Ultrasonik Batgoggles: 14 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Keşke yarasa olsaydın? Ekolokasyonu Deneyimlemek İster misiniz? Kulaklarınızla "görmeyi" denemek ister misiniz? İlk Eğitilebilir Dersim için, zaten standart elektronik bileşenlere sahipseniz, bir Arduino mikrodenetleyici klonu, Devantech ultrasonik sensör ve kaynak gözlüklerini kullanarak yaklaşık 60 $ veya daha düşük bir fiyata kendi ultrasonik batgoggle'larınızı nasıl oluşturacağınızı göstereceğim. Ayrıca elektroniği atlayabilir ve bir sonraki Batman filminde giymek için mükemmel bir basit yarasa maskesi yapabilirsiniz. Bu durumda, maliyet sadece 15 $ olacaktır. Bu gözlükler, bir yarasa gibi işitsel ipuçlarını kullanmanın nasıl bir şey olduğunu deneyimlemenizi sağlar ve bilim merkezi ortamındaki çocukların ekolokasyon hakkında bilgi edinmesi için tasarlanmıştır. Amaç, maliyetleri mümkün olduğunca düşük tutmak, etkileşim biçimini genel veya eğitim amacı ile ilgisiz kılmaktan kaçınmak ve cihazın fiziksel biçiminin konuyu içermesini sağlamaktı. Tasarımıyla ilgili daha ayrıntılı bir tartışma için lütfen proje web sayfasına bakın. Maliyetleri ve boyutu düşük tutmak için bir Arduino klonu kullanılır, ancak bu proje önceden oluşturulmuş Arduino mikro denetleyicileriyle aynı şekilde çalışır. Bu gözlükler " Arizona Eyalet Üniversitesi'nde Sanat, Medya ve Mühendislik programında Dinamik Kullanıcı Merkezli Araştırma ve Tasarım" kursu.

Adım 1: Gerekli Malzemeler

-Arduino veya benzeri mikrodenetleyici* (paranız varsa Arduino mini/nano alabilir veya boarduino kullanabilirsiniz, yoksa bu proje için size küçük ve ucuz bir Arduino klonunun nasıl yapıldığını göstereceğim.) -Kaynak gözlükleri (Benimkiler "Neiko" markadır ve eBay'de 3-10 dolara sevk edilen "Flip up kaynak gözlükleri" olarak kolayca bulunur, bu özel tip gerçekten iyi çalışır) -Devantech SRF05 Ultrasonik Sensör (veya diğer benzer sensörler - ancak, SRF05'in çok 4mA'lık düşük güç tüketimi ve 3 cm'den 4 metreye kadar mükemmel çözünürlük, yaklaşık 30 $'dır - kulakları çıkarmak için bir şey (plastik koniler kullandım, ayrıca bkz: "Daha iyi bir yarasa kostümü nasıl yapılır")- bir tür elektronik için muhafaza-3/8" ayrık dikişli esnek siyah kıvrık boru (bağlantı kablolarını gizlemek için)-5v-9v çeşitli kablolarda çalışabilen piezo buzzer-plasti-daldırma sprey kutusu (siyah)Mikrodenetleyici Elektronikleri (bu bileşenler atlanabilir) önceden oluşturulmuş bir kontrolör kullanılıyorsa)- Arduino programlı Atmega8 veya 168 DIP çipi.- yedek bir Arduin o kart veya ArduinoMini USB programlayıcı - Küçük PC kartı (Radioshack'te mevcut)- 9V pil konektörü (Radioshack'te mevcut)- 7805 5v voltaj regülatörü- 16 MHz kristal (kıvılcım @ mevcut)- iki adet 22pF kapasitör (kıvılcım'da mevcut)- 10 mikroF elektrolitik kapasitör - 1 mikroF elektrolitik kapasitör - 1k direnç ve 1 LED (isteğe bağlı ancak şiddetle tavsiye edilir) - 2N4401 transistör (isteğe bağlı) - dişi ve erkek başlıklar (isteğe bağlı) - 28 pinli DIP soketi veya iki adet 14 pinli DIP soketi s(isteğe bağlı)- küçük prototipleme için devre tahtası (opsiyonel)Elektronik bileşenler www.digikey.com veya www.mouser.com adresinden de edinilebilir İhtiyaç duyabileceğiniz araç ve gereçler-havya-sıcak tutkal tabancası-Dremel-news kağıt-maskeleme bandı-zımpara kağıdı-tel striptizci vb.

