Maqsad: Yolg'iz qayiq: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu ko'rsatma Janubiy Florida universitetining Makecourse loyihasi talablarini bajarish uchun yaratilgan (www.makecourse.com).

Arduino, 3D bosib chiqarish va kompyuter yordamida yaratilgan dizayn (SAPR) uchun yangilikmi? Bu loyiha - bu mavzular ortidagi barcha asoslarni o'rganishning ajoyib usuli va sizning ijodingizga o'zingizniki bo'lishga imkoniyat yaratadi! Bu qayiq tuzilishi uchun ko'plab SAPR modellashtirish, avtonom tizimlarga kirish va suv o'tkazmaydigan 3D bosma kontseptsiyasini taqdim etadi!

1 -qadam: materiallar ro'yxati

Loyihani boshlash uchun, avvalo, nima bilan ishlashni bilishingiz kerak! Ishni boshlashdan oldin sizga kerak bo'lgan materiallar:

• 1x Arduino Uno R3 mikrokontroller va USB kabeli (Amazon Link)
• 1x L298N vosita boshqaruvchisi (Amazon Link)
• 4x (2 zaxira nusxasi) 3-6V DC motorlar (Amazon Link)
• 2x 28BYJ-48 qadamli motorlar va ULN2003 modullari (Amazon Link)
• Quvvat uchun 1x portativ telefon zaryadlash qurilmasi (Mana men ishlatganman, lekin biroz kattaroq. Agar xohlasangiz boshqasini ishlatishingiz mumkin: Amazon Link)
• 1x Ultrasonik HCSR04 sensori (Bu havola bir nechta o'tish simlari bilan bir nechta qo'shimchalarni o'z ichiga oladi: Amazon Link)
• Jumper simlarining 3x to'plami (erkak-ayol, erkak-erkak, urg'ochi-ayol. Amazon havolasi)
• 1x bankali Flex Seal (16-oz, Amazon Link)
• 1x rassom tasmasi (Amazon havolasi)
• 1x nozik qumli zımpara (taxminan 300 dona yaxshi)
• Moslashuvchan muhrni qo'llash uchun bir nechta popsicle tayoqchalari va cho'tkalar

• 3D bosib chiqarishga kirish. (Bu erda nisbatan arzon va samarali 3D -printer - Amazon Link)

  • 3D bosib chiqarish uchun qizil filament (Amazon Link
  • 3D bosib chiqarish uchun qora filament (Amazon Link)

O'zingizning loyiha versiyangiz uchun kerakli materiallarni qo'shishingiz mumkin!

2-qadam: 3D bosma qismlar va dizayn

Loyihaning birinchi qismi - uning ishlashi uchun mexanik tizim. U ko'plab qismlarni o'z ichiga oladi: korpus, qopqoq, belkuraklar, eshkaklar uchun motorlar uchun o'qlar, datchik uchun tayanch va o'q. sensorlar o'rnatiladi.

Komponentlar SolidWorks -da yaratilgan va yig'ilishga yig'ilgan. Barcha qismli fayllar va yig'ilish zip faylga joylashtirilgan, uni ushbu bosqichning oxirida topish mumkin. E'tibor bering, SolidWorks siz ishlatadigan yagona SAPR dasturi emas, chunki SAPR uchun Inventor va Fusion360 kabi ko'plab dasturlardan foydalanish mumkin. Siz ularga SolidWorks qismlarini import qilishingiz mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, belkurakni ushlab turuvchi o'qlar korpusidagi teshiklar bilan konsentrik bo'lib, aksning egilishi va qayiqdan chiqib ketishiga yo'l qo'ymaydi.

Bu loyihada hamma narsa 3D bosilgan (elektr komponentlarini hisobga olmaganda), shuning uchun o'lchamlar muhim. Men hamma narsaning bir -biriga mos kelishini ta'minlash uchun qismlarga taxminan 0,01 dyuymli bardoshlik berdim (xuddi bo'shashgan kabi). Dvigatelga o'tadigan o'qlarga nisbatan kamroq bardoshlik bor edi, shunda ular mahkam joylashishi mumkin edi. Yelkanlar o'qga mahkam o'rnashtirilgan, shuning uchun dvigatellar ishga tushganda, belkuraklar harakatlanib, qayiqni harakatga keltiradi.

SAPRni ko'rayotganda siz elektr komponentlari uchun platformalarni ko'rasiz. Bu komponentlarning harakatlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun o'z platformasiga "ochilishi" uchun.

Eng katta bosmalar korpus va qopqoqdir, shuning uchun loyihalashda buni yodda saqlang. Siz uni qismlarga ajratishingiz kerak bo'lishi mumkin, chunki bir vaqtning o'zida chop etish juda katta bo'ladi.

3 -qadam: nazorat qilish davri

Bu erda biz qayiqni boshqaradigan elektr davri haqida gaplashamiz. Menda Fritzing -ning sxemasi bor, bu siz yuklab olishingiz mumkin bo'lgan foydali dastur. Bu elektr sxemalarini tuzishda yordam beradi.

