Índice:
- Etapa 1: comece a partir de um protótipo
- Etapa 2: Como funciona e lista de peças
- Etapa 3: Como funciona o sensor PIR e por que não é o melhor sensor para este projeto
- Etapa 4: projetando a máscara
- Etapa 5: Modelagem 3D
- Etapa 6: juntando todas as peças
- Etapa 7: Conexões eletrônicas
- Etapa 8: O Código
- Etapa 9: melhorias futuras
2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03
Projetos Fusion 360 »
É triste que tenhamos que usar máscaras devido a Covid -19. Não é uma experiência muito agradável, deixa você com calor, suor, nervoso e, claro, com dificuldade para respirar. Há momentos de sede em que você deseja remover a máscara, mas tem medo de fazê-lo.
E se a máscara facial pudesse se abrir em um ambiente seguro, sem pessoas por perto? Então você pode se refrescar e beber. Mas para torná-lo seguro novamente, a máscara deve ser capaz de desligar quando alguém se aproxima.
Etapa 1: comece a partir de um protótipo
Por se tratar de um projeto vestível, comecei a fazer a simulação de um protótipo de papelão, essa é a solução mais rápida e econômica para as dimensões corretas, etc.
Etapa 2: Como funciona e lista de peças
O plano é usar um Arduino Nano que lê sinais de 3 sensores PIR, se algum sensor disparar positivo, ele fecha a porta controlando o servo e acende LEDs para informar qual sensor foi acionado.
Algumas peças que usei:
Impressora 3D eu usei esta:
Arduino Nano:
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Sensor PIR: HC SR 501 https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
Mini Servo: https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
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Manga de fio: https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
Papel decalque de água para impressora a laser: https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
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Etapa 3: Como funciona o sensor PIR e por que não é o melhor sensor para este projeto
Sob a lente do sensor HC-SR501, existem na verdade 2 sensores e um circuito comparador. Envia ALTO quando as 2 leituras do sensor são diferentes.
Então se o sensor estiver parado, o background fará 2 sensores com a mesma leitura, quando uma pessoa ou objeto com radiação de calor passar, um dos sensores vai ler a diferença, acionando assim o módulo.
No entanto, se você instalar o sensor em uma plataforma móvel, o movimento constante irá acionar o módulo muitas vezes por causa do ambiente, mesmo que ninguém se depare. Quase tudo tem radiação infravermelha.
Embora não seja o sensor exato para detectar humanos, ele funciona para a aplicação de máscara, até mesmo o torna mais seguro, pois sempre é falso positivo mantê-lo fechado.
Etapa 4: projetando a máscara
Para cobrir todos os 360 graus ao seu redor, escolhi 3 sensores, 2 na bochecha e um na parte de trás da cabeça. O sensor tem uma faixa de 110 graus, o que soma quase um círculo completo.
2 bolas brancas (lentes) na bochecha vão ficar bem engraçadas parecendo um palhaço, então comecei alguns esboços grosseiros, para um look de ficção científica. Com esse estilo em mente e dimensões anteriores do mock up, podemos começar a modelagem 3D
Etapa 5: Modelagem 3D
Usei o fusion 360, começando com as principais partes e mecanismos, depois adicionando mais detalhes para o visual de ficção científica.
Etapa 6: juntando todas as peças
Etapa 7: Conexões eletrônicas
A conexão é bem simples, muito 5V, GND e conexões pin digital. Como o Arduino Nano tem portas de alimentação muito limitadas, criei minha própria expansão usando protoboard e alguns pinos. Basta soldar todos os fios juntos para fazer um trilho.
Também fiz muitos conectores (não foram necessários e causaram muitos problemas), uma vez fiz um conector de 4 pinos que tenho que descobrir a direção todas as vezes. Mais tarde eu os atualizei usando a filosofia Poka-Yoki, que é fazer todas as partes se unirem da única maneira possível.
Etapa 8: O Código
Codificação muito direta, basicamente um loop de condição. Quando qualquer sensor é acionado, ele desliga a porta imediatamente e acende os LEDs correspondentes.
Veja o código em anexo:
Etapa 9: melhorias futuras
Veja como funciona no vídeo.
Existem 2 desvantagens neste design.
1. O problema de falso positivo do sensor, um sensor melhor ou até mesmo uma câmera com AI o tornaria mais preciso.
2. Não me esforcei para selar a máscara adequadamente, mas pensei em como selar a área da porta. Acho que a boca do peixe pode ser um mecanismo muito interessante para testar no futuro.
Este não é de forma alguma um projeto perfeito, mas espero que possa ser sua inspiração ou entretenimento.
Obrigado por assistir e até a próxima!
DesignMaker
youtube.com/chenthedesignmaker
Vice-campeão do Arduino Contest 2020
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