Ultimate Sonic Screwdriver: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Ok, więc nie może zrobić tyle, co prawdziwy śrubokręt dźwiękowy od Doctor Who, ale to dopiero początek. Ten projekt był dla mojego brata dodatkowym małym prezentem świątecznym. Na Amazon można znaleźć zabawkowe śrubokręty dźwiękowe, ale poza tym, że zapalają się i prawdopodobnie wydają hałas, tak naprawdę nie mają wiele funkcji. Chciałem zrobić śrubokręt dźwiękowy, który miałby różne zastosowania i ustawienia. Poza tym chciałem zobaczyć, jak blisko mogę się zbliżyć do śrubokrętu dźwiękowego z czujnikami arduino dostępnymi w dzisiejszym świecie. Więc chociaż ten śrubokręt jest daleki od bycia tak fajnym jak prawdziwy, zrobiłem co w mojej mocy, aby spakować go do jak największej liczby zastosowań. To ma:

• Czujnik ultradźwiękowy - do pomiaru długości do 254 cali (~6,5 metra) z dokładnością do cala (plus urządzenie dźwiękowe musi mieć jakiś element dźwiękowy)
• Laserowy czujnik pomiarowy - ultradźwięki nie mogą mierzyć poniżej 6 cali, więc aby mieć pełen zakres pomiarów, dodałem ten czujnik, który może mierzyć do metra z dokładnością do mm
• Kompas - do nakierowania się na północ podczas następnej przygody na świeżym powietrzu
• LED UV - do czytania tajnych wiadomości i ewentualnie odstraszania wampirów
• GPS- do poprowadzenia Cię z powrotem do miejsca, z którego zacząłeś, jeśli się zgubisz

i oczywiście

niebieskie diody LED - aby zapewnić światło podczas eksploracji w ciemnym miejscu

Mam nadzieję, że Ci się podoba. Jeśli Ci się spodoba, rozważ zagłosowanie na to.

Krok 1: Materiały

Materiały kosztują około 200 dolarów, ale zależy to od tego, skąd je zdobędziesz i co możesz już mieć. Umieściłem linki Adafruit dla wielu różnych urządzeń elektronicznych. Adafruit to mój ulubiony sposób na arduino tech. Mają również linki do samouczków na stronach produktów, co jest bardzo pomocne w testowaniu różnych urządzeń elektronicznych i uruchamianiu ich. Możesz jednak znaleźć tańsze ceny gdzie indziej. Amazon czasami ma produkty Adafruit za tańsze, ale zwykle nie za dużo.

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

**Możesz również spróbować użyć jednej z innych płyt Feather MO, aby dodać Wifi, bluetooth lub inne dodatkowe funkcje.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- 39,95 dolarów

Monochromatyczny wyświetlacz graficzny OLED o przekątnej 0,96 cala i rozdzielczości 128x64 ------------------------------ 19,50 USD

UV / UVA 400nm Fioletowa dioda LED 5mm przezroczysta soczewka - 10 paczek ----------------------- 4,95 USD

Adafruit VL53L0X Czujnik czasu lotu - ~30 do 1000mm ----$14.95

Maxbotix Ultradźwiękowy dalmierz - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- 26,95 USD

Cekiny LED Adafruit - Royal Blue - Zestaw 5 ---------------------------------- 3,95 USD

Trójosiowy akcelerometr + tablica magnetometru (kompasu) --------------- 14.95 usd

Akumulator litowo-jonowo-polimerowy - 3,7 V 500 mAh ------------------------------------- 7,95 USD

**Jeśli chcesz, możesz użyć przenośnej ładowarki do telefonu i kabla USB zamiast powyższej baterii. Ładowarka do telefonu daje śrubokrętowi dodatkową zdolność dobrego samopoczucia ładowarki do telefonu. Musisz jednak podłączyć włącznik/wyłącznik do przewodu między baterią a piórem, a za pomocą kabla USB jest to trudniejsze. Bateria telefonu sprawia również, że śrubokręt jest znacznie bardziej nieporęczny, zwłaszcza jeśli używasz grubych przewodów.

Przewód z rdzeniem silikonowym - 50 stóp 30AWG czerwony ----------------------- 4,95 USD

**Zastrzeżenie: właściwie nie używałem tego drutu. Użyty przeze mnie przewód był grubszy, co znacznie utrudniało doprowadzenie całej elektroniki do obudowy śrubokręta. Powyższy drut jest tym, czego chciałbym użyć. Koniecznie kupujesz tylko czerwony drut, ponieważ nic nie mówi "podejrzanego" tak jak rura pcv wypełniona czerwonymi drutami:)

Potencjometr------------------------------------------------- -------------------------- 1,25 USD

**Ja też tego nie używałem. Pierwotnie zamierzałem użyć potencjometru suwakowego, aby naśladować ruch ślizgowy, który musiał zmienić śrubokręt 10. Doktora. Kiedy potencjometr suwakowy nie działał, korzystałem ze standardowego potencjometru, który miałem już pod ręką.

