Ultimate Sonic Screwdriver: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Ok vì vậy nó không thể làm được nhiều như một tuốc nơ vít âm thanh thực tế từ Doctor Who, nhưng đó là một sự khởi đầu. Dự án này giống như một món quà Giáng sinh nhỏ dành cho anh trai tôi. Bạn có thể tìm thấy đồ chơi tuốc nơ vít âm thanh trên Amazon, nhưng ngoài việc thắp sáng và có thể gây ra tiếng ồn, chúng không thực sự có nhiều chức năng. Tôi muốn tạo ra một tuốc nơ vít âm thanh thực sự có một số cách sử dụng và cài đặt khác nhau. Hơn thế nữa, tôi muốn xem mình có thể tiếp cận được với một chiếc tuốc nơ vít âm thanh với các cảm biến arduino có sẵn trong thế giới ngày nay đến mức nào. Vì vậy, mặc dù tuốc nơ vít này còn lâu mới trở nên tuyệt vời như một cái thật, nhưng tôi đã cố gắng hết sức để đóng gói nó với nhiều công dụng nhất có thể. Nó có:

• Một cảm biến siêu âm- để đo chiều dài lên đến 254 inch (~ 6,5 mét) với độ chính xác đến từng inch (cộng với một thiết bị âm thanh phải có một số loại thành phần âm thanh)
• Một cảm biến đo lường laser- siêu âm không thể đo dưới 6 inch, vì vậy để có đầy đủ các phép đo, tôi đã thêm cảm biến này có thể đo đến mét với độ chính xác mm
• Một chiếc La bàn- để đưa bạn đi từ phía Bắc vào lần tiếp theo bạn đang tham gia một chuyến phiêu lưu ngoài trời
• Đèn LED UV- để đọc tin nhắn bí mật và có thể xua đuổi ma cà rồng
• GPS- để hướng dẫn bạn trở lại nơi bạn bắt đầu nếu bạn bị lạc

và dĩ nhiên

đèn LED xanh lam- để cung cấp ánh sáng khi bạn đang khám phá nơi nào đó tối

Tôi hy vọng bạn vui. Nếu bạn thích nó, hãy cân nhắc bỏ phiếu cho nó.

Bước 1: Vật liệu

Các tài liệu có giá khoảng 200 đô la, nhưng nó phụ thuộc vào nơi bạn lấy chúng và những gì bạn có thể đã có. Tôi đặt các liên kết Adafruit cho rất nhiều thiết bị điện tử khác nhau. Adafruit là mục tiêu của tôi đối với công nghệ arduino. Họ cũng có các liên kết đến các hướng dẫn trên các trang sản phẩm, điều này rất hữu ích trong việc thử nghiệm các thiết bị điện tử khác nhau và bắt chúng hoạt động. Tuy nhiên, bạn có thể tìm thấy giá rẻ hơn ở những nơi khác. Amazon đôi khi có các sản phẩm Adafruit với giá rẻ hơn nhưng thường không nhiều.

Adafruit Feather MO Proto cơ bản -------------------------------------------------- ------- $ 19,95

** Bạn cũng có thể thử sử dụng một trong các bảng Feather MO khác để thêm Wifi, bluetooth hoặc một số chức năng bổ sung khác.

Adafruit tối ưu GPS ----------------------------------------------- ------------------- $ 39,95

Màn hình đồ họa OLED đơn sắc 0,96 128x64 ------------------------------ $ 19,50

Ống kính rõ ràng UV / UVA 400nm LED tím 5mm - 10 gói ----------------------- $ 4,95

Adafruit VL53L0X Cảm biến khoảng cách bay - ~ 30 đến 1000mm ------- $ 14,95

Máy đo khoảng cách siêu âm Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- $ 26,95

Adafruit LED Sequins - Royal Blue - Gói 5 chiếc -------------------------------------- $ 3,95

Bảng gia tốc kế ba trục + Bảng từ kế (La bàn) --------------- $ 14,95

Pin Lithium Ion Polymer - 3.7v 500mAh ------------------------------------- 7.95 USD

** Nếu muốn, bạn có thể sử dụng bộ sạc điện thoại di động và cáp usb thay cho loại pin trên. Bộ sạc điện thoại mang lại cho tuốc nơ vít khả năng trở thành một bộ sạc điện thoại tốt hơn. Tuy nhiên, bạn cần kết nối công tắc bật / tắt với dây giữa pin và Feather và khó làm điều đó hơn với cáp usb. Pin điện thoại cũng làm cho tuốc nơ vít cồng kềnh hơn rất nhiều, đặc biệt nếu bạn đang sử dụng dây dày.

