El GOB: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquesta instrucció es va crear per complir els requisits del projecte del Makecourse de la Universitat del Sud de Florida (www.makecourse.com).

Antecedents de The GOB

El GOB significa Gear Operated Box i és una caixa que funciona mitjançant una sèrie d’engranatges. Aquest projecte es va crear tal com es va esmentar anteriorment per al Makercourse de la Universitat del Sud de Florida i aquest instructiu mostrarà exactament el que es necessita per replicar aquest projecte en altres caixes també. La imatge de la dreta, la primera imatge superior, és l’última versió del GOB. La caixa es pot bloquejar i desbloquejar en funció de quina tecla "vegi" el sensor RFID i també encén els LED laterals en funció de si la caixa està bloquejada o desbloquejada. Mireu el vídeo adjunt per veure les darreres funcions del quadre.

Pas 1: subministraments / maquinari

Necessiteu el següent per recrear aquest projecte.

1. Tauler Arduino Uno

2. Sensor RFID Arduino (MFRC522)

3. Gears - Vegeu les especificacions següents

4. Una gran primavera

5. Motor pas a pas de 5v

6. Diversos LEDs

7. Carregador USB portàtil

8. Quadre: vegeu les especificacions següents

9. Qualsevol decoració que pogués desitjar per a la seva caixa, he utilitzat el següent:

- Pintura en aerosol (marró, daurat, daurat / coure)

- Bombetes de clauer

- Diversos engranatges, perns i canonades impreses en 3D

Engranatges

Els engranatges utilitzats per a la part mecànica d’aquest disseny els vaig dissenyar en fusion 360 amb el seu guió d’engranatges i després els vaig imprimir en 3D. La primera imatge adjunta aquí mostra les especificacions que he utilitzat per generar tots els meus engranatges i només he hagut de canviar el nombre de dents de cadascun. La segona imatge mostra els engranatges utilitzats en aquest quadre. Es van utilitzar 3 engranatges rodons i després es va utilitzar un engranatge rectangular com a mecanisme de bloqueig real; també s’adjunten els fitxers.stl d’aquests engranatges. La tercera imatge mostra la ubicació de l’engranatge, ja que podeu veure que l’engranatge superior necessita guies per mantenir-lo al seu lloc i l’engranatge més gran s’enganxa a un engranatge més petit que permet que el motor pas a pas giri tots els engranatges interns alhora.

Caixa

La caixa utilitzada per al meu projecte estava feta de 7 polzades. fulls de cartró de 7 polzades. Es van utilitzar dues tires fines de cartró per connectar la tapa a la base de la caixa i després es va utilitzar una tira petita per construir el ganxo de la tapa que permetés bloquejar la caixa. Podeu fer la vostra caixa amb qualsevol material que preferiu o utilitzar-ne una amb una tapa ja connectada per un costat, de qualsevol manera, la tapa ha de tenir un ganxo a l’interior perquè la caixa quedi bloquejada pels engranatges interns. Mireu les dues darreres imatges per obtenir més detalls.

Pas 2: Muntatge

1. Reuneix tots els materials que figuren al pas 1: subministraments / maquinari

2. Construïu la caixa, tal com s'ha esmentat anteriorment, podeu fabricar la caixa amb qualsevol material o tenir-la de qualsevol mida, amb l'única especificació que ha de tenir un ganxo intern prou gran per permetre que els engranatges interns puguin bloquejar la caixa.

3. Un cop construïda la caixa, haureu de connectar el circuit. Seguiu l'esquema adjunt. Recordeu com més net i compacte feu que el vostre circuit millor encaixi a la vostra caixa. Un cop muntat el programa i proveu el circuit a 1) comproveu que tot el maquinari funciona i 2) comproveu que faci el que vulgueu.

4. A continuació, dissenyeu i imprimiu els engranatges necessaris per a la vostra caixa. Això pot trigar algunes impressions en funció de la mida de la caixa i de la mida del circuit. La primera marxa amb què heu de començar és la del motor pas a pas, cosa que us ajudarà a mesurar l’alçada dels vostres engranatges dins de la caixa. Als fitxers.stl hi ha diferents mides de clavilles que us ajudaran a esbrinar la millor alçada per a la vostra caixa. Haureu de perforar un forat a la part inferior del tac i enganxar-lo al motor pas a pas per fixar l’engranatge al motor pas a pas.

