Gesture Controlled Maze - Ajarnpa

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

Ik speel graag met labyrint doolhof. Ik heb altijd al een van die doolhof-doolhofspellen willen besturen met gebaren of mobiel. Ik werd geïnspireerd om dit Marble Maze te maken door blic19933's 3D Printed Maze Controlled by Your Android Device

In plaats van een Bluetooth-module voor communicatie te gebruiken, heb ik WiFi-module (ESP8266) gebruikt voor communicatie. Het voordeel hiervan is dat ik het doolhof kan besturen met een draagbare band of mobiele app.

Wat zijn de voordelen van mijn project?

1. Het is eenvoudig en gemakkelijk te bouwen

2. Het is goedkoop en heeft een paar elektronische onderdelen nodig.

3. Afneembare magnetische doolhof.

4. Gemakkelijk aan te passen.

5. Zo leuk om het te bouwen en ermee te spelen.

De Maze wordt bestuurd via een draagbare band en een Bluetooth-app die is ontwikkeld met behulp van MIT App Inventor. De gyroscoopsensorgegevens van de band worden via de WiFi-verbinding verzonden naar het Wemos D1 Mini-apparaat (esp8266) dat de servo's bestuurt die het doolhof kantelen. Je kunt het doolhof ook besturen met een Android-app. Android-app is gemaakt met de MIT App Inventor2. Deze gadget vereist minder componenten. Het is gemakkelijk te bouwen.

Je kunt alle dingen die nodig zijn voor dit project downloaden via deze GitHub-link:

Laten we beginnen met bouwen…!!

Stap 1: Onderdelen en materialen

Componenten

• 1x Wemos d1 mini
• 2x SG90s servomotor
• 1x ESP01
• 1x MPU6050
• 1x TP4056 LiPo-oplaadmodule
• 1x 3.7v 400mAh LiPo-batterij
• 1x mini-schuifschakelaar
• 1x Fitbit band of horlogebandje
• 4x 25 mm Neodymium-magneten
• 2x 5mm stalen kogel
• 2x Montage schroeven
• 10cm X 10cm houten vouw

3D-geprinte onderdelen

De 3D-print STL-bestanden zijn beschikbaar op Thingiverse -

• base_plate.stl
• x_axis.stl
• y_axis.stl
• magnet_holder.stl
• magnet_holder_cover.stl
• rectagular_maze.stl
• driehoekig_doolhof.stl
• hexagonal_maze.stl
• circulaire_maze.stl

Gereedschap

• 3D-printer die u online kunt gebruiken
• Soldeerbout en Tin
• Schroevendraaier en tang
• Draadstripper
• Lijmpistool
• Multimeter

Stap 2: 3D print de marmeren doolhofonderdelen

Ik gebruikte Flashforge creator pro met 0.2mm nozzle en normale instellingen en met steunen. U kunt ook alle bestanden downloaden van Thingiverse. 3D print alle onderdelen en maak de onderdelen schoon door de steun te verwijderen.

www.thingiverse.com/thing:3484492

Stap 3: Monteer de cardanische structuur

Er zijn 5 delen om deze structuur te bouwen. Het is een Gimbal-achtige structuur. Voordat u servomotoren aan 3D-geprinte onderdelen bevestigt, test u eerst de servomotoren en stelt u vervolgens beide motoren in op een hoek van 90 graden. Neem nu 2 1-zijdige servohoorns en plaats deze in de gleuf van x_axis_motor.stl en y_axis_motor.stl onderdelen. Bevestig nu het onderdeel y_axis_motor.stl aan een van de servomotoren en bevestig het onderdeel magnet_holder.stl aan de andere servomotor. Plaats het in de sleuf en bevestig het met behulp van de 2 montageschroeven die bij de servomotoren worden geleverd. Bevestig vervolgens deze y_axis_motor en servomotor aan de x_axis_motor en magnet_holder.stl en servomotor aan het y_axis_motor.stl deel. Bevestig beide motoren met behulp van de schroef die bij de servomotor wordt geleverd. Soldeer nu de draden van de servomotor aan het Wemos-bord.

Pin-aansluitingen

Servomotor X = D3-pin van Wemos

Servomotor Y = D1-pin van Wemos

Sluit de grond- en VCC-pinnen van servomotoren respectievelijk aan op de GND- en 5V-pin van het Wemos-bord.

Plaats nu het Wemos-bord in het base.stl-gedeelte. Bedek nu de basisplaat door de Gimbal-structuur van servomotoren erop te plaatsen en bevestig beide onderdelen met 1-inch schroeven. Plaats de hele structuur op een houten plaat en bevestig deze met schroeven.

Plaats de 25 mm magneet in de gleuf van het onderdeel magnet_holder.stl. Bedek de magneet met het onderdeel magner_holder_cover.stl. Gebruik lijm om het te plakken.

Nu is het doolhof klaar. Upload de code in de Wemos met behulp van Arduino IDE.

Stap 4: Maak de draagbare band

De Wearable band bestaat uit de volgende onderdelen:

ESP01

MPU6050

TP4056 LiPo-oplaadmodule

Mini-schuifschakelaar

3.7V 400mAh LiPo-batterij.

Ik gebruik het Nodemcu-bord om ESP01 te programmeren. U kunt een andere programmeermodule gebruiken om ESP01 te programmeren. Om ESP01 te programmeren, sluit u ESP01 aan op het Nodemcu-bord zoals weergegeven in de afbeelding. Open vervolgens Arduino IDE en selecteer board als Nodemcu V1.0 en selecteer de poort en upload band.ino-code. Na het uploaden van de code verwijder je de header pins van de ESP01 met een soldeerbout. Verwijder ook de header-pinnen van de MPU6050-sensor. Soldeer nu alle componenten zoals aangegeven in het schakelschema. Plak elektrische tape op de achterkant van alle modules om kortsluiting te voorkomen. Plaats de gesoldeerde elektronische onderdelen in de 3D-geprinte behuizing (wearable_band_case.stl). Bevestig de behuizingsdoos aan de band.

