Mga Binuong Surfboard ng Data: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ito ay kinuha mula sa aking nakatatandang thesis sa Industrial Design mula halos isang taon na ang nakalilipas kaya paumanhin kung may ilang mga butas dito maaaring maalis ang aking memorya. Ito ay isang pang-eksperimentong proyekto at maraming bagay na maaaring nagawa nang iba, huwag mag-atubiling ipaalam sa akin.

Ang proyektong ito ay nasa isang system na nangangalap ng data upang magpatakbo ng isang programa sa pagbuo ng surfboard. Ang isang aparato na nag-log ng mga pagbabasa mula sa mga force sensor habang nag-surf at inilalapat ang data sa isang paraan na na-optimize ang hugis ng iyong surfboard sa pamamagitan ng generative modeling.

Ano ang gumana sa proyektong ito ay ang surfboard ay isang nakawiwiling object kung saan ang puwersa na naglalapat sa tuktok ng bagay ay may pantay at kabaligtaran na reaksyon sa ilalim. Nangangahulugan kung pinindot mo nang higit pa o mas kaunti ang iyong mga daliri sa paa o takong kapag binuksan mo ang iyong surfboard ay dapat na magdikta kung saan ang iyong surfboard ay kailangang hugis nang iba.

DESIGN NG SURFBOARD

Ipagpalagay ko na hindi lahat ay dalubhasa sa napapanahong disenyo ng surfboard at hindi ko rin matawag ang aking sarili, kahit na narito ang aking paliwanag na paliwanag. Ang mga surfboard ay mga sasakyan para sa paglipat ng tubig sa mga palikpik, ginagawa ito sa pamamagitan ng pag-channel ng tubig sa ilalim ng concave at pangkalahatang balangkas ng board. Ang surfboard ay maaaring pinalalaki sa pamamagitan ng mga walang simetriko na mga hugis kung saan lumilikha ka ng isang surfboard na kinikilala ang pamamahagi ng timbang ng daliri ng paa / takong at mga pagtatangka na mapakinabangan iyon. Sa pamamagitan ng pagtukoy kung saan naglalapat ang surfer ng pinakamataas na presyon upang buksan ang kanilang surfboard maaari naming mai-optimize ang isang asymmetrical na hugis para sa indibidwal na surfer.

SINO PARA KAYA

Ito ay isang proyekto kung saan nagsisilbi sa isang intermediate hanggang sa advanced na surfer, isang tao na maaaring nakakakuha ng kanilang pangalawa o pangatlong surfboard. Sa yugtong ito nagsimula ka upang bumuo ng isang estilo na nagdidikta kung paano dapat gumana ang iyong surfboard sa ilalim ng iyong mga paa.

SANGKOL & Kasanayan

Ang data ay naka-log gamit ang isang Arduino mini at na-parse na may excel. Para sa pagmomodelo ng surfboard kakailanganin mong magkaroon ng isang kopya ng Rhinocerous 3D na may naka-install na Grasshopper dito. Upang aktwal na makagawa ng surfboard kakailanganin mong magkaroon ng access sa isang CNC na sapat na malaki upang maggiling ng isang surfboard.

Hakbang 1: Ang Sensor Pad

ANG PAD

Ang pad ay mahalagang isang waterproof bag na pinoprotektahan ang network ng mga sensor habang pinapayagan kang ma-access ang arduino at sd card pagkatapos mong mag-surf.

Ang bag ay itinayo ng pond liner na kung saan ay adhered gamit ang PVC glue.

// Mga Kagamitan //

+ pond liner

+ pvc glue

+ FPT Cap

+ Male Adapter

+ VHB Tape

+ 3mm styrene

+ Double Sided film tape

// Tools //

+ Vinyl Cutter https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… o X-Acto na kutsilyo

+ Panghinang na Bakal

+ Pinuno

ANG SENSOR

+ Force Sensor Resistor (11)

+ 10k ohm Resistor (11)

+ Maiiwan na kawad

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ Baterya

Hakbang 2: Ang Lupon ng Pagsubok

// Intro //

Upang maayos na makabuo ng isang bagong surfboard kailangan mong magsimula sa isang modelo ng demo. Ang demo na ito ay muling nilikha sa kahulugan ng tipaklong at ang batayan kung saan nagmula ang hugis. Para sa kadahilanang ito ang iyong pagpunta sa kailangang gumawa ng isang modelo ng pagsubok na kung saan maaari mong alinman sa hugis ng kamay kung ang iyong sapat na mahusay o makakuha ng CNCd. Isinama ko ang AKU humuhubog file. Ang iba pang pagpipilian ay ang paggamit ng isang 5'8 Hayden Shapes hypto-krypto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto na medyo katulad sa batayang modelo.

