De wereld rond (Smart Globe): 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dit project is gemaakt voor de MIT-cursus Intro to Making (15.351). Ons project, getiteld "Around the World", is een slimme wereldbol die reageert op een gebruiker die een stad binnenkomt in een terminal. Zodra een stad is binnengegaan, draait de wereldbol op een motor die aan de basis is bevestigd om de lengtegraad van die stad te bereiken. Vervolgens wordt een laser die aan een staaf in de wereldbol is bevestigd, onder een hoek van een motor geplaatst om naar de juiste breedtegraad voor de stad te wijzen. Bij deze twee motoren wijst de laser op de door de gebruiker ingevoerde stad. De globe is doorschijnend genoeg zodat de laser die erin is gemonteerd door de gebruiker kan worden waargenomen. We werden geïnspireerd door de passie van ons teamlid Alex voor globes, evenals onze wens om gebruikers te verrassen door een alledaags object te transformeren in iets boeiends en "slims".

Benodigdheden

Vooraf gemaakte benodigdheden om te kopen

• 1 12-inch globe, semi-doorschijnend zodat een interne laser er doorheen kan schijnen (dit hebben wij gebruikt)
• 1 stappenmotor voor basis van globe (we hebben deze gebruikt)
• 1 stappenmotor voor interne laser (we gebruikten deze)
• 1 laser (we gebruikten KY-008 Laser Dot Diode)
• Draad
• Arduino
• Schroeven/bouten
• Voeding (we gebruikten dit)
• Motor Drive Controller Boards voor Arduino (we hebben dit gebruikt)
• Wifi-chip (we gebruikten NodeMCU 1.0)

Onderdelen om te maken

• 1 3D-geprinte staaf om de interne laser/motor op te hangen aan de bovenkant van de wereldbol (zie bijgevoegd STL-bestand)
• 1 3D-geprint opzetstuk om interne motor aan laser te bevestigen (zie bijgevoegd STL-bestand)
• 1 3D-geprint hulpstuk om de basismotor aan de wereldbol te bevestigen (zie bijgevoegd STL-bestand)
• Basis voor eindmontage

Stap 1: Inkoop

Onze eerste stap was om materialen voor het project aan te schaffen. Hoewel we wisten dat onze lijst met benodigde materialen zou kunnen veranderen naarmate we verder kwamen in de ontwikkeling van ons project, bestelden we de benodigdheden zo snel mogelijk om vertragingen in het project te voorkomen. We hebben alle materialen kunnen verkrijgen via Amazon of MIT Protoworks. We hebben op dit moment alle onderdelen in onze voorraadlijst besteld. Het belangrijkste onderdeel dat we vroeg moesten kopen, was echter de wereldbol, aangezien de afmetingen van al onze andere onderdelen, evenals het ontwerp voor de eindmontage, afhing van de grootte en kenmerken van de wereldbol. We moesten er ook voor zorgen dat de laser die we kochten helder genoeg was om door de wereldbol te schijnen, aangezien de laser in de wereldbol zou worden gemonteerd.

Stap 2: schetsen

Nadat we ons project hadden geselecteerd, hebben we verschillende ideeën geschetst over hoe de componenten zouden kunnen samenwerken, om ervoor te zorgen dat we een volledig idee hadden van welke onderdelen we zouden moeten kopen of bouwen. We begonnen met het schetsen van het algehele mechanisme en hoe elk onderdeel zou worden verbonden met de algehele montage. Daarna verdeelden we ons in kleinere teams, waarbij elke persoon verantwoordelijk was voor een of meer onderdelen. We hebben de benodigde afmetingen van elk onderdeel geschetst en geïdentificeerd, gebaseerd op de grootte van de wereldbol en motoren die we hebben gekocht.

Stap 3: Software

Terwijl sommigen van ons zich concentreerden op het schetsen van hardwarecomponenten, concentreerden anderen zich op de software. We moesten eerst de berekeningen maken om een enkele lengte- en breedtegraad om te rekenen naar een specifiek aantal stappen op onze motoren, gebaseerd op de grootte van de wereldbol en het totale aantal stappen in onze motor.

We vertrouwden op de Google Maps API om ons te helpen een stad (ingevoerd door een gebruiker) om te zetten in breedte- en lengtecoördinaten. Toen we deze coördinaten eenmaal hadden, schreven we code die de motoren via een Arduino zou instrueren om een bepaald aantal stappen te draaien op basis van de coördinaten die door de API zijn verkregen.

Stap 4: Hardware

Nadat we de onderdelen hadden geschetst die 3D geprint moesten worden, hebben we ze ontworpen in CAD-software (OnShape). We hebben elk onderdeel in 3D geprint en getest in de subassemblage om er zeker van te zijn dat het past zoals bedoeld.

Stap 5: Eindmontage

Na het herhalen van de software en hardware totdat we tevreden waren met elk onderdeel, assembleerden we het eindproduct. Naast het bevestigen van de motoren, lasers en elektronica aan de aardbol, bouwden we een basis voor het eindproduct om op te zitten.