Cacciavite sonico Ultimate: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ok, quindi non può fare tanto quanto un vero cacciavite sonico di Doctor Who, ma è un inizio. Questo progetto è stato una specie di regalo di Natale in più per mio fratello. Puoi trovare giocattoli con cacciavite sonico su Amazon, ma a parte l'illuminazione e forse il rumore, non hanno molte funzioni. Volevo creare un cacciavite sonico che in realtà avesse usi e impostazioni diversi. Inoltre, volevo vedere quanto potevo avvicinarmi a un cacciavite sonico con i sensori arduino disponibili nel mondo di oggi. Quindi, sebbene questo cacciavite sia molto lontano dall'essere bello come uno vero, ho fatto del mio meglio per imballarlo con il maggior numero possibile di usi. Esso ha:

• Un sensore a ultrasuoni: per misurare lunghezze fino a 254 pollici (~6,5 metri) con una precisione al pollice (in più un dispositivo sonoro deve avere una sorta di componente sonoro)
• Un sensore di misurazione laser: l'ultrasuono non può misurare sotto i 6 pollici, quindi per avere una gamma completa di misurazioni, ho aggiunto questo sensore che può misurare fino a un metro con una precisione di mm
• Una bussola: per orientarti da nord la prossima volta che parti per un'avventura all'aria aperta
• LED UV- per leggere messaggi segreti e possibilmente allontanare i vampiri
• GPS: per riportarti al punto di partenza se ti perdi

ed ovviamente

LED blu- per fornire luce quando esplori un luogo buio

Spero ti piaccia. Se ti piace, valuta di votarlo.

Passaggio 1: materiali

I materiali arrivano a circa $ 200, ma dipende da dove li prendi e da cosa potresti già avere. Ho messo i collegamenti Adafruit per molte delle diverse elettroniche. Adafruit è il mio punto di riferimento per la tecnologia Arduino. Hanno anche collegamenti a tutorial sulle pagine dei prodotti, il che è molto utile per testare i diversi componenti elettronici e farli funzionare. Potresti essere in grado di trovare prezzi più economici altrove però. Amazon a volte offre prodotti Adafruit a un prezzo inferiore, ma di solito non di molto.

Adafruit Feather MO Basic Proto----------------------------------------------------------- -------$ 19,95

**Potresti anche provare a utilizzare una delle altre schede Feather MO per aggiungere Wifi, bluetooth o altre funzioni extra.

Adafruit Ultimate GPS ------------------------------------------------ -------------------$ 39,95

Display grafico OLED monocromatico da 0,96 128x64----------------$ 19,50

Lenti trasparenti UV/UVA 400nm LED viola da 5 mm - Confezione da 10 ---------$ 4,95

Adafruit VL53L0X Sensore di distanza del tempo di volo - ~ 30 a 1000 mm ------- $ 14,95

Telemetro ad ultrasuoni Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0-------------$ 26,95

Paillettes LED Adafruit - Royal Blue - Confezione da 5----------------------------------$ 3,95

Scheda accelerometro + magnetometro a tre assi (bussola) ---------------$ 14,95

Batteria ai polimeri di ioni di litio - 3,7 v 500 mAh-------------------------------------$ 7,95

**Se lo desideri, puoi utilizzare un caricatore per telefono portatile e un cavo USB invece della batteria sopra. Un caricatore del telefono dà al cacciavite la capacità aggiuntiva di essere un caricatore del telefono. Tuttavia, è necessario collegare un interruttore on/off al filo tra la batteria e il Feather ed è più difficile farlo con un cavo USB. Una batteria del telefono rende anche il cacciavite molto più ingombrante, soprattutto se si utilizzano cavi spessi.

Filo intrecciato con copertura in silicone - 50 piedi 30 AWG rosso --------$ 4,95

**Disclaimer: in realtà non ho usato questo cavo. Il filo che ho usato era più spesso, il che ha reso molto più difficile inserire tutta l'elettronica nella custodia del cacciavite. Il filo sopra è quello che avrei voluto usare. Inoltre è imperativo acquistare solo filo rosso perché nulla dice "sospetto" come un tubo in pvc pieno di fili rossi:)

Potenziometro------------------------------------------------ ------------$ 1,25

**Non ho usato neanche questo. Originariamente stavo per usare un potenziometro a scorrimento per emulare il movimento di scorrimento che il cacciavite del decimo dottore ha dovuto modificare le impostazioni. Quando il potenziometro a scorrimento non funzionava, ho finito per utilizzare un potenziometro standard che avevo già a portata di mano.

