Interactive Tree: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang isang kagiliw-giliw na tradisyon hinggil sa thesis ng doktor at licence ng thesis ay ang pagbitay sa isang punungkahoy sa pangunahing silid-aklatan ng KTH bago ang panlaban / seminar sa publiko. Samakatuwid, bilang isang proyekto para sa aming kurso sa Physical Interaction Design at Realization, nagpasya ang aming pangkat na gunitain ang pasadyang ito sa pamamagitan ng paglikha ng isang interactive na bersyon ng puno.

Hakbang 1: Ano ang Kakailanganin Mo

Mga Materyales:

• 1x Digital Scale (na may 4 na mga cell ng pag-load)
• Paglilinis ng mga tela na gawa sa koton at cellulose (gumamit kami ng isang tela bawat bulaklak, 6 sa kabuuan)
• 2x Mga Bola sa Bula
• Thread
• 4x Wood Planks (ang sa amin ay 22x170x1600 mm bawat isa)
• 6x Outside Corner Mouldings (2 ng 27x27x750 mm, 2 ng 27x27x600 mm at 2 ng 27x27x1350 mm)
• 1x Wood Board (hindi mas makapal kaysa sa 6-7 mm)
• 2x Wood Board (2-3 cm makapal, 45x45 cm)
• Mga wire
• Panghinang
• Mainit na pandikit
• Heat shrink tubes
• Double Sided Adhesive Tape
• 20x Universal screws (5x40 mm)
• 20x Universal screws (3.0x12 mm)
• 10x mga anggulo ng pagpapalakas
• 1x Stripboard (prototyping board)

Elektronikong:

• 1x - Arduino Uno
• 1x - Load ng cell amplifier
• 1x - ESP8266 Huzzah Feather microcontroller
• 1x - Adafruit RC522 RFID reader
• 2x - Multiplexers (8-bit shift register na may 3-state output register)
• 16x - Red LEDs
• 16x - Mga Resistor
• 6x - Servos - Hitec HS-422 (karaniwang sukat)

Mga tool:

• Panghinang
• Mainit na glue GUN
• Saw na Kamay
• Nakakaya na Saw
• Power Screwdriver
• Wood Rasp
• Jigsaw Wood Cutting Tool

Hakbang 2: Ikonekta ang Digital Body Timbang ng Banyo ng Banyo

Para sa unang hakbang na ito, gumamit kami ng 4 na mga cell ng pag-load mula sa isang scale ng timbang sa banyo ng timbang sa katawan at ang HX711 Load Cell Amplifier. Ang mga pin ay may label na may mga kulay: PULANG, BLK, WHT, GRN, at YLW, na tumutugma sa color coding ng bawat load cell. Na-hook up ang mga ito sa isang pormasyon ng tulay ng trombon (tingnan ang mga larawan). Nag-apply kami ng isang paggulo sa mga pula ng Load Cell 1 at Load Cell 4 at binasa namin ang mga signal mula sa mga Load Cell 2 at Mga Load Cell 3 na pula (tingnan ang link).

Hakbang 3: I-setup ang RFID Reader

Upang tipunin ang scanner ginamit namin ang dalawang piraso ng hardware; ang ESP8266 Huzzah Feather microcontroller at ang Adafruit RC522 RFID reader.

Ang ESP8266 at RC522 ay may 5 koneksyon sa pagitan nila (tingnan ang larawan 1).

Ang layunin ng scanner ay i-scan ang mga KTH card, 13.6MHz, at ipadala ang natatanging ID ng card, o sa perpektong kaso ang ID ng mag-aaral, sa isang Google Firebase database. Natapos ang lahat ng ito gamit ang paunang binuo na mga pakete ng Arduino, MFRC522 para sa RC522, ESP8266 para sa wifi at Arduino Firebase para sa komunikasyon ng firebase. Sa sandaling ang impormasyon ay naipadala sa database ang isang web page na naglalaman ng isang puno ay na-update gamit ang D3.js animasyon upang gayahin ang isang bulaklak na namumulaklak sa isang virtual na puno.

Ang huling bahagi ng pag-set up ay upang magpadala ng impormasyon na ang isang card ay na-scan sa Arduino Uno microcontroller. Ang ESP8266 at Arduino Uno ay may 1 koneksyon sa pagitan nila (tingnan ang larawan 1).

Ang Pin 16 ay partikular na ginamit sapagkat mayroon itong default na halaga ng LOW, habang ang iba pang mga pin ay may mga default na halagang HIGH. Kapag na-scan ang isang card nagpadala kami ng isang solong HATAAS na pulso sa Arduino Uno na pagkatapos ay naisagawa ang natitirang code.

Hakbang 4: Pag-set up ng LED Pathway

Upang magkaroon ng isang mas makabuluhang pakikipag-ugnay, pati na rin ang isang nakikitang feedback ng ilang mga pagkilos ng gumagamit, nagpasya kaming ayusin ang isang landas ng mga LED na nag-iilaw patungo sa itinalagang sangay. Samakatuwid, ang gumagamit ay ginagabayan sa kung saan dapat niyang partikular na isabit ang thesis.

