Kliedzošs kartupelis: 16 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Tinkercad projekti »

Šī pamācība iemācīs, kā likt jebkuram kartupelim atdzīvoties, runāt un kliegt par tā tiešraidi. Ja jūs kādreiz vēlējāties pārsteigt savus draugus un ģimeni ar dārzeņu, kuru nevēlas ēst, ja kādreiz gribējāt saprast, ko jūtas kartupeļi, kad gatavojas to pagatavot, tad šis projekts ir domāts jums!

Mūsu iedvesma Kad mēs radījām idejas kartupeļu izaicinājumam, mēs sapratām, ka visas mūsu domas riņķoja ap to, ko mēs darīsim ar kartupeli, bet mēs nekad nedomājām par to, ko kartupelis domās par mūsu rīcību. Citiem vārdiem sakot, mēs sapratām, ka mēs kā cilvēki nekad neesam kartupeļu kurpēs un līdz ar to līdz šim nekad neesam spējuši izprast kartupeļu pieredzi. Mēs uzreiz sapratām, ka šī kartupeļu un cilvēku pieredzes atšķirība ir liela problēma, tāpēc mēs nolēmām rīkoties.

Mūsu mērķis šajā projektā bija izveidot elektronisku ierīci, tā saukto kartupeļu dvēseli, kas, ievietojot to kartupeļos, ļautu kartupelim sazināties cilvēku valodā, reaģējot uz cilvēka rīcību, tādējādi padarot to par cilvēku saistītu un aizverot kartupeļus. plaisa starp cilvēku pieredzi.

Kartupeļi ar kartupeļu dvēseli spēj redzēt cilvēku, uztverot infrasarkano gaismu, un lūgt cilvēkam atstāt to mierā. Kartupelis prasīs atkal un atkal, līdz tā vēlme tiks izpildīta. Ja kāds maniaks nolemj sagriezt nabaga kartupeļus, Kartupeļu dvēsele ļaus tai izjust sāpes, uztverot griezumu ar induktīvo sensoru - un izsakot to ar šausminošu skaņu.

Rakstot šo pamācību, mēs lielu uzmanību pievēršam dizaina un koncepcijas daļai - tas ļaus lasītājam sekot līdzi mūsu dizaina un problēmu risināšanas procesam un saprast, kāpēc un kā mēs pieņēmām konkrētus lēmumus.

Šī projekta kods ir atvērtais kods- laipni lūdzam piedalīties!

Par mums: Šo projektu veica divi cilvēki, mans draugs Haraldars un es, guusto. Visa projekta laikā mēs bijām fiziski šķirti, kas pats par sevi bija ļoti liels izaicinājums. Vislielākais nopelns noteikti ir haraldaram - viņš bija atbildīgs par shēmas dizainu, ķēdes vadu, programmēšanu, galīgo dizainu un 3D detaļu drukāšanu, visu detaļu montāžu un iegādi (kas ietvēra viņa skaļruņu un vecā radio noņemšanu). bija darbības traucējumi un nebija laika pārkārtot komponentus tiešsaistē). Mans ieguldījums bija sākotnējā ideja un koncepcija, atrodot ātru veidu, kā sagatavot kartupeļus un Instructable. Mēs kopā izstrādājām galvenās dizaina koncepcijas un izdarījām svarīgas dizaina izvēles.

Piegādes

Rīki

• Lodāmurs
• Lodēšanas stieple
• 3D printeris
• Multimetrs

Materiāli

• Vidēja līdz liela izmēra kartupeļi vai saldie kartupeļi
• Arduino Nano Rev. 3 ar lodētām tapām
• LJ18 A3-8-Z Induktīvais sensors
• (2x) AM312 Micro PIR kustības noteikšanas sensors
• Mazs skaļrunis (savācām savējos no lētiem skaļruņiem)
• 9V akumulators
• Jumper kabeļi

1. darbība: dizains un koncepcija

Šī projekta ideja ir ļoti vienkārša: iedomājieties kartupeli, kas reaģē un kliedz, kad kāds mēģina to sagriezt. Šis precīzais attēls bija mūsu sākumpunkts (1.1. Attēls). No šejienes mēs sākām domāt par to, kā šo funkcionalitāti varētu ieviest. Kartupeļa iekšpusē mums bija nepieciešama elektroniska ierīce, kas uztvertu cilvēka klātbūtni, metāla priekšmetus un arī radītu skaņu. (1.2. Attēls).