Nắp silicone Dây lõi bện - 50ft 30AWG Đỏ ---------------------- $ 4,95

** Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Tôi không thực sự sử dụng dây này. Dây tôi sử dụng dày hơn, khiến việc lấy tất cả các thiết bị điện tử trong hộp tuốc nơ vít khó hơn rất nhiều. Dây trên là những gì tôi ước tôi đã sử dụng. Ngoài ra, bắt buộc bạn chỉ mua dây màu đỏ vì không có gì nói "đáng ngờ" khá giống như một ống nhựa pvc chứa đầy dây màu đỏ:)

Chiết áp------------------------------------------------- -------------------------- $ 1,25

** Tôi cũng không sử dụng cái này. Ban đầu tôi định sử dụng một chiết áp trượt để mô phỏng chuyển động trượt mà tuốc nơ vít của Bác sĩ thứ 10 phải thay đổi cài đặt. Khi chiết áp trượt không hoạt động, tôi đã kết thúc bằng cách sử dụng chiết áp tiêu chuẩn mà tôi đã có trong tay.

Công tắc trượt------------------------------------------------ ----------------------------- $ 0,95

** Tôi đã sử dụng một công tắc hơi khác mà tôi đã có

Công tắc nút xúc giác (6mm) x 20 gói ----------------------------------------- - $ 2,50

Điện trở 10k ohm ----------------------------------------------- ---------------------- $ 0,75

Tụ điện 100 uF ---------------------------------------------- ------- $ 1,95

Ống PVC 1 X2 '-------------------------------------------- --------------------------- $ 2,18

Núm ty ống thép mạ kẽm 3/4 "X2-1 / 2" ------------------------------------ - 1,87 đô la

Băng keo có màu (Tôi đi với màu xám và vàng nhưng đi với bất kỳ màu nào bạn muốn)

Bạn cũng sẽ cần:

• Một mỏ hàn và thuốc hàn
• Cưa tay
• Cái khoan
• keo nóng
• dụng cụ tuốt dây

Bước 2: Đấu dây: Phần 1

** Hình ảnh đầu tiên cho thấy các đèn LED và Siêu âm được hàn vào Feather, nhưng chưa kết nối chúng.

Hàn các kết nối sau đây.

GPS ====== Lông vũ

Chiều dài dây - GPS sẽ nằm ngay bên cạnh Feather (xem hình) nên dây không cần dài hơn 3 inch.

RX ======== TX

TX ======== RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

La bàn === Lông vũ

Chiều dài dây - La bàn sẽ nằm ngay trên đầu Lông vũ, vì vậy dây phải có chiều dài khoảng 1,75 inch.

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

ToF Laser ==== Lông vũ

Chiều dài dây - khoảng 2,5 inch

GND ======== GND

VIN ========= 3.3v

SDA ======== SDA

SCL ======== SCL

Hàn cả hai dây SDA vào lỗ SDA trên Feather và cả hai dây SCL vào lỗ SCL. Bạn có thể sử dụng phần tạo mẫu của Feather nếu muốn.

Chiết áp ==== Feather

chốt cuối ========= GND

chân cuối khác ===== 3.3v

pin giữa ====== A5

Hàn tụ điện vào cả hai chân cuối. Đảm bảo rằng phía (-) của tụ điện đi vào chân GND như đã thấy ở đây.