Interruttore a scorrimento------------------------------------------------ ---------------$ 0,95

** Ho usato un interruttore leggermente diverso che avevo già

Interruttore a pulsante tattile (6 mm) x 20 confezioni ------------------------------------------ -$ 2,50

Resistenza da 10k ohm ------------------------------------------------ -----------------------$ 0,75

Condensatori elettrolitici da 100 uF------------------------------------------------------------ -------$ 1,95

Tubo in PVC 1 X2'---------------------------------------------------------- -------------$2.18

3/4 "X2-1/2" galvanizzare il capezzolo del tubo d'acciaio------------------------------------ --$ 1,87

Nastro adesivo colorato (sono andato con il grigio e l'oro ma vado con qualsiasi colore ti chiami)

Avrai anche bisogno di:

• Un saldatore e una saldatura
• Una sega a mano
• Un trapano
• colla calda
• spelafili

Passaggio 2: cablaggio: parte 1

** La prima immagine mostra i LED e gli ultrasuoni saldati al Feather, ma non collegarli ancora.

Saldare le seguenti connessioni.

GPS======Piuma

Lunghezza del cavo: il GPS sarà proprio accanto alla piuma (vedi l'immagine), quindi i cavi non devono essere lunghi più di 3 pollici.

RX========TX

TX========RX

GND======GND

VIN=======3.3v

Bussola===Piuma

Lunghezza del filo: la bussola sarà proprio sopra la piuma, quindi i fili dovrebbero essere lunghi circa 1,75 pollici.

GND======GND

VIN=======3.3v

SDA======SDA

SCL======SCL

ToF Laser====Piuma

Lunghezza del cavo: circa 2,5 pollici

GND========GND

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

SDA========SDA

SCL========SCL

Saldare entrambi i fili SDA al foro SDA sulla Feather ed entrambi i fili SCL al foro SCL. Se lo desideri, puoi utilizzare la sezione di prototipazione della piuma.

Potenziometro====Piuma

pin finale=========GND

altro terminale =====3.3v

perno centrale======A5

Saldare un condensatore su entrambi i pin terminali. Assicurati che il lato (-) del condensatore vada al pin GND come mostrato qui.

Pulsanti=====Piuma

Lunghezza del cavo: circa 3,5 pollici

Ci sono due pulsanti. Per ogni pulsante, collega un lato del pulsante a 3.3v. Collegare l'altro lato a terra tramite un resistore da 10k ohm (fare riferimento a questo schema dal sito Web di arduino). Assicurati che il resistore stia andando nel modo giusto e cerca di non lasciare molto filo esposto. Per il primo pulsante, collega il lato con la resistenza al pin 5 della Feather con un filo. Per il secondo pulsante, collega un filo dal lato del resistore del pulsante al pin 6 sulla Feather.

Interruttore del pacco batteria

Taglia uno dei fili dalla batteria. Saldare un lato del filo tagliato all'estremità dell'interruttore a scorrimento e l'altro lato del filo tagliato al centro dell'interruttore.

Infine, saldare fili di circa un piede di lunghezza ai fori 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO e A0 sulla piuma. Saldare anche due fili, ciascuno lungo un piede, a terra e altri due (anch'essi lunghi un piede) all'alimentazione. Etichetta ogni filo con il nome appropriato con un pezzo di nastro adesivo all'estremità.

Passaggio 3: creare il caso

Inizialmente, volevo realizzare l'involucro per la tecnologia con diversi tubi di metallo come rame o bronzo con forse alcuni pezzi di acciaio o alluminio in modo che fosse una sorta di steampunk ma moderno. Tuttavia, non pensavo che al tecnico sarebbe piaciuto essere alloggiato in una custodia di metallo (soprattutto la bussola), e avevo bisogno di essere in grado di tagliare e modellare i tubi. Fare cose del genere con i tubi di metallo era oltre me, quindi sono andato con il PVC.

Taglia un pezzo di PVC lungo circa 7 pollici. Avvitare il nipplo del tubo in un'estremità del PVC. Quando diventa troppo duro, usa delle pinze e scalda il PVC su un fornello per ammorbidirlo. Cerca di ottenere il PVC per coprire i fili del tubo di metallo. Taglia un secondo pezzo di PVC lungo 8 pollici. Fai la stessa cosa con questo PVC e l'altra estremità del nipplo del tubo.

