Tornavís Sonic definitiu: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

D'acord, de manera que no pot fer tant com un tornavís sonor real de Doctor Who, però és un començament. Aquest projecte era una mena de regal de Nadal extra per al meu germà. Podeu trobar joguines sonores de tornavís a Amazon, però a part d’il·luminar-se i, possiblement, de fer soroll, realment no tenen molta funció. Volia fer un tornavís sonor que realment tingués diferents usos i configuracions. A més d'això, volia veure fins a quin punt podia arribar a un tornavís sonor amb els sensors arduino disponibles al món actual. Així, tot i que aquest tornavís està molt lluny de ser tan fresc com un de veritable, vaig fer tot el possible per empaquetar-lo amb tants usos com sigui possible. Té:

• Un sensor d'ultrasons per mesurar longituds de fins a 254 polzades (~ 6,5 metres) amb una precisió fins a la polzada (a més d'un dispositiu sonor ha de tenir algun tipus de component sonor)
• Un sensor de mesurament làser: l’ultrasònic no pot mesurar menys de 6 polzades, de manera que per tenir un rang complet de mesures, he afegit aquest sensor que pot mesurar fins a un metre amb una precisió de mm
• Una brúixola: per sortir del nord la propera vegada que us aventureu a l'aire lliure
• LED UV: per llegir missatges secrets i possiblement per evitar els vampirs
• GPS: per guiar-vos cap a on vau començar si us perdeu

i per suposat

LEDs blaus: per proporcionar llum quan exploreu un lloc fosc

Espero que t'ho passis bé. Si us agrada, penseu en votar-hi.

Pas 1: materials

Els materials arriben als 200 dòlars, però depèn d’on els obtingueu i del que pugueu tenir. Vaig posar els enllaços d'Adafruit per a una gran quantitat de diferents components electrònics. Adafruit és una de les meves oportunitats per a la tecnologia arduino. També tenen enllaços a tutorials a les pàgines del producte, cosa que és molt útil per provar els diferents electrònics i fer-los funcionar. És possible que pugueu trobar preus més econòmics en altres llocs. De vegades, Amazon té productes Adafruit per un preu més econòmic, però en general no per molt.

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

** També podeu provar d'utilitzar una de les altres plaques Feather MO per afegir Wifi, bluetooth o algunes altres funcions addicionals.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- 39,95 dòlars

Pantalla gràfica OLED monocroma de 0,96 128x64 ------------------------------ 19,50 $

Lent transparent LED de 5 mm UV / UVA 400 nm de color porpra - paquet de 10 ----------------------- 4,95 dòlars

Sensor de distància de temps Adafruit VL53L0X - ~ 30 a 1000 mm ------- 14,95 $

Telemetre ultrasònic Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- 26,95 $

Llustres LED Adafruit - Blau Reial - Paquet de 5 ---------------------------------- 3,95 $

Tauler accelerador de tres eixos + magnetòmetre (brúixola) --------------- 14,95 dòlars

Bateria de polímer de ions de liti - 3,7 v 500 mAh ------------------------------------- 7,95 dòlars

** Si voleu, podeu utilitzar un carregador de telèfon portàtil i un cable USB en lloc de la bateria anterior. Un carregador de telèfon proporciona al tornavís la capacitat addicional de ser un carregador de telèfon. Tot i això, heu de connectar un interruptor d’encesa / apagat al cable entre la bateria i el Feather i és més difícil fer-ho amb un cable USB. Una bateria del telèfon també fa que el tornavís sigui molt més voluminós, sobretot si utilitzeu cables gruixuts.

Filferro de nucli varat de coberta de silicona - 50 peus 30AWG vermell ---------------------- 4,95 dòlars

** Exempció de responsabilitat: en realitat no he fet servir aquest cable. El cable que he utilitzat era més gruixut, cosa que feia molt més difícil aconseguir tota l’electrònica de la caixa del tornavís. El cable anterior és el que m’agradaria haver utilitzat. També és imprescindible comprar només filferro vermell perquè res diu "sospitós" com una canonada de pvc plena de cables vermells:)

Potenciòmetre ------------------------------------------------- -------------------------- 1,25 dòlars

** Tampoc ho vaig fer servir. Originalment, anava a utilitzar un potenciòmetre lliscant per emular el moviment de lliscament que el tornavís del 10è Doctor va haver de canviar de configuració. Quan el potenciòmetre de lliscament no funcionava, vaig acabar fent servir un potenciòmetre estàndard que ja tenia a mà.

