Diri - faollashtirilgan geliy baloni: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ushbu yo'riqnomada men sizga makonni hujjatlashtiradigan avtonom geliy balonini yaratish jarayoni haqida ma'lumot beraman. Videoni ko'ring:

Balon va korpus o'z-o'zidan ishlab chiqarilgan, elektronika arduino pro mini, uchta tayanchli dvigatel, to'siqlarni aniqlash uchun ultra tovushli sensorlar, stabilizatsiya uchun gyroskop va rasm/video olish uchun GoPro kamerasini o'z ichiga oladi.

Bu qadamlar:

1. Materiallarni oling

2. Balonni yarating

3. Elektron buyumlar uchun sumka yasang va uni balonga mahkamlang

4. Elektronikani qo'shing

5. Kod!

6. Geliy balonlari bilan ishlashda ba'zi qiyinchiliklar

Bu ko'rsatma Diana Nowacka (https://openlab.ncl.ac.uk/people/diana/ - [email protected]) va Devid Kirk (https://openlab.ncl) tadqiqot loyihasiga asoslangan..ac.uk/people/ndk37/ - [email protected]) - 2015 yil Ubicomp konferentsiyasida chop etilgan (https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2750858.2805825&coll=DL&dl=ACM). Uning yordami uchun Nils Hammerlaga (https://openlab.ncl.ac.uk/people/nnh25/ - [email protected]) alohida minnatdorchilik bildiraman.

Agar sizda biron bir savol yoki fikringiz bo'lsa, bizga elektron pochta orqali xabar yuboring!

1 -qadam: materiallar

Balon uchun materiallar

2 x Mylar adyol ("mylar qutqarish adyolini" qidirish oson bo'lishi kerak va atigi bir necha funt turadi)

1 x Mylar ballon

Asboblar

1 x Soch tekislovchi (kamida 200 ° C)

Koson uchun

2 x Balsa yog'och chiziqlari

lazer kesuvchi yoki ishchi skalpel

Taxminan 1 ta yog'och dübel. Uzunligi 50 sm (dvigatellarni ulash uchun)

Bir oz elim, menga epoksi juda yoqadi

Elektron komponentlar

Arduino pro mini (menimcha, nano bo'lishi mumkin yoki bir xil darajada kichik)

2 x H-ko'prigi

3 ta tayanchli motorlar (masalan, kichik kvadrokopterlardan)

GoPro Hero (WiFi uchun ideal)

Gyro + akselerometr - ITG3200/ADXL345 (men buni oldim:

3 x Ultrasonik sensorlar - Ultrasonik diapazonni topuvchi - LV -MaxSonar -EZ0 (bu yaxshi

2 -qadam: Balon yasash

Balon yasash

Balonga qancha narsalarni biriktirmoqchi ekanligingizga qarab, balon hajmini diqqat bilan tanlashingiz kerak. O'lchamlari 90 sm (~ 30 dyuym) dan oshadigan sharlarni olish qiyin bo'lgani uchun, men Mylardan o'zimnikini yasashga qaror qildim. Siz xohlagan shaklni tanlashingiz mumkin, lekin menimcha, sferik shar osonroq aylanadi. Diametri 130 sm bo'lgan shar 360 g gacha ko'tarilishi mumkin.

Eslatib o'tamiz, geliy balonining qancha yuk ko'tarishi sizning joylashuvingiz balandligiga (dengiz sathiga) ham bog'liq, chunki geliyning ko'tarilish qobiliyati uning zichligi va havoning zichligiga bog'liq.

Nima qilish kerak:

Mylar Blanketdan ikkita varaq oling va har biridan 130 sm (~ 51 dyuym) doirani kesib oling.

Milarni qizdirish uni juda mo'rt va ingichka qiladi. Shuning uchun biz chegara uchun oddiy mylar balonidan qo'shimcha, qalin mylar ishlatamiz.

Qalin Mylar balonidan taxminan 5 sm x 10 sm (2 dyuym x 4 dyuym) kichik chiziqlarni kesib oling. Ideal holda, ular sizning tekislovchi dazmolingizdan biroz kengroq bo'lishi kerak.

Ikkita doirani bir -birining ustiga qo'ying, qalin chiziqlarni chegaraga o'rab oling va ularni soch turmagi bilan birga bosing. Odatda, 5 soniyadan keyin Mylar eriydi. Men soch turmagichni kauchuk tasma bilan mahkamladim va 30-60 soniya shu holatda qoldirdim. Shunday qilib, Mylar hamma eriydi va bo'shliqlar yo'qligiga amin bo'lishingiz mumkin. Balonni to'ldirish uchun bo'sh joy qoldirish kerak bo'lgan bitta bo'limdan tashqari, sharning butun atrofi uchun ushbu protseduradan zavqlaning (bu taxminan abadiy davom etadi). Balonni oddiy ochishni xohlamaganingiz uchun, siz to'ldirishga osonlikcha imkon beradigan, bir tomonlama ochiladigan qalin mylar konvertining ochilishini ishlatishingiz kerak.

