Ultieme sonische schroevendraaier: 7 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Ok dus het kan niet zoveel als een echte sonische schroevendraaier van Doctor Who, maar het is een begin. Dit project was een soort extra klein kerstcadeautje voor mijn broer. Je kunt speelgoed met sonische schroevendraaiers vinden op Amazon, maar afgezien van oplichten en mogelijk geluid maken, hebben ze niet echt veel functie. Ik wilde een sonische schroevendraaier maken die eigenlijk een aantal verschillende toepassingen en instellingen had. Verder wilde ik zien hoe dicht ik bij een sonische schroevendraaier kon komen met de arduino-sensoren die beschikbaar zijn in de wereld van vandaag. Dus hoewel deze schroevendraaier nog lang niet zo cool is als een echte, heb ik mijn best gedaan om hem zo veel mogelijk te gebruiken. Het heeft:

• Een ultrasone sensor - voor het meten van lengtes tot 254 inch (~ 6,5 meter) met een nauwkeurigheid tot op de inch (plus een geluidsapparaat moet een soort sonische component hebben)
• Een lasermeetsensor - de ultrasone kan niet onder de 6 inch meten, dus om een volledig scala aan metingen te hebben, heb ik deze sensor toegevoegd die tot op een meter nauwkeurig kan meten met mm-nauwkeurigheid
• Een kompas - om de volgende keer dat u op avontuur gaat vanuit het noorden te komen
• UV-LED - voor het lezen van geheime berichten en mogelijk het afweren van vampiers
• GPS- om u terug te leiden naar waar u begon als u verdwaalt

en uiteraard

blauwe LED's - om licht te geven wanneer je ergens in het donker aan het verkennen bent

Ik hoop dat je ervan geniet. Als je het leuk vindt, overweeg dan om erop te stemmen.

Stap 1: Materialen

De materialen komen op ongeveer $ 200, maar het hangt af van waar je ze vandaan haalt en wat je misschien al hebt. Ik heb de Adafruit-links voor veel van de verschillende elektronica geplaatst. Adafruit is een soort van mijn go to voor arduino-technologie. Ze hebben ook links naar tutorials op de productpagina's, wat super handig is bij het testen van de verschillende elektronica en om ze aan het werk te krijgen. Misschien kun je elders goedkopere prijzen vinden. Amazon heeft soms Adafruit-producten voor goedkoper, maar meestal niet veel.

Adafruit Feather MO Basic Proto--------------------------------------------- ------- $19.95

**Je zou ook een van de andere Feather MO boards kunnen gebruiken om Wifi, bluetooth of andere extra functies toe te voegen.

Adafruit Ultieme GPS----------------------------------------------- ------------------- $39.95

Monochroom 0,96 128x64 OLED grafisch display ------------------------------$19.50

UV/UVA 400nm paarse LED 5mm heldere lens - 10 stuks -----------------------$4.95

Adafruit VL53L0X Vluchttijdsensor - ~ 30 tot 1000 mm ------- $14.95

Maxbotix ultrasone afstandsmeter-LV-EZ0-LV-EZ0 ---------------------------$26.95

Adafruit LED Pailletten - Koningsblauw - Pak van 5----------------------------------$3.95

Drie-assige versnellingsmeter + magnetometer (kompas) bord --------------- $14.95

Lithium-ion-polymeerbatterij - 3.7v 500mAh -------------------------------------$7.95

**Als je wilt, kun je een draagbare telefoonoplader en usb-kabel gebruiken in plaats van de bovenstaande batterij. Een telefoonoplader geeft de schroevendraaier de extra mogelijkheid om een telefoonoplader te zijn. Wel moet je een aan/uit schakelaar aansluiten op de draad tussen de accu en de Feather en dat is lastiger met een usb kabel. Een telefoonbatterij maakt de schroevendraaier ook een stuk omvangrijker, vooral als je dikke draden gebruikt.

Silicone Cover Stranded-Core Wire - 50ft 30AWG Rood ----------------------$4.95

**Disclaimer: ik heb deze draad niet echt gebruikt. De draad die ik gebruikte was dikker, waardoor het een stuk moeilijker was om alle elektronica in de schroevendraaierbehuizing te krijgen. De bovenstaande draad is wat ik wou dat ik had gebruikt. Het is ook absoluut noodzakelijk dat u alleen rode draad koopt, want niets zegt "verdacht" zoals een pvc-buis gevuld met rode draden:)

Potentiometer------------------------------------------------- -------------------------- $1,25

**Ik heb dit ook niet gebruikt. Oorspronkelijk zou ik een schuifpotentiometer gebruiken om de schuifbeweging na te bootsen die de 10e Doctor's schroevendraaier had om de instellingen te wijzigen. Toen de schuifpotentiometer niet werkte, gebruikte ik uiteindelijk een standaard potentiometer die ik al bij de hand had.