Các nút ===== Feather

Chiều dài dây - khoảng 3,5 inch

Có hai nút. Đối với mỗi nút, kết nối một bên của nút với 3.3v. Kết nối phía bên kia với đất thông qua một điện trở 10k ohm (tham khảo sơ đồ này từ trang web arduino). Đảm bảo điện trở đi đúng hướng và cố gắng không để nhiều dây lộ ra ngoài. Đối với nút đầu tiên, nối mặt bên với điện trở vào chân số 5 trên Feather bằng một sợi dây. Đối với nút thứ hai, nối một dây từ phía điện trở của nút với chân số 6 trên Feather.

Công tắc bộ pin

Cắt một trong các dây khỏi pin. Hàn một bên của dây đã cắt vào đầu của công tắc trượt và bên kia của dây đã cắt vào giữa công tắc.

Cuối cùng, hàn các dây dài khoảng một foot vào các lỗ 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO và A0 trên Feather. Cũng hàn hai dây, mỗi dây dài một foot với đất và hai dây nữa (cũng dài một foot) để cấp điện. Dán nhãn cho mỗi dây bằng tên thích hợp bằng một miếng băng dính ở đầu dây.

Bước 3: Làm vỏ máy

Ban đầu, tôi muốn làm vỏ cho công nghệ này từ các ống kim loại khác nhau như đồng hoặc đồng với một số mảnh thép hoặc nhôm để nó sẽ giống như một loại steak nhưng hiện đại. Tuy nhiên, tôi không nghĩ rằng công nghệ này sẽ thích được đặt trong một vỏ kim loại (đặc biệt là la bàn), và tôi cần phải có khả năng cắt và tạo hình các đường ống. Làm những việc như vậy với ống kim loại đã vượt quá khả năng của tôi, vì vậy tôi đã sử dụng PVC.

Cắt một đoạn PVC dài khoảng 7 inch. Vặn núm ống vào một đầu của PVC. Khi quá cứng, hãy dùng kìm và đun PVC trên bếp để làm mềm. Thử và lấy PVC để che các sợi của ống kim loại. Cắt một đoạn PVC thứ hai dài 8 inch. Làm tương tự với PVC này và đầu kia của núm ống.

Cắt bớt PVC xuống một chút nếu bạn muốn cho đến khi nó có tỷ lệ bạn muốn (tuốc nơ vít có thể hơi dài).

Tiếp theo, tạo một vết lõm để màn hình OLED "nằm" trên cạnh của ống. Làm nóng một mặt của miếng 7 inch, cẩn thận để không làm cháy PVC. Sử dụng một miếng gỗ để làm phẳng một phần có kích thước tương đương với màn hình OLED ở vị trí gần giống với màn hình OLED trong các bức ảnh. Dùng miếng gỗ ấn vào mặt trước của PVC để thay đổi phần cuối từ hình tròn thành hình bầu dục một chút.

Làm nóng PVC 8 inch ở phía đối diện với phần lõm của OLED. Làm phẳng một chút cạnh của PVC để làm cho nó giống như một hình bầu dục.

Để PVC nguội.

Cắt một rãnh ở trên cùng của PVC 7 inch để vừa với cảm biến siêu âm maxbotix (hình trên). Cố gắng làm cho phần notch vừa khít với cảm biến siêu âm.

Sử dụng máy khoan để khoan một lỗ có đường kính nửa inch ở giữa điểm phẳng cho OLED. Sau đó, sử dụng máy khoan và cưa để cắt một lỗ hình chữ nhật trên miếng 8 inch ở phía đối diện với phần lõm của OLED (cùng khu vực mà bạn đã làm nóng nó). Bạn muốn làm cho lỗ hình chữ nhật càng nhỏ càng tốt nhưng vẫn có thể lắp Lông vũ và các công nghệ khác vào đó để đặt nó vào PVC.

Cuối cùng, khoan một lỗ trên miếng 8 inch ở cùng phía với OLED cho chiết áp.

