Dookoła świata (Smart Globe): 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ten projekt został stworzony dla kursu MIT, Intro to Making (15.351). Nasz projekt zatytułowany „Around the World” to inteligentny globus, który reaguje na wpisanie miasta do terminala przez użytkownika. Po wejściu do miasta globus obraca się na silniku przymocowanym do jego podstawy, aby dotrzeć do długości geograficznej tego miasta. Następnie laser przymocowany do pręta wewnątrz globu jest ustawiany pod kątem przez silnik, aby wskazać właściwą szerokość geograficzną miasta. Dzięki tym dwóm silnikom laser wskazuje miasto wprowadzone przez użytkownika. Kula jest na tyle półprzezroczysta, że umieszczony wewnątrz niej laser może być zauważony przez użytkownika. Zainspirowała nas pasja członka naszego zespołu Alexa do globusów, a także chęć zaskoczenia użytkowników poprzez przekształcenie zwykłego przedmiotu w coś angażującego i „inteligentnego”.

Kieszonkowe dzieci

Gotowe materiały do zakupu

• 1 12-calowa kula, półprzezroczysta, przez którą może prześwitywać wewnętrzny laser (użyliśmy tego)
• 1 silnik krokowy do podstawy globu (użyliśmy tego)
• 1 silnik krokowy do wewnętrznego lasera (użyliśmy tego)
• 1 laser (użyliśmy laserowej diody punktowej KY-008)
• Drut
• Arduino
• Śruby/śruby
• Zasilanie (użyliśmy tego)
• Płytki kontrolera napędu silnika dla Arduino (użyliśmy tego)
• Chip Wi-Fi (użyliśmy NodeMCU 1.0)

Części do wykonania

• 1 pręt wydrukowany w 3D do zawieszenia wewnętrznego lasera/silnika na szczycie globu (patrz załączony plik STL)
• 1 przystawka wydrukowana w 3D do mocowania wewnętrznego silnika do lasera (patrz załączony plik STL)
• 1 przystawka wydrukowana w 3D do przymocowania silnika bazowego do globusa (patrz załączony plik STL)
• Podstawa do montażu końcowego

Krok 1: Zaopatrzenie

Naszym pierwszym krokiem było pozyskanie materiałów do projektu. Chociaż wiedzieliśmy, że nasza lista wymaganych materiałów może ulec zmianie w miarę dalszego rozwoju naszego projektu, zamówiliśmy dostawy tak szybko, jak to możliwe, aby uniknąć opóźnień w projekcie. Udało nam się pozyskać wszystkie materiały za pośrednictwem Amazon lub MIT Protoworks. W tym czasie zamówiliśmy wszystkie części z naszej listy dostaw. Jednak kluczową częścią, którą musieliśmy uzyskać wcześnie, był globus, ponieważ wymiary wszystkich naszych innych części, a także projekt końcowego montażu, zależały od wielkości i cech kuli ziemskiej. Musieliśmy również upewnić się, że zakupiony przez nas laser był wystarczająco jasny, aby świecić przez kulę ziemską, ponieważ laser byłby montowany wewnątrz kuli.

Krok 2: Szkicowanie

Po wybraniu naszego projektu naszkicowaliśmy różne pomysły na to, jak komponenty mogą ze sobą współpracować, aby mieć pewność, że mamy pełne wyobrażenie o tym, jakie części będziemy musieli kupić lub zbudować. Zaczęliśmy od naszkicowania całego mechanizmu i tego, jak każda część będzie połączona z całym zespołem. Następnie podzieliliśmy się na mniejsze zespoły, z których każda odpowiadała za jedną lub więcej części. Naszkicowaliśmy i określiliśmy niezbędne wymiary każdej części na podstawie wielkości kuli ziemskiej i zakupionych silników.

Krok 3: Oprogramowanie

Podczas gdy niektórzy z nas skupiali się na szkicowaniu komponentów sprzętowych, inni skupili się na oprogramowaniu. Najpierw musieliśmy wykonać obliczenia, aby przekonwertować pojedynczy stopień szerokości i długości geograficznej na określoną liczbę kroków w naszych silnikach, w oparciu o rozmiar kuli ziemskiej i całkowitą liczbę kroków w naszym silniku.

Polegaliśmy na interfejsie API Map Google, który pomógł nam przekonwertować miasto (wprowadzone przez użytkownika) na współrzędne szerokości i długości geograficznej. Kiedy już mieliśmy te współrzędne, napisaliśmy kod, który za pośrednictwem Arduino instruował silniki, aby obróciły określoną liczbę kroków w oparciu o współrzędne uzyskane przez API.

Krok 4: Sprzęt

Po naszkicowaniu elementów, które miały być wydrukowane w 3D, zaprojektowaliśmy je w oprogramowaniu CAD (OnShape). Każdą część wydrukowaliśmy w 3D i przetestowaliśmy w jej podzespole, aby upewnić się, że pasuje zgodnie z przeznaczeniem.

Krok 5: Montaż końcowy

Po iteracji oprogramowania i sprzętu, aż byliśmy zadowoleni z każdego komponentu, zmontowaliśmy produkt końcowy. Oprócz zamocowania silników, laserów i elektroniki do kuli ziemskiej, zbudowaliśmy podstawę, na której będzie mógł usiąść produkt końcowy.