Ultrarealistische surfsimulator - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Heb je plotseling zin om te gaan surfen, maar is er geen groot water in de buurt? Ben je bang voor diepe en onstuimige wateren? Of ben je gewoon te lui om naar buiten te gaan? Dan is de Ultra Realistische Surfsimulator de perfecte oplossing voor jou! Het zorgt voor een bijna realistische surfervaring vanaf elke denkbare plaats. Als een tweedelig systeem wordt beweging gedetecteerd door een bord en vertaald in golfbewegingen van een oceaandiorama.

Project door:

Lena Strobel, Gabriel Rihaczek, Guillaume Caussarieu

Het project werd uitgevoerd als onderdeel van het seminar Computational Design en Digital fabricage in het ITECH-masterprogramma.

Stap 1: Materialen

Om een ultrarealistische surfsimulator te bouwen, heb je de volgende benodigdheden nodig:

Elektronica:

• 2x Arduino-bord (Arduino Uno)
• 2x Batterijen 9V
• 1x servomotor, b.v. ServoMotox Reely Standaard-Servo S-0090 (88/98N.cm)
• 1x 3-assige digitale versnellingssensormodule - MMA8452
• 2x NRF24L01 zendontvangermodule
• 6/7,5 V voeding, b.v. Voltcraft USPS-1000
• 2x 5.1kΩ weerstand
• 1x Broodplank
• Doorverbindingsdraden

Hardware:

• 2x Plexiglas platen 250x500x3mm, b.v. Evonik
• 1x Plexiglas platen 250x500x2mm, b.v. Evonik
• 20mm Multiplexplaat (91*21cm + 2x 91*11cm)
• 4x M3x15mm bouten
• 8x M3 Moeren
• 1x Ø8x20mm aluminium huls (1mm dik)
• 1x M6x50mm Bout + 2xM6 Moeren
• Ø3x50mm draadstang
• 2x Ø8/4mm ringen

• Ø5x50mm houtschroeven

• Blauwe waterkleurstof
• 1l transparante babyolie
• 1x Tube Acrifix 1R 0192 (of andere heldere en waterdichte acryllijm)
• Transparant silicium

Gereedschap:

Tangen, Schroevendraaier, Boormachine, Laser Cutter, Houtbandzaag of CNC-frees, 60ml spuit

Stap 2: Montage van multiplex surfplank

Voor het uitsnijden van de surfplank gebruikten we een lintzaag omdat we geen toegang hadden tot een cnc-molen. We hebben de omtrek van het bord op het hout getraceerd met behulp van een papieren sjabloon. De surfplank is in elkaar te zetten door deze te lijmen en/of vast te schroeven.

Stap 3: Lasersnijden Diorama

Gebruik het volgende dxf-bestand om de onderdelen te snijden met een lasersnijfrees.

Een deel van de vijl moet uit 3 mm plexiglas worden gesneden, de andere uit 2 mm plexiglas.

Gebruik een goede kwaliteit plexiglas. De ervaring heeft geleerd dat plexiglas van slechte kwaliteit de neiging heeft om wazig te worden wanneer het in contact komt met acryllijm.

Stap 4: Montage van diorama

Om het diorama in elkaar te zetten:

• Begin met de bodemplaat en voeg dan de 2 korte kanten toe. Wacht 5 minuten totdat de lijm begint uit te harden.
• Voeg de 2 lange zijden toe en wacht dan opnieuw minstens 15 minuten om de lijm te laten uitharden.
• Sluit alle randen van binnenuit af. Ga langzaam, doe één rand tegelijk en laat de lijm uitharden (~ 15 min voor elke rand. Dit voorkomt dat de lijm op uw plexiglas glijdt terwijl u de andere randen verzegelt.)
• Plaats de bovenplaat op de tafel en giet lijm in de gebieden waar de doos in contact komt (aangezien je hem daarna niet van binnenuit kunt verzegelen, zie foto)
• Laat de hele doos minstens 30 minuten uitharden in direct licht (voor UV-uithardende lijm)
• Vul de doos voorzichtig alleen met water, met behulp van de spuit. Controleer op eventuele lekken. Als het lekt, maak dan de doos leeg en voeg meer lijm of siliconen aan de randen toe. Herhaal deze stap totdat u een goede waterdichtheid bereikt (zelfs als het tijd kost, is het later veel gemakkelijker om water schoon te maken dan babyolie… Vertrouw ons!)