Adım 2: Bazı Kulaklar Tasarlayın

Kulaklarınızı oluşturmak için hayal gücünüzü kullanmakta özgürsünüz. Hiçbir yarasa gözlüğü aynı olmamalı! Fizik tedavi için kullanılan ve laboratuvarımızda bol miktarda bulunan plastik konileri kullandım. Ancak bu eğitim, yarasa kulakları için başka bir güzel seçenek sunuyor. Önce bir şarpi ile bir oval çizdim ve bir Dremel ile kestim. Kesilen parçayı kulağın iç kısmında kullanmak üzere sakladım.

Adım 3: Kulakları Kesin

Koninin kesilen parçalarını Dremel ile daha küçük olacak şekilde kestim ve daha büyük koni parçalarının içine sıcak yapıştırdım. Tam olarak uymadılar ama elle tuttuktan sonra sıcak tutkal oldukça iyi tuttu. Kulakların altında kendinize yeterince boşluk bırakırsanız, elektroniği kulağın içine, bir kulağı kontrol için ve bir kulağı pil için kolayca yerleştirebilirsiniz. Maalesef yeterli alan bırakmadım ve harici bir muhafaza kullanmak zorunda kaldım. Lütfen sıcak tutkal tabancası kullanırken kendinizi yakmamaya dikkat edin!!! Ayrıca plastik konileri kazara kolayca eritebilirsiniz.

4. Adım: Gözlükleri Hazırlayın

Satın aldığım gözlükler yarasaya hiç benzemeyen parlak bir su rengiydi. Gözlüğü daha pilli yapmak için, lensleri çıkarın (önce burun parçasını çıkarın), zımparalayın ve güzel bir kösele kauçuk dokusu elde etmek için Plasti Dip sprey ile püskürtün. Püskürtmeden önce gözlüğün içini ve cilde temas eden kısımlarını maskeleme bandı ile maskeledim. Ayrıca burun kısmına herhangi bir boya uygulamadım çünkü boya gözlük malzemesinin esnekliğini biraz azaltıyor ve burun parçası gözlüğü bir arada tutmak için gerekli. Ayrıca kulakları da zımparalamak ve püskürtmek isteyeceksiniz. Zımparalanmış plastik tozu ciğerleriniz ve gözleriniz için zararlıdır, bu yüzden lütfen bu adımlar için bir maske ve koruyucu gözlük takın. Düz bir doku elde etmek için katlar arasında yaklaşık 10-15 dakika olacak şekilde yaklaşık 3 kat püskürttüm. Boya ıslandığında parlak görünür, ancak mat bir dokuya kurur.

Adım 5: Elektroniği Birleştirin

Bu adımlar, önceden oluşturulmuş bir Arduino mikro denetleyici kullanıyorsanız isteğe bağlıdır. Bununla birlikte, yeteneklerinin yalnızca küçük bir miktarını kullandığınız için, bir Arduino'nun barebone versiyonunu çok daha küçük ve yeniden üretmesi daha ucuz yapmak daha mantıklıdır. Bu bölüm, elektronik deneyimi olmayan biri için biraz zor olabilir, ancak basit bir elektronik kiti monte eden herkes için kolay olmalıdır. Elektronik için bir "şematik" çizim eklenmiştir. Şematik, büyük ölçüde David A. Mellis'in Atmega8 Bağımsız şemasından türetilmiştir. İlgi varsa, bu adım için özel bir Eğitilebilirlik yapacağım. Ayrılmış güç devresi Tom Igoe'nin Fiziksel Hesaplama kitabından alınmıştır. PC kartı versiyonunun resmini (sensör/buzzer bağlı değilken) ve ayrıca referans için bir devre tahtası üzerine inşa edilmiş bir prototip versiyonunu ekledim. Breadboard versiyonu ayrıca Arduino kartının mikrodenetleyici çipi için bir USB programcısı olarak nasıl bağlanacağını da gösterir. Çip için bir DIP soketi kullandığım için, çipi çıkarıp programlamak için bir Arduino kartına da koyabilirim, ancak tüm pimleri bükmeden çipi çıkarmak zor olabilir - bu yüzden dişiyi dahil ettim. tx/rx için başlık pimleri. Kart çok sıkışık olmasına rağmen, denetleyicinin tüm pinlerinin bağlanabilecek bir lehim pedi olduğunu görebilirsiniz. Bu proje için gerekli olmadıkları için, kullanılmayan pinlere dişi başlıklar lehimlemedim ama öyle olsaydı, çok küçük bir pakette yerleşik USB dışında bir Arduino Diecimilia'nın tüm özelliklerine sahip olurdunuz. Tahtanın genişliği, Diecimilia levhasının yaklaşık yarısı kadardır ve yaklaşık olarak aynı uzunluktadır. (burada da benzer bir kurulum var.) Buzzere güç vermek için bir transistör kullanmak isteğe bağlıdır, Arduino pinin kendisinden yeterli akımı sağlayabilir. Bununla birlikte, transistör kullanmak, varsa buzzer dışında başka ses çıkaran cihazları da kullanmanıza olanak tanır.