Endi siz konvertni tugatdingiz!

Keyingi ayyor narsa korpus bo'ladi. Eng maqbul material balsa yog'ochidir, chunki u engil.

3 -qadam: ishni hal qilish

Balsa yog'och - bu korpus uchun eng zo'r material, chunki u chiroyli ko'rinadi va juda yengil! Bu bitta kamchilik bilan birga keladi, lekin u unchalik mustahkam emas. Men juda ko'p holatlarni buzmaslikka muvaffaq bo'ldim, bu juda ishonchli, faqat biroz ehtiyot bo'lish kerak. Balzani davolashning eng oson usuli - skalpel bilan kesish.

Faqat ijodiy bo'ling va sizga nima yoqishini ko'ring! Men turli xil shakllar bilan tajriba o'tkazdim va tishli menteşalar juda zo'r ko'rinadi (qarang: https://www.instructables.com/id/Laser-cut-enclosu… Siz ham standart qutiga kirishingiz mumkin, bu muhim emas, hamma narsani ichkariga joylashtirib, dvigatellar uchun dublonni ulashingiz mumkin ekan.

Men balzaning yog'och tasmasini yoyga egishga qaror qildim. Buning uchun katta dumaloq piyola yangi qaynatilgan suvni olib, ichidagi tasmasini sekin egish mumkin. Agar siz krujka kabi og'ir narsalarni tepaga qo'yib, uni 1-2 soat suvda qoldirsangiz, balsa yaxshi egilishi kerak. egilganidan keyin uni chiqarib oling va quriting (Kechirasiz, menda bunday rasmlar yo'q, ehtimol men dangasa bo'lganman). Yon tomondan balzadan ikkita yarim doira kesib oling.

Siz dublonni korpusga epoksi bilan yopishtirishingiz mumkin. Dvigatellar old tomonga qaraganligiga ishonch hosil qiling, shunda ular eng kuchli. Yuqoriga/pastga tushadigan dvigatel uchun qutining pastki qismida ikkita kichik teshik oching, dvigatelni ikkita dublonga ulang va ularni teshiklardan o'tkazing. Boshqa plastinka qo'shish va uni o'tqazish uni ancha barqaror qiladi (elektronika bilan rasmga qarang).

4 -qadam: Elektronika

Komponentlar

Men rasm va videoga oladigan sharga ega bo'lish yaxshi bo'lardi, deb o'yladim. Men ham to'siqlarni aniqlash va barqarorlashtirishni xohlardim.

Shuning uchun men uchta ultra tovushli sensorni qo'shdim (1); ikkitasi old va chapdagi hamma narsani aniqlash uchun, bittasi shiftgacha bo'lgan masofani o'lchash uchun. Men aralashish bilan bog'liq muammolarga duch kelmadim (bu ma'lumotlar varaqasida ko'rsatilgan bo'lsa-da, siz zanjirni ishlatishingiz kerak https://www.maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf) Faqat muhim narsa bu edi Datchiklar bir -biridan farq qilishi kerak, chunki konuslar bir -birining ustiga chiqmasligi kerak, chunki sensordan keladigan sonar bir -biriga to'sqinlik qiladi, bu esa sensorni to'siqni aniqlashga majbur qiladi, chunki bu o'z vazifasini bajaradigan boshqa sensorli ovoz.

Gyrsocope (2) burilgandan keyin harakatni barqaror qiladi. Muhimi (rasmda ko'rsatilganidan farqli o'laroq, hamma narsa korpusga tashlangan), siz bitta o'qni tanladingiz (mening holatimda u Z edi) va uni iloji boricha tekislang, shunda u erga parallel bo'ladi. Balonning aylanishi giroskopning faqat Z qiymatida o'zgarishiga olib keladi. Shubhasiz, siz boshqa matematikadan foydalanishingiz mumkin, lekin bu men uchun juda yaxshi ishladi. Men sensorni balzali yog'och taxtaga yopishtirdim va bu uning ishlashi uchun etarli edi.

GoPro (3) rasmlarni masofadan boshlash va nihoyat dvigatellar+rekvizitlar uchun H-Bridges (L293D) uchun juda yaxshi. H-Bridge elektr uzatish liniyalari to'g'ridan-to'g'ri batareyaga ulangan bo'lishi kerak, arduino ustidan o'tmang, chunki motorlar juda ko'p shovqin chiqaradi! Bu sensorlardan o'qishni yaroqsiz holga keltirishi mumkin. Ammo, H-ko'prigining erini arduino-ga ulashni unutmang. Bundan tashqari, H-ko'priklari to'g'ri ishlashi uchun PMW pinlariga ulangan bo'lishi kerak.