Tālāk apsverot, mēs izstrādājām šādus mērķus, kas šai ierīcei būtu jāizpilda:

1. Ierīcei, liekot kartupelim izskatīties cilvēkam, runājot un kliedzot, reaģējot uz noteiktām darbībām.
2. Ierīcei jābūt pietiekami mazai, lai ietilptu lielākajā daļā kartupeļu.
3. Ierīcei jābūt visaptverošai un ātri ievietojamai jebkurā kartupelī ar nelielu sagatavošanu.

Protams, šie mērķi tika sasniegti ar jautājumiem vai drīzāk problēmām, kas mums bija jāatrisina, proti:

1. Kāds ir vienkāršākais un rentablākais veids, kā sasniegt vēlamo funkcionalitāti?
2. Kā mēs varam samazināt ierīces izmēru?
3. Kā mēs varam padarīt kartupeļu pagatavošanu pēc iespējas ātrāku un vieglāku?

Turpmākajos soļos mēs risināsim šos jautājumus.

2. solis: dizains un koncepcija: funkcionalitātes problēma - plūsmas diagramma

Lai atrisinātu funkcionalitātes problēmu, vispirms precīzi jānosaka, kas ierīcei būtu jādara. Plūsmas diagramma vizualizē kartupeļu dvēseles loģiku.

3. darbība: dizains un koncepcija: funkcionalitātes problēma - ievade un izvade

Lai atrisinātu šo problēmu, mums bija jānosaka, kādi sensori mums ir nepieciešami, kā tiks apstrādāti sensoru dati un kā mēs ģenerēsim runu un kliedzienus. Mēs nolēmām izmantot šādu arhitektūru:

Mūsu ieguldījumam mums ir:

Cilvēka klātbūtnes noteikšana: PIR sensori. Tie var izmērīt infrasarkano gaismu, piemēram, ķermeņa siltumu, un tādējādi būtu lieliski piemēroti cilvēku noteikšanai. Tie ir vienkārši lietojami un plaši pieejami. Kā bonuss divi mikro PIR sensori izskatās kā kartupeļa acis un liek tiem izskatīties dzīvākiem

Griešanas noteikšana: induktīvie sensori. Šie sensori rada magnētisko lauku un, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas principu, spēj noteikt metāla priekšmetus nelielā diapazonā. Šāds sensors kartupeļa iekšpusē atklās metāla nazi, kas sagriež kartupeli

Mūsu produkcijai mums ir:

Cilvēka runas audio ražošana: skaļrunis. Vienkāršs skaņas signāls nebūtu pietiekams, jo tas var mainīt tikai frekvenci un tādējādi nevarētu reproducēt cilvēka balsi

Paturot to prātā un blokshēmu, tas ir šāds:

Datu apstrāde: Arduino. Kā norādīts plūsmas diagrammā 2. solī, mūsu ķēdes loģika ir ļoti vienkārša, un mums arī nav nepieciešami nekādi papildu aprēķini par mūsu ievadiem. Tas nozīmē, ka mums nebūs nepieciešama RaspBerry Pi apstrādes jauda - vispiemērotākais ir parasts mikrokontrolleris, piemēram, Arduino

Tātad, mēs noskaidrojām, ka mēs varam iztikt ar diviem PIR sensoriem, vienu induktīvo sensoru, skaļruni un Arduino, lai izveidotu vēlamo funkcionalitāti.

4. solis: dizains un koncepcija: funkcionalitātes problēma - runas ģenerēšana un saglabāšana

Viena lieta nav skaidra: kā mēs radīsim cilvēku runu un kliedzienu? Mēs zinām, kā tos spēlēt, bet kā tos uzglabāt? Ir divas iespējas:

1. Ierakstiet frāzes un skaņas un saglabājiet tās kādā audio formātā SD kartē.
2. Izmantojiet teksta pārvēršanas runā programmu un saglabājiet frāzes teksta formātā, pēc tam ģenerējiet runu.

Lai gan pirmā opcija piedāvā daudz brīvības attiecībā uz izmantojamām skaņām, tai ir nepieciešama saskarne ar papildu SD kartes moduli. Tas aizņem daudz atmiņas un var radīt problēmas, ja ir vēl trīs aktīvi sensori.

