مضاد للضوضاء: حامل الهاتف الذكي الذي يساعدك على التركيز: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

يهدف جهاز ANTiDISTRACTION الخاص بنا إلى إنهاء جميع أشكال الإلهاء الخلوي خلال فترات التركيز المكثف. تعمل الآلة كمحطة شحن يتم تركيب جهاز محمول عليها من أجل تسهيل بيئة خالية من الإلهاء. يبتعد الجهاز عن المستخدم في كل مرة يصل فيها إلى هاتفه ويعود إلى الوراء عندما يتراجع عن هذه الحركة. يتم تحقيق ذلك من خلال استخدام دائرة Arduino Uno ووحدة إمداد الطاقة وجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية ومحرك كهربائي. تذكّر عملية الإبعاد هذه المشاهد بأن هاتفه غير مهتم به أو في مساعيه المتعالية.

الخطوة 1: مقاطع الفيديو

الخطوة الثانية: المواد والأدوات

استخدمنا المكونات الإلكترونية التالية. يتم تضمين الكل ما عدا بنك الطاقة المحمول في مجموعة أدوات Arduino Starter الكاملة من Elegoo. يتم تضمين أرقام الأجزاء عند الاقتضاء ، ولكن ليس من الضروري استخدام نفس الأجزاء بالضبط.

• محرك متدرج 5 فولت ، جهد تيار مستمر (رقم الجزء: 28BYJ-48)
• لوحة الاختراق لتوصيل محرك السائر بلوحة Arduino (رقم الجزء: ULN2003A)
• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (رقم الجزء: HC-SR04)
• لوحة تحكم Arduino Uno R3
• أسلاك دوبون من أنثى إلى ذكر (x10)
• كابل USB-A إلى USB-B (لتوصيل لوحة Arduino بجهاز كمبيوتر أثناء تحميل الرمز ، ولتوصيل اللوحة ببنك الطاقة عند تشغيل الجهاز)
• بنك الطاقة المحمول (سيعمل أي بنك طاقة مزود بمنفذ USB. مواصفات بنك الطاقة لدينا هي: 7800 مللي أمبير في الساعة 28.8 واط في الساعة ؛ الإدخال: 5 فولت = 1 أمبير ؛ خرج مزدوج: 5 فولت = 2.1 أمبير كحد أقصى)

استخدمنا المواد التالية لبناء الخارج:

• خشب البتولا الرقائقي البلطيقي (بسمك 3 مم) لغلاف النموذج الأولي
• زجاج شبكي أبيض (سمك 3 مم) للغلاف النهائي
• تم قطع كلا الإصدارين من الخشب والزجاج الشبكي على قاطع ليزر
• استخدمنا غراء BSI Plastic-Cure لتجميع غلاف زجاج شبكي ؛ يمكن العثور عليها في متاجر الأدوات الفنية أو متاجر الأجهزة (أي غراء آخر موصى به للبلاستيك أو زجاج شبكي سيكون مناسبًا أيضًا)
• استخدمنا قطعًا صغيرة من الخشب المقطوع بالليزر وقمنا بتكديسها بشريط تثبيت (يُسمى أيضًا الشريط الرغوي أو حوامل الملصقات) لوضع المكونات بشكل صحيح داخل العلبة

البرمجيات المستخدمة:

• Arduino IDE (التنزيل مجانًا هنا)
• Rhino لتحضير الملفات للقطع بالليزر (إذا لم يكن لديك Rhino ، يمكنك استخدام برنامج CAD مختلف طالما أنه يمكنه فتح ملف.3dm ، أو يمكنك الحصول على نسخة تجريبية مجانية من Rhino هنا)

الخطوة الثالثة: بناء الدائرة

قم بتجميع الدائرة كما هو موضح في الرسم التخطيطي. لاحظ أنه يجب توصيل المستشعر بالموجات فوق الصوتية بالدبوس 5 فولت على لوحة Arduino ليعمل بشكل صحيح (وبالتالي سيتم توصيل محرك السائر بالدبوس 3.3 فولت).

