Chave de fenda Ultimate Sonic: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Ok, então ela não pode fazer tanto quanto uma chave de fenda sônica de Doctor Who, mas é um começo. Este projeto foi uma espécie de pequeno presente de Natal extra para meu irmão. Você pode encontrar brinquedos de chave de fenda sônicos na Amazon, mas além de acender e possivelmente fazer barulho, eles não têm muita função. Eu queria fazer uma chave de fenda sônica que realmente tivesse alguns usos e configurações diferentes. Além disso, eu queria ver o quão perto eu poderia chegar de uma chave de fenda sônica com os sensores Arduino disponíveis no mundo de hoje. Portanto, embora esta chave de fenda esteja muito longe de ser tão legal quanto uma real, eu fiz o meu melhor para embalá-la com o maior número de utilizações possível. Tem:

• Um sensor ultrassônico - para medir comprimentos de até 254 polegadas (~ 6,5 metros) com uma precisão de polegada (além disso, um dispositivo sônico deve ter algum tipo de componente sônico)
• Um sensor de medição a laser - o ultrassônico não pode medir menos de 6 polegadas, então para ter uma gama completa de medições, adicionei este sensor que pode medir até um metro com precisão de mm
• Uma bússola - para obter a direção do norte na próxima vez que você estiver em uma aventura ao ar livre
• LED UV - para ler mensagens secretas e possivelmente afastar vampiros
• GPS- para guiá-lo de volta para onde você começou, se você se perder

e claro

LEDs azuis - para fornecer luz quando você estiver explorando algum lugar escuro

Espero que você goste. Se você gosta, considere votar nele.

Etapa 1: Materiais

Os materiais custam cerca de US $ 200, mas depende de onde você os obtém e do que você já possui. Eu coloquei os links Adafruit para muitos dos diferentes eletrônicos. Adafruit é meio que minha preferência para a tecnologia do Arduino. Eles também têm links para tutoriais nas páginas do produto, o que é muito útil para testar os diferentes eletrônicos e fazer com que funcionem. No entanto, você poderá encontrar preços mais baratos em outro lugar. A Amazon às vezes tem produtos Adafruit mais baratos, mas geralmente não por muito.

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

** Você também pode tentar usar uma das outras placas Feather MO para adicionar Wifi, bluetooth ou algumas outras funções extras.

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

Display gráfico OLED monocromático 0,96 128x64 ------------------------------ $ 19,50

UV / UVA 400nm roxo LED 5 mm lente transparente - pacote de 10 ----------------------- $ 4,95

Adafruit VL53L0X Sensor de distância de tempo de voo - ~ 30 a 1000 mm ------- $ 14,95

Telêmetro ultrassônico Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- $ 26,95

Lantejoulas Adafruit LED - Royal Blue - Pacote de 5 ---------------------------------- $ 3,95

Placa de acelerômetro de eixo triplo + magnetômetro (bússola) --------------- $ 14,95

Bateria de polímero de íon de lítio - 3,7v 500mAh ------------------------------------- $ 7,95

** Se desejar, você pode usar um carregador de telefone portátil e um cabo USB em vez da bateria acima. Um carregador de telefone dá à chave de fenda a capacidade adicional de ser um carregador de telefone. No entanto, você precisa conectar uma chave liga / desliga ao fio entre a bateria e o Feather, e é mais difícil fazer isso com um cabo USB. A bateria do telefone também torna a chave de fenda muito mais volumosa, especialmente se você estiver usando fios grossos.

Fio de núcleo trançado com capa de silicone - 50 pés 30AWG Vermelho ---------------------- $ 4,95

** Isenção de responsabilidade: Na verdade, não usei este fio. O fio que usei era mais grosso, o que tornava muito mais difícil colocar todos os componentes eletrônicos na caixa da chave de fenda. O fio acima é o que eu gostaria de ter usado. Além disso, é imperativo que você compre apenas fio vermelho, porque nada diz "suspeito" como um tubo de PVC cheio de fios vermelhos:)

Potenciômetro------------------------------------------------- -------------------------- $ 1,25

** Eu não usei isso também. Originalmente, eu usaria um potenciômetro deslizante para emular o movimento deslizante que a chave de fenda do 10º Doctor teve para alterar as configurações. Quando o potenciômetro deslizante não estava funcionando, acabei usando um potenciômetro padrão que já tinha em mãos.

