صراخ البطاطس: 16 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

مشاريع تينكركاد »

ستعلمك هذه التعليمات كيفية جعل أي بطاطس تنبض بالحياة والتحدث والصراخ من أجل بثها المباشر. إذا كنت تريد أن تفاجئ أصدقائك وعائلتك بخضروات لا تريد أن تؤكل ، إذا أردت أن تفهم ما تشعر به البطاطس عندما تكون على وشك الطهي ، فهذا المشروع مناسب لك!

إلهامنا عندما كنا نتبادل الأفكار حول تحدي البطاطس ، أدركنا أن كل أفكارنا تدور حول ما سنفعله بالبطاطس ، لكننا لم نفكر أبدًا في ما ستفكر فيه البطاطس بشأن أفعالنا. بعبارة أخرى ، أدركنا أننا كبشر لم نضع أنفسنا أبدًا في حذاء البطاطس ، وبالتالي لم نتمكن أبدًا من فهم تجربة البطاطس - حتى الآن. أدركنا على الفور أن فجوة الخبرة بين الإنسان والبطاطا مشكلة كبيرة ، لذلك قررنا اتخاذ إجراء.

كان هدفنا من هذا المشروع هو بناء جهاز إلكتروني ، يسمى روح البطاطس ، والذي عند إدخاله في البطاطس سيجعل البطاطس تتواصل بلغة الإنسان استجابةً لأفعال الإنسان ، مما يجعلها قابلة للتواصل مع الإنسان وتغلق البطاطس- فجوة الخبرة البشرية.

تستطيع البطاطس التي تحمل روح البطاطس أن ترى الإنسان عن طريق استشعار ضوء الأشعة تحت الحمراء وتطلب من الإنسان تركه بمفرده. ستطلب البطاطس مرارا وتكرارا حتى تتحقق رغبتها. إذا قرر بعض المهووسين قطع البطاطس الفقيرة ، فإن روح البطاطس ستمكنه من الشعور بالألم من خلال استشعار الجرح بجهاز استشعار حثي - والتعبير عنه عبر صرير مرعب.

أثناء كتابة هذا التوجيه ، نركز كثيرًا على جزء التصميم والمفهوم - سيسمح ذلك للقارئ بمتابعة عملية التصميم وحل المشكلات وفهم سبب وكيفية اتخاذ قرارات محددة.

رمز هذا المشروع مفتوح المصدر - فنحن نرحب بك للمساهمة!

من نحن: تم تنفيذ هذا المشروع من قبل شخصين ، أنا وصديقي هارالدار ، غوستو. تم فصلنا جسديًا خلال المشروع بأكمله ، والذي كان تحديًا كبيرًا في حد ذاته. يعود الفضل الأكبر بالتأكيد إلى haraldar - فقد كان مسؤولاً عن تصميم الدوائر ، وأسلاك الدائرة ، والبرمجة ، والتصميم النهائي وطباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد ، والتجميع ، وتحديد مصادر جميع الأجزاء (بما في ذلك تفكيك مكبرات الصوت والراديو القديم - نحن أعطال ولم يكن لديك الوقت لإعادة ترتيب المكونات عبر الإنترنت). كانت مساهمتي هي الفكرة والمفهوم الأوليين ، وإيجاد طريقة سريعة لإعداد البطاطس و Instructable. طورنا مفاهيم التصميم الرئيسية واتخذنا خيارات تصميم مهمة معًا.

اللوازم

أدوات

• لحام حديد
• أسلاك اللحام
• طابعة 3D
• المقياس المتعدد

المواد

• متوسطة إلى كبيرة الحجم بطاطا أو بطاطا حلوة
• اردوينو نانو Rev.3 مع دبابيس ملحوم
• مستشعر حثي LJ18 A3-8-Z
• (2x) مستشعر كشف الحركة AM312 Micro PIR
• مكبر صوت صغير (قمنا بحصد مكبرات الصوت من مكبرات صوت رخيصة)
• بطارية 9 فولت
• كابلات توصيل

الخطوة 1: التصميم والمفهوم

الفكرة وراء هذا المشروع بسيطة للغاية: تخيل بطاطس تتفاعل وتصرخ عندما يحاول شخص ما قطعها. كانت هذه الصورة بالضبط هي نقطة انطلاقنا (الصورة 1.1). من هنا ، بدأنا نفكر في كيفية تنفيذ هذه الوظيفة. كنا بحاجة إلى جهاز إلكتروني داخل البطاطس يستشعر الوجود البشري والأشياء المعدنية وينتج الصوت أيضًا. (صورة 1.2).

