ScaryBox: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Paura di Halloween per i bambini

Se un bambino è in grado di scendere sotto i 30 cm da questo spaventoso display… sarà istantaneamente spaventato da un ragno raccapricciante e peloso che cade.

Il sistema è basato su una scheda Arduino. Questo meccanismo funziona grazie a un motore passo-passo che ci permette di raccogliere il ragno dopo la caduta e dall'altro un servomotore che ci aiuta a controllare il portello attraverso il quale cadrà il ragno per poi risalire. Per garantire che l'intero sistema funzioni correttamente, è essenziale programmarlo per determinare esattamente cosa e quando ogni componente deve svolgere le sue azioni e come.

Grazie a questi ed altri componenti otteniamo: Buh!!!!!!!! un enorme spavento per il più giovane delle nostre case, (e per i meno giovani:)

Passaggio 1: componenti

Questo è l'elenco delle parti e degli strumenti necessari per realizzare questo progetto.

Parti elettroniche:

Arduino uno

Sensore di distanza

Servomotore

Passo passo (motore)

fili

Accumulatore di energia

Parti di costruzione:

Scatola di legno

Mensola in legno

Pannello in schiuma

Ilo di nylon

Ragno Nero

Vernice spray

ragnatela

colla bianca

Featherboard

aghi

Utensili:

puzzle

Levigatrice

Trapano

Colla al silicone

Forbici

Nastro

Passaggio 2: diagramma di flusso

Il diagramma di flusso è uno strumento che ci ha aiutato ad organizzare i passaggi che il nostro sistema e quindi il nostro codice devono seguire. Mostra chiaramente come funziona la nostra scatola. Il primo fattore che incontriamo è il sensore di distanza. Se la risposta è SI (c'è una persona), il portello si apre e il ragno cade, mentre se la risposta è NO, (non c'è persona), non succede nulla. Nel caso della prima opzione, il ragno deve essere raccolto, il portello chiuso, la corda rilasciata e quindi il programma tornerà all'inizio.

Passaggio 3: codice

Il codice che stiamo usando per programmare il nostro sistema di halloween è molto semplice e facile da capire. Per prima cosa dobbiamo scaricare le librerie che controlleranno i nostri componenti: sensore di presenza, servo e stepper e aggiungerli al programma tramite il comando #include. Quindi, prima di impostare il setup, dichiareremo e inizializzeremo alcune variabili e funzioni per far funzionare correttamente i diversi componenti. Li estrarremo dagli esempi forniti. Entrando nella fase di setup impostiamo la velocità dello stepper, la porta del servo e un tester per il sensore di distanza.

All'interno del loop dichiareremo una funzione che permetterà al sensore di misurare le distanze davanti ad esso. Infine scriveremo un “se” dando un intervallo di distanze su cui entrerà il programma, nel nostro caso, da 0 a 30cm. Una volta che un oggetto esterno si trova tra quell'intervallo, il programma avvierà una catena sequenziale di azioni che inizierà con l'apertura del portello e la conseguente caduta del ragno. A tale operazione seguirà il ritardo di 5 secondi, l'arrotolamento della cordicella, la chiusura del portello azionando il servo in senso inverso ed infine, per far ricadere lo spider al ciclo successivo, attivare lo stepper in il modo opposto.

Passaggio 4: cablaggio + Arduino; Tinkercad

Poiché conosciamo tutti i componenti di cui abbiamo bisogno per realizzare il progetto, dobbiamo trovare il modo giusto per unire tutti questi componenti elettrici nell'Arduino. Per farlo abbiamo utilizzato un'applicazione di simulazione di sistema chiamata Tinkercad, uno strumento molto utile per visualizzare le connessioni tra i componenti e la scheda Arduino.

Nella foto allegata si vede molto chiaramente quali sono le connessioni nel nostro Arduino. Per parti:

1. Il sensore HC-SR04 ha 4 connessioni. Uno di questi è collegato a 5V, all'ingresso positivo della scheda prototipi e un altro a massa, l'ingresso negativo della scheda prototipi. Le altre 2 connessioni sono collegate agli ingressi e alle uscite digitali.

2. Il servomotore ha 3 connessioni, il filo marrone scuro è collegato al negativo (massa), quello rosso al positivo (5V) e quello arancione al numero 7, in modo da comandare il servo.

3. Lo stepper è il componente con più connessioni ed è composto da due parti; da un lato il motore stesso, e dall'altro una scheda di connessione che ci permette di collegarlo con l'Arduino. Questo pannello ha un'uscita 5V, un'altra connessione a terra e 4 cavi che andranno al controllo dello stepper.

Passaggio 5: costruzione fisica: meccanismo passo-passo

Come forse saprai, lo stepper ha un piccolo asse su cui puoi adattare gli oggetti con la sua forma per ruotarlo. La funzione del nostro stepper è di far salire il ragno con un cavo di nylon attaccato ad esso.

Abbiamo bisogno di un meccanismo in grado di svolgere la funzione e abbiamo pensato all'headstand, un sistema comunemente usato sulle auto 4x4 per aiutarle ad avanzare in situazioni difficili. Per realizzarlo taglieremo dei pannelli di legno in una forma circolare, per aiutare il filo ad arrotolarsi, e li incolleremo tutti insieme per creare una forma simile a una puleggia. Quindi faremo un foro in una delle superfici per attaccare lo stepper.

Questo meccanismo consente al servo di raggiungere l'obiettivo di sollevare il ragno verso l'alto in modo che Scarybox funzioni perfettamente.

Passaggio 6: costruzione fisica: meccanismo servo

In questo progetto, il servo svolgerà la funzione di aprire e chiudere il portello in cui cadrà il ragno. Utilizzeremo un pannello di gommapiuma per attaccarlo al servo invece del pannello di legno a causa del suo peso elevato. Collegheremo un filo metallico dal supporto in plastica del servo alla scheda di schiuma. Quindi, il servomotore stesso farà il lavoro!

Passaggio 7: costruzione fisica: costruzione di scatole

La scatola sarà la base e il supporto del nostro progetto. È il luogo dove collocheremo tutti i nostri componenti. Ci aiuterà ad avere un posto dove tenere il ragno e quando una persona si avvicina, cadrà e lo spaventerà. Inoltre, possiamo posizionare tutto il cablaggio e il montaggio nella parte superiore.

Passaggio 8: prodotto finale

Ecco le foto dello Scarybox finito!

Passaggio 9: conclusione

Realizzare questo progetto è stato divertente e gratificante, poiché abbiamo appreso uno strumento molto utile e potente per il nostro futuro di ingegneri del design industriale. Il programma Arduino ci consente di prototipare e creare una grande quantità di progetti in cui meccanica ed elettronica si uniscono per migliorare e facilitare la vita delle persone. Ci auguriamo che questo progetto vi piaccia tanto quanto noi e che sarà utile per il vostro presente e futuro. Se hai qualche dubbio, non esitare a contattarci, saremo davvero felici di rispondere alle tue domande.

Grazie mille dai nostri cuori!

Tierramisù:)