Schuifschakelaar ------------------------------------------------ ----------------------------- $0.95

** Ik gebruikte een iets andere schakelaar die ik al had

Tactiele Knop schakelaar (6mm) x 20 pack ----------------------------------------- - $ 2,50

10k ohm Weerstand ----------------------------------------------- ----------------------$ 0,75

100 uF elektrolytische condensatoren ---------------------------------------------- -------$1.95

1 X2' PVC pijp -------------------------------------------- ---------------------------$2.18

3/4 "X2-1/2" Gegalvaniseerde stalen buisnippel ------------------------------------ --$1.87

Gekleurde ducttape (ik ging met grijs en goud, maar ga met welke kleuren je ook roept)

Je hebt ook nodig:

• Een soldeerbout en soldeer
• Een handzaag
• Een boormachine
• hete lijm
• draadstrippers

Stap 2: Bedrading: deel 1

** De eerste foto toont de LED's en Ultrasonic gesoldeerd aan de Feather, maar sluit deze nog niet aan.

Soldeer de volgende verbindingen.

GPS======Veren

Draadlengte - De GPS bevindt zich direct naast de veer (zie de afbeelding), dus de draden hoeven niet meer dan 3 inch lang te zijn.

RX========TX

TX========RX

GND======GND

VIN=======3.3v

Kompas=== Veer

Draadlengte - Het kompas bevindt zich precies op de veer, dus de draden moeten ongeveer 1,75 inch lang zijn.

GND======GND

VIN=======3.3v

SDA======SDA

SCL======SCL

ToF Laser====Veren

Draadlengte - ongeveer 2,5 inch

GND========GND

VIN=========3.3v

SDA========SDA

SCL========SCL

Soldeer beide SDA-draden aan het SDA-gat op de Feather en beide SCL-draden aan het SCL-gat. Je kunt desgewenst het prototyping-gedeelte van de Feather gebruiken.

Potentiometer====Veer

eindpin=========GND

andere eindpen =====3.3v

middelste pin======A5

Soldeer een condensator aan beide eindpinnen. Zorg ervoor dat de (-) kant van de condensator naar de GND-pin gaat, zoals hier te zien is.

Knoppen=====Veren

Draadlengte - ongeveer 3,5 inch

Er zijn twee knoppen. Sluit voor elke knop een kant van de knop aan op 3.3v. Verbind de andere kant met aarde via een weerstand van 10k ohm (raadpleeg dit diagram van de arduino-website). Zorg ervoor dat de weerstand de goede kant op gaat en probeer niet veel blootliggende draad te laten. Verbind voor de eerste knop de zijkant met de weerstand met een draadje met pin 5 op de Feather. Sluit voor de tweede knop een draad van de weerstandszijde van de knop aan op pin 6 op de Feather.

Batterijpakketschakelaar

Knip een van de draden van de batterij af. Soldeer de ene kant van de afgeknipte draad aan het einde van de schuifschakelaar en de andere kant van de afgeknipte draad aan het midden van de schakelaar.

Soldeer ten slotte draden van ongeveer een voet lang aan gaten 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO en A0 op de veer. Soldeer ook twee draden, elk een voet lang, aan aarde en nog twee (ook een voet lang) aan de voeding. Label elke draad met de juiste naam met een stukje tape aan het uiteinde.

Stap 3: De zaak maken

Oorspronkelijk wilde ik de behuizing voor de techniek maken van verschillende metalen buizen zoals koper of brons met misschien wat stalen of aluminium stukken, zodat het een soort steampunk zou zijn, maar modern. Ik dacht echter niet dat de techneut graag in een metalen behuizing zou worden gehuisvest (vooral het kompas), en ik moest de pijpen kunnen snijden en vormen. Zulke dingen doen met metalen buizen ging mij te ver, dus ging ik voor PVC.

Snijd een stuk PVC van ongeveer 7 inch lang. Schroef de pijpnippel in het ene uiteinde van de PVC. Als het te hard wordt, gebruik dan een tang en verwarm het PVC op een fornuis om het zacht te maken. Probeer de PVC te krijgen om de draden van de metalen buis te bedekken. Snijd een tweede stuk PVC af van 8 inch lang. Doe hetzelfde met dit PVC en het andere uiteinde van de pijpnippel.

Snijd het PVC een beetje bij als je wilt totdat het de gewenste verhoudingen heeft (de schroevendraaier is waarschijnlijk een beetje lang).

