Wipy: Pembersih Papan Tulis yang Terlalu Termotivasi: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

pengantar

Apakah Anda pernah bosan membersihkan papan tulis? Pernahkah Anda bertanya-tanya berapa banyak hidup Anda akan meningkat jika robot bisa melakukan ini untuk Anda? Anda sekarang memiliki kesempatan untuk mewujudkannya dengan Wipy: pembersih papan tulis yang terlalu termotivasi. Wipy akan membersihkan gambar Anda yang memalukan dengan benar, dan bahkan akan melakukannya dengan senyum manis. Anda bahkan tidak perlu mengaktifkannya! Itu hanya akan membersihkan papan saat Anda tidak mengharapkannya… Uhhh…*batuk batuk*…kami, tentu saja, bermaksud: saat Anda sangat membutuhkannya!

Fitur:

- Teman masa depan kita akan dapat menempel pada papan menggunakan magnet dan mampu bergerak melalui ruang menggunakan roda grippy.- Ia akan dapat mengikuti garis dan menghapusnya menggunakan sensor garis mengikuti dan spons.- Wipy memiliki kemampuan untuk mengukur jarak ke tangan Anda menggunakan sensor waktu terbang.- Kami akan memberikan Wipy kepribadian yang lucu menggunakan layar OLED kecil.

Proyek ini dilakukan sebagai bagian dari seminar Desain Komputasi dan Fabrikasi Digital dalam program master ITECH.

Lasath Siriwardena, Simon Lut & Tim Stark

Langkah 1: Logika Wipy

Wipy bekerja berdasarkan interaksi antara sensor garis dan sensor Waktu terbang. Tergantung pada jenis garis yang dideteksi dan seberapa dekat tangan Anda, Wipy bereaksi dalam beberapa cara seperti yang terlihat pada diagram.

Langkah 2: Komponen dan Teori

Untuk membuat kembali bagian luar biasa dari teknologi penyeka canggih ini, Anda memerlukan item berikut:

Komponen

Untuk membuat sasis robot, Anda memerlukan akses ke pemotong laser. Untuk kasus ini, printer 3d digunakan.

Semua elemen pelat dasar dipotong dari lembaran Plexiglas berukuran 500 x 250 x 4 mm.

Kami juga menyarankan agar Anda mendapatkan Kit Arduino yang akan menyertakan banyak komponen dasar untuk proyek ini (Amazon)

Basis & Kasing

1 x Kasus Cetak 3D

1 x Pelat dasar atas (Pemotongan Laser)

1 x Pelat dasar tengah (Lasercut)

1 x Pelat dasar bawah (Lasercut)

36 x M3 Kacang

5 x M3 Baut 15 mm

4 x M3 Baut 30 mm

2 x Magnet (kami mendapatkannya di sini)

Elektronik Utama

1 x Arduino Uno R3 atau setara generik - (Amazon)

1 x Arduino Expansion Shield (Termasuk dalam starter kit)

1 x Mini Breadboard (Termasuk dalam starter kit)

19 x Kabel jumper (Termasuk dalam starter kit)

11 x[TAMBAHAN OPSIONAL] Kabel Jumper Tanpa Solder - (Amazon)

1 x Power bank dengan minimal 2 slot USB - (Amazon). Hindari bank daya yang murah karena sumber dayanya tidak dapat diandalkan.

1 Spool x CCA twin wire untuk menghubungkan power bank ke Arduino & Motors - (Amazon)

1 x Blok Terminal Sekrup - (Amazon)

Sensor & Motor

1 x Motor Mikro, Kit Roda & Kit Braket - (Pimoroni)

1 x [SPARE OPSIONAL] Braket Motor File Cetak 3D - (Thingiverse)

Layar OLED 1 x 0,91 - (Amazon

1 x L293D Motor Driver IC - (Amazon)

Sensor Pelacakan Jalur IR 1 x 5 Saluran - (Amazon)

1 x Waktu Sensor Penerbangan (VL53L0X) - (Amazon)

Peralatan

- Obeng kepala Phillips

- Obeng kepala datar

- Pisau Kerajinan

- Lakban

Teori

Sensor Pelacakan Garis

Sebuah array dari lima sensor IR digunakan dalam sensor garis. Sensor IR ini dapat memilih untuk menangkap warna. Sensor memiliki emitor dan penerima. Emitor mampu menembak gelombang inframerah, jika permukaan sangat reflektif (seperti permukaan putih), sambil memantulkan lebih banyak gelombang kembali ke penerima IR. Jika permukaan menyerap radiasi, seperti warna hitam, penerima IR akan menerima lebih sedikit radiasi. Untuk mengikuti garis setidaknya diperlukan dua sensor.

