Ultimate Sonic skrutrekker: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Ok, så det kan ikke gjøre så mye som en faktisk sonisk skrutrekker fra Doctor Who, men det er en start. Dette prosjektet var en ekstra liten julegave til broren min. Du kan finne soniske skrutrekker leker på Amazon, men bortsett fra å lyse opp og muligens lage støy, har de egentlig ikke så mye funksjon. Jeg ønsket å lage en sonisk skrutrekker som faktisk hadde noen forskjellige bruksområder og innstillinger. Videre enn det ville jeg se hvor nær jeg kunne komme til en lydskrutrekker med arduinosensorene som er tilgjengelige i dagens verden. Så selv om denne skrutrekkeren er langt fra å være så kul som en ekte, gjorde jeg mitt beste for å pakke den med så mange bruksområder som mulig. Det har:

• En ultralydsensor- for måling av lengder opp til 254 tommer (~ 6,5 meter) med en nøyaktighet på tommer (pluss at en sonisk enhet må ha en slags sonisk komponent)
• En lasermålesensor- ultralydet kan ikke måle under 6 tommer, så for å ha et komplett spekter av målinger la jeg til denne sensoren som kan måle til en meter med mm nøyaktighet
• Et kompass- for å komme deg nordover neste gang du er på et utendørs eventyr
• UV LED- for å lese hemmelige meldinger og muligens avverge vampyrer
• GPS- for å veilede deg tilbake til der du begynte hvis du går deg vill

og selvfølgelig

blå lysdioder- for å gi lys når du utforsker et mørkt sted

Jeg håper du nyter. Hvis du liker det, kan du vurdere å stemme på det.

Trinn 1: Materialer

Materialene kommer til omtrent $ 200, men det avhenger av hvor du får dem og hva du kanskje allerede har. Jeg legger Adafruit -koblingene for mye av den forskjellige elektronikken. Adafruit er noe av det jeg liker for arduino -teknologi. De har også lenker til opplæringsprogrammer på produktsidene, noe som er veldig nyttig for å teste ut den forskjellige elektronikken og få dem til å fungere. Du kan kanskje finne billigere priser andre steder. Noen ganger har Amazon Adafruit -produkter billigere, men vanligvis ikke så mye.

Adafruit Feather MO Basic Proto --------------------------------------------- ------- $ 19,95

** Du kan også prøve å bruke et av de andre Feather MO -kortene for å legge til Wifi, bluetooth eller noen andre ekstrafunksjoner.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- $ 39,95

Monokrom 0,96 128x64 OLED grafisk skjerm ------------------------------ $ 19,50

UV/UVA 400nm Lilla LED 5mm klart objektiv-10 pakker ----------------------- $ 4,95

Adafruit VL53L0X Time of Flight Distance Sensor-~ 30 til 1000 mm ------- $ 14,95

Maxbotix ultralydsmåler-LV-EZ0-LV-EZ0 --------------------------- $ 26,95

Adafruit LED-paljetter-Royal Blue-Pakke med 5 ---------------------------------- $ 3,95

Trepunkts akselerometer+magnetometer (kompass) bord --------------- $ 14,95

Litiumionpolymerbatteri-3,7v 500mAh ------------------------------------- $ 7,95

** Hvis du vil, kan du bruke en bærbar telefonlader og usb -kabel i stedet for batteriet ovenfor. En telefonlader gir skrutrekkeren den ekstra muligheten til å være en telefonlader. Du må imidlertid koble en av/på -bryter til ledningen mellom batteriet og fjæren, og det er vanskeligere å gjøre det med en usb -kabel. Et telefonbatteri gjør også skrutrekkeren mye mer klumpete, spesielt hvis du bruker tykke ledninger.

Silikondeksel Stranded-Core Wire-50ft 30AWG Rød ---------------------- $ 4,95

** Ansvarsfraskrivelse: Jeg brukte faktisk ikke denne ledningen. Ledningen jeg brukte var tykkere, noe som gjorde det mye vanskeligere å få all elektronikken i skrutrekkerhuset. Ledningen ovenfor er det jeg skulle ønske jeg hadde brukt. Det er også viktig at du bare kjøper rød ledning fordi ingenting sier "mistenkelig" som et PVC -rør fylt med røde ledninger:)

Potensiometer ------------------------------------------------- -------------------------- $ 1,25

** Jeg brukte ikke dette heller. Opprinnelig skulle jeg bruke et glidepotensiometer for å etterligne glidebevegelsen den 10. leges skrutrekker måtte endre innstillinger. Da potensialmeteret ikke fungerte, endte jeg opp med å bruke et standard potensiometer som jeg allerede hadde for hånden.