Se vuoi, taglia un po' il PVC finché non ha le proporzioni desiderate (probabilmente il cacciavite è un po' lungo).

Quindi fai un rientro per il display OLED per "sedersi" sul lato del tubo. Riscaldare un lato del pezzo da 7 pollici, facendo attenzione a non bruciare il PVC. Usa un pezzo di legno per appiattire una sezione delle dimensioni dell'OLED all'incirca nello stesso punto del display OLED nelle foto. Usa il pezzo di legno per premere anche la parte anteriore del PVC per cambiare l'estremità da circolare a un po' ovale.

Riscaldare il PVC da 8 pollici sul lato opposto al rientro OLED. Appiattire leggermente il lato del PVC per renderlo un po' come un ovale.

Lascia raffreddare il PVC.

Tagliare una tacca nella parte superiore del PVC da 7 pollici per adattarlo al sensore a ultrasuoni maxbotix (foto sopra). Cerca di adattare perfettamente la tacca al sensore a ultrasuoni.

Usa il trapano per praticare un foro di mezzo pollice di diametro nel mezzo del punto piatto per l'OLED. Quindi usa un trapano e una sega per tagliare un foro rettangolare nel pezzo da 8 pollici sul lato opposto al rientro OLED (stessa area in cui l'hai riscaldato). Vuoi rendere il foro rettangolare il più piccolo possibile, ma puoi comunque inserire la piuma e altre tecnologie per inserirlo nel PVC.

Infine, pratica un foro nel pezzo da 8 pollici sullo stesso lato dell'OLED per il potenziometro.

Passaggio 4: mettere la tecnologia nella custodia

Infilare i fili

Prendi la piuma e tutti i sensori ad essa collegati e inserisci i fili etichettati lunghi dal piede dall'estremità del passaggio di cablaggio nel foro quadrato nella sezione in PVC più lunga (8 pollici). Infilare i fili SCK, MOSI, MISO, pin 13 e pin 12 insieme a uno dei fili di terra e uno dei fili 3.3v attraverso il tubo e fuori dal foro nella rientranza dell'OLED. Infilare gli altri fili (A0, terra, 3.3v, pin 9 e pin 10) attraverso il tubo e fuori dalla parte superiore. Ora dovresti avere i fili che escono dalla parte superiore e da un foro sul lato.

Posizionamento della piuma

Guida il caos della tecnologia nel tubo. Assicurati che il potenziometro entri nel foro dall'altra parte. La bussola siederà proprio tra la piuma e il potenziometro. Assicurati che la bussola sia rivolta nella direzione giusta. Qualunque sia la direzione in cui punta la bussola, vuoi che la parte anteriore del cacciavite punti nella stessa direzione, quindi se la bussola dice che è rivolta a nord, anche la parte anteriore del cacciavite dovrebbe essere rivolta a nord. Puoi verificarlo con il tutorial per la bussola su Adafruit. Il GPS si posizionerà proprio accanto alla piuma con l'antenna in ceramica rivolta verso l'esterno rispetto al tubo. La piuma siederà con il lato con il pulsante di ripristino rivolto verso l'interno. Assicurati che la porta USB sia rivolta verso la parte posteriore accanto al GPS. Il laser ToF siederà sopra tutto il resto. Il retro del laser (il lato senza il laser) sarà di nuovo contro il lato della piuma senza il pulsante di ripristino. I bottoni sporgeranno dal lato del foro quadrato in modo che possano avvolgere l'esterno del PVC ed essere incollati ad esso. Far scorrere i fili della batteria seguiti dalla batteria nell'estremità posteriore del cacciavite e collegare la batteria al Feather. Rompi l'elettronica nel PVC il più possibile senza rompere nulla.

Coprire il Foro Rettangolare

Ritaglia un pezzo di plastica flessibile da qualsiasi cosa trovi nel cestino. La plastica dovrebbe essere abbastanza lunga da coprire la piuma ma non il GPS e abbastanza larga da avvolgere la tecnologia nel foro rettangolare e entrare in contatto con il PVC. Taglia un piccolo foro abbastanza grande per il laser effettivo nella plastica dove si trova il sensore laser ToF in modo che il laser ottenga letture accurate. Quindi fissare il sensore laser alla plastica. Avvolgi la plastica intorno al foro rettangolare esposto il più strettamente possibile. Assicurati che l'interruttore a scorrimento e i due pulsanti non siano intrappolati sotto di esso e siano fuori da esso, quindi, usando del nastro adesivo, fissa la plastica al PVC. Assicurati che la porta USB sul Feather sia ancora accessibile per un cavo. Copri il PVC con il nastro adesivo il più ordinatamente possibile. Assicurati di fissare saldamente l'interruttore a scorrimento collegato alla batteria all'esterno del PVC. Inoltre, assicurati di non fissare con nastro adesivo l'antenna GPS effettiva o il LED sulla scheda GPS. Basta fissare la scheda attorno all'antenna GPS. Ultimo ma non meno importante, usa la colla a caldo per incollare i bottoni nel punto desiderato all'esterno del PVC.

