Taules de surf generades per dades: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Això és extret de la meva tesi superior en Disseny Industrial de fa aproximadament un any, així que disculpeu si hi ha alguns forats, la meva memòria podria estar una mica apagada. És un projecte experimental i hi ha tantes coses que s’haurien pogut fer d’una altra manera, no dubteu en fer-m'ho saber.

Aquest projecte consisteix en un sistema que recopila dades per executar un programa de construcció de taules de surf. Un dispositiu que registra les lectures dels sensors de força mentre navega i aplica aquestes dades d’una manera que optimitza la forma de la taula de surf mitjançant un modelatge generatiu.

El que fa funcionar aquest projecte és que la taula de surf és un objecte interessant on la força que s’aplica a la part superior de l’objecte té una reacció igual i oposada a la inferior. És a dir, si premeu més o menys amb els dits dels peus o el taló quan gireu la taula de surf, haureu de dictar on cal tenir una forma diferent de la vostra taula de surf.

DISSENY DE TABLERES

Vaig a suposar que no tothom és expert en disseny de taules de surf contemporànies i tampoc no em puc dir, tot i que aquí teniu la meva resumida explicació. Les taules de surf són vehicles per moure l'aigua a través de les aletes, ho fa mitjançant la canalització de l'aigua a través del contorn inferior còncau i general del tauler. La taula de surf es pot exagerar a través de formes asimètriques on es crea una taula de surf que identifica la distribució del pes del dit / taló i intenta aprofitar-la. Mitjançant la identificació del lloc on el surfista fa més pressió per girar la seva taula de surf, podem optimitzar una forma asimètrica per al surfista individual.

PER A QUI ESTÀ AQUEST?

Aquest és un projecte que atén a un surfista intermedi a avançat, algú que podria obtenir la seva segona o tercera taula de surf. En aquesta etapa, haureu començat a desenvolupar un estil que dicti com hauria de funcionar la vostra taula de surf sota els vostres peus.

RECURSOS I HABILITATS

Les dades es registren mitjançant un Arduino mini i s’analitzen amb Excel. Per al modelatge de la taula de surf, haureu de tenir instal·lada una còpia de Rhinocerous 3D amb Grasshopper. Per produir realment la taula de surf, haureu de tenir accés a un CNC prou gran per fresar una taula de surf.

Pas 1: el coixinet del sensor

EL PAD

El coixinet és essencialment una bossa impermeable que protegeix la xarxa de sensors alhora que us permet accedir a la targeta arduino i sd després de navegar.

La bossa està construïda amb folre d’estany que s’adhereix amb cola de PVC.

// Materials //

+ folre de la bassa

+ cola de pvc

+ FPT Cap

+ Adaptador masculí

+ Cinta VHB

+ Estirè de 3 mm

+ Cinta de doble cara

// Eines //

+ Vinyl Cutter https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… o ganivet X-Acto

+ Soldador

+ Regle

EL SENSOR

+ Resistència del sensor de força (11)

+ 10k ohm Resistor (11)

+ Filferro encallat

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ Bateria

Pas 2: el fòrum de proves

// Introducció //

Per generar correctament una nova taula de surf, heu de començar amb un model de demostració. Aquesta demostració es torna a crear a la definició de llagosta i és la base per on es genera la forma. Per aquest motiu, haurà de fer un model de prova que pugui donar forma a mà si és suficient o obtenir CNCd. He inclòs el fitxer shaper AKU. L'altra opció és fer servir un 5'8 Hayden Shapes hypto-krypto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, que és bastant similar al model base.

// Detalls //

+ En blanc - EPS (flota una mica millor que el poliuretà i és una mica més lleuger. El coixinet és força pesat)

+ Resina - Epoxi (té una mica menys de probabilitat d’aparició i, a més, la seva elasticitat proporciona una millor lectura als sensors, també heu d’utilitzar Epoxi quan feu fibra de vidre en blanc EPS)

+ Fibra de vidre - 4x6 (és un treball de vidre més pesat que una taula de surf estàndard, és important que el tauler no rebi massa cops, ja és bastant pesat amb el coixinet i, ja que el tauler és una mica fort, encara us pot flotar força bé amb tot aquest got)

Pas 3: tallar el coixinet

// Introducció //

El coixinet està construït a partir del revestiment de la bassa. Vaig fer servir un tallador de vinil amb una taula de tallar per retallar totes les peces, però pensaria que imprimir el patró i retallar-lo amb un ganivet X-Acto funcionaria.

// Passos //

1. Cadascun d'aquests talls s'haurà de fer per ambdues cares, com a la il·lustració

2. El tall 1, 2 i 3 s’utilitzarà per a l’interior del coixinet del sensor. Aquestes peces tenen com a funció principal mantenir els sensors al lloc adequat i organitzar els cables.

