Ultrasonic Batgoggles: 14 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Nais mong ikaw ay bat? Nais Makaranas ng Echolocation? Nais mong subukan na "makita" gamit ang iyong tainga? Para sa aking unang Instructable, ipapakita ko sa iyo kung paano bumuo ng iyong sariling mga ultrasonic batgoggles gamit ang isang Arduino microcontroller clone, Devantech ultrasonic sensor at welding goggles sa halos $ 60 o mas kaunti kung mayroon ka ng mga karaniwang sangkap ng electronics. Maaari mo ring laktawan ang electronics at gumawa ng isang simpleng bat-mask na perpekto upang maisusuot sa susunod na pelikulang Batman. Sa kasong iyon, ang gastos ay halos $ 15 lamang. Pinapayagan ka ng mga salaming ito na maranasan kung ano ang tulad ng paggamit ng mga pahiwatig ng pandinig tulad ng isang paniki at inilaan para sa mga bata sa isang setting ng sentro ng agham upang malaman ang tungkol sa echolocation. Ang layunin ay upang mapanatili ang mga gastos nang mas mababa hangga't maaari, iwasang gawin ang anyo ng pakikipag-ugnayan upang maging pangkalahatan o hindi nauugnay sa layuning pang-edukasyon nito at upang matiyak na ang pisikal na anyo ng aparato ay sumasalamin sa paksa. Para sa isang mas masusing talakayan sa disenyo nito, mangyaring tingnan ang webpage ng proyekto. Upang mapanatili ang mga gastos at sukat na mababa, isang clone ng Arduino ay binuo na ginamit, ngunit gumagana rin ang proyektong ito sa mga paunang built na Arduino microcontrollers. Ang mga salaming ito ay itinayo para sa " Dynamic na nakasentro sa Gumagamit na kurso sa Pananaliksik at Disenyo "sa programang Sining, Media at Engineering sa Arizona State University.

Hakbang 1: Mga Kinakailangan na Kagamitan

-Arduino o maihahambing na microcontroller * (kung mayroon kang pera maaari kang bumili ng Arduino mini / nano o gumamit ng isang boarduino, kung hindi ay ipapakita ko sa iyo kung paano gumawa ng isang maliit at murang Arduino clone para sa proyektong ito.) - Welding goggles (Mine are Ang tatak na "Neiko" at madaling makita sa eBay bilang "Flip up welding goggles" para sa 3-10 dolyar na naipadala, gumagana nang maayos ang partikular na uri na ito) -Devantech SRF05 Ultrasonic Sensor (o iba pang maihahambing na sensor - subalit, ang SRF05 ay mayroong napaka mababang paggamit ng kuryente na 4mA at mahusay na resolusyon mula 3 cm hanggang 4 na metro, ito ay halos $ 30) -isang bagay na maaaring gawin sa tainga (Gumamit ako ng mga plastik na kono, tingnan din: "Paano bumuo ng isang mas mahusay na kasuutan sa bat") - ilang uri ng enclosure para sa electronics-3/8 "split seam na may kakayahang umangkop na itim na nakakubkub na tubo (upang itago ang mga kumokonekta na mga wire) -piezo buzzer na maaaring tumakbo sa 5v-9v-iba't ibang mga wires-plasti-dip spray ay maaaring (itim) Microcontroller Electronics (maaaring laktawan ang mga sangkap na ito kung gumagamit ng isang paunang built na magsusupil) - Pinrograma ng Arduino ang Atmega8 o 168 DIP chip. - isang ekstrang Arduin o board o ArduinoMini USB programmer - Maliit na PC board (magagamit sa Radioshack) - 9V baterya konektor (magagamit sa Radioshack) - 7805 5v boltahe regulator- 16 MHz kristal (magagamit @ sparkfun) - dalawang 22pF capacitor (magagamit @ sparkfun) - 10 microF electrolytic capacitor - 1 microF electrolytic capacitor- 1k resistor at 1 LED (opsyonal ngunit lubos na inirerekomenda) - 2N4401 transistor (opsyonal) - babae at lalaki na header (opsyonal) - 28 pin DIP socket o dalawang 14 pin DIP socket s (opsyonal) - maliit breadboard para sa prototyping (opsyonal) Ang mga sangkap ng electronics ay maaari ding makuha mula sa www.digikey.com o www.mouser.com Mga tool at supply na maaaring kailanganin mo-paghihinang ng iron-hot glue gun-Dremel-news paper-masking tape-sandpaper-wire striper atbp.