Motor Untuk mengontrol Motor DC, Anda memerlukan jenis driver untuk mengendalikannya. IC Driver Motor I2C L293D L293D adalah driver motor yang murah dan relatif sederhana untuk mengontrol kecepatan dan arah putaran dua motor DC. Untuk informasi lebih mendalam tentang L293D, Lastminuteengineers memiliki ikhtisar yang fantastis:

Sensor waktu terbang:Sensor ini mampu mengukur jarak menggunakan prinsip yang sudah dinyatakan dalam judul sensor: waktu terbang. Ini adalah sensor yang sangat akurat dan dapat ditemukan misalnya pada drone atau sistem LiDAR. Ia mampu menembakkan laser ke arah tertentu dan mengukur waktu yang dibutuhkan laser untuk kembali, dari sana, jaraknya bisa dihitung.

Langkah 3: Mempersiapkan Kasus Dasar

Tubuh Wipy terdiri dari dua bagian; alas potong laser dan kasing cetak 3d.

1. Untuk alasnya, bisa dipotong laser atau dipotong tangan tergantung bahannya. Silakan temukan file terlampir di bagian komponen. Sebaiknya gunakan bahan yang kuat namun ringan seperti lembaran akrilik (3 - 4 mm) atau kayu lapis (2,5 - 3 mm). Selama fase prototyping kami, kami menggunakan inti busa 10mm yang bekerja sangat baik dan desain saat ini harus bekerja dengannya (beberapa fine tuning akan diperlukan). Inti busa juga mudah dipotong dengan tangan untuk orang yang tidak memiliki akses ke pemotong laser.

2. Kasing dicetak dengan PLA dengan tinggi lapisan 0,2 mm dan kerapatan pengisi 25%. Kami juga menyarankan ketebalan dinding 0.8mm.

Langkah 4: Merakit Elektronik: Driver Motor & I2C

Dalam merakit elektronik, pertama-tama kita akan memulai dengan Driver Motor L293D.

1. Tempelkan papan tempat memotong roti mini ke pelindung ekstensi Arduino.
2. Tempatkan L293D di ujung papan tempat memotong roti mini (di mana potongan sambungan plastik kecil menonjol di sisi pendek). Catatan, lingkaran penuh di atas L293D harus berada di ujung papan.
3. Hubungkan semua kabel jumper tanpa solder terlebih dahulu
4. Pasang kabel yang tersisa ke Arduino dan selanjutnya ke motor. Tidak masalah jika Anda bingung urutan kabel untuk motor Anda, karena Anda akan mengetahuinya setelah motor Anda berbelok ke arah yang salah.
5. Muat kode sampel motor ke Arduino untuk mengujinya - kode tersebut dapat ditemukan di bagian bawah halaman ini: (kode sampel Motors)

Langkah 5: Merakit Basis

Untuk merakit pangkalan, kami menyarankan urutan berikut.

1. Pertama, hubungkan motor ke alas atas menggunakan braket. Braket menggunakan mur dan baut M2. Luangkan waktu Anda dengan hati-hati untuk memasang baut karena ukurannya cukup kecil dan fiddly.
2. Hubungkan Arduino ke pelat atas, pastikan Arduino terlepas dari braketnya. Gunakan baut M2 untuk menghubungkannya. Jika baut M2 tidak Anda miliki, Anda juga dapat menggunakan M3, tetapi dibutuhkan sedikit lebih banyak kekerasan.
3. Berikutnya: pasang baut ke magnet, geser pelat bawah di atas baut dan pasang baut ke pelat tengah di lokasi yang ditunjukkan. Sekarang pasang pelat tengah dan bawah.
4. Pasang sensor garis ke pelat tengah menggunakan baut yang ditunjukkan. Pastikan juga memasang baut yang berdekatan di pelat tengah, karena lubang tidak dapat diakses lagi saat sensor garis dipasang.
5. Tambahkan semua baut di pelat tengah yang terhubung ke alas atas.
6. Terakhir, tempatkan dan kencangkan pelat dasar atas ke bagian alas lainnya.

Langkah 6: Kegilaan Magnet

Sekarang sampai pada bagian yang sulit, mencoba Wipy Anda di papan tulis vertikal. Bagian ini didasarkan pada sedikit coba-coba karena ada keseimbangan yang baik antara:

- Magnetnya terlalu kuat, sehingga roda tidak bisa bergerak.- Magnetnya kurang kuat sehingga Wipy jatuh dari papan.

