Skrikende potet: 16 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Tinkercad -prosjekter »

Denne instruktive vil lære deg hvordan du får noen poteter til å leve, snakke og skrike for livet. Hvis du noen gang ønsket å overraske venner og familie med en grønnsak som ikke vil bli spist, hvis du noen gang ønsket å forstå hva en potet føler når den skal tilberedes, så er dette prosjektet for deg!

Inspirasjonen vår Da vi brainstormerte ideer til potetutfordringen, innså vi at alle tankene våre kretset rundt hva vi ville gjøre med poteten, men vi tenkte aldri på hva poteten ville synes om handlingene våre. Med andre ord innså vi at vi som mennesker aldri satte oss i potetsko og dermed har vi aldri kunnet forstå en potetopplevelse - før nå. Vi innså umiddelbart at dette potet-menneskelige erfaringsgapet er et stort problem, så vi bestemte oss for å ta affære.

Målet vårt med dette prosjektet var å bygge en elektronisk enhet, den såkalte Potato Soul, som ved å bli satt inn i en potet ville få poteten til å kommunisere på menneskelig språk som svar på menneskelige handlinger, og dermed gjøre den menneskelig-relatabel og lukke poteten- menneskelig erfaringsgap.

En potet med en potetsjel er i stand til å se et menneske ved å føle infrarødt lys og be mennesket om å la det være i fred. Poteten vil spørre igjen og igjen, til ønsket er oppfylt. Hvis en galning bestemmer seg for å kutte den stakkars poteten, vil Potetsjelen gjøre den i stand til å føle smerten ved å kjenne kuttet med en induktiv sensor - og uttrykke det via et forferdelig skrik.

Under skriving av denne instruksjonsfasen satte vi mye fokus på Design & Concept -delen - dette vil gjøre det mulig for leseren å følge design- og problemløsningsprosessen og forstå hvorfor og hvordan vi tok spesifikke beslutninger.

Koden for dette prosjektet er åpen kildekode- du er velkommen til å bidra!

Om oss: Dette prosjektet ble utført av to personer, min venn haraldar og meg, guusto. Vi var fysisk atskilt under hele prosjektet, noe som var en veldig stor utfordring i seg selv. Mest æren går til haraldar - han var ansvarlig for kretsdesign, kretsledninger, programmering, sluttdesign og utskrift av 3D -delene, montering og innkjøp av alle delene (som inkluderte å ta av høyttalerne og en gammel radio - vi hadde funksjonsfeil og hadde ikke tid til å ombestille komponenter online). Mitt bidrag var den første ideen og konseptet, og fant en rask måte å tilberede poteter og instruktører på. Vi utviklet hoveddesignkonsepter og tok viktige designvalg sammen.

Rekvisita

Verktøy

• Loddejern
• Loddetråd
• 3D-skriver
• Multimeter

Materialer

• Middels til stor størrelse potet eller søtpotet
• Arduino Nano Rev. 3 med loddede pinner
• LJ18 A3-8-Z Induktiv sensor
• (2x) AM312 Micro PIR bevegelsessensor
• Liten høyttaler (Vi hentet vår fra billige høyttalere)
• 9V batteri
• Hoppekabler

Trinn 1: Design og konsept

Ideen bak dette prosjektet er veldig enkel: Tenk deg en potet som reagerer og skriker når noen prøver å kutte den. Dette eksakte bildet var vårt utgangspunkt (Bilde 1.1). Herfra begynte vi å tenke på hvordan denne funksjonaliteten kunne implementeres. Vi trengte en elektronisk enhet inne i poteten som kunne føle menneskelig tilstedeværelse, metallgjenstander og også produsere lyd. (Bilde 1.2).

Etter nærmere vurdering utviklet vi følgende mål som denne enheten måtte oppfylle:

1. Enheten må få en potet til å fremstå som menneskelig ved å snakke og skrike som svar på visse handlinger.
2. Enheten må være liten nok til å passe inn i de fleste poteter.
3. Enheten må være selvomsluttet og raskt settes inn i en hvilken som helst potet med lite forberedelse.

Disse målene kom naturligvis med spørsmål eller snarere problemer som vi måtte løse, nemlig:

1. Hva er den enkleste og mest kostnadseffektive måten å oppnå ønsket funksjonalitet på?
2. Hvordan kan vi minimere størrelsen på enheten?
3. Hvordan kan vi gjøre potetforberedelsen så rask og enkel som mulig?

I de neste trinnene vil vi ta opp disse spørsmålene.

