De GOB: 3 stappen

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

Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de Makecourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com).

Achtergrondinformatie over de GOB

De GOB staat voor Gear Operated Box en is een box die werkt via een reeks tandwielen. Dit project is gemaakt zoals hierboven vermeld voor de Makercourse aan de Universiteit van Zuid-Florida en deze instructable laat precies zien wat er nodig is om dit project ook in andere vakken te repliceren. De foto rechts de eerste foto hierboven is de laatste versie van de GOB. De box kan worden vergrendeld en ontgrendeld, afhankelijk van welke sleutel de RFID-sensor "ziet" en ook de LED's aan de zijkant gaan branden, afhankelijk van of de box wordt vergrendeld of ontgrendeld. Bekijk de bijgevoegde video om de nieuwste functies van de doos te zien.

Stap 1: Benodigdheden/hardware

U hebt het volgende nodig om dit project opnieuw te maken.

1. Arduino Uno-bord

2. Arduino RFID-sensor (MFRC522)

3. Versnellingen - Zie hieronder voor specificaties

4. Een grote veer

5. 5v stappenmotor

6. Verschillende LED's

7. Draagbare USB-oplader

8. Doos - Zie hieronder voor specificaties

9. Alle versieringen die je maar wilt voor je doos, ik heb het volgende gebruikt:

- Spray paint (bruin, goud, rose goud/koper)

- Sleutelhanger gloeilampen

- Diverse 3D-geprinte tandwielen, bouten en leidingen

versnellingen

De tandwielen die voor het mechanische gedeelte van dit ontwerp werden gebruikt, heb ik in Fusion 360 ontworpen met behulp van hun tandwielscript en ze vervolgens in 3D geprint. De eerste afbeelding die hier is bijgevoegd, toont de specificaties die ik heb gebruikt om al mijn tandwielen te genereren en ik hoefde alleen het aantal tanden op elk te veranderen. De tweede afbeelding toont de tandwielen die in deze doos worden gebruikt. Er werden 3 ronde tandwielen gebruikt en vervolgens werd een rechthoekig tandwiel gebruikt als het eigenlijke vergrendelingsmechanisme, de.stl-bestanden voor deze spullen zijn ook bijgevoegd. De derde afbeelding toont de plaatsing van de versnellingen, zoals u kunt zien, heeft de bovenste versnelling geleiders nodig om deze op zijn plaats te houden en de grootste versnelling is vastgelijmd aan een kleinere versnelling waardoor de stappenmotor alle interne versnellingen tegelijk kan draaien.

Doos

De doos die voor mijn project werd gebruikt, was gemaakt van 7 inch. x 7 inch vellen karton. Twee dunne stroken karton werden gebruikt om het deksel aan de bodem van de doos te bevestigen en vervolgens werd een kleine strook gebruikt om de haak op het deksel te construeren om de doos te kunnen vergrendelen. Je kunt je doos maken van elk materiaal dat je verkiest of er een gebruiken met een deksel dat al aan één kant is bevestigd, hoe dan ook, het deksel moet een haak aan de binnenkant hebben om de doos te vergrendelen door de interne tandwielen. Kijk naar de laatste twee afbeeldingen voor meer details.

Stap 2: Montage

1. Verzamel alle materialen vermeld in Stap 1: Benodigdheden/hardware

2. Construeer de doos, zoals eerder vermeld, je kunt je doos van elk materiaal maken of elke maat hebben, met als enige specificatie dat het een interne haak moet hebben die groot genoeg is om de interne versnellingen de doos te laten vergrendelen.

3. Zodra de doos is geconstrueerd, moet u het circuit aansluiten. Volg het bijgevoegde schema. Onthoud dat hoe schoner en compacter u uw circuit maakt, hoe beter het in uw doos past. Eenmaal geassembleerd programma en test uw circuit om 1) te controleren of al uw hardware werkt en 2) te controleren of het doet wat u wilt.

4. Ontwerp en print vervolgens de tandwielen die nodig zijn voor uw doos. Dit kan enkele afdrukken vergen, afhankelijk van de grootte van uw doos en de grootte van uw circuit. De eerste versnelling waarmee u moet beginnen, is die voor de stappenmotor, dit zal u helpen de hoogte van uw versnellingen in de doos te meten. Er zijn verschillende deuvelgroottes bijgevoegd in de.stl-bestanden die zouden moeten helpen bij het uitzoeken van de beste hoogte voor uw doos. U moet een gat in de onderkant van de plug boren en deze op de stappenmotor lijmen om de versnelling aan de stappenmotor te bevestigen.