Magnet yang kami gunakan kuat, mungkin agak terlalu kuat. Dengan menggunakan spacer antara papan dan magnet, tarikan dapat dikurangi. Spacer juga memastikan bahwa bagian atas baut tidak menyentuh papan tulis. Spacer dapat dilekatkan ke magnet dengan menggunakan lem, atau, dalam fase pembuatan prototipe: banyak selotip.

TipsKami memiliki beberapa tips untuk membuat magnet bekerja dengan benar:

- Magnet di antara roda dimaksudkan untuk menarik roda ke papan sehingga roda memiliki daya cengkeram lebih. Pastikan magnet ini lebih tinggi dari roda.- Pastikan robot sedikit miring ke arah magnet belakang.- Mulailah bereksperimen dengan lebih banyak magnet (lebih kecil) di bagian belakang. Karena susunan magnet yang lebih kecil dapat mulai mencegah robot berputar-putar.

Roda sekarang harus berputar ke arah yang sama. Sekarang, cobalah di papan tulis dan menangislah dengan air mata kebahagiaan jika akhirnya berhasil. Sekarang saatnya untuk pesta kemenangan kecil.

Langkah 7: Lebih Banyak Sensor, Lebih Menyenangkan

Sekarang motor dan magnet bermain dengan baik dengan yang lain, sekarang saatnya untuk menambahkan beberapa fitur (tidak berguna) ke Wipy.

1. Sensor garisMenggunakan kabel yang disertakan, sambungkan sensor garis ke papan tempat memotong roti seperti yang ditunjukkan. Kabel hijau pada diagram adalah untuk SCL dan putih untuk SDA.

2. Tambahkan layarMari tambahkan wajah imut Wipy seperti yang ditunjukkan.

3. Tof sensor Terakhir, tambahkan sensor jarak seperti yang ditunjukkan. Sensor ini akan mendeteksi seberapa dekat dengan tangan dan berhenti sesuai. Ini juga memberi Wipy fitur (mengganggu) untuk menyeka papan saat Anda mulai menggambar di papan.

4. Unggah Kode

Sekarang setelah semua sensor terhubung, kita dapat mulai mengkode. Muat file kode terlampir dan lihat Wipy menjadi hidup. Ada komentar dalam kode untuk membantu Anda memahaminya. Pastikan untuk mengunduh perpustakaan yang sesuai dari Sketch > Include Library > Manage Library. Pustaka sensor waktu penerbangan (VL53L0X.h) dapat ditemukan (Di Sini)

5. Kekuatan

Untuk memberi daya pada motor dan Arduino saat Wipy dengan senang hati berparade di atas papan tulis, kami merekomendasikan baterai eksternal. Anda dapat, misalnya, menempatkan ini di sudut atas papan dan menjalankan kabel ke Wipy. Wipy akan membutuhkan dua catu daya: 1 untuk Arduino dan 1 untuk motor seperti yang ditunjukkan pada foto. Kami memutuskan untuk menggunakan powerbank dengan output 2x 5V 2A. Pasang satu langsung di Arduino (baik di Vin, USB atau powerport). Pastikan jika terhubung ke Vin bahwa ada daya yang cukup untuk Arduino dan semua sensor.

6. Menyatukan semuanya

Untuk menyatukan semuanya, kami sarankan untuk menempelkan OLED dan sensor Time of Flight ke kasing dan kemudian menggunakan selotip dua sisi, sambungkan kasing ke alasnya.

Langkah 8: Ingin Lebih Banyak Menghapus Emosi?

Ingin membuat emosi Wipy sendiri, berikut caranya:

1. Buat emosi luar biasa Anda menggunakan perangkat lunak grafis apa pun (Adobe Photoshop, GIMP, dll) yang dapat menghemat gambar bitmap. Pastikan memiliki resolusi yang sama dengan layar Anda. Untuk kasus kami yaitu 128 x 32 px.
2. Selanjutnya, kita perlu mengubah bitmap ini menjadi kode. Kami dapat menggunakan alat online image2cpp untuk itu. Unggah gambar yang ingin Anda konversi
3. Setelah diunggah, pastikan pengaturannya benar seperti resolusi dan orientasi. Setelah semuanya benar, ubah "Format Output Kode" menjadi "Kode Arduino" dan pastikan untuk menggunakan pengenal yang sama dengan emosi apa pun yang ingin Anda ganti.
4. Setelah selesai klik "Generate Code" dan ganti kode di Arduino Sketch.

Runner Up di Kontes Arduino 2019