وحدة تحكم DIY ثلاثية الأبعاد: 8 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

أنشئ واجهة ثلاثية الأبعاد باستخدام ستة مقاومات ورقائق ألومنيوم واردوينو. خذ هذا ، Wii. Update: يتوفر شرح أكثر شمولاً لهذا المشروع من Make Magazine. قد يكون من الأسهل اتباع تعليماتهم ، وأعتقد أن الكود الخاص بهم أكثر تحديثًا. كان الهدف الأساسي هنا هو إنشاء نظام استشعار ثلاثي الأبعاد لموضع اليد يمكن لمعظم الناس بناؤه ، مع الحفاظ على بعض مظاهر الوظائف. للحصول على فكرة عن التطبيقات الممكنة ، تحقق من الفيديو التوضيحي. إذا كنت تعتقد أنه يمكنك إنشاء واحدة أبسط ودقة بنفس القدر ، أو أكثر تعقيدًا قليلاً وأكثر دقة ، شارك في التعليقات! واجهة DIY ثلاثية الأبعاد: Tic Tac Toe من Kyle McDonald على Vimeo.

الخطوة 1: المواد

أدوات

• اردوينو
• يعالج
• قواطع للاسلاك
• لحام حديد
• قطع الصندوق

المواد

• (3) 270 كيلو مقاومات
• (3) مقاومات 10 كيلو
• جندى
• الأسلاك
• ورق ألومنيوم
• ورق مقوى

اختياري:

• شريط (على سبيل المثال: سكوتش)
• سلك محمي (على سبيل المثال: كابل متحد المحور ، ~ 3 ')
• (3) مقاطع التمساح
• رأس 3 سنون
• الرمز البريدي
• تقليص التفاف الأنابيب أو الغراء الساخن

الخطوة 2: اصنع اللوحات

سيعمل هذا المستشعر باستخدام دوائر RC بسيطة ، مع كل مسافة استشعار للدائرة في بُعد واحد. لقد وجدت أن أسهل طريقة لترتيب ثلاث ألواح سعوية لهذا الغرض هي في ركن المكعب. لقد قطعت زاوية صندوق من الورق المقوى إلى مكعب 8.5 بوصة ، ثم قطعت بعض رقائق الألومنيوم لتلائم مربعات أصغر قليلاً. يبقيها الشريط اللاصق على الزوايا في مكانها. لا تلصق المحيط بأكمله ، سنحتاجه لاحقًا لربط مقاطع التمساح.

الخطوة 3: اصنع الموصلات

لتوصيل Arduino باللوحات ، نحتاج إلى بعض الأسلاك المحمية. إذا لم يكن السلك محميًا ، فإن الأسلاك نفسها تعمل بشكل أوضح كجزء من المكثف. لقد وجدت أيضًا أن مشابك التمساح تجعل من السهل حقًا توصيل الأشياء بالألمنيوم - ولكن ربما هناك الكثير من الطرق الأخرى أيضًا.

• قطع ثلاثة أطوال متساوية من الكابلات المحمية. اخترت حوالي 12 ". كلما كان ذلك أفضل كلما كان ذلك أفضل. يعمل الكبل المحوري ، ولكن الأخف وزنا / الأكثر مرونة كان ذلك أفضل.
• قم بفك النصف بوصة الأخيرة أو نحو ذلك للكشف عن التدريع ، والربع الأخير من البوصة للكشف عن السلك.
• قم بتدوير مقاطع التمساح على الأسلاك على الأسلاك ولحامها معًا.
• أضف بعض أنابيب الانكماش الحراري أو الغراء الساخن للحفاظ على تماسك الأشياء.

الخطوة 4: اصنع الدائرة

إن "الدائرة الكهربائية" عبارة عن مقاومين فقط لكل قطعة من الألومنيوم. لفهم سبب وجودهم هناك ، من المفيد معرفة ما نفعله مع Arduino. ما سنفعله بكل دبوس بالتتابع هو:

• اضبط الدبوس على وضع الإخراج.
• اكتب رقمي "منخفض" إلى الدبوس. هذا يعني أن كلا جانبي المكثف مؤرضين وسوف يتم تفريغه.
• اضبط الدبوس على وضع الإدخال.
• احسب الوقت الذي يستغرقه المكثف للشحن عن طريق انتظار ارتفاع الدبوس. هذا يعتمد على قيم المكثف والمقاومين. نظرًا لأن المقاومات ثابتة ، سيكون التغيير في السعة قابلاً للقياس. ستكون المسافة من الأرض (يدك) هي المتغير الأساسي الذي يساهم في السعة.

توفر المقاومات 270k الجهد لشحن المكثفات. كلما كانت القيمة أصغر ، زادت سرعة الشحن. تؤثر مقاومات 10k على التوقيت أيضًا ، لكنني لا أفهم دورها تمامًا ، سنصنع هذه الدائرة عند قاعدة كل سلك.

• قم بلحام المقاوم 10k حتى نهاية السلك المقابل لمشبك التمساح
• لحام المقاوم 270k بين الدرع والسلك (اللوحة). سنحمي السلك بنفس 5 فولت الذي نستخدمه لشحن المكثفات

الخطوة 5: قم بإنهاء وإرفاق الموصل

بمجرد الانتهاء من الموصلات الثلاثة ، قد ترغب في إضافة أنابيب الانكماش الحراري أو الغراء الساخن لعزلها عن بعضها البعض ، لأنك ستقوم بلحام التدريع / نقاط 5 فولت معًا.

