Il GOB: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo istruttivo è stato creato in adempimento del requisito del progetto del Makecourse presso la University of South Florida (www.makecourse.com).

Informazioni su The GOB

Il GOB sta per Gear Operated Box ed è una scatola che funziona tramite una serie di ingranaggi. Questo progetto è stato creato come menzionato sopra per il Makercourse presso la University of South Florida e questo istruttore mostrerà esattamente ciò che è necessario per replicare questo progetto anche in altre scatole. L'immagine a destra la prima immagine sopra è l'ultima versione del GOB. La scatola può essere bloccata e sbloccata a seconda di quale chiave il sensore RFID “vede” e accende anche i led laterali a seconda che la scatola si stia bloccando o sbloccando. Guarda il video allegato per vedere le ultime caratteristiche della scatola.

Passaggio 1: materiali di consumo/hardware

Avrai bisogno di quanto segue per ricreare questo progetto.

1. Scheda Arduino Uno

2. Sensore RFID Arduino (MFRC522)

3. Ingranaggi - Vedi sotto per le specifiche

4. Una grande primavera

5. Motore passo-passo 5v

6. Vari LED

7. Caricatore USB portatile

8. Scatola - Vedi sotto per le specifiche

9. Tutte le decorazioni che potresti desiderare per la tua scatola, ho usato quanto segue:

- Vernice spray (marrone, oro, oro rosa/rame)

- Lampadine portachiavi

- Vari ingranaggi, bulloni e tubazioni stampati in 3D

Ingranaggi

Gli ingranaggi utilizzati per la parte meccanica di questo progetto li ho progettati in Fusion 360 usando il loro script di ingranaggi e poi li ho stampati in 3D. La prima immagine allegata qui mostra le specifiche che ho usato per generare tutti i miei ingranaggi e dovevo solo cambiare il numero di denti su ciascuno. La seconda immagine mostra gli ingranaggi utilizzati in questa casella. C'erano 3 ingranaggi rotondi usati e poi un ingranaggio rettangolare usato come meccanismo di bloccaggio effettivo, anche i file.stl per questi ingranaggi sono allegati. La terza immagine mostra il posizionamento degli ingranaggi, come puoi vedere l'ingranaggio superiore ha bisogno di guide per mantenerlo in posizione e l'ingranaggio più grande è incollato a un ingranaggio più piccolo che consente al motore passo-passo di ruotare tutti gli ingranaggi interni contemporaneamente.

Scatola

La scatola utilizzata per il mio progetto è stata realizzata in 7in. x 7 pollici fogli di cartone. Due sottili strisce di cartone sono state utilizzate per collegare il coperchio alla base della scatola e poi una piccola striscia è stata utilizzata per costruire il gancio sul coperchio per consentire il bloccaggio della scatola. Puoi realizzare la tua scatola con il materiale che preferisci o usarne una con un coperchio già collegato su un lato, in entrambi i casi il coperchio deve avere un gancio all'interno affinché la scatola possa essere bloccata dagli ingranaggi interni. Guarda le ultime due immagini per maggiori dettagli.

Passaggio 2: assemblaggio

1. Raccogli tutti i materiali elencati nel Passaggio 1: forniture/hardware

2. Costruisci la scatola, come accennato in precedenza puoi realizzare la tua scatola con qualsiasi materiale o averla di qualsiasi dimensione con l'unica specifica che deve avere un gancio interno abbastanza grande da consentire agli ingranaggi interni di bloccare la scatola.

3. Una volta costruita la scatola, è necessario cablare il circuito. Segui lo schema allegato. Ricorda che più pulito e compatto rendi il tuo circuito, meglio si adatterà alla tua scatola. Una volta assemblato, programma e testa il tuo circuito per 1) verificare che tutto l'hardware funzioni e 2) controllare che faccia quello che vuoi.

4. Prossimo design e stampa gli ingranaggi necessari per la tua scatola. Questo potrebbe richiedere alcune stampe a seconda delle dimensioni della tua scatola e delle dimensioni del tuo circuito. La prima marcia con cui dovresti iniziare è quella per il motore passo-passo, questo ti aiuterà a misurare l'altezza degli ingranaggi all'interno della scatola. Ci sono varie dimensioni dei tasselli allegati nei file.stl che dovrebbero aiutare a capire l'altezza migliore per la tua scatola. Dovrai praticare un foro nella parte inferiore del tassello e incollarlo sul motore passo-passo per fissare l'ingranaggio al motore passo-passo.