Enkele interessante tips zijn ook hier te vinden:

Stap 5: Diorama vullen met water en olie

Nu je doos waterdicht is (is het echt?):

• Meng je water met de blauwe waterkleurstof.
• Vul ongeveer 1/3 van de doos met gekleurd water met behulp van de spuit.
• Vul de doos tot de top met olie
• Wacht tot eventuele luchtbellen zijn verdwenen.
• Als alle bubbels verdwenen zijn, zorg dan dat de doos perfect gevuld is
• Maak de buitendoos schoon met vloeibare afwasmiddel
• Dicht de twee gaten af met transparant siliconen

Stap 6: Montage van Diorama Base en Surfboard

We ontwierpen een plug-in board onder de wavebox, om het systeem naar een hoger niveau te tillen. Steunen kunnen in x- en y-richting in de basisplaat worden gestoken om de wavebox en de motor te dragen. De basis kan worden gemonteerd volgens de foto's van het eerder gesneden plexiglas, tandwielen, bouten, ringen, moeren, aluminium huls en de servomotor. Zorg ervoor dat u de tandwielen verspringt en de belasting van de met water gevulde doos niet rechtstreeks op de servomotor overbrengt. De wavebox zit niet stevig vast aan de basis. Het ligt op een aluminium bout (de kantelas van de hele constructie) en wordt alleen op zijn plaats gehouden door smalle plexischijfjes. De kantelas van de constructie is asymmetrisch opgesteld om de beweging te geleiden en te voorkomen dat de doos naar beneden valt.

Stap 7: Bedrading

Het bedradingsplan wordt getoond in de afbeelding. Er moeten twee circuits worden gemaakt, een zendercircuit voor het bord en een ontvangercircuit voor het diorama.

De opstelling kan werken met een enkel Arduino-bord door een draad te gebruiken in plaats van een radiozender als verbinding tussen het bord en het diorama.

Stap 8: Arduino-codes

Gebruik de bijgevoegde arduino-codes. Houd er rekening mee dat er twee codes zijn, één voor elk Arduino-bord. De zendercode leest de bordhoek, zet de hoek om in een bruikbare waarde en stuurt deze naar de ontvanger. De ontvangercode ontvangt die waarden en stuurt op basis daarvan de servomotor aan. De codes bevatten ook verdere opmerkingen. Er moeten meerdere bibliotheken worden geïnstalleerd, links worden gespecificeerd in de code.

Zodra de codes zijn geüpload naar de Arduino-borden, volgt u de volgende stap om de laatste instellingen te maken.

Stap 9: De zendercode aanpassen

Deze stap is alleen nodig als de vorm van het bord anders is dan de voorgestelde.

• U wilt nu de instellingen van de code aanpassen aan uw specifieke bord en constructie.
• Zodra uw arduino-zender stevig op het surfbord is bevestigd, sluit u de arduino weer aan op de computer.
• U wilt dat de arduino 90 ° leest als hij horizontaal stabiel is. Als de waarde die wordt gelezen met de functie Serial. Print(angle) niet 90° is, pas de code dan aan door een paar graden op te tellen of af te trekken om een mooie ronde 90° te krijgen
• Zodra dit is bereikt, draait u uw bord aan één kant. U kunt de hoek aflezen en de maximale hoek aftrekken die uw bord kan draaien. Gebruik deze waarde om de code aan uw specifieke behoefte aan te passen
• Herhaal deze stap in de andere richting
• Upload uw code terug naar het verzendende Arduino-bord.

Stap 10: Geniet van het surfen

Stap 11: Sidenote

Omdat het een onafhankelijke machine is, is er geen menselijke surfer nodig! Het systeem kan ook een feedbacklus vormen waar het zichzelf triggert om de oscillatie te vergroten.

Tweede plaats in de Arduino-wedstrijd 2019