Ushbu loyihada ishlatiladigan barcha komponentlar Fritzingda emas, shuning uchun ular almashtiriladi. Qora fotosensor HCSR04 sensorini, kichik ko'prik esa L298N vosita boshqaruvchisidir.

HCSR04 va L298N non panelidagi elektr rållariga ulanadi, ular o'z navbatida Arduino quvvat tomoniga ulanadi (5V va er pimlarida). HCSR04 ning echo va tetik pinlari mos ravishda Arduino -dagi 12 va 13 -pinlarga o'tadi.

L298 uchun yoqish pinlari (boshqaruv tezligi) 10 va 11 (A/Dvigatelni yoqish) va 5 va 6 (ENB/Dvigatel B) pinlariga ulanadi. Dvigatellarning kuchi va asoslari L298N portlariga ulanadi.

Albatta, Arduino portativ telefon zaryadlovchimizdan quvvat oladi. O'chirish yoqilganda, motorlar yaqinlik sensori ko'rsatgan yo'nalishda maksimal tezlikda o'rnatiladi. Bu kodlash qismida ko'rib chiqiladi. Bu qayiqni harakatga keltiradi.

4 -qadam: Arduino kodi

Endi biz bu loyihani nima qilishini tushunamiz: kod! Men ushbu loyihaning kodini o'z ichiga olgan zip faylini biriktirdim, uni bu bosqichning oxirida topish mumkin. Ko'rib chiqishingiz uchun to'liq sharh berilgan!

- Arduino uchun yozilgan kod Arduino integratsiyalashgan rivojlanish muhiti (IDE) deb nomlangan dasturda yozilgan. Siz Arduinoning rasmiy veb -saytidan yuklab olishingiz kerak bo'lgan narsani bu erda topishingiz mumkin. IDE C/C ++ dasturlash tillarida yozilgan.

IDE orqali yozilgan va saqlangan kod eskiz deb nomlanadi. Eskizlar va sinf fayllari va kutubxonalariga onlayn yoki o'zingiz yaratgan fayllarni qo'shishingiz mumkin. Bularning batafsil tushuntirishlari va Arduino -da qanday dasturlash mumkin, bu erda.

- Bu qadamning boshida ko'rinib turibdiki, menda loyihaning asosiy eskizini ko'rsatadigan YouTube videosi bor, uni bu erda ko'rishingiz mumkin! Bu asosiy eskiz va uning vazifalarini ko'rib chiqadi.

- Endi men yaqinlik sensorini boshqarish uchun yaratilgan kutubxonani qisqacha ko'rib chiqaman. Kutubxona mening asosiy eskizimda kamroq chiziqli kod bilan sensordan ma'lumotlarni olishni osonlashtiradi.

. H fayli (HCSR04.h) bu kutubxonada foydalanadigan funktsiyalar va o'zgaruvchilar ro'yxati va ularga kim kirishi mumkinligini aniqlaydi. Biz konstruktordan boshlaymiz, bu ob'ektni belgilaydigan kod qatori (bizda "HCSR04ProxSensor" biz foydalanadigan), biz qavs ichiga kiritgan qiymatlarni o'z ichiga oladi. Bu qiymatlar biz foydalanayotgan aks -sado va tetik pimlari bo'ladi, ular biz yaratgan sensor ob'ektiga bog'lanadi ("HCSR04ProxSensor NameOfOurObject" deb nomlanishi mumkin). "Ommaviy" ta'rifidagi narsalarga kutubxona ichida ham, tashqarida ham (har qanday asosiy eskiz kabi) kirish mumkin. Bu erda biz asosiy eskizda biz chaqiradigan funktsiyalarni sanab o'tamiz. "Maxfiy" da biz kutubxonani ishga tushiradigan o'zgaruvchilarni saqlaymiz. Bu o'zgaruvchilar faqat kutubxonamizdagi funktsiyalarda ishlatilishi mumkin. Bu, asosan, biz yaratgan har bir sensor ob'ekti bilan qanday o'zgaruvchilar va qiymatlar bog'liqligini kuzatishning funktsiyalari.

Endi biz "HCSR04.cpp" fayliga o'tamiz. Bu erda biz o'z funktsiyalarimiz va o'zgaruvchilarimizni va ularning qanday ishlashini aniqlaymiz. Agar siz kodni asosiy eskizda yozgan bo'lsangiz, xuddi shunday. E'tibor bering, funktsiyalar ular qaytaradigan narsalar uchun ko'rsatilishi kerak. "ReadSensor ()" uchun u raqamni qaytaradi (float sifatida), shuning uchun biz funktsiyani "float HCSR04ProxSensor:: readSensor ()" bilan belgilaymiz. E'tibor bering, bizda "HCSR04ProxSensor::" bo'lishi kerak, bu funksiya bilan bog'liq ob'ekt nomi. Biz pinlarimizni konstruktorimiz yordamida aniqlaymiz, "readSensor ()" funktsiyasi yordamida ob'ektning masofasini topamiz va "getLastValue ()" funktsiyasi yordamida oxirgi o'qish qiymatini olamiz.