5. Un cop tingueu tots els engranatges impresos i el circuit muntat, fixeu els engranatges a l'interior de la caixa. Vaig utilitzar cola calenta per facilitar el muntatge. També es poden utilitzar altres tipus de cola o cargols. Afegiu rails de guia segons sigui necessari per mantenir els engranatges al seu lloc. Com podeu veure a les imatges, la col·locació dels engranatges necessita alinear-se directament sota la tapa de la caixa on descansa el ganxo. El moll ha d’asseure’s directament sota el ganxo de manera que aparegui la tapa quan es desbloqueja la caixa i l’engranatge rectangular té lliscament dins del ganxo quan s’ha de bloquejar la caixa.

6. Un cop els engranatges estiguin al seu lloc, assegureu el circuit dins de la caixa. Vaig fer servir cinta, cinta blava a les imatges, ja que em permetia fer ajustaments fàcils segons calgués.

7. Finalment decora la teva caixa! Vaig optar per utilitzar els LED que s’utilitzaven originalment per significar la rotació dels engranatges com a part de la decoració del costat esquerre de la caixa. La millor part d’aquest projecte és que el concepte senzill us permet personalitzar aquest projecte per a les vostres necessitats. Els tres passos següents mostren com he decorat aquesta caixa.

8. Imprimiu diversos engranatges. A continuació, pinteu amb esprai la caixa i els engranatges perquè coincideixin amb el tema que vulgueu. He utilitzat alguns engranatges com a plantilles per afegir dissenys als laterals o els he enganxat per obtenir textura. Per obtenir més informació, vegeu les imatges adjuntes.

9. Per a les bombetes laterals he utilitzat bombetes de clauer que podia descargolar i treure els LED. Des d’allà podia fer dos forats al lateral de la caixa per enfilar els LED que havia connectat al circuit a les bombetes de la que tenia cola a l’exterior de la caixa.

10. Un cop acabat, assegureu-vos que encara hi ha prou espai per posar un objecte a la vostra caixa. Vaig optar per amagar els circuits interns amb feltre perquè res s’enganxés.

Diverteix-te decorant la caixa com vulguis, aquesta és la millor part d’inventar! Feliç fer!

Pas 3: Codi

Començant

El fitxer.ino adjunt és el codi del programa del GOB. Per executar-ho correctament al vostre arduino, també haureu d’instal·lar les dues biblioteques que també estan connectades a la carpeta de biblioteques arduino. El programa està ben comentat, però també es proporciona una descripció a continuació per a més aclariments. Aquest codi requereix una comprensió bàsica de la programació arduino.

Descripció general

1. Biblioteques

Hi ha tres biblioteques utilitzades en aquest programa SPI, MFRC522 i la biblioteca Stepper. Com que SPI és una biblioteca arduino per defecte, no cal instal·lar-la a la carpeta de biblioteques arduino. SPI significa Serial Peripheral Interface i és un protocol de comunicació serial que l’arduino utilitza per parlar amb el sensor RFID. Amb aquesta biblioteca utilitzem la biblioteca MFRC522 per llegir les dades del sensor RFID. Aquesta biblioteca és específica del sensor i ens permet utilitzar la informació que el sensor "llegeix" de les tecles RFID utilitzades per bloquejar i desbloquejar la caixa. La biblioteca pas a pas funciona exactament com sembla, ajuda l’arduino a parlar amb el motor pas a pas.

2. Definició de variables / configuració

Després d'incloure les biblioteques necessàries per al maquinari necessari, cal definir els pins d'aquest maquinari. Essencialment, l’arduino necessita saber quins pins parlen amb quines peces de maquinari.

3. Bucle principal

En primer lloc, les dues primeres si s’utilitzen sentències per assegurar-se que el sensor RFID llegeix una clau RFID. Després hem d’agafar el codi o l’UID de la clau RFID que es llegeix, això és el que passa al primer bucle for de la funció Loop (). Un cop llegit l’UID, hem de comprovar si la clau bloquejarà o desbloquejarà la caixa. Aquí, amb una sentència if else, he definit una tecla per bloquejar la caixa i qualsevol altra per desbloquejar-la. Per exemple, si l'UID és igual a un UID que vull, truqueu a la funció spinRight () o bloquegeu la casella, en cas contrari, crideu la funció spinLeft () i desbloquegeu la casella.

4. Funcions de gir

Les funcions spinLeft () i spinRight () s’utilitzen per fer girar el motor pas a pas cap a l’esquerra o la dreta. El més important aquí és que per invertir les direccions del motor pas a pas s’inverteixen els passadors del motor pas a pas.