Przełącznik suwakowy ------------------------------------------------ ------------------------------ 0,95 USD

** Użyłem nieco innego przełącznika, który już miałem

Przełącznik dotykowy (6mm) x 20 sztuk ----------------------------------------- -2,50 USD

Rezystor 10k omów ----------------------------------------------- ----------------------- 0,75 USD

Kondensatory elektrolityczne 100 uF --------------------------------------------------- ------- 1,95 USD

Rura PCV 1 "X2" -------------------------------------------- --------------------------- 2,18 USD

3/4 "X2-1/2" złączka do rur ze stali ocynkowanej------------------------------------ --$1,87

Kolorowa taśma Duct (poszedłem z szarością i złotem, ale idę z dowolnymi kolorami)

Będziesz także potrzebował:

• Lutownica i lut
• Piła ręczna
• Wiertarka
• gorący klej
• narzędzia do ściągania izolacji

Krok 2: Okablowanie: część 1

** Pierwsze zdjęcie pokazuje diody LED i ultradźwięki przylutowane do pióra, ale jeszcze ich nie podłączaj.

Przylutuj następujące połączenia.

GPS======Piórko

Długość przewodu- GPS będzie znajdował się tuż obok pióra (patrz zdjęcie), więc przewody nie muszą mieć więcej niż 3 cale długości.

RX=TX

TX=RX

GND======GND

VIN=======3.3v

Kompas===Piórko

Długość drutu- kompas będzie znajdował się tuż nad piórem, więc przewody powinny mieć długość około 1,75 cala.

GND======GND

VIN=======3.3v

SDA======SDA

SCL======SCL

Laser ToF====Piórko

Długość drutu-około 2,5 cala

GND=GND

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

SDA=SDA

SCL=SCL

Przylutuj oba przewody SDA do otworu SDA w piórze i oba przewody SCL do otworu SCL. Jeśli chcesz, możesz skorzystać z sekcji prototypowania pióra.

Potencjometr====Piórko

pin końcowy==GND

drugi koniec pin=====3.3v

środkowy pin======A5

Przylutuj kondensator do obu końcówek. Upewnij się, że strona (-) kondensatora idzie do styku GND, jak pokazano tutaj.

Przyciski=====Piórko

Długość drutu-około 3,5 cala

Są dwa przyciski. Dla każdego przycisku podłącz jedną stronę przycisku do 3,3V. Podłącz drugą stronę do masy przez rezystor 10 kΩ (patrz ten schemat ze strony internetowej arduino). Upewnij się, że rezystor działa we właściwy sposób i staraj się nie zostawiać zbyt wiele odsłoniętego drutu. W przypadku pierwszego przycisku podłącz stronę z rezystorem do pinu 5 na piórze za pomocą przewodu. W przypadku drugiego przycisku podłącz przewód od strony rezystora przycisku do styku 6 w piórze.

Przełącznik akumulatora

Odetnij jeden z przewodów z akumulatora. Przylutuj jedną stronę ciętego drutu do końca przełącznika suwakowego, a drugą stronę ciętego drutu do środka przełącznika.

Na koniec przylutuj przewody o długości około stopy do otworów 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO i A0 w piórze. Przylutuj również dwa przewody, każdy o długości stopy, do uziemienia i dwa kolejne (również o długości stopy) do zasilania. Oznacz każdy przewód odpowiednią nazwą z kawałkiem taśmy na końcu.

Krok 3: Tworzenie sprawy

Początkowo chciałem zrobić obudowę dla tej technologii z różnych metalowych rur, takich jak miedź lub brąz, może z kilkoma kawałkami stali lub aluminium, więc byłoby to trochę steampunkowe, ale nowoczesne. Jednak nie sądziłem, że technik będzie chciał być umieszczony w metalowej obudowie (zwłaszcza kompasu), a musiałem być w stanie ciąć i kształtować rury. Robienie takich rzeczy z metalowymi rurami było poza mną, więc wybrałem PVC.

Wytnij kawałek PCV o długości około 7 cali. Wkręć złączkę rurową w jeden koniec PVC. Gdy robi się zbyt twardy, użyj szczypiec i podgrzej PVC na kuchence, aby go zmiękczyć. Postaraj się, aby PVC zakrył gwinty metalowej rury. Odetnij drugi kawałek PVC o długości 8 cali. Zrób to samo z tym PVC i drugim końcem złączki rurowej.

Jeśli chcesz, przytnij trochę PVC, aby uzyskać żądane proporcje (śrubokręt jest prawdopodobnie trochę długi).