5-qadam: Barcha qismlar va montajlarni 3D-bosib chiqarish

Korpusning ikkita bo'lagi chop etilgach, siz ularni rassomlar tasmasi bilan yopishtirishingiz mumkin. Bu uni birgalikda ushlab turishi kerak. Siz boshqa barcha qismlarni SAPR dizaynimiz asosida odatdagidek yig'ishingiz mumkin.

3D-printerlar g-kodda ishlaydi, uni siz printer bilan birga keladigan kesuvchi dastur yordamida olishingiz mumkin. Bu dastur.stl faylini oladi (siz SAPRda yaratilgan qismdan) va uni printer o'qishi uchun kodga aylantiradi (bu fayl kengaytmasi printerlar orasida farq qiladi). 3D bosib chiqaruvchi mashhur kesuvchilar orasida Cura, FlashPrint va boshqalar mavjud!

3D-bosib chiqarishda ko'p vaqt talab qilinishini bilish juda muhim, shuning uchun reja tuzing. Uzoq bosib chiqarish vaqtlari va og'ir qismlarga yo'l qo'ymaslik uchun siz 10%ga yaqin to'ldirish bilan chop etishingiz mumkin. Shuni esda tutingki, yuqori to'lg'azish bosmaga suv kirmasligiga yordam beradi, chunki teshiklar kamroq bo'ladi, lekin bu qismlarni og'irlashtiradi va uzoqroq bo'ladi.

Taxminan barcha 3D-bosmalar suvga juda mos kelmaydi, shuning uchun ularni suv o'tkazmaydigan qilib qo'yishimiz kerak. Ushbu loyihada men Flex Seal -ni qo'llashni tanladim, chunki bu juda oddiy va suvni bosilmasligi uchun juda yaxshi ishlaydi.

6 -qadam: Bosimni gidroizolyatsiya

Bu bosmani gidroizolyatsiya qilish juda muhim, chunki siz qimmatbaho elektronikangiz buzilishini xohlamaysiz!

Boshlash uchun biz korpusning tashqi va pastki qismini qumlaymiz. Bu egiluvchan muhrning kirib borishi uchun oluklar yaratish, bu esa yaxshiroq himoyani ta'minlaydi. Siz yuqori qumli/nozik zımpara ishlatishingiz mumkin. Juda zımpara qilmaslik uchun ehtiyot bo'ling, bir nechta zarbalar yaxshi bo'lishi kerak.

7 -qadam: korpusni silliqlash

Oq chiziqlar paydo bo'la boshlagach, qachon to'xtash kerakligini bilib olasiz.

8 -qadam: Flex Seal -ni qo'llang

Moslashuvchan muhrni qo'llash uchun siz cho'tka yoki tayoqchadan foydalanishingiz mumkin. Hech qanday joyni o'tkazib yubormasligingizga ishonch hosil qiling. Siz asbobingizni ochiq idishga botirib, korpusga surtishingiz mumkin.

9 -qadam: Flex Seal o'tirsin

Endi kutamiz! Odatda egiluvchan muhrni biroz quritish uchun taxminan 3 soat vaqt ketadi, lekin ishonch hosil qilish uchun uni 24 soat o'tirishga ruxsat berardim. Quritishni tugatgandan so'ng, korpusni yanada himoya qilish uchun siz boshqa qatlamli plomba surtishingiz mumkin, lekin bu biroz ortiqcha (1 qatlam men uchun juda yaxshi ishladi).

10 -qadam: yig'ish va sinov

Endi moslashuvchan muhr quriganidan so'ng, men elektr komponentlarini qo'shishdan oldin korpusni suvda sinab ko'rishni maslahat beraman (agar korpus suv o'tkazmaydigan bo'lsa, bu sizning Arduino uchun muammo tug'dirishi mumkin!). Uni lavabo yoki hovuzga olib borib ko'ring va qayiq 5 daqiqadan ko'proq oqmasligini bilib oling.

Bizning korpusimiz suv o'tkazmaydigan ekanligiga ishonch hosil qilganimizdan so'ng, biz barcha qismlarimizni qo'shishni boshlashimiz mumkin! Arduino, L298N va boshqa komponentlarni to'g'ri pinlarga to'g'ri ulanganligiga ishonch hosil qiling.

Dvigatel motorlariga simlarni moslashtirish uchun, men ularning elektr manbaiga ulanishini ta'minlash uchun erkak simlarini lehimladim. Lehimlash, shuningdek, sizning barcha ulanishlaringiz xavfsiz ekanligiga ishonch hosil qilish uchun yoki uzunroq sim yasash uchun foydalidir. Agar siz ilgari hech qachon lehim qilmagan bo'lsangiz, bu haqda ko'proq bilib olishingiz mumkin!

Hamma narsa birlashgandan so'ng, barcha komponentlarni korpusga joylashtiring va bir oz sinov o'tkazing! Sensorning ishlashini ketma -ket monitorda masofa qiymatlarini o'qish orqali tekshirishni xohlaysiz, dvigatellarning to'g'ri aylanishini tekshiring.

11 -qadam: Yakuniy mahsulot

Va endi ishingiz tugadi! Sinov haydovchisidagi xatolarni tekshiring (elektronika ishlatishdan oldin qayiq va korpusni tekshiring) va siz tayyor!