3. les peces 4 i 5 conformen la bossa on aniran tots els sensors

4. També vaig tallar peces d’estirè que van sobre els recintes, la teoria que hi ha darrere és ampliar el pas dels sensors augmentant la superfície.

Pas 4: Cablatge del coixinet

// Introducció //

La xarxa que compon aquest projecte està connectada a un mini arduino amb un escut de registre de dades. Es pot fer més o menys complicat en funció de l'exactitud que vulgueu que sigui el vostre conjunt de dades. Em vaig conformar amb 11 passadors prenent dues mesures des del centre i una altra des de les vores. Això us permet identificar on s’està aplicant la pressió, encara que àmplia, és suficient per donar al programa una bona idea de com s’ha de generar la taula de surf.

// Recursos //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Passos //

1. Seguiu l'esquema i connecteu cadascun dels sensors, he utilitzat capçaleres apilables https://www.sparkfun.com/products/11417 per soldar cadascun dels sensors, no sóc el millor en soldar i aquesta és una manera segura per evitar que es fonguin els sensors.

2. També he utilitzat una placa de pa per organitzar la meva placa, les resistències i la bateria. No és del tot necessari, però va ser bo tenir-la en un bon paquet.

3. He utilitzat cinta de doble cara per adherir totes les parts del coixinet

no és totalment necessari utilitzar cola de PVC tot i que pugui

Pas 5: enganxar el coixinet

// Introducció //

M’encanta el revestiment d’estanys, és una cosa molt divertida, ni tan sols n’havia sentit a parlar abans abans de fer aquest projecte, però a través d’algunes investigacions es va decidir que era un gran material per construir el coixinet. El revestiment d’estanys és un niló recobert de PVC, cosa que significa que podeu utilitzar cola per a tubs de PVC per soldar-la creant un recinte totalment impermeable. També és fantàstic perquè després podeu utilitzar-lo per soldar canonades de PVC afegint-hi punts d'accés a l'Arduino.

// Passos //

1. Per fer el compost, poseu totes les peces a la peça inferior del coixinet

2. Podeu adherir totes les peces del sensor mitjançant cinta de doble cara o cola de PVC

3. Utilitzeu els accessoris de PVC per crear el punt d'accés a l'Arduino a la part superior del coixinet.

+ Hi ha una línia fina quan s’aplica massa la cola de pvc, la fa bombollar i trencar-se, tot i que en fa poc l’enllaç. Simplement heu d’experimentar amb algunes peces i entendre com funciona

3. Un cop totes les peces estiguin seces, s'adhereixen a la part superior i inferior del coixinet, teniu gairebé una oportunitat de fer-ho, així que tingueu paciència, ho vaig fer per seccions i vaig fer dues línies de cola per assegurar-me que no es filtrés.

+ El coixinet que vaig construir va durar dues sessions abans de començar a trencar-se, l’aigua salada és bastant brutal.

4. Per adherir el coixinet a la taula de surf, utilitzeu cinta VHB

+ Assegureu-vos de netejar la coberta amb un diluent de pintura i assegureu-vos que estigui molt net abans d’estendre el coixinet

+ La cinta VHB és molt forta, no vaig tenir cap problema amb la caiguda del coixinet

Pas 6: Programa de registre de dades Arduino

// Introducció //

El programa Arduino registra les dades de la xarxa de sensors a una targeta SD. S'inclouen alguns recursos sobre el format i la resolució de problemes de les targetes SD. Poden ser una mica complicats. El codi es pren de https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger i es modifica per incloure totes les lectures del sensor.

// Recursos //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Codi //

/* Registre de dades de la targeta SD Aquest exemple mostra com registrar dades de tres sensors analògics a una targeta SD mitjançant la biblioteca SD. El circuit: * sensors analògics en entrades analògiques 0, 1 i 2 * Targeta SD connectada al bus SPI de la següent manera: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (per a MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) creat el 24 de novembre de 2010 modificat el 9 d'abril de 2012 per Tom Igoe Aquest codi d'exemple és de domini públic. * / # include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Obre comunicacions en sèrie i espera que s’obri el port: Serial.begin (9600); while (! Serial) {; // espera que es connecti el port sèrie. Necessari només per al port USB natiu} Serial.print ("Inicialització de la targeta SD …"); // veure si la targeta és present i es pot inicialitzar: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("La targeta ha fallat o no està present"); // no facis res més: torna; } Serial.println ("targeta inicialitzada");} void loop () {// fer una cadena per reunir les dades al registre: String dataString = ""; // llegiu tres sensors i afegiu-los a la cadena: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString + = String (sensor); if (analogPin <2) {dataString + = ","; }} // obriu el fitxer. tingueu en compte que només es pot obrir un fitxer alhora, // per tant, heu de tancar-lo abans d'obrir-ne un altre. Fitxer dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // si el fitxer està disponible, escriviu-hi: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // imprimeix també al port sèrie: Serial.println (dataString); } // si el fitxer no està obert, apareix un error: else {Serial.println ("error en obrir datalog.txt"); }}

