حول العالم (سمارت جلوب): 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

تم إنشاء هذا المشروع لدورة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، مقدمة عن التصنيع (15.351). مشروعنا ، الذي يحمل عنوان "حول العالم" ، عبارة عن كرة أرضية ذكية تستجيب لمستخدم يدخل مدينة إلى محطة طرفية. بمجرد دخول المدينة ، تدور الكرة الأرضية على محرك متصل بقاعدتها للوصول إلى خط طول تلك المدينة. بعد ذلك ، يتم تثبيت ليزر متصل بقضيب داخل الكرة الأرضية بزاوية بواسطة محرك للإشارة إلى خط العرض الصحيح للمدينة. باستخدام هذين المحركين ، يتم إدخال نقاط الليزر في المدينة من قبل المستخدم. الكرة الأرضية شفافة بدرجة كافية بحيث يمكن للمستخدم أن يرى الليزر المركب بداخلها. لقد استوحينا الإلهام من شغف عضو فريقنا أليكس بالكرات الأرضية ، فضلاً عن رغبتنا في مفاجأة المستخدمين من خلال تحويل كائن مألوف إلى شيء جذاب و "ذكي".

اللوازم

لوازم مسبقة الصنع للشراء

• 1 كرة أرضية مقاس 12 بوصة ، شبه شفافة بحيث يمكن أن يتألق الليزر الداخلي من خلالها (استخدمنا هذا)
• محرك بخطوة واحدة لقاعدة الكرة الأرضية (استخدمنا هذا)
• محرك بخطوة واحدة لليزر الداخلي (استخدمنا هذا)
• 1 ليزر (استخدمنا KY-008 Laser Dot Diode)
• الأسلاك
• اردوينو
• براغي / براغي
• مزود الطاقة (استخدمنا هذا)
• لوحات تحكم محرك الأقراص لاردوينو (استخدمنا هذا)
• شريحة واي فاي (استخدمنا NodeMCU 1.0)

قطع غيار

• 1 قضيب مطبوع ثلاثي الأبعاد لتعليق الليزر / المحرك الداخلي من أعلى الكرة الأرضية (انظر ملف STL المرفق)
• 1 ملحق مطبوع ثلاثي الأبعاد لإرفاق محرك داخلي بالليزر (انظر ملف STL المرفق)
• 1 ملحق مطبوع ثلاثي الأبعاد لإرفاق محرك أساسي بالكرة الأرضية (انظر ملف STL المرفق)
• قاعدة للتجميع النهائي

الخطوة 1: المشتريات

كانت خطوتنا الأولى هي شراء المواد اللازمة للمشروع. بينما كنا نعلم أن قائمة المواد المطلوبة لدينا يمكن أن تتغير مع تقدمنا في تطوير مشروعنا ، فقد طلبنا التوريدات في أقرب وقت ممكن لتجنب التأخير في المشروع. تمكنا من الحصول على جميع المواد إما من خلال Amazon أو من MIT Protoworks. لقد طلبنا جميع الأجزاء في قائمة التوريد الخاصة بنا في هذا الوقت. ومع ذلك ، فإن الجزء الرئيسي الذي كنا بحاجة إلى الحصول عليه مبكرًا هو الكرة الأرضية ، حيث تعتمد أبعاد جميع أجزائنا الأخرى ، وكذلك تصميم التجميع النهائي ، على حجم وميزات الكرة الأرضية. احتجنا أيضًا إلى التأكد من أن الليزر الذي اشتريناه كان ساطعًا بدرجة كافية للتألق عبر الكرة الأرضية ، حيث سيتم تركيب الليزر داخل الكرة الأرضية.

الخطوة 2: الرسم

بعد اختيار مشروعنا ، قمنا برسم أفكار مختلفة حول كيفية عمل المكونات معًا ، للتأكد من أن لدينا فكرة كاملة عن الأجزاء التي سنحتاجها لشرائها أو بنائها. بدأنا برسم الآلية الكلية وكيف سيتم توصيل كل جزء بالتجميع الكلي. بعد ذلك ، قسمنا إلى فرق أصغر ، كل شخص مسؤول عن جزء واحد أو أكثر. قمنا برسم وتحديد الأبعاد اللازمة لكل جزء ، بناءً على حجم الكرة الأرضية والمحركات التي اشتريناها.

الخطوة الثالثة: البرمجيات

بينما كان البعض منا يركز على رسم مكونات الأجهزة ، ركز البعض الآخر على البرامج. كان علينا أولاً إجراء الحسابات لتحويل درجة واحدة من خطوط الطول والعرض إلى عدد محدد من الخطوات على محركاتنا ، بناءً على حجم الكرة الأرضية والعدد الإجمالي للخطوات في محركنا.

لقد اعتمدنا على Google Maps API لمساعدتنا في تحويل مدينة (أدخلها المستخدم) إلى إحداثيات خطوط عرض وطولية. بمجرد حصولنا على هذه الإحداثيات ، كتبنا رمزًا من شأنه أن يوجه المحركات ، من خلال Arduino ، لتحويل عدد معين من الخطوات بناءً على الإحداثيات التي حصلت عليها واجهة برمجة التطبيقات.

الخطوة 4: الأجهزة

بعد أن رسمنا المكونات التي يجب طباعتها ثلاثية الأبعاد ، صممناها في برنامج CAD (OnShape). قمنا بطباعة كل جزء ثلاثي الأبعاد واختبرناه داخل التجميع الفرعي الخاص به للتأكد من ملاءمته على النحو المنشود.

الخطوة 5: التجميع النهائي

بعد التكرار على البرامج والأجهزة حتى نشعر بالرضا عن كل مكون ، قمنا بتجميع المنتج النهائي. بالإضافة إلى ربط المحركات والليزر والإلكترونيات بالعالم ، قمنا ببناء قاعدة للمنتج النهائي ليجلس عليها.