Screaming Potato: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Proyek Tinkercad »

Instruksi ini akan mengajari Anda cara membuat kentang menjadi hidup, berbicara, dan berteriak untuk siaran langsungnya. Jika Anda pernah ingin mengejutkan teman dan keluarga Anda dengan sayuran yang tidak ingin dimakan, jika Anda ingin memahami apa yang dirasakan kentang saat akan dimasak, maka proyek ini cocok untuk Anda!

Inspirasi kami Ketika kami melakukan brainstorming ide untuk tantangan kentang, kami menyadari bahwa semua pikiran kami berputar di sekitar apa yang akan kami lakukan pada kentang, tetapi kami tidak pernah memikirkan apa yang akan kentang pikirkan tentang tindakan kami. Dengan kata lain, kami menyadari bahwa sebagai manusia, kami tidak pernah menempatkan diri dalam posisi kentang dan dengan demikian kami tidak pernah dapat memahami pengalaman kentang - sampai sekarang. Kami segera menyadari, bahwa kesenjangan pengalaman kentang-manusia ini adalah masalah besar, jadi kami memutuskan untuk mengambil tindakan.

Tujuan kami untuk proyek ini adalah untuk membangun perangkat elektronik, yang disebut Potato Soul, yang setelah dimasukkan ke dalam kentang akan membuat kentang berkomunikasi dalam bahasa manusia sebagai respons terhadap tindakan manusia, sehingga membuatnya dapat dihubungkan dengan manusia dan menutup kentang- kesenjangan pengalaman manusia.

Kentang dengan Jiwa Kentang dapat melihat manusia dengan merasakan cahaya inframerah dan meminta manusia untuk membiarkannya. Kentang akan bertanya lagi dan lagi, sampai keinginannya terpenuhi. Jika beberapa maniak memutuskan untuk memotong kentang yang malang, Jiwa Kentang akan memungkinkannya merasakan sakit dengan merasakan potongannya dengan sensor induktif - dan mengekspresikannya melalui pekikan yang mengerikan.

Selama penulisan instruksi ini, kami menaruh banyak fokus pada bagian Desain & Konsep - ini akan memungkinkan pembaca untuk mengikuti desain dan proses pemecahan masalah kami dan memahami mengapa dan bagaimana kami membuat keputusan tertentu.

Kode untuk proyek ini adalah Open Source- Anda dipersilakan untuk berkontribusi!

Tentang kami:Proyek ini dikerjakan oleh dua orang, teman saya haraldar dan saya, guusto. Kami terpisah secara fisik selama keseluruhan proyek, yang merupakan tantangan yang sangat besar. Penghargaan terbesar pasti diberikan kepada haraldar - dia bertanggung jawab atas desain sirkuit, pengkabelan sirkuit, pemrograman, desain akhir, dan pencetakan suku cadang 3D, perakitan, dan pengadaan semua suku cadang (termasuk membongkar speaker dan radio lama - kami mengalami malfungsi dan tidak punya waktu untuk menyusun ulang komponen secara online). Kontribusi saya adalah ide dan konsep awal, menemukan cara cepat untuk menyiapkan kentang dan Instructable. Kami mengembangkan konsep desain utama dan membuat pilihan desain penting bersama-sama.

Perlengkapan

Peralatan

• Besi solder
• Kawat Solder
• 3D-printer
• Multimeter

Bahan

• Kentang atau ubi jalar berukuran sedang hingga besar
• Arduino Nano Rev. 3 dengan pin yang disolder
• Sensor induktif LJ18 A3-8-Z
• (2x) Sensor Deteksi Gerakan Mikro PIR AM312
• Loudspeaker kecil (Kami memanen milik kami dari speaker murah)
• Baterai 9V
• Kabel jumper

Langkah 1: Desain dan Konsep

Ide di balik proyek ini sangat sederhana: Bayangkan sebuah kentang yang bereaksi dan berteriak ketika seseorang mencoba untuk memotongnya. Gambar persis ini adalah titik awal kami (Gambar 1.1). Dari sini, kami mulai memikirkan bagaimana fungsi ini dapat diimplementasikan. Kami membutuhkan perangkat elektronik di dalam kentang yang akan merasakan kehadiran manusia, benda logam dan juga menghasilkan suara. (Gambar 1.2).