Skyvebryter ------------------------------------------------ ----------------------------- $ 0,95

** Jeg brukte en litt annen bryter jeg allerede hadde

Taktil knappbryter (6 mm) x 20 pakker ----------------------------------------- -$ 2,50

10k ohm motstand ----------------------------------------------- ---------------------- $ 0,75

100 uF elektrolytiske kondensatorer ---------------------------------------------- ------- $ 1.95

1 X2 'PVC-rør -------------------------------------------- --------------------------- $ 2,18

3/4 "X2-1/2" galvanisert stålrørnippel ------------------------------------ -1,87 dollar

Farget gaffatape (jeg gikk med grått og gull, men gå med de fargene som kaller deg)

Du trenger også:

• Et loddejern og loddetinn
• En håndsag
• En drill
• varmt lim
• wire strippere

Trinn 2: Kabling: Del 1

** Det første bildet viser lysdiodene og ultralyd loddet til fjæren, men ikke koble dem til ennå.

Lodd følgende tilkoblinger.

GPS ====== Fjær

Ledningslengde- GPS-en vil være rett ved siden av fjæren (se bildet), slik at ledningene ikke trenger å være lengre enn 3 tommer.

RX ========= TX

TX ========= RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

Kompass === Fjær

Ledningslengde- Kompasset vil være rett på toppen av fjæren, så ledningene skal være omtrent 1,75 tommer lange.

GND ====== GND

VIN ======== 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

ToF Laser ==== Fjær

Ledningslengde- omtrent 2,5 tommer

GND ======== GND

VIN ========== 3.3v

SDA ======== SDA

SCL ========= SCL

Lodd begge SDA -ledningene til SDA -hullet på fjæren og begge SCL -ledningene til SCL -hullet. Du kan bruke prototyping -delen av fjæren hvis du vil.

Potensiometer ==== Fjær

sluttpinne ========== GND

annen endepinne ===== 3.3v

midtnål ====== A5

Lodd en kondensator til begge endepinnene. Sørg for at (-) siden av kondensatoren går til GND-pinnen som vist her.

Knapper ===== Fjær

Ledningslengde- omtrent 3,5 tommer

Det er to knapper. For hver knapp, koble den ene siden av knappen til 3,3v. Koble den andre siden til bakken gjennom en 10k ohm motstand (se dette diagrammet fra arduino -nettstedet). Sørg for at motstanden går den riktige veien, og prøv å ikke la igjen mye eksponert ledning. For den første knappen, koble siden med motstanden til pinne 5 på fjæren med en ledning. For den andre knappen, koble en ledning fra motstandssiden av knappen til pinne 6 på fjæren.

Batteripakkebryter

Klipp en av ledningene fra batteriet. Lodd den ene siden av den avskårne ledningen til enden av glidebryteren og den andre siden av den avskårne ledningen til midten av bryteren.

Til slutt loddetråder på omtrent en fot i lengde til hull 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO og A0 på fjæren. Lodd også to ledninger, hver en fot i lengde, til bakken og to til (også en fot i lengden) til strøm. Merk hver ledning med det riktige navnet med et stykke tape på enden.

Trinn 3: Lag saken

Opprinnelig ønsket jeg å lage foringsrøret for teknologien av forskjellige metallrør som kobber eller bronse med kanskje noen stål- eller aluminiumstykker, så det ville være en slags steampunk, men moderne. Imidlertid trodde jeg ikke at teknologien ville like å være plassert i en metallkasse (spesielt kompasset), og jeg trengte å kunne kutte og forme rørene. Å gjøre slike ting med metallrør var utenfor meg, så jeg gikk med PVC.

Klipp en lengde på PVC omtrent 7 tommer lang. Skru rørnippelen inn i den ene enden av PVC -en. Når det blir for hardt, bruk en tang og varm opp PVC -en på en komfyr for å myke den. Prøv å få PVC til å dekke gjengene på metallrøret. Klipp av et annet stykke PVC 8 tommer langt. Gjør det samme med denne PVC -en og den andre enden av rørnippelen.