Trinn 2: Design og konsept: funksjonalitetsproblem - flytskjema

For å løse funksjonsproblemet, bør vi først finne ut nøyaktig hva enheten skal gjøre. Flytskjemaet visualiserer logikken til potetsjelen.

Trinn 3: Design og konsept: funksjonalitetsproblem - input og output

For å løse dette problemet måtte vi identifisere hvilke sensorer vi trengte, hvordan sensordata ville bli behandlet og hvordan vi ville generere tale og skrik. Vi bestemte oss for å bruke følgende arkitektur:

For våre innspill har vi:

Påvisning av menneskelig tilstedeværelse: PIR -sensorer. De kan måle infrarødt lys, for eksempel kroppsvarme, og vil derfor være perfekt for deteksjon av mennesker. De er enkle å bruke og allment tilgjengelige. Som en bonus ser to mikro PIR -sensorer ut som øyne på poteten og får den til å virke mer levende

Påvisning av kutt: Induktive sensorer. Disse sensorene skaper et magnetfelt, og ved å bruke prinsippet om elektromagnetisk induksjon er det i stand til å oppdage metallobjekter innenfor et kort område. En slik sensor inne i en potet vil oppdage en metallkniv som skjærer poteten

For vår produksjon har vi:

Produserer lyd for menneskelig tale: Høyttaler. En enkel summer vil ikke være tilstrekkelig, fordi den bare kan endre frekvens og dermed ikke kunne reprodusere en menneskelig stemme

Med dette og flytdiagrammet i tankene følger det:

Behandler dataene: Arduino. Som angitt i flytskjemaet i trinn 2, er logikken i kretsen vår veldig grunnleggende, og vi trenger heller ingen avansert beregning av våre innganger. Dette betyr at vi ikke trenger prosessorkraften til en RaspBerry Pi - en vanlig mikrokontroller som Arduino passer best

Så vi fant ut at vi kan klare oss med to PIR -sensorer, en induktiv sensor, en høyttaler og en Arduino for å skape ønsket funksjonalitet.

Trinn 4: Design og konsept: funksjonalitetsproblem - generering og lagring av tale

En ting er ikke klart: Hvordan skal vi skape menneskelig tale og skrik? Vi vet hvordan vi spiller dem, men hvordan lagrer vi dem? Det er to alternativer:

1. Ta opp setninger og lyder og lagre dem i et lydformat på et SD -kort.
2. Bruk et tekst-til-tale-program og lagre setninger i et tekstformat, og generer deretter tale i farten.

Selv om det første alternativet gir mye frihet når det gjelder lyder som kan brukes, krever det grensesnitt med en ekstra SD -kortmodul. Dette tar opp mye minne og kan føre til problemer når det er tre andre aktive sensorer.

Videre er en tilleggsmodul stort sett det motsatte av en minimal design. Derfor gikk vi med det andre alternativet: Vi brukte tekst-til-tale-biblioteket Talkie med åpen kildekode, som har lydkodeker for en rekke engelske ord. Disse ordene tar mye mindre plass enn en lydfil, så vi kan enkelt lagre flere setninger på Arduino uten SD -kort.

Det er likevel ulemper: De talte ordene høres veldig merkelige ut (den medfølgende videoen demonstrerer dette), og det er relativt få ord - så du må kanskje bli kreativ med frasering, hvis det ikke er et ord du trenger.

Mens Talkie -biblioteket inneholder noen hundre ord og alle bokstavene i alfabetet, inneholder det ikke skrik eller skrik. For å lage et slikt skrik så vi ganske enkelt på eksisterende ord og endret kodekene deres for å produsere noen virkelig skremmende lyder.

Den siste viktige tingen å merke seg her er at Talkie bare fungerer med ATMega168 eller ATMega328 prosessorbaserte Arduinos.

Trinn 5: Design og konsept: Løsning av størrelsesproblemet

For å oppsummere, ønsker vi å lage en enhet som passer inne i en potet. En potet er våt, så vi må kapsle inn enheten for å beskytte de elektroniske komponentene mot vann. Videre skroget som skal holde komponentene våre på plass og være av minst mulig størrelse.

Nå som vi vet hvilke deler vi trenger, kan vi tenke på en kompakt måte å arrangere dem på. Det mest effektive og åpenbare trinnet er å velge riktig Arduino. Vi valgte en liten, men lett å arbeide med og kraftig Arduino - Nano, som tilfredsstiller kravene til Talkie -biblioteket, siden den har en ATMega328 -prosessor. Dette vil spare oss for mye plass sammenlignet med en Arduino UNO!

