GOB: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tài liệu hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com).

Bối cảnh trên GOB

GOB là viết tắt của Gear Operated Box và là một hộp hoạt động thông qua một loạt các bánh răng. Dự án này được tạo ra như đã đề cập ở trên cho Makercourse tại Đại học Nam Florida và tài liệu hướng dẫn này sẽ chỉ ra chính xác những gì cần thiết để nhân rộng dự án này trong các hộp khác. Hình bên phải hình đầu tiên ở trên là phiên bản mới nhất của GOB. Hộp có thể được khóa và mở khóa tùy thuộc vào phím nào mà cảm biến RFID “nhìn thấy” và cũng bật đèn LED bên cạnh tùy thuộc vào việc hộp đang khóa hay mở khóa. Xem video đính kèm để xem các tính năng mới nhất của hộp.

Bước 1: Nguồn cung cấp / Phần cứng

Bạn sẽ cần những thứ sau để tạo lại dự án này.

1. Bảng Arduino Uno

2. Cảm biến Arduino RFID (MFRC522)

3. Gears - Xem bên dưới để biết thông số kỹ thuật

4. Một mùa xuân lớn

5. Động cơ bước 5v

6. Đèn LED khác nhau

7. Bộ sạc USB di động

8. Hộp - Xem bên dưới để biết thông số kỹ thuật

9. Bất kỳ đồ trang trí nào bạn có thể muốn cho chiếc hộp của mình, tôi đã sử dụng những thứ sau:

- Sơn phun (Nâu, vàng, vàng hồng / đồng)

- Bóng đèn móc khóa

- Nhiều bánh răng, bu lông và đường ống được in 3D khác nhau

Bánh răng

Các bánh răng được sử dụng cho phần cơ khí của thiết kế này, tôi đã thiết kế trong fusion 360 bằng cách sử dụng tập lệnh bánh răng của chúng và sau đó in 3D chúng. Hình ảnh đầu tiên được đính kèm ở đây cho thấy các thông số kỹ thuật tôi đã sử dụng để tạo ra tất cả các bánh răng của mình và chỉ phải thay đổi số răng trên mỗi bánh răng. Hình ảnh thứ hai cho thấy các bánh răng được sử dụng trong hộp này. Có 3 bánh răng tròn được sử dụng và sau đó một bánh răng hình chữ nhật được sử dụng làm cơ cấu khóa thực tế, các tệp.stl cho các bánh răng này cũng được đính kèm. Hình ảnh thứ ba cho thấy vị trí các bánh răng, như bạn có thể thấy bánh răng trên cùng cần các thanh dẫn để giữ nó đúng vị trí và bánh răng lớn nhất được dán vào một bánh răng nhỏ hơn cho phép động cơ bước quay tất cả các bánh răng bên trong cùng một lúc.

Hộp

Hộp được sử dụng cho dự án của tôi được làm bằng 7in. x 7 inch các tấm bìa cứng. Hai dải bìa cứng mỏng được sử dụng để kết nối nắp với đáy hộp và sau đó một dải nhỏ được sử dụng để tạo móc trên nắp để cho phép khóa hộp. Bạn có thể làm hộp của mình bằng bất kỳ vật liệu nào bạn thích hoặc sử dụng hộp có nắp đã được nối ở một bên, hoặc bằng cách nào đó, nắp phải có móc ở bên trong để hộp được khóa bởi các bánh răng bên trong. Nhìn vào hai hình ảnh cuối cùng để biết thêm chi tiết.

Bước 2: Lắp ráp

1. Thu thập tất cả các vật liệu được liệt kê trong Bước 1: Vật tư / Phần cứng

2. Cấu tạo hộp, như đã đề cập trước đây, bạn có thể làm hộp của mình từ bất kỳ vật liệu nào hoặc có kích thước bất kỳ với đặc điểm kỹ thuật duy nhất là nó phải có một móc bên trong đủ lớn để cho phép các bánh răng bên trong khóa hộp.

3. Sau khi hộp được xây dựng, bạn cần phải nối dây mạch. Làm theo sơ đồ đính kèm. Hãy nhớ rằng bạn làm cho mạch của bạn càng sạch sẽ và gọn gàng thì nó sẽ càng khít với hộp của bạn. Sau khi chương trình được lắp ráp và kiểm tra mạch của bạn để 1) xác minh tất cả phần cứng của bạn đang hoạt động và 2) kiểm tra xem nó có đúng như những gì bạn muốn không.

4. Tiếp theo thiết kế và in các bánh răng cần thiết cho hộp của bạn. Quá trình này có thể mất một vài bản in tùy thuộc vào kích thước hộp và kích thước mạch của bạn. Hộp số đầu tiên bạn nên bắt đầu là hộp số dành cho động cơ bước, điều này sẽ giúp bạn đo kích thước chiều cao của bánh răng bên trong hộp. Có nhiều kích thước chốt khác nhau được đính kèm trong tệp.stl sẽ giúp bạn tìm ra chiều cao tốt nhất cho hộp của bạn. Bạn sẽ cần phải khoan một lỗ ở dưới cùng của chốt và dán nó vào động cơ bước để cố định bánh răng vào động cơ bước.