5. Una volta stampati tutti gli ingranaggi e assemblato il circuito, attaccare gli ingranaggi all'interno della scatola. Ho usato la colla a caldo per un facile montaggio. Possono essere utilizzati anche altri tipi di colla o viti. Aggiungi binari di guida secondo necessità per mantenere gli ingranaggi in posizione. Come puoi vedere nelle immagini il posizionamento degli ingranaggi deve essere allineato direttamente sotto il coperchio della scatola dove poggia il gancio. La molla deve essere posizionata direttamente sotto il gancio in modo che il coperchio si sollevi quando la scatola viene sbloccata e l'ingranaggio rettangolare abbia spazio per scorrere nel gancio quando la scatola deve essere bloccata.

6. Una volta che gli ingranaggi sono a posto, fissare il circuito all'interno della scatola. Ho usato del nastro adesivo, nastro blu nelle immagini, per questo in quanto mi ha permesso di effettuare facili regolazioni secondo necessità.

7. Decora finalmente la tua scatola! Ho scelto di utilizzare i LED originariamente utilizzati per indicare la rotazione degli ingranaggi come parte del decoro per il lato sinistro della scatola. La parte migliore di questo progetto è che il concetto semplice ti consente di personalizzare questo progetto per le tue esigenze. I prossimi tre passaggi mostrano come ho decorato questa scatola.

8. Stampa una varietà di ingranaggi diversi. Quindi spruzza la vernice sulla scatola e sugli ingranaggi per abbinare il tema a cui stai mirando. Ho usato alcuni ingranaggi come stencil per aggiungere disegni ai lati o li ho incollati per la consistenza, vedere le immagini allegate per i dettagli.

9. Per le lampadine sul lato ho usato le lampadine del portachiavi che potevo svitare ed estrarre i LED. Da lì ho potuto fare due fori sul lato della scatola per infilare i LED che avevo collegato al circuito nelle lampadine che avevo incollato all'esterno della scatola.

10. Una volta terminato, assicurati che ci sia ancora spazio sufficiente per mettere un oggetto nella scatola. Ho scelto di nascondere i circuiti interni con del feltro in modo che nulla si impigliasse.

Divertiti a decorare la scatola come vuoi, questa è la parte migliore dell'inventare! Fare felice!

Passaggio 3: codice

Iniziare

Il file.ino allegato è il codice del programma per il GOB. Per eseguirlo correttamente sul tuo arduino dovrai anche installare le due librerie che sono anche collegate nella cartella delle librerie di arduino. Il programma è ben commentato ma c'è anche una descrizione fornita di seguito per ulteriori chiarimenti. Questo codice richiede una conoscenza di base della programmazione Arduino.

Panoramica/Descrizione

1. Biblioteche

Ci sono tre librerie utilizzate in questo programma SPI, MFRC522, e la libreria Stepper. Poiché SPI è una libreria arduino predefinita, non è necessario installarla nella cartella delle librerie arduino. SPI sta per Serial Peripheral Interface ed è un protocollo di comunicazione seriale che arduino utilizza per parlare con il sensore RFID. Con questa libreria utilizziamo la libreria MFRC522 per leggere i dati dal sensore RFID. Questa libreria è specifica per il sensore e ci consente di utilizzare le informazioni che il sensore "legge" dalle chiavi RFID utilizzate per bloccare e sbloccare la scatola. La libreria stepper fa esattamente come sembra, aiuta l'arduino a parlare con il motore passo-passo.

2. Definire le variabili/Impostazione

Dopo aver incluso le librerie necessarie per l'hardware richiesto, è necessario definire i pin di tale hardware. Essenzialmente l'arduino ha bisogno di sapere quali pin stanno parlando con quali pezzi di hardware.

3. Ciclo principale

Prima di tutto, le prime due istruzioni if vengono utilizzate per assicurarsi che il sensore RFID stia leggendo una chiave RFID. Quindi dobbiamo prendere il codice o l'UID della chiave RFID che viene "letta", questo è ciò che sta accadendo nel primo ciclo for della funzione Loop(). Una volta letto l'UID, dobbiamo verificare se la chiave bloccherà o sbloccherà la scatola. Qui, usando un'istruzione if else, ho impostato una chiave per bloccare la scatola e un'altra per sbloccarla. Ad esempio, se l'UID è uguale a un UID che voglio, chiama la funzione spinRight() o blocca la casella, altrimenti chiama la funzione spinLeft() e sblocca la casella.

4. Funzioni di rotazione

Le funzioni spinLeft() e spinRight() vengono utilizzate per far girare il motore passo-passo a sinistra oa destra. La cosa fondamentale qui è che per invertire le direzioni del motore passo-passo, i pin del motore passo-passo vengono invertiti.