Setelah mempertimbangkan lebih lanjut, kami mengembangkan tujuan berikut yang harus dipenuhi oleh perangkat ini:

1. Perangkat harus membuat kentang tampak manusia dengan berbicara dan berteriak sebagai respons terhadap tindakan tertentu.
2. Perangkat harus cukup kecil agar sesuai dengan sebagian besar kentang.
3. Perangkat harus mencakup diri sendiri dan dapat dengan cepat dimasukkan ke dalam kentang apa pun dengan sedikit persiapan.

Tentu saja tujuan tersebut datang dengan pertanyaan atau lebih tepatnya masalah yang harus kita selesaikan, yaitu:

1. Apa cara paling sederhana dan paling hemat biaya untuk mencapai fungsionalitas yang kita inginkan?
2. Bagaimana kita bisa meminimalkan ukuran perangkat?
3. Bagaimana kita bisa membuat persiapan kentang secepat dan semudah mungkin?

Pada langkah selanjutnya kita akan menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.

Langkah 2: Desain dan Konsep: Masalah Fungsionalitas - Bagan Alir

Untuk mengatasi masalah fungsionalitas, pertama-tama kita harus menentukan dengan tepat apa yang harus dilakukan perangkat. Diagram alir memvisualisasikan logika Jiwa Kentang.

Langkah 3: Desain dan Konsep: Masalah Fungsi - Input dan Output

Untuk mengatasi masalah ini, kami harus mengidentifikasi sensor apa yang kami butuhkan, bagaimana data sensor akan diproses, dan bagaimana kami akan menghasilkan ucapan dan teriakan. Kami memutuskan untuk menggunakan arsitektur berikut:

Untuk masukan kami, kami memiliki:

Deteksi keberadaan manusia: Sensor PIR. Mereka dapat mengukur cahaya inframerah, seperti panas tubuh dan dengan demikian akan sempurna untuk deteksi manusia. Mereka mudah digunakan dan tersedia secara luas. Sebagai bonus, dua sensor PIR mikro terlihat seperti mata pada kentang dan membuatnya tampak lebih hidup

Deteksi pemotongan: Sensor induktif. Sensor ini menciptakan medan magnet dan dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik mampu mendeteksi benda logam dalam jarak dekat. Sensor seperti itu di dalam kentang akan mendeteksi pisau logam yang memotong kentang

Untuk output kami, kami memiliki:

Memproduksi audio ucapan manusia: Loudspeaker. Buzzer sederhana tidak akan cukup, karena hanya dapat mengubah frekuensi dan dengan demikian tidak akan dapat mereproduksi suara manusia

Dengan ini dan diagram alur dalam pikiran, berikut ini:

Pengolahan data: Arduino. Seperti yang ditunjukkan pada diagram alir pada Langkah 2, logika rangkaian kami sangat mendasar dan kami juga tidak memerlukan perhitungan lanjutan pada input kami. Ini berarti bahwa kita tidak memerlukan kekuatan pemrosesan RaspBerry Pi - mikrokontroler biasa seperti Arduino adalah yang paling cocok

Jadi, kami menemukan bahwa kami dapat bertahan dengan dua sensor PIR, satu sensor induktif, pengeras suara, dan Arduino untuk membuat fungsionalitas yang diinginkan.

Langkah 4: Desain dan Konsep: Masalah Fungsi - Menghasilkan dan Menyimpan Ucapan

Satu hal yang tidak jelas: Bagaimana kita akan menciptakan ucapan dan teriakan manusia? Kami tahu cara memainkannya, tetapi bagaimana kami menyimpannya? Ada dua opsi:

1. Rekam frasa dan suara dan simpan dalam beberapa format audio di kartu SD.
2. Gunakan program Text-to-speech dan simpan frasa dalam format teks, lalu buat ucapan dengan cepat.