Interruptor de diapositiva ------------------------------------------------ ----------------------------- 0,95 dòlars

** He utilitzat un commutador una mica diferent que ja tenia

Interruptor de botó tàctil (6 mm) x 20 paquets ----------------------------------------- - 2,50 dòlars

Resistència de 10 k ohm ----------------------------------------------- ---------------------- 0,75 dòlars

Condensadors electrolítics de 100 uF ---------------------------------------------- ------- 1,95 dòlars

Tub de PVC de 1 X2 '-------------------------------------------- --------------------------- 2,18 dòlars

3/4 "X2-1 / 2" Galvanitzar mugró de tub d'acer ------------------------------------ - 1,87 dòlars

Cinta adhesiva de colors (vaig anar amb gris i daurat, però vaig amb qualsevol color que us cridi)

També necessitareu:

• Un soldador i soldador
• Una serra manual
• Un simulacre
• cola calenta
• peladors de filferro

Pas 2: Cablejat: primera part

** La primera imatge mostra els LEDs i els ultrasons soldats al Feather, però encara no els connecteu.

Soldeu les connexions següents.

GPS ====== Ploma

Longitud del cable: el GPS estarà al costat de la Ploma (vegeu la imatge), de manera que els cables no necessiten una longitud de més de 3 polzades.

RX ======== TX

TX ======== RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

Brúixola === Ploma

Longitud del cable: la brúixola estarà a la part superior de la ploma, de manera que els cables haurien de tenir aproximadament 1,75 polzades de longitud.

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

Làser ToF ==== Ploma

Longitud del cable: aproximadament 2,5 polzades

GND ======== GND

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

SDA ======== SDA

SCL ======== SCL

Soldeu els dos cables SDA al forat SDA del Feather i els dos cables SCL al forat SCL. Si voleu, podeu utilitzar la secció de prototipatge de Feather.

Potenciòmetre ==== Ploma

pin final ========= GND

altre pin final ===== 3.3v

pin central ====== A5

Soldeu un condensador als dos pins finals. Assegureu-vos que el costat (-) del condensador vagi al pin GND tal com es veu aquí.

Botons ===== Ploma

Longitud del cable: aproximadament 3,5 polzades

Hi ha dos botons. Per a cada botó, connecteu un costat del botó a 3.3v. Connecteu l'altre costat a terra mitjançant una resistència de 10 k ohmis (consulteu aquest diagrama del lloc web arduino). Assegureu-vos que la resistència funciona correctament i intenteu no deixar molts fils exposats. Per al primer botó, connecteu el costat amb la resistència al pin 5 del Feather amb un cable. Per al segon botó, connecteu un cable des del costat de la resistència del botó al pin 6 del Feather.

Interruptor de bateria

Talleu un dels cables de la bateria. Soldeu un costat del cable tallat al final de l’interruptor corredís i l’altre costat del cable tallat al centre de l’interruptor.

Finalment, soldeu cables de prop d’un peu de longitud als forats 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO i A0 a la Ploma. També soldeu dos cables, cadascun d’un peu de longitud, a terra i dos més (també un peu de longitud) a l’energia. Etiqueu cada filferro amb el nom adequat amb un tros de cinta al final.

Pas 3: elaboració del cas

Originalment, volia fabricar la carcassa de la tecnologia amb diferents canonades metàl·liques, com el coure o el bronze, amb algunes peces d’acer o alumini, de manera que fos una mena de steampunk però modern. Tot i això, no pensava que a la tecnologia li agradaria allotjar-se en una caixa metàl·lica (sobretot la brúixola), i necessitava poder tallar i donar forma a les canonades. Fer aquestes coses amb canonades metàl·liques estava per sobre de mi, així que vaig anar amb PVC.

Tallar una longitud de PVC d’uns 7 centímetres de llarg. Enrosqueu el mugró de la canonada en un extrem del PVC. Quan es fa massa dur, utilitzeu alicates i escalfeu el PVC en una estufa per estovar-lo. Proveu que el PVC cobreixi els fils de la canonada metàl·lica. Tallar una segona peça de PVC de 8 polzades de llarg. Feu el mateix amb aquest PVC i l’altre extrem del mugró de la canonada.