Trim ned PVC -en litt hvis du vil til den har proporsjonene du vil ha (skrutrekkeren er sannsynligvis litt lang).

Lag deretter et innrykk for OLED -skjermen å "sitte" på siden av røret. Varm opp den ene siden av det 7 tommers stykket, vær forsiktig så du ikke brenner PVC -en. Bruk et treverk til å flate ut en del om størrelsen på OLED på omtrent samme sted som OLED -skjermen på bildene. Bruk trestykket til også å trykke helt foran på PVC -en for å endre enden fra sirkulær til litt av en oval.

Varm 8 -tommers PVC på siden motsatt OLED -innrykket. Flat ut siden på PVC -en litt til en slik at den blir litt som en oval.

La PVC avkjøles.

Klipp et hakk helt på toppen av 7 -tommers PVC for å passe til maxbotix ultralydssensor (bilde ovenfor). Prøv å få hakket til å passe godt til ultralydssensoren.

Bruk boret til å bore ut et hull på en halv tomme i diameter midt på det flate stedet for OLED. Deretter bruker du en drill og sag til å skjære et rektangulært hull i det 8 tommers stykket på siden motsatt OLED -innrykket (samme område der du varmet det opp). Du vil gjøre det rektangulære hullet så lite som mulig, men fortsatt kunne passe fjæren og annen teknologi inn i det for å sette det i PVC.

Til slutt borer du et hull i 8 -tommers stykket på samme side som OLED for potensiometeret.

Trinn 4: Sett teknologien i saken

Gjenging av ledningene

Ta fjæren og alle sensorene som er koblet til den, og sett inn de lange, merkede ledningene fra slutten av ledningstrinnet i det firkantede hullet i den lengre (8 tommer) PVC -delen. Tre ledningene SCK, MOSI, MISO, pin 13 og pin 12 sammen med en av bakken og en av 3.3v -ledningene gjennom røret og ut av hullet i OLED -innrykket. Tre de andre ledningene (A0, bakken, 3.3v, pinne 9 og pinne 10) gjennom røret og ut toppen. Du bør nå ha ledninger som kommer ut fra toppen og ut av et hull i siden.

Plassering av fjæren

Styr teknikkens rot inn i røret. Sørg for at potensiometeret går inn i hullet på den andre siden. Kompasset vil sitte rett mellom fjæren og potensiometeret. Sørg for at kompasset vender den riktige veien. Uansett hvilken vei kompasset peker, vil du at fronten på skrutrekkeren skal peke i samme retning, så hvis kompasset sier at det vender mot nord, bør skrutrekkeren også vende mot nord. Du kan sjekke dette med opplæringen for kompasset på Adafruit. GPS -en vil sitte rett ved siden av fjæren med den keramiske antennen vendt ut fra røret. Fjæren vil sitte med siden med tilbakestillingsknappen vendt inn. Sørg for at USB -porten peker bakover ved siden av GPS -en. ToF -laseren vil sitte på toppen av alt annet. Baksiden av laseren (siden uten laser) vil være rygg mot rygg med siden av fjæren uten tilbakestillingsknappen. Knappene stikker ut siden av det firkantede hullet slik at de kan vikle seg rundt utsiden av PVC -en og limes til den. Skyv batteriledningene etterfulgt av batteriet i bakenden av skrutrekkeren og sett inn batteriet i fjæren. Knus elektronikken ned i PVC så mye du kan uten å ødelegge noe.

Dekker det rektangulære hullet

Klipp ut et stykke fleksibel plast fra det du finner i resirkuleringsbeholderen. Plasten skal være lang nok til å dekke fjæren, men ikke GPS -en og bred nok til å vikle rundt teknologien i det rektangulære hullet og komme i kontakt med PVC -en. Skjær et lite hull som er stort nok til selve laseren i plasten der ToF -lasersensoren er, slik at laseren får nøyaktige avlesninger. Fest deretter lasersensoren til plasten. Vik plasten rundt det synlige rektangulære hullet så tett du kan. Forsikre deg om at glidebryteren og de to knappene ikke er fanget under den og er ute under den, og teip plasten til PVC -en med tape. Kontroller at USB -porten på fjæren fremdeles er tilgjengelig for en kabel. Dekk PVC -en med gaffatape så pent du kan. Sørg for å tape glidebryteren som er koblet til batteriet sterkt på utsiden av PVC -en. Sørg også for å ikke tape over selve GPS -antennen eller LED -en på GPS -kortet. Bare teip brettet rundt GPS -antennen. Sist men ikke minst, bruk varmt lim for å lime knappene til stedet du vil ha dem på utsiden av PVC -en.