Meskipun opsi pertama menawarkan banyak kebebasan dalam hal suara yang dapat digunakan, opsi ini memerlukan antarmuka dengan modul kartu SD tambahan. Ini memakan banyak memori dan dapat menyebabkan masalah ketika ada tiga sensor aktif lainnya.

Selain itu, modul tambahan adalah kebalikan dari desain minimal. Itu sebabnya kami memilih opsi kedua: Kami menggunakan pustaka teks-ke-suara sumber terbuka Talkie, yang memiliki codec audio untuk sejumlah kata bahasa Inggris. Kata-kata ini memakan lebih sedikit ruang daripada file audio, jadi kami dapat dengan mudah menyimpan beberapa frasa di Arduino kami tanpa kartu SD apa pun.

Namun ada kekurangannya: Kata-kata yang diucapkan terdengar sangat aneh (Video yang disertakan menunjukkan hal ini), dan hanya ada sedikit kata - jadi Anda mungkin perlu berkreasi dengan ungkapan, jika tidak ada kata yang Anda butuhkan.

Meskipun perpustakaan Talkie berisi beberapa ratus kata dan semua huruf alfabet, perpustakaan itu tidak berisi jeritan atau jeritan. Untuk membuat jeritan seperti itu, kami hanya melihat kata-kata yang ada dan memodifikasi codec mereka untuk menghasilkan beberapa suara yang benar-benar mengerikan.

Hal penting terakhir yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa Talkie hanya berfungsi dengan Arduino berbasis prosesor ATMega168 atau ATMega328.

Langkah 5: Desain dan Konsep: Memecahkan Masalah Ukuran

Untuk rekap, kami ingin membuat perangkat yang pas di dalam kentang. Kentang basah, jadi kita perlu mengenkapsulasi perangkat kita untuk melindungi komponen elektronik dari air. Selanjutnya, lambung yang harus menahan komponen kita di tempatnya dan berukuran sekecil mungkin.

Sekarang kita tahu bagian apa yang kita butuhkan, kita bisa memikirkan cara ringkas untuk mengaturnya. Langkah paling efektif dan jelas adalah memilih Arduino yang tepat. Kami memilih Arduino yang kecil, namun mudah digunakan dan kuat - Nano, yang memenuhi persyaratan perpustakaan Talkie, karena memiliki prosesor ATMega328. Ini akan menghemat banyak ruang dibandingkan dengan Arduino UNO!

Langkah selanjutnya adalah membuat model perangkat, dengan semua komponen dikemas sekencang mungkin. Kami melakukan langkah ini di TinkerCAD, karena ini memungkinkan kami untuk menggunakan model komponen elektronik yang ada dalam dimensi yang benar dan segera mengekspor dan mencetak cangkang saat sudah siap.

Kami merancang cangkang yang akan dimasukkan ke dalam kentang yang dilubangi. Cangkangnya dirancang sedemikian rupa untuk memaksimalkan ruang di dalam kentang: Struktur seperti perahu dari bawah ke atas dengan bagian atas melengkung cocok secara optimal ke dalam kentang berlubang, sedangkan bagian bawah persegi panjang menyediakan ruang yang cukup dan opsi pemasangan untuk semua komponen elektronik. Lubang tambahan di tutup seperti perahu digunakan untuk bertindak sebagai "mata" - atau soket sensor.

Sensor induktif ditempatkan secara diagonal untuk mengurangi ruang ketinggian yang diperlukan. Meskipun jangkauan deteksinya sangat pendek, penempatannya memungkinkannya berfungsi dengan baik: karena penggalian dalam kentang berbentuk bulat, ketebalan dinding kentang minimal, sehingga memungkinkan sensor induktif mendeteksi logam lebih dekat ke luar.

Setelah meletakkan bagian bawah persegi panjang ke bawah, kentang berlubang dengan tutup seperti perahu di dalamnya ditempatkan di atas - dan sekarang semuanya aman, pas dan tidak terlihat!