Bước 4: Đưa công nghệ vào trong trường hợp

Luồn dây

Lấy Feather và tất cả các cảm biến được kết nối với nó và luồn các dây có nhãn dài từ cuối bước đi dây vào lỗ vuông trên phần PVC dài hơn (8 inch). Luồn các dây SCK, MOSI, MISO, chân 13 và chân 12 cùng với một trong các dây nối đất và một trong các dây 3.3v qua đường ống và ra khỏi lỗ trên ống kính OLED. Luồn các dây khác (A0, nối đất, 3.3v, chân 9 và chân 10) qua đường ống và ra phía trên. Bây giờ bạn sẽ có dây đi ra trên cùng và ra một lỗ ở bên cạnh.

Định vị lông

Hướng dẫn sự lộn xộn của công nghệ vào ống. Đảm bảo rằng chiết áp đi vào lỗ ở phía bên kia. La bàn sẽ nằm ngay giữa lông vũ và chiết áp. Đảm bảo la bàn hướng về đúng hướng. Dù la bàn hướng theo cách nào, bạn cũng muốn mặt trước của tuốc nơ vít hướng về cùng một hướng, vì vậy nếu la bàn nói rằng nó quay về hướng Bắc, thì mặt trước của tuốc nơ vít cũng phải quay về hướng Bắc. Bạn có thể kiểm tra điều này với hướng dẫn cho la bàn trên Adafruit. GPS sẽ nằm ngay bên cạnh Feather với ăng-ten gốm hướng ra ngoài đường ống. Feather sẽ ngồi cùng phía với nút đặt lại hướng vào trong. Đảm bảo rằng cổng USB hướng về phía sau bên cạnh GPS. ToF laser sẽ nằm trên mọi thứ khác. Mặt sau của tia laser (mặt không có tia laser) sẽ quay ngược trở lại với mặt của Lông vũ mà không có nút đặt lại. Các nút sẽ nhô ra bên ngoài của lỗ vuông để chúng có thể quấn quanh bên ngoài PVC và được dán vào đó. Trượt dây pin, tiếp theo là pin vào đầu sau của tuốc nơ vít và cắm pin vào Feather. Đập thiết bị điện tử xuống PVC nhiều nhất có thể mà không làm vỡ bất cứ thứ gì.

Che lỗ hình chữ nhật

Cắt một miếng nhựa dẻo từ bất cứ thứ gì bạn có thể tìm thấy trong thùng tái chế của mình. Lớp nhựa phải đủ dài để che Feather nhưng không phải GPS và đủ rộng để quấn quanh công nghệ trong lỗ hình chữ nhật và tiếp xúc với PVC. Cắt một lỗ nhỏ vừa đủ lớn cho tia laser thực tế trong nhựa nơi đặt cảm biến laser ToF để tia laser có được kết quả đọc chính xác. Sau đó dán cảm biến laser vào nhựa. Quấn nilon quanh lỗ hình chữ nhật để hở càng chặt càng tốt. Đảm bảo rằng công tắc trượt và hai nút không bị kẹt bên dưới nó và không bị kẹt bên dưới nó, sau đó, sử dụng băng keo, dán nhựa vào PVC. Đảm bảo rằng cổng USB trên Feather vẫn có thể truy cập được cho cáp. Che PVC bằng băng keo càng gọn gàng càng tốt. Đảm bảo dán mạnh công tắc trượt được kết nối với pin vào bên ngoài PVC. Ngoài ra, hãy đảm bảo không dán băng qua ăng-ten GPS thực tế hoặc đèn LED trên bảng GPS. Chỉ cần dán bảng xung quanh ăng-ten GPS. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, sử dụng keo nóng để dán các nút vào vị trí bạn muốn ở bên ngoài PVC.

Bước 5: Đấu dây: Phần 2

Hàn các thành phần sau vào dây dẫn luồn qua PVC. Cắt bớt dây dài ở chân nếu chúng quá dài. Làm cho chúng vừa đủ dài để bạn có thể tiếp cận chúng và hàn các thành phần vào chúng.

Màn hình OLED ===== Feather

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DỮ LIỆU ===== MOSI

CLK ====== SCK

Đ / C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix Ultrasonic === Lông vũ

AN ================= A0

GND ============== GND

+5 ================ 3.3v

LED UV ====== Lông vũ

Nối dây dài của đèn LED với dây nối vào chân số 10. Nối dây ngắn với dây nối đất. Cố gắng kết nối các dây gần với đế của đèn LED. Sau đó, cắt bỏ các dây tiếp xúc thừa của đèn LED. Bọc các kết nối bằng băng dính để ngăn chúng vô tình chạm vào nhau hoặc dây khác.