Maak vervolgens een streepje voor het OLED-scherm om aan de zijkant van de buis te "zitten". Verwarm één kant van het stuk van 7 inch en zorg ervoor dat het PVC niet verbrandt. Gebruik een stuk hout om een gedeelte ter grootte van de OLED plat te maken op ongeveer dezelfde plek als het OLED-scherm op de foto's. Gebruik het stuk hout om ook de voorkant van de PVC te drukken om het uiteinde van cirkelvormig in een beetje ovaal te veranderen.

Verwarm het 8 inch PVC aan de kant tegenover het OLED-streepje. Maak de zijkant van het PVC een beetje plat zodat het een beetje op een ovaal lijkt.

Laat het PVC afkoelen.

Snijd een inkeping in de top van het 7 inch PVC om op de maxbotix ultrasone sensor te passen (foto hierboven). Probeer de inkeping zo te krijgen dat deze goed past voor de ultrasone sensor.

Boor met de boor een gat van een halve inch in het midden van de vlakke plek voor de OLED. Gebruik vervolgens een boor en een zaag om een rechthoekig gat te maken in het stuk van 8 inch aan de kant tegenover de OLED-inkeping (hetzelfde gebied waar je het hebt opgewarmd). Je wilt het rechthoekige gat zo klein mogelijk maken, maar toch de Feather en andere technologie erin kunnen passen om het in het PVC te plaatsen.

Boor tot slot een gat in het 8 inch stuk aan dezelfde kant als de OLED voor de potmeter.

Stap 4: De technologie in de zaak zetten

De draden inrijgen

Neem de Feather en alle sensoren die erop zijn aangesloten en steek de voet lange gelabelde draden vanaf het einde van de bedradingsstap in het vierkante gat in het langere (8 inch) PVC-gedeelte. Steek de SCK-, MOSI-, MISO-, pin 13- en pin 12-draden samen met een van de aarde- en een van de 3.3v-draden door de buis en uit het gat in de OLED-inkeping. Leid de andere draden (A0, aarde, 3.3v, pin 9 en pin 10) door de pijp en uit de bovenkant. Je zou nu draden moeten hebben die uit de bovenkant komen en uit een gat in de zijkant.

De veer plaatsen

Leid de puinhoop van tech in de buis. Zorg ervoor dat de potentiometer in het gat aan de andere kant gaat. Het kompas zit precies tussen de veer en de potentiometer. Zorg ervoor dat het kompas in de juiste richting wijst. Welke kant het kompas ook op wijst, u wilt dat de voorkant van de schroevendraaier in dezelfde richting wijst, dus als het kompas zegt dat het naar het noorden wijst, moet de voorkant van de schroevendraaier ook naar het noorden wijzen. Je kunt dit controleren met de tutorial voor het kompas op Adafruit. De GPS zal direct naast de Feather zitten met de keramische antenne naar buiten gericht, weg van de pijp. De Feather zit met de kant met de resetknop naar binnen gericht. Zorg ervoor dat de USB-poort naast de GPS naar achteren wijst. De ToF-laser zal bovenop al het andere zitten. De achterkant van de laser (de kant zonder de laser) zal rug aan rug zijn met de zijkant van de Feather zonder de resetknop. De knoppen steken uit de zijkant van het vierkante gat, zodat ze zich om de buitenkant van het PVC kunnen wikkelen en eraan kunnen worden gelijmd. Schuif de batterijdraden gevolgd door de batterij in het achterste uiteinde van de schroevendraaier en steek de batterij in de Feather. Smash de elektronica naar beneden in de PVC zo veel als je kunt zonder iets te breken.

Het rechthoekige gat bedekken

Knip een stuk flexibel plastic uit wat je in je prullenbak kunt vinden. Het plastic moet lang genoeg zijn om de Feather te bedekken, maar niet de GPS en breed genoeg om rond de technologie in het rechthoekige gat te wikkelen en contact te maken met het PVC. Snijd een klein gaatje dat net groot genoeg is voor de eigenlijke laser in het plastic waar de ToF-lasersensor is, zodat de laser nauwkeurige metingen krijgt. Plak vervolgens de lasersensor op het plastic. Wikkel het plastic zo strak mogelijk rond het blootliggende rechthoekige gat. Zorg ervoor dat de schuifschakelaar en de twee knoppen er niet onder vast komen te zitten en eronder vandaan komen, en plak het plastic vervolgens met ducttape op het PVC. Zorg ervoor dat de USB-poort op de Feather nog steeds toegankelijk is voor een kabel. Bedek het PVC zo netjes mogelijk met de ducttape. Zorg ervoor dat u de schuifschakelaar die op de batterij is aangesloten stevig aan de buitenkant van het PVC plakt. Zorg er ook voor dat u niet over de eigenlijke GPS-antenne of de LED op het GPS-bord plakt. Plak het bord gewoon rond de GPS-antenne. Last but not least, gebruik hete lijm om de knoppen aan de buitenkant van het PVC te lijmen op de plek waar je ze wilt hebben.