بعد مزيد من الدراسة ، قمنا بتطوير الأهداف التالية التي يجب أن يحققها هذا الجهاز:

1. يجب أن يجعل الجهاز البطاطس تبدو بشرية من خلال التحدث والصراخ استجابة لأفعال معينة.
2. يجب أن يكون الجهاز صغيرًا بما يكفي ليناسب معظم حبات البطاطس.
3. يجب أن يكون الجهاز شاملاً ذاتيًا ويمكن إدخاله بسرعة في أي بطاطس بقليل من التحضير.

وبطبيعة الحال ، وصلت هذه الأهداف مع أسئلة أو بالأحرى مشاكل كان علينا حلها ، وهي:

1. ما هي الطريقة الأسهل والأكثر فعالية من حيث التكلفة لتحقيق الوظائف المطلوبة؟
2. كيف يمكننا تصغير حجم الجهاز؟
3. كيف نجعل تحضير البطاطس سريعًا وسهلاً قدر الإمكان؟

في الخطوات التالية سنتناول هذه الأسئلة.

الخطوة الثانية: التصميم والمفهوم: مشكلة وظيفية - مخطط انسيابي

لحل مشكلة الوظائف ، يجب علينا أولاً تحديد ما يجب أن يفعله الجهاز بالضبط. يصور مخطط التدفق منطق روح البطاطس.

الخطوة الثالثة: التصميم والمفهوم: المشكلة الوظيفية - المدخلات والمخرجات

لحل هذه المشكلة ، كان علينا تحديد المستشعرات التي نحتاجها ، وكيفية معالجة بيانات المستشعر ، وكيف يمكننا توليد الكلام والصراخ. قررنا استخدام الهندسة المعمارية التالية:

لمدخلاتنا لدينا:

الكشف عن الوجود البشري: مجسات PIR. يمكنهم قياس ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مثل حرارة الجسم ، وبالتالي سيكونون مثاليين للكشف البشري. إنها سهلة الاستخدام ومتاحة على نطاق واسع. على سبيل المكافأة ، يبدو مستشعرا PIR الصغيران مثل العيون على البطاطس ويجعلها تبدو أكثر حيوية

الكشف عن القطع: مجسات حثي. تخلق هذه المستشعرات مجالًا مغناطيسيًا وباستخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، فهي قادرة على اكتشاف الأجسام المعدنية ضمن نطاق قصير. سيكتشف مثل هذا المستشعر داخل البطاطس سكينًا معدنيًا يقطع البطاطس

لمخرجاتنا لدينا:

إنتاج صوت كلام بشري: مكبر صوت. لن يكون الجرس البسيط كافيًا ، لأنه يمكنه فقط تغيير التردد وبالتالي لن يكون قادرًا على إعادة إنتاج صوت بشري

مع وضع هذا ومخطط التدفق في الاعتبار ، فإنه يتبع:

معالجة البيانات: اردوينو. كما هو موضح في مخطط التدفق في الخطوة 2 ، فإن منطق دائرتنا أساسي للغاية ولا نحتاج أيضًا إلى أي حساب متقدم على مدخلاتنا. هذا يعني أننا لن نحتاج إلى قوة المعالجة الخاصة بـ RaspBerry Pi - فالمتحكم الدقيق العادي مثل Arduino هو الأنسب

لذلك ، وجدنا أنه يمكننا التعامل مع اثنين من مستشعرات PIR ، ومستشعر حثي واحد ، ومكبر صوت ، و Arduino لإنشاء الوظائف المطلوبة.

الخطوة 4: التصميم والمفهوم: مشكلة وظيفية - توليد الكلام وتخزينه

هناك شيء واحد غير واضح: كيف سنخلق كلامًا وصراخًا بشريًا؟ نعرف كيف نلعبها ، لكن كيف نخزنها؟ هناك خياران:

1. قم بتسجيل العبارات والأصوات وتخزينها في بعض التنسيقات الصوتية على بطاقة SD.
2. استخدم برنامج تحويل النص إلى كلام وقم بتخزين العبارات بتنسيق نصي ، ثم قم بتوليد الكلام بسرعة.

بينما يوفر الخيار الأول قدرًا كبيرًا من الحرية من حيث الأصوات التي يمكن استخدامها ، إلا أنه يتطلب التفاعل مع وحدة بطاقة SD إضافية. هذا يستهلك الكثير من الذاكرة وقد يؤدي إلى مشاكل عندما يكون هناك ثلاثة أجهزة استشعار نشطة أخرى.