Interruptor deslizante ------------------------------------------------ ----------------------------- $ 0,95

** Usei um interruptor ligeiramente diferente que já tinha

Interruptor de botão tátil (6 mm) x pacote de 20 ----------------------------------------- - $ 2,50

Resistor de 10k ohm ----------------------------------------------- ---------------------- $ 0,75

Capacitores eletrolíticos de 100 uF ---------------------------------------------- ------- $ 1,95

Tubo de PVC de 1 X2 '-------------------------------------------- --------------------------- $ 2,18

Bico do tubo de aço galvanizado 3/4 "X2-1 / 2" ------------------------------------ - $ 1,87

Fita adesiva colorida (optei por cinza e dourado, mas escolhi as cores que mais gostarem)

Você também precisará de:

• Um ferro de solda e solda
• Uma serra de mão
• Uma broca
• Cola quente
• descascadores de arame

Etapa 2: Fiação: Parte 1

** A primeira foto mostra os LEDs e ultrassônicos soldados ao Feather, mas não os conecte ainda.

Solde as seguintes conexões.

GPS ====== Pena

Comprimento do fio - O GPS ficará ao lado do Feather (veja a imagem), então os fios não precisam ter mais do que 3 polegadas de comprimento.

RX ======== TX

TX ======== RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

Bússola === Pena

Comprimento do fio - a bússola ficará bem em cima da pena, então os fios devem ter cerca de 1,75 polegadas de comprimento.

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

Laser ToF ==== Pena

Comprimento do fio - cerca de 2,5 polegadas

GND ======== GND

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

SDA ======== SDA

SCL ======== SCL

Solde ambos os fios SDA no orifício SDA no Feather e ambos os fios SCL no orifício SCL. Você pode usar a seção de prototipagem do Feather se quiser.

Potenciômetro ==== Pena

pino final ========= GND

pino da outra extremidade ===== 3.3v

pino do meio ====== A5

Solde um capacitor em ambos os pinos finais. Certifique-se de que o lado (-) do capacitor vai para o pino GND como visto aqui.

Botões ===== Pena

Comprimento do fio - cerca de 3,5 polegadas

Existem dois botões. Para cada botão, conecte um lado do botão a 3,3v. Conecte o outro lado ao aterramento por meio de um resistor de 10k ohm (consulte este diagrama no site do arduino). Certifique-se de que o resistor está indo na direção certa e tente não deixar muito o fio exposto. Para o primeiro botão, conecte o lado com o resistor ao pino 5 do Feather com um fio. Para o segundo botão, conecte um fio do lado do resistor do botão ao pino 6 no Feather.

Interruptor da bateria

Corte um dos fios da bateria. Solde um lado do fio cortado na extremidade do interruptor deslizante e o outro lado do fio cortado no meio do interruptor.

Por fim, solde fios de cerca de 30 centímetros de comprimento nos orifícios 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO e A0 no Feather. Solde também dois fios, cada um com 30 cm de comprimento, ao aterramento e mais dois (também com 30 cm de comprimento) para fornecer energia. Etiquete cada fio com o nome apropriado com um pedaço de fita adesiva na extremidade.

Etapa 3: Defendendo o caso

Originalmente, eu queria fazer o invólucro para a tecnologia de diferentes tubos de metal como cobre ou bronze com talvez algumas peças de aço ou alumínio para que fosse uma espécie de steampunk, mas moderno. No entanto, não achei que o técnico gostaria de ficar alojado em uma caixa de metal (especialmente a bússola), e eu precisava ser capaz de cortar e dar forma aos canos. Fazer essas coisas com tubos de metal estava além da minha capacidade, então optei pelo PVC.

Corte um pedaço de PVC com cerca de 18 centímetros de comprimento. Aparafuse o bico do tubo em uma extremidade do PVC. Quando ficar muito duro, use um alicate e aqueça o PVC no fogão para amolecer. Tente fazer com que o PVC cubra as roscas do tubo de metal. Corte um segundo pedaço de PVC com 20 centímetros de comprimento. Faça a mesma coisa com este PVC e a outra extremidade do bico do tubo.