Agar siz jasoratli bo'lsangiz, mini-USB kabelini ajratib oling va USB ulagichi orqali GoPro-ni adruino va erga + VCC-ga ulang. Shunday qilib, siz GoPro batareyasini chiqarib olishingiz mumkin va siz ozgina vaznni tejaysiz! Bu ish vaqtining qisqarishiga olib keladi. Balonni havoda ushlab turish uchun hech qanday batareya quvvati kerak emasligi sababli, batareya (3,7 V, 1000mAh yaxshi) vaqti -vaqti bilan suratga olinsa, taxminan 2 soat davom etadi. G'alati, har xil kompaniyalarning bir xil batareyalari har xil vaznga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun iloji boricha ko'proq mA / soat quvvatga ega batareyani olishga harakat qiling, lekin u ham eng yengil.

Ulanish (Komponent -> Arduino)

Ultrasonik sensorlar

Power+Ground -> Arduino VCC va Ground

BW -> A0, A1, A3 (nima uchun A2 ni o'tkazib yuborganimni eslamang, ehtimol sababsiz)

Gyro+akselerometr

Power+Ground -> Arduino VCC va Ground

SDA (GND ustidagi pin) -> Arduino SDA (A4)

SCL (SDA ustidagi pin) -> Arduino SCL (A5)

H-ko'prigi

Pin 4, 5, 12, 13 -> Arduino GND

Pin 1, 8, 9, 16 -> Arduino RAW

2 -pin -> Arduino pin 11

Pin 3 -> Dvigatel 1.a

Pin 6 -> Dvigatel 1.b

7 -pin -> Arduino 10 -pin

(2+3 dvigatelli boshqa H-ko'prigi uchun ham shunday)

Keyingi kod!

5 -qadam: Dasturlash

Tez o'tish

SOZLASH

Barcha PIN -kodlar va sensorlarni ishga tushiring

Loop

• Birinchidan, agar shar bir muddat qimirlamasa, u oldinga siljiydi (hech qanday harakat zerikarli emas),

  randommove = 1, pastadir oxirida buni tekshiradi

• Keyin balandlikning hali ham yaxshi ekanligini tekshiring (KeepHeight ()) va yuqoriga yoki pastga tushishi mumkin, men uni shift ostida 1 m qilib qo'ydim.
• Agar 150 sm dan yaqinroq narsa bo'lsa, undan qochish mumkin emas, shuning uchun burilishni boshlang
• agar ikkala datchik old tomondan biror narsani aniqlasa, shar orqaga qarab ketadi
• burilgandan keyin, siljishni oldini olish uchun, dvigatellar bilan qarama -qarshi yo'nalishni saqlang va endi aylanmang.
• Nihoyat, oldinga siljishni bajaring va 5 soniya davomida uchayotganda tekis turish uchun Gyro -dan foydalaning

Ishonchim komilki, bunga erishishning eng yaxshi usullari bor, agar taklifingiz bo'lsa, menga xabar bering!

6 -qadam: Yakuniy eslatmalar

Bu erda geliy sharlari haqida bilishingiz kerak bo'lgan bir nechta narsalar bor

GELIY BALONLARI BILAN ISHLASHGA TASHQIRLAR

Men o'z Dirisimni yaxshi ko'rsam -da, geliy sharlari mukammal emas. Birinchi qiyinchilik - barcha komponentlarni ko'tarish uchun to'g'ri o'lchamdagi balonni olish. Balonning hajmi uning qancha geliy ushlab turishini aniqlaydi, bu yuqoriga ko'tariladigan kuchga mutanosib. Bu komponentlarni tanlashni sezilarli darajada cheklaydi. Eng katta cheklov - bu batareyadir; qanchalik yengil bo'lsa, shuncha qisqa davom etadi. Hech bo'lmaganda mikrokontroller, akkumulyator va ba'zi dvigatellarni ko'tarish uchun geliy balonining diametri kamida 90 sm bo'lishi kerak.

Ikkinchidan, geliy bilan to'ldirilgan sharlar xonadagi havo oqimi va harorat o'zgarishiga juda sezgir. Geliy balonlari doimo siljib borar ekan (ya'ni, umuman to'xtab qolishning iloji yo'q), ular har qanday havo oqimlari va chizmalaridan qattiq ta'sirlanadi. Konditsionerli xonalarda havo sharlarini ishlatish borasida yaxshi tajribaga ega emasman.

Uchinchidan, geliy balonini siljitish pervanellarni harakatga keltirib, inertlikni o'zgartirishdan iborat, chunki harakatni boshlash va holatning haqiqiy o'zgarishi o'rtasida bir necha soniya o'tadi. Natijada, shar tashqi ta'sirlarga yaxshi javob bera olmaydi va to'siqlardan tezda qochish juda qiyin.

Nihoyat, geliy havodan engilroq bo'lgani uchun u har qanday korpusdan sekin chiqib ketadi. Natijada, havo o'tkazmaydigan korpusga qarab, balonni har kuni yoki har kuni to'ldirish kerak. Balonni to'liq suzuvchi, ya'ni tushish yoki balandlikka ko'tarilmasligi uchun uni to'g'ri miqdorda geliy bilan to'ldirish juda qiyin bo'lishi mumkin. Balonni juda yengil qilib to'ldirish va uni qo'shimcha og'irlik bilan muvozanatlash maqsadga muvofiqdir, uni yana osongina olib tashlash mumkin.