// Mga Detalye //

+ Blank - EPS (Lumutang ito nang bahagyang mas mahusay kaysa sa Polyurethane, at medyo magaan. Ang pad ay medyo mabigat)

+ Resin - Epoxy (Ito ay medyo mas malamang na mag-ding at din ang springiness nito ay nagbibigay sa mga sensor ng isang mas mahusay na pagbabasa kailangan mo ring gamitin ang Epoxy kapag fiberglassing isang EPS na blangko)

+ Fiberglass - 4x6 (Ito ay isang mas mabibigat na trabaho sa salamin kaysa sa isang karaniwang surfboard, mahalaga para sa board na hindi makakuha ng masyadong maraming mga dings, medyo mabigat na ito sa pad at dahil ang board ay medyo mabigat maaari ka ring lumutang ng maayos sa iyo sa lahat ng basong ito)

Hakbang 3: Pagputol ng Pad

// Intro //

Ang pad ay itinayo mula sa liner ng pond. Gumamit ako ng isang vinyl cutter na may isang cutting board sa ilalim nito upang gupitin ang lahat ng mga piraso ngunit sa palagay ko ang pag-print ng pattern pagkatapos ay i-cut ito gamit ang isang X-Acto na kutsilyo ay gagana.

// Hakbang //

1. Ang bawat isa sa mga pagbawas na ito ay kailangang gawin para sa magkabilang panig tulad ng sa ilustrasyon

2. Gupitin ang 1, 2 & 3 na gagamitin para sa loob ng sensor pad. Pangunahing pagpapaandar ng mga piraso na ito upang mapanatili ang mga sensor sa tamang lugar at ayusin ang mga wire.

3. piraso 4 at 5 bumubuo ng bag na mapupunta ng lahat ng mga sensor

4. Pinutol ko rin ang mga piraso ng styrene na dumadaan sa mga enclosure, ang teorya sa likod nito ay upang palawakin ang pamamagitan ng mga sensor sa pamamagitan ng pagtaas ng ibabaw.

Hakbang 4: Mga kable ng Pad

// Intro //

Ang network na bumubuo sa proyektong ito ay naka-wire sa isang arduino mini na may isang data log na kalasag. Maaari itong gawing mas marami o mas kumplikado depende sa kung gaano katumpak na nais mong itakda ang iyong data. Nag-ayos ako para sa 11 mga pin na kumukuha ng dalawang mga sukat mula sa gitna sa harap at isa mula sa mga gilid. Pinapayagan kang kilalanin kung saan inilalapat ang presyon, kahit na malawak, ay sapat na upang mabigyan ng magandang ideya ang programa kung paano dapat mabuo ang surfboard.

// Mga mapagkukunan //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Hakbang //

1. Sundin ang eskematiko at kawad bawat isa sa mga sensor, gumamit ako ng mga stackable header https://www.sparkfun.com/products/11417 upang maghinang ang bawat isa sa mga sensor, hindi ako ang pinakamahusay sa paghihinang at ito ay isang ligtas na paraan upang maiwasan ang pagkatunaw ng iyong mga sensor.

2. Gumamit din ako ng isang board ng tinapay upang maisaayos ang aking board, resistors at baterya Hindi ito ganap na kinakailangan ngunit masarap itong ilagay sa isang magandang pakete

3. Gumamit ako ng double sided tape upang sundin ang lahat ng mga bahagi ng pad

hindi ito ganap na kinakailangan upang magamit ang pandikit ng PVC kahit na magagawa mo

Hakbang 5: Pandikit sa Pad

// Intro //

Gustung-gusto ko ang liner ng pond, ito ay ilang talagang cool na bagay, hindi ko pa naririnig ang tungkol dito bago gawin ang proyektong ito ngunit sa pamamagitan ng ilang pagsasaliksik ay naisaayos ito bilang isang mahusay na materyal para sa pagbuo ng pad. Ang Pond liner ay isang pinahiran ng nilon ng PVC na nangangahulugang maaari mong gamitin ang kola ng tubo ng PVC upang hinangin ito nang sama-sama sa paglikha ng isang ganap na hindi tinatagusan ng tubig na enclosure. Mahusay din ito dahil maaari mo itong gamitin upang magwelding ng mga pipa ng PVC dito na nagdaragdag ng mga puntos ng pag-access sa Arduino.