Następnie wykonaj wcięcie, aby wyświetlacz OLED „usiadł” z boku tuby. Podgrzej jedną stronę 7-calowego kawałka, uważając, aby nie spalić PVC. Użyj kawałka drewna, aby spłaszczyć sekcję o rozmiarze OLED w mniej więcej tym samym miejscu, co wyświetlacz OLED na zdjęciach. Użyj kawałka drewna, aby również nacisnąć sam przód PCV, aby zmienić koniec z okrągłego na nieco owalny.

Podgrzej 8-calowy PVC po stronie przeciwnej do wcięcia OLED. Lekko spłaszcz bok PCV, aby wyglądał trochę jak owal.

Niech PVC ostygnie.

Wytnij wycięcie na samej górze 7-calowego PVC, aby pasowało do czujnika ultradźwiękowego maxbotix (zdjęcie powyżej). Postaraj się, aby wycięcie dobrze pasowało do czujnika ultradźwiękowego.

Użyj wiertła, aby wywiercić otwór o średnicy pół cala w środku płaskiego miejsca na OLED. Następnie użyj wiertarki i piły, aby wyciąć prostokątny otwór w 8-calowym kawałku po stronie przeciwnej do wcięcia OLED (ten sam obszar, w którym go podgrzałeś). Chcesz, aby prostokątny otwór był jak najmniejszy, ale nadal możesz zmieścić w nim pióro i inne technologie, aby umieścić go w PVC.

Na koniec wywierć otwór w 8-calowym kawałku po tej samej stronie, co OLED na potencjometr.

Krok 4: Umieszczenie technologii w etui

Nawlekanie przewodów

Weź Pióro i wszystkie podłączone do niego czujniki i włóż oznaczone przewody o długości stopy z końca stopnia okablowania do kwadratowego otworu w dłuższym (8-calowym) odcinku PVC. Przeciągnij przewody SCK, MOSI, MISO, pin 13 i pin 12 wraz z jednym z przewodów uziemiających i jednym z przewodów 3,3 V przez rurę i wyjmij z otworu we wcięciu OLED. Przeciągnij pozostałe przewody (A0, uziemienie, 3,3 V, styk 9 i styk 10) przez rurę i wyjmij ją od góry. Powinieneś teraz mieć przewody wychodzące z góry i przez otwór z boku.

Pozycjonowanie pióra

Wprowadź bałagan technologii do tuby. Upewnij się, że potencjometr wchodzi do otworu po drugiej stronie. Kompas znajdzie się dokładnie między piórkiem a potencjometrem. Upewnij się, że kompas jest skierowany we właściwą stronę. Niezależnie od tego, jak wskazuje kompas, chcesz, aby przód śrubokręta był skierowany w tym samym kierunku, więc jeśli kompas mówi, że jest skierowany na północ, przód śrubokręta również powinien być skierowany na północ. Możesz to sprawdzić w samouczku dotyczącym kompasu na Adafruit. GPS będzie siedział tuż obok Pióra z ceramiczną anteną skierowaną na zewnątrz rury. Pióro będzie siedzieć z boku z przyciskiem resetowania skierowanym do wewnątrz. Upewnij się, że port USB jest skierowany do tyłu obok GPS. Laser ToF znajdzie się na szczycie wszystkiego innego. Tył lasera (strona bez lasera) będzie zwrócony tyłem do siebie z bokiem pióra bez przycisku resetowania. Guziki będą wystawać z boku kwadratowego otworu, aby można je było owinąć wokół zewnętrznej części PVC i przykleić do niego. Wsuń przewody baterii, a następnie baterię w tylny koniec śrubokręta i podłącz baterię do pióra. Rozbijaj elektronikę o PVC tak bardzo, jak to tylko możliwe, nie uszkadzając niczego.

Zakrywanie prostokątnego otworu

Wytnij kawałek elastycznego plastiku z tego, co możesz znaleźć w swoim koszu do recyklingu. Plastik powinien być wystarczająco długi, aby zakryć pióro, ale nie GPS, i wystarczająco szeroki, aby owinąć się wokół technologii w prostokątnym otworze i zetknąć się z PVC. Wytnij mały otwór wystarczająco duży dla samego lasera w plastiku, w którym znajduje się czujnik laserowy ToF, aby laser mógł uzyskać dokładne odczyty. Następnie przyklej czujnik laserowy do plastiku. Owiń plastik wokół odsłoniętego prostokątnego otworu tak ciasno, jak to tylko możliwe. Upewnij się, że przełącznik suwakowy i dwa przyciski nie są pod nim uwięzione i nie są spod niego, a następnie za pomocą taśmy klejącej przyklej plastik do PCV. Upewnij się, że port USB w piórze jest nadal dostępny dla kabla. Przykryj PVC taśmą klejącą tak starannie, jak to tylko możliwe. Pamiętaj, aby mocno przykleić przełącznik suwakowy podłączony do akumulatora na zewnątrz PVC. Upewnij się również, że nie przyklejasz taśmą rzeczywistej anteny GPS ani diody LED na płycie GPS. Wystarczy przykleić płytkę wokół anteny GPS. Na koniec użyj gorącego kleju, aby przykleić guziki w miejscu, w którym chcesz je umieścić na zewnętrznej stronie PVC.