Pas 7: recopilació de dades

// Introducció //

Ara és hora de provar el coixinet. Connecteu la bateria i introduïu la targeta SD. És una bona idea provar el programa per assegurar-se que registra correctament les dades abans de sortir. Aneu amb compte quan estrenyiu la tapa de PVC de manera que no esqueixi el coixinet, els fils són força forts, tot i que també és una bona idea espolsar la rosca de manera que quedi estanc.

És una cosa boja navegant amb aquest coixinet, l’oceà no sempre és el més bonic i el coixí és un objecte força molest. Vaig recopilar dades usant el coixinet dues vegades i després vaig tenir por que el coixinet no durés un altre. Hauríeu de tenir força confiança a l’aigua i treure-la en dies força mansos perquè no quedin arrencades per grans onades o us situeu amb una taula de surf més pesada que la normal.

Pas 8: Parcel·lació de les dades

// Introducció //

Quan acabeu de recollir les dades, introduïu la targeta SD a l'ordinador i haureu de tenir una carpeta que contingui un registre de números molt llarg. Com que el registre funciona executant contínuament una sèrie de lectures polèmiques, haureu de copiar el registre a fulls Excel o Google per organitzar cadascun dels conjunts de sensors. Voleu agafar la lectura mitjana de cada sensor per preparar-lo per inserir-lo a la definició de llagosta.

És bastant fàcil d’identificar quan feia pressió perquè obteniu lectures dràsticament diferents que quan us asseieu al tauler. Es torna bastant espàstic durant un temps i després torna a ser coherent. El temps del caos és el que voleu … només heu de suprimir la resta.

Pas 9: generació de la taula de surf personalitzada

// Introducció //

Per a aquest pas, haureu de ser una mica competents en Rhinocerous i les llagostes no són massa avançades. A la definició de llagosta, notareu que hi ha un munt de nodes connectats a diversos punts, el que haureu de fer és substituir cadascun dels nodes per les lectures del sensor adequades. Després de recopilar les dades i analitzar-les en excel, heu d'assegurar-vos de fer un seguiment de la procedència de cadascuna de les lectures de manera que pugueu ajustar el model de llagosta per generar adequadament la forma òptima.

// Passos //

1. Obriu la llagosta i carregueu la generativa definició de la taula de surf

2. Inseriu les lectures del registre de dades, he utilitzat els suports de cada lectura.

3. Coure el model a llagosta

+ tindràs un marc de la taula de surf amb només vectors

4. SWEEP2 mitjançant rails al llarg de les corbes central i exterior

+ Això requereix una mica de temps i paciència, és possible que també necessiteu barrejar superfícies per aconseguir que quedi estanc

Pas 10: Fresar la taula de surf

L’últim pas és Milling the Surfboard. He utilitzat dos blocs d’espuma de poliestireno que he comprat al magatzem de casa https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… i els heu adherit amb esprai junts de manera que fos prou gruixut per adaptar-se al gruix del balancí i del tauler. He utilitzat un Multicam 3000 amb RhinoCAM. No sóc un expert en CNC i he tingut molta ajuda en aquest pas, de manera que realment no puc oferir cap consell que no sigui aconseguir que algú us faci aquest pas;)

Pas 11: Pensaments finals

Aquest projecte em va portar aproximadament un any i el vaig acabar fa gairebé un any. Ho vaig mostrar tant al saló sènior de disseny industrial CCA com a Maker Faire. Ara m'ho poso aquí perquè em va costar molt de temps tornar-ho a mirar … Estava tan fart de mirar aquestes coses. Espero que us ho agraireu, crec que aquest tipus de recerca i treballs podrien ser útils en altres projectes, si algú intenta fer aquest instructiu, si us plau, feu-me saber el seu tipus de bogeria i seria fantàstic veure com altres persones prenen això. Crec que hi ha una gran quantitat de dades que es poden capturar i utilitzar per crear productes d'una manera nova. Crec que entrava en una nova era de personalització i que les coses que es poden fer a mida d'aquest tipus de prototipatge ràpid podrien arribar a la fabricació personal ràpida.

Estic encantat de respondre a qualsevol pregunta sobre el procés, les teories, qualsevol programa o el disseny de taules de surf en general.