// Hakbang //

1. Upang gawin ang pinaghalong ipatong ang lahat ng mga piraso sa piraso ng pad sa ilalim

2. Maaari mong sundin ang lahat ng mga piraso ng sensor gamit ang alinman sa double sided tape o PVC glue

3. Gamitin ang mga fittings ng PVC upang likhain ang access point sa Arduino sa tuktok na piraso ng pad.

+ May isang pinong linya kapag inilalapat ang pvc na pandikit na labis itong ginagawang bubble up at malutong kahit na napakaliit na ginagawang mahina ang bono. Medyo kailangan mo lang mag-eksperimento sa ilang mga piraso at makakuha ng isang pag-unawa sa kung paano ito gumagana

3. Kapag ang lahat ng mga piraso ay tuyo na sumunod sa tuktok at ilalim ng pad, mayroon kang isang pagkakataon na gawin ito upang maging matiyaga, ginawa ko ito sa mga seksyon at gumawa ng dalawang mga linya ng pandikit upang matiyak na hindi ito tumutulo.

+ Ang pad na aking itinayo ay tumagal ng dalawang sesyon bago ito magsimulang masira, ang tubig sa asin ay medyo brutal.

4. Upang sundin ang pad sa surfboard gumamit ng VHB tape

+ Siguraduhin na punasan ang deck na may payat na pintura at siguraduhin na sobrang malinis bago ilapag ang pad

+ Ang VHB tape ay talagang malakas, wala akong mga problema sa pagbagsak ng pad

Hakbang 6: Arduino Data Logging Program

// Intro //

Ang programa ng Arduino ay nag-log ng data mula sa network ng sensor sa isang SD card. Kasama ang ilang mga mapagkukunan sa pag-format at pag-shoot ng mga kard ng SD. Maaari silang maging medyo makulit. Ang code ay kinuha mula sa https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger at binago upang isama ang lahat ng mga pagbabasa ng sensor.

// Mga mapagkukunan //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Code //

/* SD card datalogger Ang halimbawang ito ay nagpapakita kung paano mag-log ng data mula sa tatlong mga analog sensor sa isang SD card gamit ang SD library. Ang circuit: * analog sensors sa analog ins 0, 1, at 2 * SD card na nakakabit sa SPI bus tulad ng sumusunod: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (para sa MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) nilikha noong Nobyembre 2010 binago noong 9 Abril 2012 ni Tom Igoe Ang halimbawang code na ito ay nasa pampublikong domain. * / # isama ang # isama ang const int chipSelect = 4; void setup () {// Buksan ang mga serial na komunikasyon at hintaying buksan ang port: Serial.begin (9600); habang (! Serial) {; // hintaying kumonekta ang serial port. Kailangan para sa katutubong USB port lamang} Serial.print ("Initializing SD card…"); // tingnan kung ang card ay naroroon at maaaring mapasimulan: kung (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Nabigo ang card, o hindi naroroon"); // huwag ka nang gumawa ng anumang higit pa: bumalik; } Serial.println ("pinasimulan ang card.");} Void loop () {// gumawa ng isang string para sa pag-iipon ng data upang mag-log: String dataString = ""; // basahin ang tatlong mga sensor at idagdag sa string: para sa (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString + = String (sensor); kung (analogPin <2) {dataString + = ","; }} // buksan ang file. tandaan na ang isang file lamang ang maaaring buksan nang paisa-isa, // kaya kailangan mong isara ang isang ito bago buksan ang isa pa. File dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // kung ang file ay magagamit, sumulat dito: kung (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // print to the serial port too: Serial.println (dataString); } // kung hindi bukas ang file, mag-pop up ng isang error: iba pa {Serial.println ("error opening datalog.txt"); }}

Hakbang 7: Pagkolekta ng Data

// Intro //

Oras na nito upang subukan ang pad. I-plug ang baterya at ipasok ang SD card. Magandang ideya na subukan ang programa upang matiyak na maayos ang pag-log ng data bago lumabas. Mag-ingat kapag hinihigpitan ang takip ng PVC upang hindi mo gupitin ang pad, ang mga thread ay medyo mabigat kahit na magandang ideya din na alisan ng dust ang threading upang masikip ang sobrang tubig

Ang uri ng isang nakatutuwang bagay na nag-surf sa pad na ito, ang karagatan ay hindi palaging ang pinakamaganda at ang pad ay isang medyo clunky na bagay. Nagtipon ako ng data gamit ang pad ng dalawang beses at pagkatapos nito ay natatakot ako na ang pad ay hindi magtatagal ng isa pa. Dapat kang maging medyo tiwala sa tubig at ilabas ito sa medyo hindi napapanahong mga araw upang hindi ito mapunit ng malalaking alon o makuha mo ang iyong sarili sa isang sitwasyon na may mas mabibigat kaysa sa normal na surfboard.