Para dito ginamit namin ang dalawang multiplexer: 8-bit shift register na may 3-state output register at 16 red leds. Nagbibigay ang multiplexer ng kontrol sa 8 mga output nang sabay-sabay habang kumukuha lamang ng 3 mga pin sa aming microcontroller. Ang mga koneksyon ay nagawa ng "magkasabay na serial na komunikasyon" (tingnan ang link).

Hakbang 5: Bumuo ng mga Bulaklak

Para sa hakbang na ito, gumamit kami ng isang magaan at madaling ibaluktot na materyal - naglilinis ng mga tela. Ang mga piraso ng hugis talulot ay pinutol mula sa materyal na ito. Dahil dito, ang mga petals na ito ay konektado sa isang gitnang istraktura, na gawa sa isang foam ball. Ang bawat talulot ay na-secure sa isang thread, kaya't kapag hinila ang mga talulot ng talulot.

Hakbang 6: Buuin ang Tree

Ang aming pangunahing materyal ay kahoy. Ang puno ay binubuo ng apat na magkakahiwalay na mga tabla ng kahoy na naka-screwed magkasama sa isang parisukat na hugis (5 mga turnilyo upang ikonekta ang 2 mga tabla). Ang mga sanga ay ginawa mula sa kahoy sa labas ng paghulma ng sulok. Ang mga butas na parisukat ay pinutol sa puno ng puno upang ipasok ang mga sanga. Ang bawat sangay ay mayroong alinman sa isang LED sa dulo (sa ilalim at sa tuktok na sangay) o dalawang LED (sa gitnang sangay). Ang bawat LED ay na-secure na may pandikit.

Matapos mailagay nang maayos ang mga LED, naidikit namin ang isang bulaklak sa bawat sangay. Ang bawat bulaklak ay may isang servo na kumokontrol sa pamumulaklak (tingnan ang mga larawan). Ang sukat, ang mga LED at ang servo ay konektado sa Arduino, sa pamamagitan ng prototyping board na ginawa habang Hakbang 4. Ang bawat sangay ay na-secure sa puno ng kahoy mula sa kaliwa at kanang bahagi sa pamamagitan ng paggamit ng mga anggulo ng pampalakas at mga unibersal na tornilyo ng 3.0x12 mm.

Ang isa sa mga makapal na board ng kahoy ay gagamitin bilang batayan para sa puno at ang isa pa ay puputulin sa mga tamang hugis ng tatsulok na unang mai-ikot sa puno ng puno at pagkatapos ay mai-secure sa board ng kahoy sa base.

Para sa base board ng kahoy gumawa ng isang square hole para sa mga wire ng scale na dumaan at pagkatapos ay i-secure ang scale sa board ng kahoy gamit ang dobleng panig na malagkit na tape.

Ang Arduino Uno ay nakaposisyon sa ilalim ng puno ng kahoy pati na rin ang prototyping board na may lahat ng mga kaukulang koneksyon.

Bago isara ang puno, gumawa ng isang square hole sa huling kahoy na tabla sa base nito, upang ikonekta ang computer sa Arduino at sa ESP8266 Huzzah Feather microcontroller.

Hakbang 7: Palamutihan ang Puno

Upang mapabuti ang hitsura ng aming prototype, nagdagdag kami ng ilang mga dahon sa mga sanga na pinutol ng laser, pati na rin isang kuwago (upang sagisag ang kaalaman).

Hakbang 8: Ang Code

Dito mayroon kang iba't ibang mga code na maaari mong gamitin upang subukan kung paano gumagana ang bawat bahagi (calibration_test.ino para sa scale, scanner.ino para sa RFID Reader at servo_test.ino para sa mga servos) at pagkatapos ay ang lahat sa kabuuan nito (light_test.ino bilang isang paunang pagsubok at main.ino bilang huling bersyon).

Kakailanganin mo ring i-install ang HX711 library upang makapagtrabaho kasama ang scale (link sa library).

Hakbang 9: Lumikha ng Web App

Bilang isang karagdagang pakikipag-ugnayan, nagdagdag kami ng isang digital na feedback sa pamamagitan ng isang web app. Natanggap ng app ang na-scan na ID at bilang isang resulta para sa nakabitay na thesis, namumulaklak din ang bulaklak sa virtual na puno.

Hakbang 10: Masiyahan sa Karanasan

Sa huli, masaya kami na nagtagumpay kaming gawing magkasama ang lahat ng mga sangkap. Ang proseso ay kapanapanabik at nakaka-stress, ngunit sa kabila ng lahat ng mga hamon ay nasiyahan kami sa resulta at ang karanasan ay naging kawili-wili at pinakamahalaga, pang-edukasyon.