Adım 6: Buzzer ve Sensör Kablolarını Hazırlayın

Ultrasonik sensör ve sesli uyarının, gözlüklerden elektroniğe kadar uzun kablolara ihtiyacı vardır. Ultrasonik sensör 4 kablo (5v, toprak, yankı, tetik) gerektirir ve sesli uyarı iki kablo gerektirir (kontrolörden dijital çıkış, toprak). Bazı planlamalarla, varsa 5 telli bir şerit kablo kullanabilir ve zil ile sensör arasındaki toprak bağlantısını paylaşabilirsiniz. Sadece 4 telli bir şeridim vardı, bu yüzden bunu ultrasonik sensör için kullandım ve buzzer için iki telli bir kablo kullandım. Buzzer'ın iki konektörü olduğundan, iki kabloya doğru aralıklarla bir dizi dişi başlık lehimledim, bu şekilde gerekirse piezo buzzerını kolayca çıkarabilirim. Sensör, gidip kullanmanız gereken lehimlemek için bazı lehim deliklerine sahiptir. Doğru tarafı kullandığınızdan emin olun, diğer taraftaki delikler sensörü programlamak içindir ve çalışmayacaktır!

Adım 7: Telleri Bitirin

Sonraki lehim erkek başlık pimleri tellerin diğer ucuna. (Bunlar mikrodenetleyiciye bağlanacaktır.)

8. Adım: Kodu Yükleyin

Kodu yüklemek için, PC kartındaki 5v, toprak, TX, RX pinlerini, bazı kabloları kullanarak çip çıkarılmış Arduino kartındaki aynı pinlere bağlayın. Ardından PC kartındaki sıfırlama pimini Arduino kartındaki DIP soketinde pim 13'ün gideceği yere bağlayın. Bu kafa karıştırıcıysa, lütfen bunun bir Arduino Mini dışında kopyaladığı resme bakın. Ardından, Arduino editöründe ekli kodu geçin (veya indirdikten sonra Arduino'da.pde dosyasına göz atın ve açın) ve kullandığınız uygun seri bağlantı noktasını ve Arduino yongasını seçin ve yükleme düğmesine basın. Kod, bip sesleri çalarak çalışır ve daha sonra sensör tarafından ölçülen mesafeye bağlı olarak bipler arası aralığın değiştirilmesi. Bu nedenle, bir nesneye yakınsanız, bipler arası aralık azalır ve bip sesleri daha hızlı gerçekleşir. Bir nesneden uzaktaysanız, bipler arası aralık artar, böylece bip sesleri daha yavaş gerçekleşir. Kontrolör mesafeyi her 60 ms'de bir kontrol eder, böylece bipler arası aralık dinamik olarak değişir. Şu anda 1 inç, bipler arası aralıkta 10 ms'lik bir fark yaratacak şekilde ölçeklendirilmiştir. Bu, gözlüğün daha yakın mesafelerde daha iyi çalışmasını sağlar, ancak daha uzak mesafelerde daha iyi çalışması için artırılabilir. Daha yakın mesafelerde menzili artıran üstel bir ölçekleme denedim (fscale kullanarak ama tonlarca kod karşılığında yanıtı pek değiştirmedi, bu yüzden hurdaya çıkardım.) Mesafeyi okumak için geçen süre bağlı olduğundan algılanan nesnenin mesafesi (sensör 30 ms uzunluğa kadar darbeler döndürür) kod, okumayı almak için geçen süreyi ölçer ve gecikme sürelerini bu miktar kadar telafi eder. Koddaki her satır yorumlanır ve (umarım) kendi kendine olur. -açıklayıcı.