علاوة على ذلك ، فإن الوحدة الإضافية هي إلى حد كبير عكس التصميم البسيط. لهذا السبب اخترنا الخيار الثاني: استخدمنا مكتبة Talkie لتحويل النص إلى كلام مفتوحة المصدر ، والتي تحتوي على برامج ترميز صوتية لعدد من الكلمات الإنجليزية. تشغل هذه الكلمات مساحة أقل بكثير من أي ملف صوتي ، لذلك يمكننا بسهولة تخزين عبارات متعددة على Arduino دون الحاجة إلى أي بطاقة SD.

ومع ذلك ، هناك عيوب: تبدو الكلمات المنطوقة غريبة جدًا (الفيديو المضمن يوضح ذلك) ، وهناك عدد قليل نسبيًا من الكلمات - لذلك قد تحتاج إلى الإبداع في الصياغة ، إذا لم تكن هناك كلمة تحتاجها.

بينما تحتوي مكتبة Talkie على بضع مئات من الكلمات وجميع أحرف الأبجدية ، إلا أنها لا تحتوي على صراخ أو صراخ. لعمل مثل هذا الصرير ، نظرنا ببساطة إلى الكلمات الموجودة وقمنا بتعديل برامج الترميز الخاصة بها لإنتاج بعض الأصوات المرعبة حقًا.

آخر شيء مهم يجب ملاحظته هنا هو أن Talkie يعمل فقط مع معالج ATMega168 أو ATMega328 المستند إلى Arduinos.

الخطوة الخامسة: التصميم والمفهوم: حل مشكلة الحجم

للتلخيص ، نريد إنشاء جهاز يناسب البطاطس. البطاطس مبللة ، لذلك نحتاج إلى تغليف أجهزتنا لحماية المكونات الإلكترونية من الماء. علاوة على ذلك ، يجب أن يثبت الهيكل مكوناتنا في مكانها وأن يكون أصغر حجمًا ممكنًا.

الآن بعد أن عرفنا الأجزاء التي نحتاجها ، يمكننا التفكير في طريقة مدمجة لترتيبها ، والخطوة الأكثر فاعلية ووضوحًا هي اختيار Arduino الصحيح. اخترنا Arduino صغيرًا وسهل العمل به وقويًا - Nano ، والذي يلبي متطلبات مكتبة Talkie ، حيث يحتوي على معالج ATMega328. سيوفر لنا هذا مساحة كبيرة مقارنة بـ Arduino UNO!

الخطوة التالية هي إنشاء نموذج للجهاز ، مع تعبئة جميع المكونات بإحكام قدر الإمكان. لقد قمنا بهذه الخطوة في TinkerCAD ، لأن هذا سمح لنا باستخدام النماذج الحالية للمكونات الإلكترونية بأبعادها الصحيحة وتصدير الغلاف وطباعته فورًا عندما يكون جاهزًا.

لقد صممنا صدفة توضع في بطاطس مجوفة. تم تصميم القشرة بطريقة تزيد من المساحة داخل البطاطس: هيكل يشبه القارب من الأسفل إلى الأعلى مع قمة منحنية تتناسب بشكل مثالي مع البطاطس المجوفة ، بينما توفر القطعة السفلية المستطيلة مساحة كافية وخيارات تركيب لجميع المكونات الإلكترونية. تم استخدام ثقوب إضافية في الغطاء الشبيه بالقارب لتكون بمثابة "عين" - أو مآخذ استشعار.

تم وضع المستشعر الحثي قطريًا لتقليل المساحة والارتفاع الضروري. على الرغم من أن نطاق اكتشافه قصير جدًا ، إلا أن وضعه يمكّنه من العمل بشكل صحيح: نظرًا لأن الحفر في البطاطس مستدير ، فإن سمك جدار البطاطس ضئيل للغاية ، مما يسمح لجهاز الاستشعار الحثي باكتشاف المعدن بالقرب من الخارج.

بعد وضع القطعة السفلية المستطيلة لأسفل ، توضع البطاطس المجوفة بغطاء يشبه القارب في الأعلى - والآن أصبح كل شيء آمنًا ومناسبًا تمامًا وغير مرئي!