Corte o PVC um pouco, se quiser, até que tenha as proporções desejadas (a chave de fenda provavelmente é um pouco longa).

Em seguida, faça um recuo para o display OLED "sentar" na lateral do tubo. Aqueça um lado da peça de 7 polegadas, tomando cuidado para não queimar o PVC. Use um pedaço de madeira para achatar uma seção do tamanho do OLED aproximadamente no mesmo local que a tela OLED nas fotos. Use o pedaço de madeira para pressionar também a parte frontal do PVC para mudar a extremidade de circular para um pouco oval.

Aqueça o PVC de 8 polegadas no lado oposto ao recuo do OLED. Alise um pouco a lateral do PVC para torná-lo um pouco oval.

Deixe o PVC esfriar.

Corte um entalhe na parte superior do PVC de 7 polegadas para encaixar o sensor ultrassônico maxbotix (foto acima). Tente fazer com que o entalhe seja um ajuste confortável para o sensor ultrassônico.

Use a broca para perfurar um orifício de meia polegada de diâmetro no meio do ponto plano para o OLED. Em seguida, use uma broca e uma serra para cortar um orifício retangular na peça de 20 centímetros no lado oposto ao recuo do OLED (mesma área onde você o aqueceu). Você quer fazer o orifício retangular o menor possível, mas ainda conseguir encaixar o Feather e outra tecnologia nele para colocá-lo no PVC.

Por fim, faça um furo na peça de 20 centímetros do mesmo lado do OLED para o potenciômetro.

Etapa 4: Colocando a Tecnologia no Caso

Passando os fios

Pegue o Feather e todos os sensores que estão conectados a ele e insira os fios marcados com 30 centímetros de comprimento da extremidade da etapa de fiação no orifício quadrado na seção de PVC mais longa (8 polegadas). Passe os fios SCK, MOSI, MISO, pino 13 e pino 12 junto com um dos fios terra e um dos fios de 3,3 V através do tubo e para fora do orifício no recuo do OLED. Passe os outros fios (A0, terra, 3,3 V, pino 9 e pino 10) através do tubo e para fora pela parte superior. Agora você deve ter fios saindo pela parte superior e por um orifício na lateral.

Posicionando a Pena

Guie a bagunça da tecnologia para dentro do tubo. Certifique-se de que o potenciômetro entre no orifício do outro lado. A bússola ficará bem entre a pena e o potenciômetro. Certifique-se de que a bússola esteja voltada para o lado certo. Independentemente da direção que a bússola estiver apontando, você deseja que a frente da chave de fenda aponte na mesma direção, portanto, se a bússola indicar que está voltada para o norte, a frente da chave de fenda também deve estar voltada para o norte. Você pode verificar isso com o tutorial da bússola em Adafruit. O GPS ficará bem próximo ao Feather com a antena de cerâmica voltada para fora do tubo. O Feather ficará com o lado com o botão de reinicialização voltado para dentro. Certifique-se de que a porta USB esteja apontando para a parte de trás ao lado do GPS. O laser ToF ficará por cima de tudo o mais. A parte de trás do laser (o lado sem o laser) ficará de costas com a lateral do Feather sem o botão de reinicialização. Os botões ficarão salientes do lado do orifício quadrado para que possam envolver a parte externa do PVC e serem colados nele. Deslize os fios da bateria seguidos pela bateria na extremidade traseira da chave de fenda e conecte a bateria no Feather. Amasse os componentes eletrônicos no PVC o máximo que puder sem quebrar nada.

Cobrindo o Furo Retangular

Corte um pedaço de plástico flexível de qualquer coisa que você encontrar na sua lixeira. O plástico deve ser longo o suficiente para cobrir a pena, mas não o GPS, e largo o suficiente para envolver a tecnologia no orifício retangular e entrar em contato com o PVC. Corte um pequeno orifício grande o suficiente para o laser real no plástico onde o sensor de laser ToF está para que o laser obtenha leituras precisas. Em seguida, prenda o sensor de laser ao plástico. Enrole o plástico ao redor do orifício retangular exposto o mais firmemente possível. Certifique-se de que a chave deslizante e os dois botões não estejam presos embaixo dele e fora dele e, em seguida, usando fita adesiva, prenda o plástico no PVC. Certifique-se de que a porta USB do Feather ainda esteja acessível para um cabo. Cubra o PVC com a fita adesiva da maneira mais organizada possível. Certifique-se de prender com fita adesiva a chave deslizante conectada à bateria na parte externa do PVC. Além disso, certifique-se de não colocar fita adesiva sobre a antena GPS real ou o LED na placa GPS. Apenas prenda a placa ao redor da antena GPS. Por último, mas não menos importante, use cola quente para colar os botões no local desejado do lado de fora do PVC.

