek ini adalah bahawa konsep sederhana membolehkan anda menyesuaikan projek ini untuk keperluan anda sendiri. Tiga langkah seterusnya menunjukkan bagaimana saya menghiasi kotak ini.

8. Cetak pelbagai gear yang berbeza. Kemudian semburkan cat kotak dan gear agar sesuai dengan tema apa pun yang anda inginkan. Saya menggunakan beberapa roda gigi sebagai stensil untuk menambah reka bentuk di sisi atau menempelkannya untuk tekstur melihat gambar yang dilampirkan untuk perincian.

9. Untuk bola lampu di sebelahnya, saya menggunakan bola lampu rantai kunci yang boleh saya buka dan lepaskan LED. Dari situ saya dapat membuat dua lubang di sisi kotak untuk memasukkan LED yang saya sambungkan ke litar ke dalam bola lampu pada saya mempunyai gam di bahagian luar kotak.

10. Setelah selesai pastikan masih ada ruang yang cukup untuk meletakkan objek di dalam kotak anda. Saya memilih untuk menyembunyikan litar dalaman dengan merasa supaya tidak ada yang tersekat.

Selamat menghias kotak yang anda mahukan, itu adalah bahagian terbaik untuk mencipta! Selamat Membuat!

Langkah 3: Kod

Bermula

Fail.ino yang dilampirkan adalah kod program untuk GOB. Untuk menjalankannya di arduino dengan betul, anda juga perlu memasang dua perpustakaan yang juga dilampirkan ke dalam folder perpustakaan arduino anda. Program ini dikomentari dengan baik tetapi terdapat juga penerangan yang diberikan di bawah untuk penjelasan lebih lanjut. Kod ini memerlukan pemahaman asas mengenai pengaturcaraan arduino.

Gambaran Keseluruhan / Penerangan

1. Perpustakaan

Terdapat tiga perpustakaan yang digunakan dalam program ini SPI, MFRC522, dan Stepper Library. Oleh kerana SPI adalah pustaka arduino lalai, maka tidak perlu memasangnya di folder pustaka arduino anda. SPI bermaksud Interface Periferal Serial dan ia adalah protokol komunikasi bersiri yang digunakan oleh arduino untuk bercakap dengan sensor RFID. Dengan perpustakaan ini kami menggunakan perpustakaan MFRC522 untuk membaca data dari sensor RFID. Perpustakaan ini khusus untuk sensor dan membolehkan kami menggunakan maklumat yang "dibaca" oleh sensor dari kunci RFID yang digunakan untuk mengunci dan membuka kunci kotak. Perpustakaan stepper melakukan apa yang terdengar, ia membantu arduino bercakap dengan motor stepper.

2. Menentukan Pemboleh ubah / Persediaan

Setelah memasukkan perpustakaan yang diperlukan untuk perkakasan yang diperlukan, pin perkakasan tersebut perlu ditentukan. Pada dasarnya arduino perlu mengetahui pin mana yang bercakap dengan perkakasan yang mana.

3. Gelung Utama

Pertama, dua yang pertama jika pernyataan digunakan untuk memastikan sensor RFID membaca kunci RFID. Kemudian kita perlu mengambil kod atau UID kunci RFID yang "dibaca", inilah yang berlaku pada fungsi pertama untuk gelung Loop (). Setelah UID dibaca, kita perlu memeriksa untuk melihat apakah kunci akan mengunci atau membuka kunci kotak. Di sini, dengan menggunakan pernyataan if if saya telah menetapkan satu kunci untuk mengunci kotak dan yang lain untuk membuka kunci kotak. Sebagai contoh, jika UID sama dengan UID yang saya mahukan, kemudian panggil fungsi spinRight () atau kunci kotak yang lain panggil fungsi spinLeft () dan buka kunci kotak.

4. Fungsi Putaran

Fungsi spinLeft () dan spinRight () digunakan untuk memutar motor stepper ke kiri atau kanan. Yang penting di sini adalah bahawa untuk membalikkan arah motor stepper, pin untuk motor stepper dipusingkan.