Hakbang 2: Magdisenyo ng Ilang Mga Tainga

Malaya kang gamitin ang iyong imahinasyon upang maitayo ang iyong tainga. Walang mga bat-goggle na dapat magkapareho! Gumamit ako ng mga plastik na kono na ginagamit para sa pisikal na therapy, na kung saan nagkaroon kami ng maraming suplay sa aming lab. Ngunit ang tutorial na ito ay nagbibigay ng isa pang magandang pagpipilian para sa mga tainga ng paniki. Una akong gumuhit ng isang hugis-itlog na may isang pantulis at pinutol ito ng isang Dremel. Nai-save ko ang piraso ng cutoff upang magamit sa loob ng tainga.

Hakbang 3: Gupitin ang Mga Tainga

Pinagupit ko ang mga cut-off na piraso ng kono sa Dremel, upang ang mga ito ay mas maliit at mainit na nakadikit sa kanila sa loob ng mas malaking mga piraso ng kono. Hindi sila magkasya nang eksakto ngunit pagkatapos na hawakan ang mga ito sa lugar sa pamamagitan ng kamay ang mainit na pandikit na gaganapin ito sa lugar nang maayos. Kung iniiwan mo ang iyong sarili ng sapat na puwang sa ilalim ng tainga, madali mong mai-embed ang mga electronics sa loob ng tainga, isang tainga para sa controller, at isa para sa baterya. Sa kasamaang palad, hindi ako nag-iwan ng sapat na puwang at kailangang gumamit ng isang panlabas na enclosure. Mangyaring mag-ingat na huwag sunugin ang iyong sarili habang gumagamit ng isang mainit na baril ng pandikit !!! Maaari mo ring madaling matunaw ang mga plastic cones nang hindi sinasadya.

Hakbang 4: Maghanda ng mga Goggle

Ang mga salaming de kolor na binili ko ay isang napaka-hindi tulad ng makintab na kulay ng aqua. Upang gawing mas kaaya-aya ang mga salaming de kolor, alisin ang mga lente (tanggalin muna ang piraso ng ilong), buhangin ang mga ito, at isablig sa spray ng Plasti Dip upang mabigyan sila ng magandang katad na katad na goma. Bago mag-spray, itinakip ko ang loob ng mga salaming de kolor at ang mga bahagi na hinawakan ang balat gamit ang masking tape. Hindi rin ako naglagay ng anumang pintura sa piraso ng ilong dahil ang pintura ay binabawasan ang kakayahang umangkop ng materyal na salaming de kolor at kailangan ng piraso ng ilong upang mapagsama ang mga salaming de kolor. Gusto mo ring buhangin at i-spray din ang mga tainga. Ang naka-sanded na dust ng plastik ay hindi maganda para sa iyong baga at mga mata kaya't mangyaring magsuot ng mask at mga baso para sa kaligtasan para sa mga hakbang na ito. Nag-spray ako ng halos 3 coats na may mga 10-15 minuto sa pagitan ng mga coats upang makakuha ng pantay na pagkakayari. Kapag basa, ang pintura ay lilitaw na makintab, ngunit ito ay dries sa isang matte na texture.

Hakbang 5: Magtipon ng Elektronika

Ang mga hakbang na ito ay opsyonal kung gumagamit ka ng isang built na Arduino microcontroller. Gayunpaman, dahil gumagamit ka lamang ng isang maliit na halaga ng mga kakayahan nito mas may katuturan na gumawa ng isang bersyon ng barebones ng isang Arduino na mas maliit at mas mura upang muling makagawa. Ang seksyon na ito ay maaaring maging mahirap para sa isang taong walang karanasan sa electronics, ngunit dapat madali para sa sinumang nagtipon ng isang simpleng electronics kit. Ang isang "eskematiko" na sketch para sa electronics ay nakakabit. Ang eskematiko ay lubos na nagmula sa iskemang Atmega8 Standalone ni David A. Mellis. Kung mayroong interes ay gagawa ako ng isang nakatuong Tagubilin para sa hakbang na ito. