ANTIDISTRAÇÃO: o suporte para smartphone que ajuda você a se concentrar: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Nosso dispositivo ANTiDISTRACTION visa eliminar todas as formas de distração celular durante os períodos de foco intenso. A máquina atua como uma estação de carregamento na qual um dispositivo móvel é montado para facilitar um ambiente sem distrações. A máquina se afasta do usuário toda vez que ele alcança o telefone e se afasta quando ele retrai esse movimento. Isso é obtido através do uso de um circuito Arduino Uno, uma fonte de alimentação, um sensor ultrassônico e um motor elétrico. Esse ato de virar as costas lembra ao espectador que seu telefone não está interessado neles ou em suas atividades hedonísticas.

Etapa 1: Vídeos

Etapa 2: Materiais e Ferramentas

Usamos os seguintes componentes eletrônicos. Todos, exceto o banco de energia portátil, estão incluídos no Kit de inicialização completo do Arduino da Elegoo. Os números das peças são incluídos onde aplicável, mas não é necessário usar exatamente as mesmas peças.

• Motor de passo de 5 V, tensão DC (número da peça: 28BYJ-48)
• Placa breakout para conectar o motor de passo à placa Arduino (número da peça: ULN2003A)
• Sensor ultrassônico (número da peça: HC-SR04)
• Placa controladora Arduino Uno R3
• Fios Dupont fêmea-macho (x10)
• Cabo USB-A para USB-B (para conectar a placa Arduino a um computador durante o upload do código e para conectar a placa ao banco de energia ao operar a máquina)
• Banco de potência portátil (qualquer banco de potência com uma porta USB funcionará. As especificações de nosso banco de potência são: 7800mAh 28,8Wh; Entrada: 5V = 1A; Saída dupla: 5V = 2,1A máx.)

Usamos os seguintes materiais para construir o exterior:

• Contraplacado de bétula do Báltico (3 mm de espessura) para o invólucro do protótipo
• Plexiglass branco (3 mm de espessura) para o invólucro final
• As versões de madeira e plexiglass foram cortadas em um cortador a laser
• Usamos a cola BSI Plastic-Cure para montar o invólucro de plexiglass; pode ser encontrado em lojas de materiais de arte ou lojas de ferragens (qualquer outra cola recomendada para plástico ou acrílico também será adequada)
• Usamos pequenos pedaços de madeira cortada a laser e os empilhamos com fita de montagem (também chamada de fita de espuma ou montagens de pôster) para posicionar corretamente os componentes dentro da caixa

Software usado:

• Arduino IDE (baixe gratuitamente aqui)
• Rhino para preparar os arquivos para corte a laser (se você não tiver Rhino, você pode usar um programa CAD diferente, desde que possa abrir o arquivo.3dm, ou você pode obter uma versão gratuita do Rhino aqui)

Etapa 3: Construindo o Circuito

Monte o circuito conforme mostrado no diagrama. Observe que o sensor ultrassônico deve ser conectado ao pino de 5 V na placa Arduino para funcionar corretamente (e, portanto, o motor de passo será conectado ao pino de 3,3 V).

Etapa 4: Fabricação e montagem da máquina

Depois de cortar a laser o protótipo inicial da madeira, descobrimos que o invólucro era muito pequeno para conter o circuito corretamente e o ajustamos antes de cortar a versão final em plexiglass.

Etapa 5: Código Arduino

Faça upload do código para a máquina usando o IDE Arduino. O arquivo de código principal é "ANTiDISTRACTION_main_code.ino", anexado abaixo. Você precisará conectar a máquina ao computador com o cabo USB e, em seguida, clicar em “Carregar”. É uma boa ideia testar a máquina enquanto ela ainda está conectada ao seu computador, porque você pode abrir o Serial Monitor no Arduino para visualizar a saída, como a distância do sensor. Depois de carregar o código, você pode desconectar a máquina do seu computador e conectá-la a um banco de energia para tornar a máquina portátil.

Os valores de stepsPerRev e stepperMotor.setSpeed podem precisar ser ajustados se você estiver usando um modelo diferente de motor de passo. Você pode pesquisar o número da peça do seu motor online para encontrar a folha de dados e verificar o ângulo do degrau.

Use o arquivo “ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino” anexado abaixo para verificar se o número da etapa está correto para o seu motor; você também pode usar esse arquivo para girar a máquina em pequenos incrementos para definir a posição inicial. Execute o arquivo no Arduino com a máquina conectada ao computador e digite inteiros no monitor serial para girar o motor com entrada manual. Você pode querer colar um pedaço de fita adesiva em um lado do motor para ver a rotação mais facilmente ou desenhar dois pontos nas partes móveis e estáticas do motor, respectivamente, para garantir que eles se alinhem quando você completar uma volta completa.

Etapa 6: Resultados e Reflexão

Pensamos em substituir o motor de passo por um servo motor, que é mais potente e pode girar mais rápido, ao mesmo tempo que é um pouco menor. No entanto, os servo motores só podem girar em uma faixa de 180 graus, então decidimos continuar usando o motor de passo, sacrificando um aumento moderado de velocidade pela capacidade de fazer giros de 360 graus.

O entalhe na parte inferior da "base giratória" deve ser um pouco maior do que o eixo do motor de passo para que se encaixe na parte superior, mas isso resulta em um encaixe mais frouxo e faz com que o suporte do telefone gire menos do que o motor. Se você não planeja desmontar a máquina ou reutilizar o motor de passo em um projeto futuro, pode melhorar a precisão da rotação colando o acrílico no eixo do motor de passo.

Felizmente, uma vez montado, o circuito funcionou como esperávamos, então continuamos com a ideia inicial e a abordagem ao longo do projeto.

Etapa 7: Referências e créditos

Os tutoriais aqui e aqui foram referenciados para escrever o código do Arduino para o sensor ultrassônico. Para o código envolvendo o motor de passo, usamos a biblioteca Stepper disponível no site do Arduino.

Este projeto foi criado por Guershom Kitsa, Yena Lee, John Shen e Nicole Zsoter para a atribuição de Máquina inútil, como parte da aula de Computação Física na Faculdade Daniels da Universidade de Toronto. Gostaríamos de agradecer especialmente à Professora Maria Yablonina por sua ajuda.