الخطوة 4: تصنيع وتجميع الآلة

بعد قطع النموذج الأولي من الخشب بالليزر ، وجدنا أن الغلاف كان صغيرًا جدًا لاحتواء الدائرة بشكل صحيح ، وقمنا بتعديله قبل قطع الإصدار النهائي في زجاج شبكي.

الخطوة 5: كود اردوينو

قم بتحميل الكود على الجهاز باستخدام Arduino IDE. ملف الشفرة الرئيسي هو "ANTiDISTRACTION_main_code.ino" ، مرفق أدناه. ستحتاج إلى توصيل الجهاز بجهاز الكمبيوتر باستخدام كابل USB ، ثم النقر فوق "تحميل". من الجيد اختبار الجهاز أثناء توصيله بجهاز الكمبيوتر ، لأنه يمكنك فتح Serial Monitor في Arduino لعرض الإخراج مثل المسافة من المستشعر. بعد تحميل الرمز ، يمكنك فصل الجهاز عن الكمبيوتر وتوصيله بمصرف طاقة لجعل الجهاز محمولًا.

قد يلزم تعديل قيم stepsPerRev و stepperMotor.setSpeed إذا كنت تستخدم طرازًا مختلفًا من المحرك السائر. يمكنك البحث عن رقم جزء محرك سيارتك عبر الإنترنت للعثور على ورقة البيانات والتحقق من زاوية الخطوة.

استخدم ملف "ANTiDISTRACTION_motor_adjustment.ino" المرفق أدناه للتحقق من صحة رقم الخطوة لمحركك ؛ يمكنك أيضًا استخدام هذا الملف لتدوير الجهاز بزيادات صغيرة لضبط موضع البداية. قم بتشغيل الملف في Arduino مع توصيل الجهاز بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، واكتب أعدادًا صحيحة في الشاشة التسلسلية لتدوير المحرك باستخدام الإدخال اليدوي. قد ترغب في لصق قطعة من الشريط على جانب واحد من المحرك لرؤية الدوران بسهولة أكبر ، أو رسم نقطتين على الأجزاء المتحركة والثابتة للمحرك على التوالي ، للتأكد من اصطفافهما عند إكمال دورة كاملة.

الخطوة السادسة: النتائج والتفكير

لقد فكرنا في استبدال محرك السائر بمحرك مؤازر ، وهو أقوى ويمكن أن يدور بشكل أسرع بينما يكون أيضًا أصغر قليلاً. ومع ذلك ، لا يمكن للمحركات المؤازرة أن تدور إلا في نطاق 180 درجة ، لذلك قررنا الاستمرار في استخدام محرك السائر ، والتضحية بزيادة السرعة المعتدلة من أجل القدرة على القيام بدوران 360 درجة.

يجب أن يكون الشق الموجود على الجانب السفلي من "القرص الدوار" أكبر قليلاً من عمود المحرك السائر حتى يتناسب مع الجزء العلوي ، ولكن هذا ينتج عنه ملاءمة أكثر مرونة ويتسبب في دوران حامل الهاتف بدرجة أقل من المحرك. إذا كنت لا تخطط لتفكيك الماكينة أو إعادة استخدام السائر لمشروع مستقبلي ، فقد ترغب في تحسين دقة الدوران عن طريق لصق زجاج شبكي بعمود السائر.

لحسن الحظ ، بمجرد التجميع ، عملت الدائرة كما توقعناها ، لذلك تابعنا الفكرة والنهج الأوليين طوال المشروع.

الخطوة 7: المراجع والاعتمادات

تمت الإشارة إلى البرامج التعليمية هنا وهنا لكتابة كود Arduino لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. بالنسبة إلى الكود الذي يتضمن محرك السائر ، استخدمنا مكتبة Stepper المتاحة على موقع Arduino الإلكتروني.

تم إنشاء هذا المشروع بواسطة Guershom Kitsa و Yena Lee و John Shen و Nicole Zsoter لتعيين آلة عديمة الفائدة ، كجزء من فصل الحوسبة الفيزيائية في كلية دانيلز بجامعة تورنتو. نود أن نتقدم بشكر خاص للأستاذة ماريا يابلونينا على مساعدتها.