ANTiDISTRACTION: el suport per a telèfon intel·ligent que us ajuda a centrar-vos: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

El nostre dispositiu ANTiDISTRACTION està dirigit a acabar amb totes les formes de distracció cel·lular durant els períodes d’enfocament intens. La màquina actua com una estació de càrrega sobre la qual es munta un dispositiu mòbil per tal de facilitar un entorn lliure de distraccions. La màquina s’allunya de l’usuari cada vegada que arriba al seu telèfon i gira enrere quan retracta aquest moviment. Això s’aconsegueix mitjançant l’ús d’un circuit Arduino Uno, una font d’alimentació, un sensor d’ultrasons i un motor elèctric. Aquest fet de desviar-se recorda a l’espectador que el seu telèfon no està interessat en ells ni en les seves activitats hedonistes.

Pas 1: vídeos

Pas 2: materials i eines

Hem utilitzat els components electrònics següents. Tots, excepte el banc d’energia portàtil, s’inclouen al kit complet d’Arduino Starter d’Elegoo. Els números de peça s’inclouen, si s’escau, però no cal utilitzar exactament les mateixes parts.

• Motor pas a pas de 5V, voltatge continu (número de part: 28BYJ-48)
• Tauler de connexió per connectar el motor pas a pas a la placa Arduino (número de peça: ULN2003A)
• Sensor d'ultrasons (número de peça: HC-SR04)
• Placa de control Arduino Uno R3
• Cables Dupont de femella a home (x10)
• Cable USB-A a USB-B (per connectar la placa Arduino a un ordinador mentre pengeu el codi i connectar la placa al banc d’alimentació quan feu servir la màquina)
• Banc d'alimentació portàtil (qualsevol banc d'alimentació amb port USB funcionarà. Les especificacions del nostre banc d'alimentació són: 7800mAh 28,8Wh; Entrada: 5V = 1A; Sortida dual: 5V = 2,1A màx.)

Hem utilitzat els materials següents per construir l’exterior:

• Fusta contraxapada de bedoll bàltic (3 mm de gruix) per a la carcassa del prototip
• Plexiglàs blanc (3 mm de gruix) per a la carcassa final
• Les versions de fusta i plexiglàs es van tallar amb un tallador làser
• Hem utilitzat cola BSI Plastic-Cure per muntar la carcassa de plexiglàs; es pot trobar a les botigues de subministraments d'art o ferreteries (qualsevol altra cola recomanada per a plàstic o plexiglàs també serà adequada)
• Hem utilitzat petites peces de fusta tallada amb làser i les hem apilat amb cinta de muntatge (també anomenada cinta d’escuma o suports per a pòsters) per situar correctament els components dins de la caixa

Programari utilitzat:

• Arduino IDE (descàrrega gratuïta aquí)
• Rhino per preparar els fitxers per al tall per làser (si no teniu Rhino, podeu utilitzar un programa CAD diferent sempre que pugui obrir el fitxer.3dm o podeu obtenir una prova gratuïta de Rhino aquí)

Pas 3: Construir el circuit

Munteu el circuit tal com es mostra a l'esquema. Tingueu en compte que el sensor d'ultrasons ha d'estar connectat al pin de 5 V de la placa Arduino per funcionar correctament (i, per tant, el motor pas a pas es connectarà al pin de 3,3 V).

Pas 4: fabricació i muntatge de la màquina

Després de tallar amb làser el prototip inicial de fusta, vam trobar que la carcassa era massa petita per contenir correctament els circuits i els vam ajustar abans de tallar la versió final en plexiglàs.

Pas 5: Codi Arduino

Pengeu el codi a la màquina mitjançant l'IDE Arduino. El fitxer de codi principal és "ANTiDISTRACTION_main_code.ino", adjunt a continuació. Haureu de connectar l’equip a l’ordinador amb el cable USB i, a continuació, feu clic a “Puja”. És una bona idea provar l’equip mentre encara està endollat a l’ordinador, ja que podeu obrir Serial Monitor a Arduino per veure la sortida com la distància del sensor. Un cop hàgiu penjat el codi, podeu desconnectar la màquina de l’ordinador i connectar-la a un banc d’alimentació perquè la màquina sigui portàtil.

És possible que hàgiu d’ajustar els valors de stepsPerRev i stepperMotor.setSpeed si utilitzeu un model diferent de motor pas a pas. Podeu cercar el número de peça del motor en línia per trobar el full de dades i comprovar l’angle de pas.

Utilitzeu el fitxer "ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino" adjunt a continuació per comprovar que el número de pas sigui correcte per al vostre motor; també podeu utilitzar aquest fitxer per girar la màquina en petits increments per establir la posició inicial. Executeu el fitxer a Arduino amb la màquina endollada a l’ordinador i escriviu enters al monitor sèrie per girar el motor amb entrada manual. És possible que vulgueu enganxar un tros de cinta a un costat del motor per veure la rotació més fàcilment o dibuixar dos punts a les parts mòbils i estàtiques del motor respectivament, per assegurar-vos que s’alineen quan completeu un gir complet.

Pas 6: Resultats i reflexió

Vam considerar la possibilitat de substituir el motor pas a pas per un servomotor, que és més potent i pot girar més ràpid, alhora que és una mica més petit. Tanmateix, els servomotors només poden girar en un rang de 180 graus, de manera que vam decidir continuar utilitzant el motor pas a pas, sacrificant un augment moderat de la velocitat per poder fer girs de 360 graus.

La osca de la part inferior del "plat giratori" ha de ser una mica més gran que l'eix del motor pas a pas perquè s'adapti a la part superior, però es tradueix en un ajust més fluix i fa que el suport del telèfon giri menys que el motor. Si no teniu previst desmuntar la màquina ni tornar a utilitzar el pas a pas per a un projecte futur, és possible que vulgueu millorar la precisió de rotació enganxant el plexiglàs a l’eix del pas a pas.

Afortunadament, un cop muntat, el circuit va funcionar com esperàvem, de manera que vam procedir amb la idea inicial i el plantejament durant tot el projecte.

Pas 7: referències i crèdits

Es van fer referència als tutorials aquí i aquí per escriure el codi Arduino per al sensor d'ultrasons. Per al codi que implica el motor pas a pas, hem utilitzat la biblioteca Stepper disponible al lloc web Arduino.

Aquest projecte va ser creat per Guershom Kitsa, Yena Lee, John Shen i Nicole Zsoter per a l'assignació de la màquina inútil, com a part de la classe d'Informàtica Física de la Facultat Daniels de la Universitat de Toronto. Volem donar un agraïment especial a la professora Maria Yablonina per la seva ajuda.