Adım 9: Elektronikleri Muhafazaya Yerleştirin

Kıvrımlı boruyu, gözlükten birinin eline veya cebine doğru uzunlukta olacak şekilde kesin. Ultrasonik sensöre ve piezo sesli uyarıcıya bağlanan kabloları ayrık dikişli kıvrımlı borunun içine yerleştirin. Muhafazanızda kıvrımlı boruya sığabilecek bir delik açın. Bunu, küçük bir boyutla başlayan ve boru tam olarak oturana kadar çapı artıran bir deneme yanılma yaklaşımı kullanarak yaptım. Kabloları delikten geçirin ve ardından kıvrımlı boruyu sıkın. Kablolarım biraz uzun olduğu için katlamak zorunda kaldım. Bazı Velcro, devre kartını muhafazaya tutar.

Adım 10: Kabloları Bağlayın

Artık kablolarınızın ucundaki erkek başlık pinlerini kullanabilir ve PC kartı üzerindeki uygun pinlere bağlayabilirsiniz (şemayı kullanın!). Kendi Arduino'nuzu kullanıyorsanız, şematiktekiyle aynı pin eşlemelerini kullanın.

Adım 11: Muhafazayı Kapatın

Bu mahfaza, onu kapalı tutmak için vidalara sahipti, ancak diğer mahfazalar (altoidler teneke?) öylece kapanabilirdi. Çalışıp çalışmadığından emin olmadığım için şimdilik kapalı tutmak için bant kullandım.

Adım 12: Kulakları Takın

Kulakları takmak için önce dremel kulaklarda olacak şekilde kayışın geçeceği iki dikey yuva yerleştirmeliyiz.

Adım 13: Kulakları Takma Devam Ediyor

Kayışları kulaklardan geçirdikten sonra kulakları gözlüklere takmak için Velcro kullandım. Bu, biraz kararsız olmakla sonuçlandı, ancak onları doğru yöne yönlendirmek için oldukça ayarlanabilir. Bunları yapıştırmak daha kalıcı olurdu, ancak Velcro birkaç demodan sağ çıktı. Ultrasonik sensör, bir şekilde, gözlüklerin yukarı kaldırılabilmesi için kilitleme mekanizmasına itilmek için mükemmel bir uyumdu. Yer açmak için lastik gözlük çerçevesini plastik lens parçasından hafifçe üstten dışarı çekmeniz gerekir, ardından sensör tam olarak yerine oturur. Sensör bazen dışarı fırlar, bu nedenle biraz yapıştırıcı onu tamamen düzeltebilir. Ne yazık ki, bu takma yöntemi artık lensleri yukarı çevirmeyi imkansız hale getiriyor.

Adım 14: Ekolokasyonu Deneyimleyin

Bir pil takın, muhafazayı cebinize koyun ve keşfedin! Görüş alanınızdaki nesnelere ne kadar yaklaşırsanız, o kadar hızlı bip sesi çıkarır, ne kadar uzağa giderseniz o kadar yavaş bip sesi çıkarır. Lütfen bunları tehlikeli ortamlarda veya trafikte giymeyin! Bu gözlükler yalnızca eğitim amaçlıdır ve çevresel görüşünüzü ve düzenli görüşünüzü engellemeyi amaçladığından kontrollü ortamlar içindir, böylece işitsel ipuçlarına daha fazla bağımlı olursunuz. Bu gözlükleri takmanın sonucu olarak herhangi bir yaralanmadan sorumlu değilim! Teşekkürler! Bu Arduino tabanlı olduğundan, bunları bilgisayarlarla kablosuz olarak arayüzlemek için kolayca bir Zigbee veya blueSMIRF modülü ekleyebilirsiniz. Gelecekteki çalışma, hassasiyeti ayarlamak için bir kadran eklemek ve bir açma/kapama anahtarı eklemek olabilir.

Instructables ve RoboGames Robot Yarışmasında İkincilik Ödülü