Retalleu una mica el PVC si voleu fins que tingui les proporcions que desitgeu (el tornavís probablement sigui una mica llarg).

A continuació, feu un sagnat perquè la pantalla OLED "se senti" al costat del tub. Escalfeu un costat de la peça de 7 polzades, tenint cura de no cremar el PVC. Utilitzeu un tros de fusta per aplanar una secció de la mida de l'OLED aproximadament al mateix lloc que la pantalla OLED de les imatges. Utilitzeu el tros de fusta per prémer també la part frontal del PVC per canviar el final de circular a una mica ovalat.

Escalfeu el PVC de 8 polzades al costat oposat al sagnat OLED. Aplaneu una mica el costat del PVC fins a fer-lo una mica com un oval.

Deixeu refredar el PVC.

Talla una osca a la part superior del PVC de 7 polzades per adaptar-lo al sensor ultrasònic maxbotix (foto superior). Intenteu que la osca s'ajusti perfectament al sensor d'ultrasons.

Utilitzeu el trepant per perforar un forat de mig centímetre de diàmetre al centre del lloc pla per al OLED. A continuació, utilitzeu un trepant i una serra per tallar un forat rectangular a la peça de 8 polzades del costat oposat al sagnat OLED (la mateixa zona on l’heu escalfat). Voleu que el forat rectangular sigui el més petit possible, però que pugui encabir-hi la ploma i altres tecnologies per col·locar-lo al PVC.

Finalment, practiqueu un forat a la peça de 8 polzades del mateix costat que l’OLED per al potenciòmetre.

Pas 4: posar la tecnologia a la caixa

Enfilar els cables

Agafeu el Feather i tots els sensors que hi estan connectats i introduïu els cables llargs etiquetats del peu des del final del pas de cablejat al forat quadrat de la secció de PVC més llarga (8 polzades). Enfileu els cables SCK, MOSI, MISO, el pin 13 i el pin 12 junt amb un dels cables de terra i un dels cables de 3,3 v a través de la canonada i fora del forat del sagnat OLED. Enfileu els altres cables (A0, terra, 3,3v, pin 9 i pin 10) per la canonada i sortiu per la part superior. Ara hauríeu de tenir cables que sortissin per la part superior i que foressin un forat al costat.

Posicionament de la Ploma

Guia el desastre de la tecnologia cap al tub. Assegureu-vos que el potenciòmetre entra al forat de l’altre costat. La brúixola se situarà just entre la ploma i el potenciòmetre. Assegureu-vos que la brúixola estigui orientada de la manera correcta. Sigui quina sigui la forma que apunta la brúixola, voleu que la part frontal del tornavís estigui apuntant en la mateixa direcció, de manera que si la brúixola diu que està orientada al nord, la part frontal del tornavís també hauria d’estar orientada al nord. Podeu comprovar-ho amb el tutorial de la brúixola d'Adafruit. El GPS s’asseurà just al costat de la Ploma amb l’antena de ceràmica mirant cap a fora de la canonada. El Feather s'asseurà amb el lateral amb el botó de restabliment cap a dins. Assegureu-vos que el port USB apunti cap a la part posterior al costat del GPS. El làser ToF se situarà a sobre de tota la resta. La part posterior del làser (el costat sense el làser) estarà esquena amb esquena amb el costat de la Ploma sense el botó de reinici. Els botons sortiran del costat del forat quadrat perquè puguin embolicar-se al voltant de l'exterior del PVC i quedar-se enganxats a ell. Feu lliscar els cables de la bateria seguits de la bateria a l'extrem posterior del tornavís i endolleu la bateria al Feather. Destrossar l’electrònica al PVC tant com puguis sense trencar res.

Cobertura del forat rectangular

Retalleu un tros de plàstic flexible del que pugueu trobar al contenidor de reciclatge. El plàstic hauria de ser prou llarg per cobrir la Ploma, però no el GPS, i prou ample per embolicar la tecnologia al forat rectangular i contactar amb el PVC. Talleu un forat petit prou gran per al làser real del plàstic on hi ha el sensor làser ToF perquè el làser obtingui lectures precises. A continuació, enganxeu el sensor làser al plàstic. Emboliqueu el plàstic al voltant del forat rectangular exposat tan fort com pugueu. Assegureu-vos que l’interruptor corredís i els dos botons no quedin atrapats a sota i que estiguin fora de sota i, a continuació, amb cinta adhesiva, enganxeu el plàstic al PVC. Assegureu-vos que el cable USB de Feather sigui accessible. Cobriu el PVC amb la cinta adhesiva el més ordenadament possible. Assegureu-vos de gravar amb força l’interruptor lliscant connectat a la bateria a l’exterior del PVC. Assegureu-vos també de no enganxar a l’antena GPS real ni al LED de la placa GPS. Només cal que tapeu la placa al voltant de l’antena GPS. Per últim, però no menys important, utilitzeu cola calenta per enganxar els botons al lloc que vulgueu a la part exterior del PVC.