Trinn 5: Kabling: Del 2

Lodd følgende komponenter til ledningene som er gjenget gjennom PVC. Trim fotlederne hvis de er super lange. Gjør dem akkurat lange nok, slik at du får tilgang til dem og lodder komponenter til dem.

OLED -skjerm ===== Fjær

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DATA ===== MOSI

CLK ====== SCK

D/C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix Ultrasonic === Fjær

AN ================= A0

GND ============== GND

+5 ================= 3.3v

UV LED ====== Fjær

Koble den lange ledningen til LED -en til ledningen som er koblet til pinne 10. Koble den korte ledningen til jordledningen. Prøv å koble ledningene nær foten av LED -en. Klipp deretter av overflødige ledninger på LED -en. Pakk tilkoblingene inn i tape for å forhindre at de ved et uhell berører hverandre eller en annen ledning.

Blå lysdioder ====== Fjær

Du kan gjøre forskjellige ting med hvor du plasserer de blå lysdiodene på skrutrekkeren. Jeg la tre på forsiden vendt fremover og to på toppen vendt opp slik at det ville være lys som pekte ut foran og lysdiodene på toppen ville være enkle å se og bli brukt som indikatorer. Uansett hvordan du bestemmer deg for å gjøre det, kobler du den positive siden til alle fem lysdiodene med ledning og de negative sidene til alle fem med en annen ledning. Deretter loddes den negative ledningen til jordledningen fra fjæren og den positive ledningen til ledningen fra pinne 9 på fjæren.

Plasser OLED på innrykket på PVC og ordne lysdiodene og ultralydsensoren i hakket foran på skrutrekkeren. De skal ikke bevege seg for mye. Du kan bruke lim eller tape hvis de gjør det.

Til slutt dekker du den kortere PVC -en med duct tape så pent du kan.

Trinn 6: Kode

Beklager på forhånd. Koden min er en uhyrlig, kanal tapet spleis av forskjellige biter av kode som får Frankenstein til å ligne en enkelt, sammenhengende, sammensatt fyr. Jeg prøvde å vise hvor jeg fikk alle de forskjellige kodene. Mye av det er fra Adafruit bibliotekseksempler. Det er også noen fra en gnistrende morsom side og noen flere fra en søt autonom bil som kan instrueres. Enda flere kom fra et geocaching -prosjekt på Github. Husk å laste ned bibliotekene for OLED, ToF -laser, kompass og GPS. Sørg også for at du har lagt fjæren til brettene i Arduino IDE. Opplæringen fra koblingene i materialtrinnet kan guide deg gjennom det.

Trinn 7: Bruk den

Skyvebryteren slår den på og av. Potensiometeret lar deg bytte mellom innstillinger.

Potensiometerverdier 500-600: GPS. Når GPS -en er låst på, blinker ikke GPS -LED -en like mye. Hvis du trykker på knapp én, lagres dine nåværende koordinater. Hvis du deretter beveger deg et annet sted og trykker på knapp to, vil skrutrekkeren peke retningen tilbake til der du begynte.

Verdier 600-700: Kompass. Viser kursen din fra nord. Lysdioder lyser hvis du peker nordover.

700-750: Blå lysdioder

750-800: UV LED

800-900: Ultralydssensor

900-1024: ToF Laser

I fremtiden kan jeg legge til en piezo for å legge til den fantastiske soniske skrutrekkeren. Det ville også være kult å legge til en innstilling som bruker ultralydssensoren akkurat som en bevegelsessensor. Du kan deretter la skrutrekkeren stå et sted og få det til å varsle deg når noen kommer. Det blir moro å se hva jeg kan legge til.

Spesiell takk til broren min for at han tok noen av bildene da jeg innså at jeg ikke hadde nok.

Håper du likte dette prosjektet. Hvis du har kommentarer eller spørsmål, legg igjen!