Etapa 5: Fiação: Parte 2

Solde os seguintes componentes para os fios rosqueados através do PVC. Apare os fios longos do pé se eles forem muito longos. Faça-os apenas longos o suficiente para que você possa acessá-los e soldar componentes a eles.

Display OLED ===== Feather

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DATA ===== MOSI

CLK ====== SCK

D / C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix Ultrasonic === Pena

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

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

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

LED UV ====== Pena

Conecte o fio longo do LED ao fio conectado ao pino 10. Conecte o fio curto ao fio terra. Tente conectar os fios próximos à base do LED. Em seguida, corte o excesso de fios expostos do LED. Enrole as conexões em fita adesiva para evitar que se toquem acidentalmente ou em outro fio.

LEDs azuis ====== Pena

Você pode fazer coisas diferentes ao posicionar os LEDs azuis na chave de fenda. Coloquei três na frente voltados para a frente e dois na parte superior voltados para cima para que houvesse luz apontando para a frente e os leds na parte superior fossem fáceis de ver e serem usados como indicadores. Independentemente de como você decidir fazê-lo, conecte o lado positivo de todos os cinco LEDs com um fio e os lados negativos de todos os cinco com um segundo fio. Em seguida, solde o fio negativo ao fio terra do Feather e o fio positivo ao fio do pino 9 do Feather.

Posicione o OLED no entalhe do PVC e organize os LEDs e o sensor ultrassônico no entalhe na frente da chave de fenda. Eles não devem se mover muito. Você pode usar cola ou fita adesiva, se isso acontecer.

Por último, cubra o PVC mais curto com fita adesiva da maneira mais organizada possível.

Etapa 6: Código

Peço desculpas antecipadamente. Meu código é uma junção monstruosa, com fita adesiva, de diferentes pedaços de código que faz Frankenstein parecer um cara único, coerente e organizado. Tentei mostrar de onde obtive todos os diferentes trechos de código. Muito disso vem de exemplos da biblioteca Adafruit. Há também alguns de uma página divertida de faísca e alguns mais de um doce veículo autônomo instrutível. Ainda mais vieram de um projeto de geocaching no Github. Lembre-se de baixar as bibliotecas para OLED, ToF laser, bússola e GPS. Além disso, certifique-se de adicionar o Feather às placas no IDE do Arduino. Os tutoriais dos links na etapa de materiais podem guiá-lo por isso.

Etapa 7: Usando

O botão deslizante liga e desliga. O potenciômetro permite alternar entre as configurações.

Valores do potenciômetro 500-600: GPS. Quando o GPS está travado, o LED do GPS não pisca tanto. Se você pressionar o botão um, suas coordenadas atuais serão salvas. Então, se você se mover para outro lugar e pressionar o botão dois, a chave de fenda apontará de volta para onde você começou.

Valores 600-700: Bússola. Mostra sua direção do norte. Os LEDs acendem se você estiver apontando para o norte.

700-750: LEDs azuis

750-800: LED UV

800-900: Sensor Ultrassônico

900-1024: ToF Laser

No futuro, posso adicionar um piezo para adicionar aquele maravilhoso som de zumbido de chave de fenda sônica. Também seria legal adicionar uma configuração que usa o sensor ultrassônico apenas como um sensor de movimento. Você pode então deixar a chave de fenda em algum lugar e ouvir um zumbido para alertá-lo quando alguém estiver chegando. Vai ser divertido ver o que mais posso acrescentar.

Agradecimentos especiais ao meu irmão por tirar algumas fotos quando percebi que não tinha o suficiente.

Espero que você tenha gostado deste projeto. Se você tiver quaisquer comentários ou perguntas, poste!