Turklāt papildu modulis ir gandrīz pretējs minimālam dizainam. Tāpēc mēs izvēlējāmies otro iespēju: mēs izmantojām atvērtā pirmkoda teksta-runas bibliotēku Talkie, kurā ir audio kodeki vairākiem angļu valodas vārdiem. Šie vārdi aizņem daudz mazāk vietas nekā audio fails, tāpēc mūsu Arduino var viegli uzglabāt dažādas frāzes bez SD kartes.

Tomēr ir trūkumi: izrunātie vārdi izklausās ļoti dīvaini (iekļautais video to parāda), un vārdu ir salīdzinoši maz - tādēļ, ja nav vajadzīgā vārda, jums, iespējams, būs jākļūst radošam.

Kamēr Talkie bibliotēkā ir daži simti vārdu un visi alfabēta burti, tajā nav kliedzienu un kliedzienu. Lai radītu šādu kliedzienu, mēs vienkārši apskatījām esošos vārdus un pārveidojām to kodekus, lai radītu patiesi šausminošas skaņas.

Pēdējā svarīgā lieta, kas šeit jāņem vērā, ir tā, ka Talkie darbojas tikai ar ATMega168 vai ATMega328 procesoru balstītu Arduinos.

5. darbība: dizains un koncepcija: izmēra problēmas risināšana

Apkopojot, mēs vēlamies izveidot ierīci, kas iekļaujas kartupeļa iekšpusē. Kartupeļi ir slapji, tāpēc mums ir jāiesaiņo mūsu ierīce, lai aizsargātu elektroniskās sastāvdaļas no ūdens. Turklāt korpusam, kuram vajadzētu noturēt mūsu sastāvdaļas un jābūt pēc iespējas mazāka izmēra.

Tagad, kad mēs zinām, kādas detaļas mums ir vajadzīgas, mēs varam domāt par kompaktu veidu, kā tās sakārtot. Visefektīvākais un acīmredzamākais solis ir izvēlēties pareizo Arduino. Mēs izvēlējāmies nelielu, tomēr viegli lietojamu un jaudīgu Arduino - Nano, kas atbilst Talkie bibliotēkas prasībām, jo tam ir ATMega328 procesors. Tas ietaupīs mums daudz vietas, salīdzinot ar Arduino UNO!

Nākamais solis ir izveidot ierīces modeli, kurā visas sastāvdaļas ir iepakotas pēc iespējas ciešāk. Mēs veicām šo darbību TinkerCAD, jo tas ļāva mums izmantot esošos elektronisko komponentu modeļus pareizajos izmēros un nekavējoties eksportēt un izdrukāt apvalku, kad tas bija gatavs.

Mēs izstrādājām čaumalu, kas tiks ievietots dobā kartupelī. Apvalks tika veidots tā, lai maksimāli palielinātu vietu kartupeļa iekšpusē: no apakšas uz augšu laivu līdzīga konstrukcija ar izliektu augšpusi optimāli iederas dobā kartupelī, bet taisnstūra apakšējais gabals nodrošina pietiekami daudz vietas un montāžas iespējas visām elektroniskajām sastāvdaļām. Papildu caurumi laivai līdzīgajā vāciņā tika izmantoti, lai darbotos kā "acu" vai sensoru ligzdas.

Indukcijas sensors tika novietots pa diagonāli, lai samazinātu nepieciešamo augstumu. Lai gan tā noteikšanas diapazons ir ļoti īss, tā izvietojums ļauj tam pareizi darboties: tā kā izrakumi kartupeļos ir apaļi, kartupeļu sieniņu biezums ir minimāls, tādējādi ļaujot induktīvajam sensoram noteikt metālu tuvāk ārpusei.

Pēc taisnstūrveida apakšējās daļas novietošanas uz leju, augšpusē tiek uzlikts dobais kartupelis ar laivu līdzīgu vāciņu - un tagad viss ir drošs, lieliski iederas un nav redzams!

Mūsu ierīces gala izmērs ar kapsulu ir aptuveni 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (garums x platums x augstums). Tas neder maziem kartupeļiem, bet vidēji un lieli kartupeļi un saldie kartupeļi derēs labi.