Passaggio 5: cablaggio: parte 2

Saldare i seguenti componenti ai fili infilati nel PVC. Taglia i fili lunghi del piede se sono molto lunghi. Rendili abbastanza lunghi da potervi accedere e saldare i componenti.

Display OLED=====Piuma

GND======GND

Vin=======3.3v

DATI=====MOSI

CLK======SCK

D/C======MISO

RST======13

CS=======12

Maxbotix Ultrasuoni===Piuma

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

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

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

LED UV======Piuma

Collegare il filo lungo del LED al filo collegato al pin 10. Collegare il filo corto al filo di terra. Prova a collegare i fili vicino alla base del LED. Quindi tagliare i fili scoperti in eccesso del LED. Avvolgere i collegamenti con del nastro adesivo per evitare che si tocchino accidentalmente l'uno con l'altro o con un altro filo.

LED blu======Piuma

Puoi fare cose diverse con dove posizioni i LED blu sul cacciavite. Ne ho messi tre davanti rivolti in avanti e due in alto rivolti verso l'alto in modo che ci fosse la luce davanti e i led in alto fossero facili da vedere e da usare come indicatori. Comunque tu decida di farlo, collega il lato positivo di tutti e cinque i LED con un filo e i lati negativi di tutti e cinque con un secondo filo. Quindi saldare il filo negativo al filo di terra del Feather e il filo positivo al filo del pin 9 del Feather.

Posizionare l'OLED sulla rientranza del PVC e disporre i LED e il sensore a ultrasuoni nella tacca nella parte anteriore del cacciavite. Non dovrebbero muoversi troppo. Se lo fanno, puoi usare colla o nastro adesivo.

Infine, copri il PVC più corto con del nastro adesivo il più ordinatamente possibile.

Passaggio 6: codice

Scusate in anticipo. Il mio codice è una mostruosa giunzione di diversi bit di codice con nastro adesivo che fa sembrare Frankenstein un ragazzo unico, coerente e unito. Ho provato a mostrare dove ho ottenuto tutti i diversi bit di codice però. Molto proviene dagli esempi della libreria Adafruit. Ce ne sono anche alcuni da una divertente pagina scintillante e altri da un dolce veicolo autonomo istruibile. Ancora di più è venuto da un progetto di geocaching su Github. Ricordati di scaricare le librerie per OLED, laser ToF, bussola e GPS. Inoltre, assicurati di aver aggiunto Feather alle schede nell'IDE di Arduino. I tutorial sui collegamenti nella fase dei materiali possono guidarti attraverso di esso.

Passaggio 7: utilizzo

L'interruttore a scorrimento lo accende e lo spegne. Il potenziometro consente di passare da un'impostazione all'altra.

Valori potenziometro 500-600: GPS. Quando il GPS è bloccato, il LED GPS non lampeggerà molto. Se premi il pulsante uno, le tue coordinate correnti vengono salvate. Quindi, se ti sposti da qualche altra parte e premi il pulsante due, il cacciavite punterà nella direzione da cui hai iniziato.

Valori 600-700: Bussola. Mostra la tua direzione da nord. I LED si accendono se stai puntando a nord.

700-750: LED blu

750-800: LED UV

800-900: sensore a ultrasuoni

900-1024: Laser ToF

In futuro, potrei aggiungere un piezo per aggiungere quel meraviglioso ronzio di cacciavite sonico. Sarebbe anche interessante aggiungere un'impostazione che utilizzi il sensore a ultrasuoni proprio come un sensore di movimento. Potresti quindi lasciare il cacciavite da qualche parte e farlo ronzare per avvisarti quando sta arrivando qualcuno. Sarà divertente vedere cos'altro posso aggiungere.

Un ringraziamento speciale a mio fratello per aver scattato alcune delle foto quando ho capito che non ne avevo abbastanza.

Spero che questo progetto ti sia piaciuto. Se hai commenti o domande, posta via!