Det neste trinnet er å lage en modell av enheten, med alle komponentene pakket så tett som mulig. Vi gjorde dette trinnet i TinkerCAD, fordi dette tillot oss å bruke eksisterende modeller av elektroniske komponenter i de riktige dimensjonene og umiddelbart eksportere og skrive ut skallet når det var klart.

Vi designet et skall som ville legges i en uthulet potet. Skallet ble designet på en måte for å maksimere plassen inne i en potet: En båtlignende struktur med en buet topp passer optimalt inn i en hul potet, mens det rektangulære bunnstykket gir nok plass og monteringsalternativer for alle elektroniske komponenter. Ytterligere hull i den båtlignende hetten ble brukt til å fungere som "øye"- eller sensorkontakter.

Den induktive sensoren ble plassert diagonalt for å redusere plassen den nødvendige høyden. Selv om deteksjonsområdet er veldig kort, gjør plasseringen det til å fungere skikkelig: Fordi utgravningen i poteten er rund, er potetens veggtykkelse minimal, og dermed kan den induktive sensoren detektere metall nærmere utsiden.

Etter å ha lagt det rektangulære bunnstykket ned, plasseres den uthulde poteten med den båtlignende hetten inni - og nå er alt sikkert, passer perfekt og er ikke synlig!

Den endelige størrelsen på enheten vår med kapsel er rundt 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (lengde x bredde x høyde). Dette passer ikke til små poteter, men mellomstore og store poteter og søte poteter vil fungere fint.

Trinn 6: Design og konsept: Løsning av forberedelsesproblemet

Det siste problemet å løse er tilberedningen av poteten. Vi ønsket å gjøre denne prosessen så enkel og grei som mulig. Vår første løsning brukte en spesialisert gravemaskin, men vi innså senere at dette bare fungerer for poteter, men ikke for søtpoteter - disse er veldig harde innvendig og plastgravere er enten for tykke til å kutte dem eller gå i stykker hvis de er for tynne.

Hvorfor bruker du en søtpotet? Vel, søtpoteter pleier å være betydelig større, så hvis du har problemer med å finne en potet som er stor nok til potetsjelen, bør du ta en titt på søte poteter. Så vår andre tilnærming var å utvikle en effektiv metode for å hule ut hvilken som helst potet, enten det er en søtpotet eller en vanlig potet. Detaljene er dokumentert i et av de siste trinnene.

Trinn 7: Montering av kretsen

Koble Arduino Nano nøyaktig som i kretsdiagrammet.

Trinn 8: Programmering av Arduino

Klon dette depotet:

Deretter åpner du filen potato_soul.ino i Arduino IDE. Koden er veldig godt dokumentert, så bare les kommentarene og følg instruksjonene der.

Trinn 9: Skrive ut delene

Skriv ut de medfølgende. STL -filene. Vår skriver tok mer enn 3 timer å produsere hver del.

Trinn 10: Tilberedning av potet

Nå som alt annet er klart, er det på tide å forberede poteten! De neste trinnene vil beskrive den effektive uthulingsteknikken vi har utviklet nettopp for dette prosjektet.

Trinn 11: Hul ut poteten - Merk området

Merk området der potetsjelen skal settes inn. Dette er regionen du må hule ut.

Trinn 12: Holde ut poteten - flå og ta av toppen

Hud den merkede regionen. Skjær deretter av det konvekse stykket for å flate ut poteten.

Trinn 13: Holde ut poteten - Lag snitt og trekk ut stykker

Lag flere dype kutt i poteten. Deretter setter du inn kniven og vipper den til du kan trekke ut et stykke. Du må være forsiktig, for å sette for mye press på kniven kan ødelegge poteten. Etter det første stykket vil de gjenværende være enkle.

Husk å lagre brikkene! Ikke kast ut bitene du kutter ut. På samme måte, når du ikke trenger en potet du forberedte til Potato Soul lenger, kan du bare flå den, kutte den og lage den.

Trinn 14: Holde ut poteten - perfeksjonere kurven

Stikk nå en metallgaffel inn i poteten og utfør den samme vaklende bevegelsen for å hule poteten ut dypere. Til slutt, bruk en skarp skje for å glatte ut veggene.

Trinn 15: Forberede poteten - lag hull for sensorer

Som det siste trinnet, lag to hull for PIR -sensorene og sett lokket inn i poteten. Nå bor potetsjelen i poteten!

Trinn 16: Montering av potetsjelen

Vi er nesten ferdige! Monter alle komponentene i bunnen av Potato Soul. Sett ledningene gjennom øyehullene og fest sensorene til ledningene - og det er det. På tide å overraske venner og familie!

Vi vil gjerne høre din tilbakemelding på prosjektet vårt:)