الحجم النهائي لجهازنا مع الكبسولة حوالي 8.5 سم × 6 سم × 5.5 سم (الطول × العرض × الارتفاع). لن يتناسب هذا مع البطاطس الصغيرة ، لكن البطاطس المتوسطة والكبيرة والبطاطا الحلوة ستعمل بشكل جيد.

الخطوة السادسة: التصميم والمفهوم: حل مشكلة التحضير

المشكلة الأخيرة التي يجب حلها هي تحضير البطاطس. أردنا أن نجعل هذه العملية بسيطة ومباشرة قدر الإمكان. استخدم حلنا الأولي جهاز حفر متخصص ، لكننا أدركنا لاحقًا أن هذا يعمل فقط مع البطاطس ، ولكن ليس للبطاطا الحلوة - فهذه قاسية جدًا من الداخل والحفارات البلاستيكية إما أن تكون سميكة جدًا لتقطيعها أو تنكسر إذا كانت رقيقة جدًا.

لماذا قد تستخدم حتى البطاطا الحلوة؟ حسنًا ، تميل البطاطا الحلوة إلى أن تكون أكبر بكثير ، لذلك إذا كنت تواجه مشكلة في العثور على بطاطس كبيرة بما يكفي لروح البطاطس ، فيجب عليك إلقاء نظرة على البطاطا الحلوة. لذلك ، كان نهجنا الثاني هو تطوير طريقة فعالة لتفريغ أي بطاطس ، سواء كانت بطاطا حلوة أو بطاطس عادية. تم توثيق التفاصيل في إحدى الخطوات الأخيرة.

الخطوة 7: تجميع الدائرة

قم بتوصيل Arduino Nano تمامًا كما هو الحال في مخطط الدائرة.

الخطوة 8: برمجة Arduino

استنساخ هذا المستودع:

ثم افتح ملف potato_soul.ino في Arduino IDE. تم توثيق الكود جيدًا ، لذلك ما عليك سوى قراءة التعليقات واتباع التعليمات الموجودة هناك.

الخطوة 9: طباعة الأجزاء

اطبع ملفات. STL المضمنة. استغرقت الطابعة الخاصة بنا أكثر من 3 ساعات لإنتاج كل جزء.

الخطوة العاشرة: تحضير البطاطس

الآن بعد أن أصبح كل شيء جاهزًا ، حان وقت تحضير البطاطس! ستصف الخطوات التالية تقنية التفريغ الفعالة التي قمنا بتطويرها لهذا المشروع فقط.

الخطوة 11: تفريغ البطاطس - تمييز المنطقة

حدد المنطقة التي سيتم إدخال روح البطاطس فيها. هذه هي المنطقة التي سيتعين عليك تفريغها.

الخطوة 12: تفريغ البطاطس - تقشير وإزالة الجزء العلوي

جلد المنطقة المحددة. ثم قطع القطعة المحدبة لتسطيح البطاطس.

الخطوة 13: تفريغ البطاطس - إجراء شقوق واستخراج القطع

قم بعمل عدة قطع عميقة في البطاطس. ثم أدخل السكين واهتز حتى تتمكن من استخراج قطعة. يجب أن تكون حذرًا ، لأن الضغط المفرط على السكين قد يكسر البطاطس. بعد القطعة الأولى ، ستكون الأجزاء المتبقية سهلة.

تذكر أن تحفظ القطع! لا تتخلص من القطع التي قطعتها. وبالمثل ، عندما لا تحتاج إلى البطاطس التي أعددتها لروح البطاطس بعد الآن ، يمكنك ببساطة تقشيرها وتقطيعها وطهيها.

الخطوة 14: تفريغ البطاطس - إتقان المنحنى

الآن أدخل شوكة معدنية في البطاطس وقم بتشكيل نفس الحركة المتذبذبة لتجويف البطاطس بشكل أعمق. أخيرًا ، استخدم ملعقة حادة لتنعيم الجدران.

الخطوة الخامسة عشر: تحضير البطاطس - عمل ثقوب لأجهزة الاستشعار

كخطوة أخيرة ، قم بإنشاء فتحتين لمستشعرات PIR وأدخل الغطاء في البطاطس. الآن روح البطاطس تسكن البطاطس!

الخطوة 16: تجميع روح البطاطس

نحن على وشك الإنتهاء! قم بتجميع جميع المكونات الموجودة في قاع روح البطاطس. ضع الأسلاك من خلال فتحات العين وربط المستشعرات بالأسلاك - وهذا كل شيء. حان الوقت لمفاجأة أصدقائك وعائلتك!

نود أن نسمع تعليقاتك على مشروعنا:)