Stap 5: Code Uitleg

Code voor de draagbare band: https://github.com/siddhesh13/gesture_controlled_m…code voor het doolhof:

Ik heb zowel het doolhof als de band geprogrammeerd met Arduino IDE. De band stuurt de gyroscoopwaarden (roll en pitch) naar het doolhof. Voor gegevensoverdracht gebruikt het het UDP-protocol. Bezoek deze webpagina voor meer informatie over UDP-ESP8266

Het doolhof werkt in Access Point (AP)-modus en de band werkt in Station-modus.

De band probeert eerst verbinding te maken met het doolhof dat in AP-modus (Access Point) werkt. Na de succesvolle verbinding met het doolhof initieert ESP01 in de band de communicatie met mpu6050 met behulp van het I2C-protocol. Ten eerste kalibreert het de sensor voor de huidige oriëntatie van de sensor. Vervolgens berekent het de Roll and Pitch-hoek van MPU6050. Het berekent de hoek elke 4 ms, d.w.z. 250 waarden per seconde. Vervolgens verzendt het deze hoekwaarden naar het doolhof. Om een UDP-pakket te verzenden, heeft u een IP-adres en poortnummer nodig van een extern apparaat dat het doolhof is. Het IP-adres van het doolhof is "192.168.4.1" en het poortnummer is "4210". Na ontvangst van de hoekwaarden van de band, draaien servomotoren op het doolhof.

Stap 6: Maak een Android-app met MIT App Inventor

MIT App Inventor is het beste platform om een snelle Android-app te maken.

Ik heb de aia- en apk-bestanden bijgevoegd. Download het apk-bestand en installeer het op je Android-telefoon en begin te spelen met het doolhof. U kunt ook wijzigingen aanbrengen in de app met behulp van aia-bestand. Open het aia-bestand MIT-app-uitvinder en breng volgens jou wijzigingen in de app aan. Ik heb de UDP-extensie gebruikt om gegevens naar het Wemos-apparaat (esp8266) te verzenden.

Download de extensie hier

Deze app gebruikt de gyroscoopsensor van de smartphone om de oriëntatie van de telefoon te controleren en stuurt de waarde naar het Wemos-apparaat met behulp van het UDP-protocol. Ik werk aan een app voor iOS en zal de bestanden uploaden zodra het klaar is. Blijf kijken!!!

Stap 7: Ontwerp het doolhof

Ik heb het doolhof in vier verschillende vormen ontworpen. U kunt het downloaden en afdrukken in een enkele kleur of meerkleurig in elke gewenste kleur.

U kunt uw eigen doolhof ontwerpen met behulp van de 3D/2D Maze Generator. Hoe het te gebruiken wordt uitgelegd op hun webpagina.

Maar met dit script kun je alleen een doolhof ontwerpen in een vierkante/rechthoekige vorm.

Ik heb het doolhof ontworpen met behulp van Inkscape en Fusion360-software.

Download eerst de afbeelding van het doolhof van internet. Download zwart-wit afbeeldingen voor goede resultaten. Open vervolgens de afbeelding in Inkscape-software. Converteer vervolgens de afbeelding van JPG/PNG-indeling naar Bitmap-indeling. Om het naar Bitmap te converteren, selecteert u de afbeelding en klikt u op de Path Trace Bitmap. Er wordt een nieuw pop-upvenster geopend, selecteer Brightness cutoff en vink het vinkje voor Live Preview aan om de resultaten te zien. Verhoog/verlaag de Drempelwaarde voor Helderheidsgrenswaarde voor de beste resultaten en klik op OK. U krijgt een Bitmap-afbeelding van het doolhof. Verwijder de originele afbeelding van het doolhof in jpg/png-formaat. Pas nu het formaat van de doolhofafbeelding aan met de optie Breedte en Hoogte in de bovenste menubalk. Sla daarna de doolhofafbeelding op in SVG-indeling.

Open nu Fusion360-software en klik op InsetInsert SVG. Selecteer het SVG-bestand van het doolhof en klik op OK.

Je hebt een 2D-schets van je ontwerp klaar, controleer de afmetingen zoals breedte, lengte, diameter en de ruimte voor de bal in het doolhof. Als het niet juist is, bewerk het dan opnieuw in de Inkscape en importeer het bijgewerkte bestand opnieuw in de Fusion360. Als alle afmetingen kloppen, voeg dan eenvoudig een cirkelschets van 26 mm in het midden toe. Deze cirkel is voor een magneet. Extrudeer nu het doolhof. Houd de wandhoogte op 5-7 mm, de basisdikte op 3-4 mm en het holtegat voor de magneet op 2 mm. Sla het bestand na het extruderen op als STL en snijd het met behulp van de slicer-software en druk het af.

Stap 8: Laten we spelen

Dit spel is geweldig! Zet een willekeurig doolhof en zet het AAN met behulp van een micro-USB-kabel.

Draag de band en zet hem AAN, wacht 20 seconden om de sensor te kalibreren. Nu ben je klaar om te spelen.

Als je de app gebruikt om het doolhof te besturen, verbind dan eerst de wifi van je mobiele telefoon met het doolhof. open vervolgens de app en je bent klaar om te spelen.

Als je je eigen doolhof ontwerpt, vergeet dan niet om je doolhofontwerpen te delen.

Als je het interessant vond, stem dan op mij in de Remix-wedstrijd. Bedankt voor het lezen tot het einde!

Blijf genieten en blijf knutselen.