5. Nadat u alle tandwielen hebt afgedrukt en het circuit hebt gemonteerd, bevestigt u de tandwielen aan de binnenkant van de doos. Ik gebruikte hete lijm voor eenvoudige montage. Andere soorten lijm of schroeven kunnen ook worden gebruikt. Voeg indien nodig geleiderails toe om de tandwielen op hun plaats te houden. Zoals je op de afbeeldingen kunt zien, moet de plaatsing van de tandwielen direct onder het deksel van de doos waar de haak rust, worden uitgelijnd. De veer moet direct onder de haak zitten, zodat het deksel omhoog komt wanneer de doos wordt ontgrendeld en het rechthoekige tandwiel ruimte heeft om in de haak te schuiven wanneer de doos moet worden vergrendeld.

6. Zodra de tandwielen op hun plaats zitten, zet u uw circuit vast in de doos. Ik gebruikte hiervoor tape, blauwe tape op foto's, omdat ik zo gemakkelijk aanpassingen kon maken als dat nodig was.

7. Versier eindelijk je doos! Ik koos ervoor om de LED's te gebruiken die oorspronkelijk werden gebruikt om de rotatie van de tandwielen aan te duiden als onderdeel van het decor voor de linkerkant van de doos. Het beste deel van dit project is dat je door het eenvoudige concept dit project aan je eigen behoeften kunt aanpassen. De volgende drie stappen laten zien hoe ik deze doos heb gedecoreerd.

8. Druk verschillende versnellingen af. Spuit vervolgens de doos en de tandwielen in de verf zodat ze passen bij het thema waar je naar op zoek bent. Ik heb wat tandwielen als stencils gebruikt om ontwerpen aan de zijkanten toe te voegen of ze op te plakken voor textuur, zie de bijgevoegde foto's voor details.

9. Voor de gloeilampen aan de zijkant heb ik sleutelhangerlampen gebruikt die ik kon losschroeven en de LED's eruit kon halen. Van daaruit kon ik twee gaten in de zijkant van de doos maken om de LED's die ik op het circuit had aangesloten in de gloeilampen te steken. Ik had lijm aan de buitenkant van de doos.

10. Als je klaar bent, zorg er dan voor dat er nog genoeg ruimte is om een voorwerp in je doos te plaatsen. Ik koos ervoor om de binnenste circuits met vilt te verbergen, zodat er niets zou blijven haken.

Veel plezier met het decoreren van de doos zoals je wilt, dat is het beste van uitvinden! Veel plezier met maken!

Stap 3: Coderen

Beginnen

Het bijgevoegde.ino-bestand is de programmacode voor de GOB. Om dit correct op je arduino uit te voeren, moet je ook de twee bibliotheken installeren die ook zijn gekoppeld aan je arduino-bibliothekenmap. Het programma is goed becommentarieerd, maar er is ook een beschrijving hieronder voor verdere verduidelijking. Deze codes vereisen een basiskennis van Arduino-programmering.

Overzicht/Beschrijving

1. Bibliotheken

Er worden drie bibliotheken gebruikt in dit programma SPI, MFRC522 en de Stepper Library. Aangezien SPI een standaard arduino-bibliotheek is, is het dus niet nodig om die in uw arduino-bibliothekenmap te installeren. SPI staat voor Serial Peripheral Interface en het is een serieel communicatieprotocol dat de arduino gebruikt om met de RFID-sensor te praten. Bij deze bibliotheek gebruiken we de MFRC522 bibliotheek om de data van de RFID sensor uit te lezen. Deze bibliotheek is specifiek voor de sensor en stelt ons in staat om de informatie te gebruiken die de sensor "leest" van de RFID-sleutels die worden gebruikt om de box te vergrendelen en te ontgrendelen. De stappenbibliotheek doet precies wat het klinkt, het helpt de Arduino om met de stappenmotor te praten.

2. Variabelen/instellingen definiëren

Nadat de benodigde bibliotheken voor de benodigde hardware zijn opgenomen, moeten de pinnen van die hardware worden gedefinieerd. In wezen moet de arduino weten welke pinnen met welke hardware praten.

3. Hoofdlus

Allereerst worden de eerste twee if-statements gebruikt om te controleren of de RFID-sensor een RFID-sleutel leest. Dan moeten we de code of UID pakken van de RFID-sleutel die wordt "gelezen", dit is wat er gebeurt in de eerste for-lus van de Loop()-functie. Nadat de UID is ingelezen, moeten we controleren of de sleutel de doos gaat vergrendelen of ontgrendelen. Hier, met behulp van een if else-instructie, heb ik één sleutel ingesteld om de doos te vergrendelen en een andere om de doos te ontgrendelen. Als de UID bijvoorbeeld gelijk is aan een UID die ik wil, roep dan de functie spinRight() aan of vergrendel de box, roep anders de functie spinLeft() aan en ontgrendel de box.

4. Draaifuncties

De functies spinLeft() en spinRight() worden gebruikt om de stappenmotor naar links of naar rechts te laten draaien. Het belangrijkste hier is dat om de richtingen van de stappenmotor om te keren, de pinnen voor de stappenmotor worden omgekeerd.