Krok 5: Okablowanie: część 2

Przylutuj następujące elementy do przewodów przeciągniętych przez PVC. Przytnij przewody o długości stopy, jeśli są bardzo długie. Zrób je na tyle długo, aby mieć do nich dostęp i przylutować do nich komponenty.

Wyświetlacz OLED=====Piórko

GND======GND

Vin=======3.3v

DANE=====MOSI

CLK======SCK

D/C======MISO

RST======13

CS=======12

Maxbotix Ultradźwiękowy===Piórko

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

GND=======GND

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

LED UV======Piórko

Podłącz długi przewód diody LED do przewodu podłączonego do styku 10. Podłącz krótki przewód do przewodu uziemiającego. Spróbuj podłączyć przewody blisko podstawy diody LED. Następnie odetnij nadmiar odsłoniętych przewodów diody LED. Owiń połączenia taśmą, aby zapobiec przypadkowemu zetknięciu się ze sobą lub innym przewodem.

Niebieskie diody LED======Piórko

Możesz robić różne rzeczy z miejscem umieszczenia niebieskich diod LED na śrubokręcie. Umieściłem trzy z przodu skierowane do przodu i dwa na górze skierowane do góry, aby światło było skierowane do przodu, a diody LED na górze były dobrze widoczne i służyły jako wskaźniki. Jakkolwiek zdecydujesz się to zrobić, połącz dodatnią stronę wszystkich pięciu diod przewodem, a ujemną stronę wszystkich pięciu drugim przewodem. Następnie przylutuj przewód ujemny do przewodu uziemiającego z Pióra, a przewód dodatni do przewodu z pinu 9 Pióra.

Umieść OLED na wcięciu na PCV i umieść diody LED i czujnik ultradźwiękowy w wycięciu z przodu śrubokręta. Nie powinni się zbytnio ruszać. Możesz użyć kleju lub taśmy, jeśli tak.

Na koniec przykryj krótszy PVC taśmą klejącą tak starannie, jak to tylko możliwe.

Krok 6: Kod

Z góry przepraszam. Mój kod to monstrualny, sklejony taśmą splot różnych fragmentów kodu, który sprawia, że Frankenstein wygląda jak jeden, spójny, złożony facet. Próbowałem jednak pokazać, skąd mam te wszystkie fragmenty kodu. Wiele z nich pochodzi z przykładów z biblioteki Adafruit. Jest też kilka z zabawnej strony z iskrami, a niektóre ze słodkiego autonomicznego pojazdu, który można poinstruować. Jeszcze więcej pochodziło z projektu geocachingu na Github. Pamiętaj, aby pobrać biblioteki dla lasera OLED, ToF, kompasu i GPS. Upewnij się również, że dodałeś Feather do płyt w Arduino IDE. Samouczki z linkami w kroku z materiałami poprowadzą Cię przez to.

Krok 7: Korzystanie z niego

Przełącznik suwakowy włącza i wyłącza. Potencjometr umożliwia przełączanie między ustawieniami.

Wartości potencjometru 500-600: GPS. Gdy GPS jest zablokowany, dioda GPS nie będzie migać tak często. Jeśli naciśniesz przycisk jeden, Twoje aktualne współrzędne zostaną zapisane. Następnie, jeśli przeniesiesz się w inne miejsce i naciśniesz przycisk drugi, śrubokręt wskaże kierunek z powrotem do miejsca, w którym zacząłeś.

Wartości 600-700: Kompas. Pokazuje kierunek z północy. Diody świecą się, jeśli kierujesz się na północ.

700-750: Niebieskie diody LED

750-800: UV LED

800-900: Czujnik ultradźwiękowy

900-1024: Laser ToF

W przyszłości mógłbym dodać piezo, aby dodać ten wspaniały dźwięk brzęczącego śrubokręta dźwiękowego. Fajnie byłoby również dodać ustawienie, które wykorzystuje czujnik ultradźwiękowy jako czujnik ruchu. Następnie możesz zostawić gdzieś śrubokręt i włączyć brzęczyk, aby ostrzec Cię, gdy ktoś nadchodzi. Będzie fajnie zobaczyć, co jeszcze mogę dodać.

Specjalne podziękowania dla mojego brata za zrobienie kilku zdjęć, kiedy zdałem sobie sprawę, że nie mam dość.

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten projekt. Jeśli masz jakieś uwagi lub pytania, opublikuj je!