Hakbang 8: Pag-parse ng Data

// Intro //

Kapag natapos mo ang pagkolekta ng data ipasok ang iyong SD card sa iyong computer at dapat kang magkaroon ng isang folder na naglalaman ng isang napakahabang log ng mga numero. Dahil ang pag-log ay gumagana sa pamamagitan ng patuloy na pagpapatakbo ng isang string ng mga hindi mapag-aalinlangan na pagbabasa na kailangan mong kopyahin ang pag-log sa excel o mga sheet ng google upang ayusin ang bawat set ng sensor. Nais mong kunin ang average na pagbabasa ng bawat sensor upang maihanda itong ipasok sa kahulugan ng tipaklong.

Napakadali nitong makilala kung naglalagay ka ng presyon sapagkat nakakakuha ka ng iba't ibang pagbasa kaysa sa nakaupo ka sa iyong board. Ito ay nagiging medyo spastic nang ilang sandali pagkatapos ay bumalik sa pagiging pare-pareho. Ang mga oras ng kaguluhan ay kung ano ang gusto mo … tanggalin lamang ang natitira.

Hakbang 9: Pagbubuo ng Pasadyang Surfboard

// Intro //

Para sa hakbang na ito ang iyong pagpunta sa kailangan upang maging medyo bihasa sa Rhinocerous at tipaklong nito hindi masyadong advanced sa anumang paraan bagaman. Sa kahulugan ng tipaklong mapapansin mo na mayroong isang pangkat ng mga node na nakakabit sa iba't ibang mga punto, kung ano ang kailangan mong gawin ay palitan ang bawat isa sa mga node ng naaangkop na mga pagbabasa ng sensor. Matapos makolekta ang data at mai-parse ito sa excel dapat mong siguraduhin na subaybayan kung saan nagmula ang bawat isa sa mga pagbabasa upang maiayos mo ang modelo ng tipaklong upang mabuo nang maayos ang pinakamainam na hugis.

// Hakbang //

1. Buksan ang tipaklong at i-load ang nakabuo ng surfboard def

2. Ipasok ang mga pagbasa mula sa data log, ginamit ko ang mga medium mula sa bawat pagbabasa.

3. Maghurno ng modelo sa tipaklong

+ ang iyong pagkakaroon ng isang balangkas ng surfboard na may mga vector lamang

4. SWEEP2 gamit ang riles kasama ang gitna at labas ng mga kurba

+ Ito ay tumatagal ng kaunting oras at pasensya na maaari mo ring kailanganin upang maghalo ng mga ibabaw upang makuha ang lahat ng ito sa tubig

Hakbang 10: Paggiling ng Surfboard

Ang pangwakas na hakbang ay ang Milling the Surfboard. Gumamit ako ng isang dalawang bloke ng styrofoam na binili ko mula sa home depot https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… at spray ang pagdikit sa kanila ng magkasama sa gayon ito ay sapat na makapal upang mapaunlakan ang kapal ng rocker at kapal. Gumamit ako ng Multicam 3000 gamit ang RhinoCAM. Hindi ako dalubhasa sa CNC at maraming tulong sa hakbang na ito kaya't hindi talaga ako makapag-alok ng anumang payo maliban sa kumuha ng isang tao na gawin ang hakbang na ito para sa iyo;)

Hakbang 11: Pangwakas na Mga Saloobin

Ang proyektong ito ay tumagal sa akin halos isang taon at natapos ko ito halos isang taon na ang nakalilipas. Ipinakita ko ito sa parehong palabas sa pang-industriya na disenyo ng CCA at Maker Faire. Inilagay ko ito ngayon dito sapagkat kinuha sa akin ng mas maraming oras upang talagang tingnan ito muli … Ako ay may sakit sa pagtingin sa bagay na ito. Inaasahan kong pinahahalagahan mo ito, sa palagay ko ang ganitong uri ng pagsasaliksik at trabaho ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa iba pang mga proyekto, kung ang sinumang talagang magtangka na gawin ito Makatuturo mangyaring ipaalam sa akin ang uri nito ng isang nakatutuwang bagay at magiging mahusay na makita ang mga ibang tao ito Sa palagay ko mayroong isang kayamanan ng data na maaaring makuha at magamit sa paglikha ng mga produkto sa isang bagong paraan. Sa palagay ko ay darating sa isang bagong edad ng pagpapasadya at mga bagay na maaaring mapuna sa ganitong uri ng mabilis na prototyping na maaaring dumating sa mabilis na personal na pagmamanupaktura.

Masaya akong sagutin ang anumang mga katanungan patungkol sa proseso, mga teorya, alinman sa mga programa o disenyo ng surfboard sa pangkalahatan.