Ukuran akhir perangkat kami dengan kapsul adalah sekitar 8,5cm x 6cm x 5,5 cm (panjang x lebar x tinggi). Ini tidak cocok untuk kentang kecil, tetapi kentang sedang dan besar serta ubi jalar akan bekerja dengan baik.

Langkah 6: Desain dan Konsep: Memecahkan Masalah Persiapan

Masalah terakhir yang harus dipecahkan adalah persiapan kentang. Kami ingin membuat proses ini sesederhana dan semudah mungkin. Solusi awal kami menggunakan perangkat penggalian khusus, tetapi kami kemudian menyadari bahwa ini hanya berfungsi untuk kentang, tetapi tidak untuk ubi jalar - ini sangat keras di dalam dan ekskavator plastik terlalu tebal untuk memotongnya atau pecah jika terlalu tipis.

Mengapa Anda bahkan menggunakan ubi jalar? Nah, ubi jalar cenderung jauh lebih besar, jadi jika Anda kesulitan menemukan kentang yang cukup besar untuk Potato Soul, Anda harus melihat ubi jalar. Jadi, pendekatan kedua kami adalah mengembangkan metode yang efektif untuk melubangi kentang apa pun, apakah itu ubi jalar atau kentang biasa. Detailnya didokumentasikan dalam salah satu langkah terakhir.

Langkah 7: Merakit Sirkuit

Kawat Arduino Nano persis seperti pada diagram sirkuit.

Langkah 8: Pemrograman Arduino

Kloning repositori ini:

Kemudian, buka file potato_soul.ino di Arduino IDE. Kode didokumentasikan dengan sangat baik, jadi cukup baca komentar dan ikuti instruksi di sana.

Langkah 9: Mencetak Bagian

Cetak file. STL yang disertakan. Printer kami membutuhkan waktu lebih dari 3 jam untuk memproduksi setiap bagian.

Langkah 10: Mempersiapkan Kentang

Sekarang semuanya sudah siap, saatnya menyiapkan kentang! Langkah selanjutnya akan menjelaskan teknik lekukan efisien yang telah kami kembangkan hanya untuk proyek ini.

Langkah 11: Melubangi Kentang - Menandai Wilayah

Tandai wilayah di mana Jiwa Kentang akan dimasukkan. Ini adalah wilayah yang harus Anda lubangi.

Langkah 12: Melubangi Kentang - Menguliti dan Menghapus Bagian Atasnya

Kuliti daerah yang ditandai. Kemudian, potong bagian cembung untuk meratakan kentang.

Langkah 13: Melubangi Kentang - Buat Sayatan dan Ekstrak Potongan

Buat beberapa potongan dalam pada kentang. Kemudian, masukkan pisau dan goyang-goyangkan, sampai Anda bisa mengeluarkan sepotong. Anda harus berhati-hati, karena terlalu banyak menekan pisau dapat merusak kentang. Setelah potongan pertama, yang tersisa akan mudah.

Ingatlah untuk menyimpan potongannya! Jangan membuang bagian yang Anda potong. Demikian pula, ketika Anda tidak lagi membutuhkan kentang yang Anda siapkan untuk Jiwa Kentang, Anda cukup mengulitinya, memotongnya, dan memasaknya.

Langkah 14: Melubangi Kentang - Menyempurnakan Kurva

Sekarang masukkan garpu logam ke dalam kentang dan lakukan gerakan goyangan yang sama untuk melubangi kentang lebih dalam. Terakhir, gunakan sendok tajam untuk menghaluskan dinding.

Langkah 15: Mempersiapkan Kentang - Buat Lubang untuk Sensor

Sebagai langkah terakhir, buat dua lubang untuk sensor PIR dan masukkan tutupnya ke dalam kentang. Sekarang Jiwa kentang menghuni kentang!

Langkah 16: Merakit Jiwa Kentang

Kami hampir selesai! Kumpulkan semua komponen di bagian bawah Potato Soul. Masukkan kabel melalui lubang mata dan pasang sensor ke kabel - dan hanya itu. Saatnya untuk mengejutkan teman dan keluarga Anda!

Kami akan senang mendengar tanggapan Anda tentang proyek kami:)