5. Khi bạn đã in tất cả các bánh răng và lắp ráp mạch, hãy gắn các bánh răng vào bên trong hộp. Tôi đã sử dụng keo nóng để lắp ráp dễ dàng. Các loại keo hoặc vít khác cũng có thể được sử dụng. Thêm ray dẫn hướng nếu cần để giữ bánh răng ở đúng vị trí. Như bạn có thể thấy trong hình ảnh, vị trí của các bánh răng cần phải thẳng hàng bên dưới nắp hộp, nơi đặt móc treo. Lò xo cần nằm ngay bên dưới móc để nắp bật lên khi hộp được mở khóa và bánh răng hình chữ nhật có chỗ trượt vào móc khi khóa hộp.

6. Sau khi các bánh răng vào vị trí, hãy cố định mạch điện của bạn bên trong hộp. Tôi đã sử dụng băng dính, băng xanh lam trong các bức ảnh, vì nó cho phép tôi dễ dàng điều chỉnh khi cần thiết.

7. Cuối cùng là trang trí hộp của bạn! Tôi đã chọn sử dụng đèn LED ban đầu được sử dụng để biểu thị sự quay của các bánh răng như một phần của trang trí cho phía bên trái của hộp. Phần tốt nhất của dự án này là khái niệm đơn giản cho phép bạn tùy chỉnh dự án này theo nhu cầu của riêng bạn. Ba bước tiếp theo cho thấy cách tôi trang trí chiếc hộp này.

8. In nhiều loại bánh răng khác nhau. Sau đó phun sơn hộp và bánh răng để phù hợp với bất kỳ chủ đề nào bạn đang hướng tới. Tôi đã sử dụng một số bánh răng làm giấy nến để thêm các thiết kế vào hai bên hoặc dán chúng vào để tạo kết cấu, hãy xem các hình ảnh đính kèm để biết chi tiết.

9. Đối với bóng đèn ở bên cạnh, tôi đã sử dụng bóng đèn hình móc khóa mà tôi có thể tháo và lấy đèn LED ra. Từ đó, tôi có thể tạo hai lỗ ở mặt bên của hộp để luồn các đèn LED mà tôi đã kết nối với mạch điện vào các bóng đèn mà tôi đã dán keo vào bên ngoài hộp.

10. Sau khi hoàn thành, hãy chắc chắn rằng vẫn còn đủ chỗ để đặt một đồ vật vào hộp của bạn. Tôi đã chọn cách giấu mạch bên trong bằng nỉ để không có gì bị kẹt.

Hãy vui vẻ trang trí chiếc hộp theo cách bạn muốn, đó là phần hay nhất của việc phát minh! Chúc bạn thành công!

Bước 3: Mã

Bắt đầu

Tệp.ino đính kèm là mã chương trình cho GOB. Để chạy đúng cách này trên arduino của bạn, bạn cũng sẽ cần cài đặt hai thư viện cũng được đính kèm vào thư mục thư viện arduino của bạn. Chương trình được bình luận tốt nhưng cũng có một mô tả được cung cấp bên dưới để làm rõ thêm. Mã này yêu cầu hiểu biết cơ bản về lập trình arduino.

Tổng quan / Mô tả

1. Thư viện

Có ba thư viện được sử dụng trong chương trình này SPI, MFRC522 và Thư viện bước. Vì SPI là một thư viện arduino mặc định nên không cần cài đặt nó trong thư mục thư viện arduino của bạn. SPI là viết tắt của Serial Peri Foreign Interface và nó là một giao thức truyền thông nối tiếp mà arduino sử dụng để nói chuyện với cảm biến RFID. Với thư viện này, chúng tôi sử dụng thư viện MFRC522 để đọc dữ liệu từ cảm biến RFID. Thư viện này dành riêng cho cảm biến và cho phép chúng tôi sử dụng thông tin mà cảm biến "đọc" từ các phím RFID được sử dụng để khóa và mở khóa hộp. Thư viện bước hoạt động chính xác như âm thanh của nó, nó giúp arduino nói chuyện với động cơ bước.

2. Xác định Biến / Thiết lập

Sau khi bao gồm các thư viện cần thiết cho phần cứng cần thiết, các chân của phần cứng nói trên cần được xác định. Về cơ bản, arduino cần biết chân cắm nào đang nói chuyện với phần cứng nào.

3. Vòng lặp chính

Trước hết, hai câu lệnh if đầu tiên được sử dụng để đảm bảo cảm biến RFID đang đọc khóa RFID. Sau đó, chúng ta cần lấy mã hoặc UID của khóa RFID đang được "đọc", đây là những gì đang xảy ra trong vòng lặp for đầu tiên của hàm Loop (). Sau khi UID được đọc, chúng ta cần kiểm tra xem chìa khóa sẽ khóa hoặc mở hộp. Ở đây, bằng cách sử dụng câu lệnh if else, tôi đã đặt một phím để khóa hộp và bất kỳ phím nào khác để mở hộp. Ví dụ: nếu UID bằng với UID tôi muốn thì hãy gọi hàm spinRight () hoặc khóa hộp, người khác gọi hàm spinLeft () và mở khóa hộp.

4. Chức năng Spin

Các hàm spinLeft () và spinRight () được sử dụng để quay động cơ bước sang trái hoặc phải. Điều quan trọng ở đây là để đảo ngược hướng của động cơ bước, các chân của động cơ bước đang được đảo ngược.