Đèn LED xanh dương ====== Lông vũ

Bạn có thể làm những việc khác với vị trí đặt các đèn LED Xanh lam trên tuốc nơ vít. Tôi đặt ba cái ở mặt trước hướng về phía trước và hai cái ở phía trên hướng lên trên để có ánh sáng chiếu ra phía trước và đèn led ở phía trên sẽ dễ nhìn và được sử dụng làm chỉ báo. Tuy nhiên, bạn quyết định làm điều đó, hãy kết nối mặt tích cực của tất cả năm đèn LED với dây và các mặt tiêu cực của cả năm đèn với dây thứ hai. Sau đó hàn dây âm với dây nối đất từ Lông vũ và dây dương với dây từ chốt 9 của Lông vũ.

Định vị OLED trên phần lõm trên PVC và sắp xếp các đèn LED và cảm biến siêu âm trong rãnh ở phía trước của tuốc nơ vít. Họ không nên di chuyển xung quanh quá nhiều. Bạn có thể dùng keo hoặc băng dính nếu có.

Cuối cùng, phủ PVC ngắn hơn bằng băng keo càng gọn gàng càng tốt.

Bước 6: Mã

Xin lỗi trước. Mã của tôi là một mối nối khổng lồ, được dán băng từ các đoạn mã khác nhau khiến Frankenstein trông giống như một gã duy nhất, mạch lạc, gắn kết với nhau. Mặc dù vậy, tôi đã cố gắng chỉ ra nơi tôi lấy tất cả các bit mã khác nhau. Rất nhiều trong số đó là từ các ví dụ thư viện Adafruit. Ngoài ra còn có một số từ trang vui nhộn tia lửa và một số khác từ một chiếc xe tự hành ngọt ngào có thể hướng dẫn. Vẫn còn nhiều hơn nữa đến từ một dự án bộ đệm địa lý trên Github. Hãy nhớ tải xuống các thư viện cho OLED, laser ToF, la bàn và GPS. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng bạn đã thêm Feather vào các bảng trong Arduino IDE. Các hướng dẫn từ các liên kết trong bước tài liệu có thể hướng dẫn bạn thực hiện nó.

Bước 7: Sử dụng nó

Công tắc trượt bật và tắt nó. Chiết áp cho phép bạn chuyển đổi giữa các cài đặt.

Giá trị chiết áp 500-600: GPS. Khi GPS bị khóa, đèn LED GPS sẽ không nhấp nháy nhiều. Nếu bạn nhấn nút một, tọa độ hiện tại của bạn sẽ được lưu. Sau đó, nếu bạn di chuyển đến một nơi khác và nhấn nút hai, tuốc nơ vít sẽ chỉ hướng trở lại nơi bạn bắt đầu.

Giá trị 600-700: La bàn. Hiển thị tiêu đề của bạn từ phía bắc. Đèn LED sáng lên nếu bạn đang hướng về phía bắc.

700-750: Đèn LED xanh lam

750-800: LED UV

800-900: Cảm biến siêu âm

900-1024: ToF Laser

Trong tương lai, tôi có thể thêm một chiếc piezo để thêm âm thanh vo ve tuyệt vời của tuốc nơ vít âm thanh đó. Sẽ rất tuyệt nếu thêm một cài đặt sử dụng cảm biến siêu âm giống như cảm biến chuyển động. Sau đó, bạn có thể để tuốc nơ vít ở đâu đó và để nó phát ra tiếng kêu để báo cho bạn biết khi có người đến. Sẽ rất vui nếu tôi có thể thêm những gì khác.

Đặc biệt cảm ơn anh trai tôi đã chụp một số bức ảnh khi tôi nhận ra rằng tôi không có đủ.

Hy vọng bạn thích dự án này. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc câu hỏi nào, hãy đăng đi!