6. darbība: dizains un koncepcija: sagatavošanās problēmas risināšana

Pēdējā problēma, kas jāatrisina, ir kartupeļu sagatavošana. Mēs vēlējāmies padarīt šo procesu pēc iespējas vienkāršāku un vienkāršāku. Mūsu sākotnējais risinājums izmantoja specializētu rakšanas iekārtu, taču vēlāk sapratām, ka tas der tikai kartupeļiem, bet ne saldajiem kartupeļiem - tie ir ļoti cieti iekšpusē, un plastmasas ekskavatori ir vai nu pārāk biezi, lai tos sagrieztu, vai salūzt, ja tie ir pārāk plāni.

Kāpēc jūs pat izmantojat saldos kartupeļus? Nu, saldie kartupeļi mēdz būt ievērojami lielāki, tādēļ, ja jums ir grūtības atrast kartupeļu dvēselei pietiekami lielu kartupeli, jums vajadzētu apskatīt saldos kartupeļus. Tātad, mūsu otrā pieeja bija izstrādāt efektīvu metodi, lai iztukšotu visus kartupeļus neatkarīgi no tā, vai tie ir saldie kartupeļi vai parastie kartupeļi. Sīkāka informācija ir dokumentēta vienā no pēdējiem soļiem.

7. solis: shēmas montāža

Pievienojiet Arduino Nano vadu tieši tāpat kā shēmā.

8. solis: Arduino programmēšana

Klonējiet šo krātuvi:

Pēc tam atveriet kartupeļu_soul.ino failu Arduino IDE. Kods ir ļoti labi dokumentēts, tāpēc vienkārši izlasiet komentārus un izpildiet tur sniegtos norādījumus.

9. solis: detaļu drukāšana

Izdrukājiet iekļautos. STL failus. Mūsu printeram bija nepieciešamas vairāk nekā 3 stundas, lai izgatavotu katru detaļu.

10. solis: Kartupeļu sagatavošana

Tagad, kad viss pārējais ir gatavs, ir pienācis laiks sagatavot kartupeli! Turpmākajos soļos tiks aprakstīta efektīvā iztukšošanas tehnika, ko esam izstrādājuši tieši šim projektam.

11. solis. Kartupeļu dobi - reģiona marķēšana

Atzīmējiet reģionu, kurā tiks ievietota kartupeļu dvēsele. Šis ir reģions, kas jums būs jāizplata.

12. solis: kartupeļu dobuma noņemšana - mizošana un augšdaļas noņemšana

Ādu iezīmētajā zonā. Pēc tam nogrieziet izliekto gabalu, lai izlīdzinātu kartupeļus.

13. solis. Kartupeļa dobu noņemšana - izveidojiet griezumus un izņemiet gabalus

Kartupeļos izdariet vairākus dziļus griezumus. Pēc tam ievietojiet nazi un svārstieties, līdz varat izvilkt gabalu. Jums jābūt uzmanīgam, jo, izdarot pārāk lielu spiedienu uz nazi, kartupelis var salūzt. Pēc pirmā gabala atlikušie būs viegli.

Atcerieties saglabāt gabalus! Neizmetiet izgrieztos gabalus. Līdzīgi, kad kartupeļu dvēselei sagatavotais kartupelis vairs nav vajadzīgs, varat to vienkārši mizot, sagriezt un pagatavot.

14. solis. Kartupeļu dobināšana - līknes pilnveidošana

Tagad iespiediet kartupeļos metāla dakšiņu un veiciet to pašu svārstīgo kustību, lai kartupeļus izvilktu dziļāk. Visbeidzot, izmantojiet asu karoti, lai izlīdzinātu sienas.

15. solis: kartupeļu sagatavošana - izveidojiet caurumus sensoriem

Pēdējā posmā izveidojiet divus caurumus PIR sensoriem un ievietojiet kartupeļa vāku. Tagad kartupeļu dvēsele apdzīvo!

16. darbība: kartupeļu dvēseles salikšana

Mēs esam gandrīz pabeiguši! Salieciet visas sastāvdaļas kartupeļu dvēseles apakšā. Ievietojiet vadus caur acu caurumiem un piestipriniet sensorus pie vadiem - un viss. Laiks pārsteigt savus draugus un ģimeni!

Mēs labprāt dzirdētu jūsu atsauksmes par mūsu projektu:)