Pas 5: cablejat: part 2

Soldeu els components següents als fils que s’enfilen a través del PVC. Retalleu els cables llargs del peu si són molt llargs. Feu-los el temps suficient perquè pugueu accedir-hi i soldar-hi components.

Pantalla OLED ===== Feather

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DADES ===== MOSI

CLK ====== SCK

D / C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix Ultrasonic === Ploma

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

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

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

LED UV ====== Ploma

Connecteu el cable llarg del LED al cable connectat al pin 10. Connecteu el cable curt al cable de terra. Intenteu connectar els cables a prop de la base del LED. A continuació, retalleu l'excés de cables exposats del LED. Emboliqueu les connexions amb cinta per evitar que es toquin accidentalment entre si o amb un altre cable.

LEDs blaus ====== Feather

Podeu fer diferents coses amb la posició dels LED blaus al tornavís. Poso tres a la part frontal mirant cap endavant i dos a la part superior cap amunt, de manera que hi haurà llum que apunta al davant i els leds de la part superior seran fàcils de veure i utilitzar-se com a indicadors. Tot i que decidiu fer-ho, connecteu el cable positiu dels cinc LED amb cable i els costats negatius dels cinc amb un segon cable. A continuació, soldeu el fil negatiu al fil de terra de la Ploma i el fil positiu al fil del pin 9 de la Ploma.

Col·loqueu l'OLED a la sagnia del PVC i organitzeu els LED i el sensor d'ultrasons a la ranura de la part frontal del tornavís. No s’han de moure massa. Podeu fer servir cola o cinta adhesiva si ho fan.

Per últim, tapeu el PVC més curt amb cinta adhesiva el més ordenadament possible.

Pas 6: Codi

Disculpeu-vos per endavant. El meu codi és un monstruós embenat de conductes de diferents trossos de codi que fa que Frankenstein sembli un tipus únic, coherent i combinat. Tot i així, vaig intentar mostrar d’on obtenia tots els trossos de codi. Molts exemples provenen d’exemples de biblioteques d’Adafruit. També n’hi ha d’una pàgina de diversió d’espurna i d’altres d’un vehicle autònom dolç que es pot instruir. Encara en van sortir més d'un projecte de geocaching a Github. Recordeu que heu de descarregar les biblioteques OLED, làser ToF, brúixola i GPS. A més, assegureu-vos que hàgiu afegit Feather als taulers de l’IDE Arduino. Els tutorials dels enllaços del pas de materials us poden guiar.

Pas 7: utilitzar-lo

L'interruptor lliscant l'activa i apaga. El potenciòmetre permet canviar entre configuracions.

Valors del potenciòmetre 500-600: GPS. Quan el GPS està bloquejat, el LED del GPS no parpelleja tant. Si premeu el botó un, es desaran les coordenades actuals. Aleshores, si us mogueu a un altre lloc i premeu el botó dos, el tornavís assenyalarà la direcció cap a on vau començar.

Valors 600-700: brúixola. Mostra la vostra partida des del nord. Els LED s’encenen si s’apunta cap al nord.

700-750: LED blaus

750-800: LED UV

800-900: sensor d'ultrasons

900-1024: Làser ToF

En el futur, podria afegir un piezo per afegir aquest meravellós so de tornavís sonor. També seria interessant afegir una configuració que utilitzi el sensor d’ultrasons igual que un sensor de moviment. Aleshores podeu deixar el tornavís en algun lloc i fer-lo sonar per avisar-vos quan vingui algú. Serà divertit veure què més puc afegir.

Un agraïment especial al meu germà per haver fet algunes de les fotos quan em vaig adonar que no en tenia prou.

Espero que us hagi agradat aquest projecte. Si teniu algun comentari o pregunta, envieu-lo!