بالنسبة لي ، كان من الأسهل لحام الموصلين الخارجيين معًا ثم إضافة الموصل الثالث. بمجرد أن تقوم بلحام الموصلات الثلاثة ، أضف سلكًا رابعًا لتزويد الدرع / 5 فولت.

الخطوة 6: الاتصال وتحميل الكود

• قم بتوصيل الموصل في Arduino (دبابيس 8 و 9 و 10)
• ثبّت مشابك التمساح على الألواح (8: س: يسار ، 9: ص: أسفل ، 10: ض: يمين)
• قم بتوفير الطاقة عن طريق توصيل السلك الرابع (السلك الأحمر) في Arduino's 5 V
• قم بتوصيل Arduino ، وابدأ تشغيل بيئة Arduino
• قم بتحميل الكود على اللوحة (ملاحظة: إذا كنت خارج أمريكا الشمالية ، فربما تحتاج إلى تغيير #define mains إلى 50 بدلاً من 60).

يتم إرفاق كود Arduino كـ Interface3D.ino ويتم إرفاق كود المعالجة كـ TicTacToe3D.zip

الخطوة 7: افعل شيئًا رائعًا

إذا نظرت إلى النافذة التسلسلية في بيئة Arduino ، فستلاحظ أنها تنفث إحداثيات ثلاثية الأبعاد خام عند 115200 باود ، بمعدل 10 هرتز = 60 هرتز / (دورتان كاملتان * 3 مستشعرات). يأخذ الكود قياسات أكبر عدد ممكن من المرات على كل مستشعر خلال فترة دورتين من تردد طاقة التيار الكهربائي (وهو مستقر بشكل مدهش) من أجل إلغاء أي اقتران. واجهة Tac Toe. إذا كنت تريد أن تبدأ بعرض عملي ، فإن الكود متاح هنا ، فقط قم بإسقاط المجلد "TicTacToe3D" في مجلد رسومات المعالجة الخاصة بك. ثلاثة أشياء مفيدة يوضحها رمز Tic Tac Toe:

• يخطي البيانات الخام. يتبع وقت الشحن في الواقع قانون القوة بالنسبة إلى المسافة ، لذلك عليك أن تأخذ الجذر التربيعي لواحد على مدار الوقت (أي المسافة ~ = الجذر التربيعي (1 / الوقت))
• تطبيع البيانات. عند بدء الرسم ، استمر في الضغط على زر الماوس الأيسر أثناء تحريك يدك لتحديد حدود المساحة التي تريد العمل بها.
• إضافة "الزخم" إلى البيانات لتخفيف أي توترات.

من الناحية العملية ، باستخدام هذا الإعداد مع رقائق الألومنيوم ، يمكنني الحصول على نطاق من أكبر أبعاد الرقاقة (أكبر قطعة اختبرتها هي 1.5 قدم مربع).

الخطوة 8: الاختلافات والملاحظات

الاختلافات

• بناء أجهزة استشعار ضخمة
• قم بتحسين المقاومات والتعليمات البرمجية للأشياء التي تهتز بسرعة ، واستخدمها كجهاز التقاط / ميكروفون
• ربما توجد حيل أخرى لفصل النظام عن همهمة التيار المتردد (مكثف ضخم بين الألواح والأرض؟)
• لقد جربت حماية اللوحات الموجودة في الأسفل ، ولكن يبدو أنها تسبب مشاكل فقط
• اصنع منتقي ألوان RGB أو HSB
• التحكم في معلمات الفيديو أو الموسيقى ؛ تسلسل إيقاع أو لحن
• سطح كبير ومنحني قليلاً مع لوحات متعددة + جهاز عرض = واجهة "تقرير الأقلية"

ملحوظات

يحتوي ملعب Arduino على مقالتين حول استشعار اللمس السعوي (CapSense و CapacitiveSensor). في النهاية ، ذهبت مع قلب تصميم عثرت عليه في نسخة صديق من "الحوسبة الفيزيائية" (سوليفان / إيجو) تصف كيفية استخدام RCtime (الدائرة بها مكثف ومقاوم واحد ثابت ، وقياس قيمة a تم تحقيق توقيت الميكروثانية باستخدام بعض التعليمات البرمجية المحسّنة قليلاً من منتديات Arduino. مرة أخرى: فقط من البدء في الكثير من مخططات الثيرمين التي لا أفهمها تمامًا ، فأنا أدرك جيدًا أن هناك طرقًا أفضل للقيام باستشعار المسافة السعوية ، لكنني أردت أن أبسط شيئًا قدر الإمكان ولا يزال يعمل. إذا كان لديك تصميم بسيط وعملي بنفس القدر ، فقم بنشره في التعليقات! شكرًا لـ Dane Kouttron لتحمله جميع أسئلتي الأساسية عن الإلكترونيات ومساعدتي في فهم كيفية عمل دائرة ثيرمين غير متجانسة بسيطة (في الأصل ، كنت سأستخدم هذه - و ، إذا تم ضبطه بشكل صحيح ، فمن المحتمل أن يكون أكثر دقة).

الجائزة الأولى في مسابقة كتاب Instructables