Stap 5: Bedrading: deel 2

Soldeer de volgende componenten aan de draden die door het PVC zijn geschroefd. Knip de voetlange draden af als ze superlang zijn. Maak ze net lang genoeg zodat je er bij kunt en er componenten aan kunt solderen.

OLED-scherm ===== Veer

GND======GND

Vin=======3.3v

DATA=====MOSI

CLK======SCK

D/C======MISO

RST======13

CS=======12

Maxbotix Ultrasoon === Veer

AN=================A0

GND==============GND

+5================3.3v

UV-LED======Veren

Sluit de lange draad van de LED aan op de draad die is aangesloten op pin 10. Sluit de korte draad aan op de aardedraad. Probeer de draden dicht bij de basis van de LED aan te sluiten. Knip vervolgens de overtollige blootliggende draden van de LED af. Wikkel de aansluitingen in tape om te voorkomen dat ze elkaar of een andere draad per ongeluk raken.

Blauwe LED's ====== Veer

Je kunt verschillende dingen doen met waar je de blauwe leds op de schroevendraaier plaatst. Ik heb er drie aan de voorkant naar voren geplaatst en twee aan de bovenkant naar boven gericht, zodat er licht naar voren wijst en de leds aan de bovenkant gemakkelijk te zien zijn en als indicatoren kunnen worden gebruikt. Hoe je het ook besluit te doen, verbind de positieve kant van alle vijf de LED's met draad en de negatieve kanten van alle vijf met een tweede draad. Soldeer vervolgens de negatieve draad aan de aardedraad van de Feather en de positieve draad aan de draad van pin 9 van de Feather.

Plaats de OLED op de inkeping op de PVC en plaats de LED's en ultrasone sensor in de inkeping aan de voorkant van de schroevendraaier. Ze mogen niet te veel bewegen. Je kunt lijm of tape gebruiken als dat het geval is.

Bedek ten slotte het kortere PVC zo netjes mogelijk met ducttape.

Stap 6: Coderen

Excuses alvast. Mijn code is een monsterlijke, met ducttape geplakte splitsing van verschillende stukjes code waardoor Frankenstein eruitziet als een enkele, coherente, in elkaar gezette kerel. Ik probeerde echter te laten zien waar ik alle verschillende stukjes code vandaan had. Veel ervan is afkomstig uit Adafruit-bibliotheekvoorbeelden. Er zijn ook enkele van een vonk leuke pagina en wat meer van een lief autonoom voertuig instructable. Nog meer kwam van een geocachingproject op Github. Vergeet niet om de bibliotheken voor de OLED, ToF-laser, kompas en GPS te downloaden. Zorg er ook voor dat je de Feather hebt toegevoegd aan de boards in de Arduino IDE. De tutorials van de links in de materialenstap kunnen je er doorheen leiden.

Stap 7: Het gebruiken

De schuifschakelaar zet hem aan en uit. Met de potmeter kun je wisselen tussen instellingen.

Potentiometerwaarden 500-600: GPS. Als de GPS is vergrendeld, knippert de GPS-LED niet zo vaak. Als u op knop één drukt, worden uw huidige coördinaten opgeslagen. Als u vervolgens ergens anders heen gaat en op knop twee drukt, wijst de schroevendraaier de richting terug naar waar u begon.

Waarden 600-700: Kompas. Toont uw koers vanuit het noorden. LED's lichten op als u naar het noorden wijst.

700-750: Blauwe LED's

750-800: UV-LED

800-900: Ultrasone sensor

900-1024: ToF-laser

In de toekomst zou ik misschien een piëzo toevoegen om dat prachtige zoemende geluid van een schroevendraaier toe te voegen. Het zou ook gaaf zijn om een instelling toe te voegen die de ultrasone sensor alleen als bewegingssensor gebruikt. U kunt de schroevendraaier dan ergens laten liggen en hem laten zoemen om u te waarschuwen wanneer er iemand aankomt. Het zal leuk zijn om te zien wat ik nog meer kan toevoegen.

Speciale dank aan mijn broer voor het maken van enkele foto's toen ik me realiseerde dat ik niet genoeg had.

Ik hoop dat je genoten hebt van dit project. Als je opmerkingen of vragen hebt, post dan maar!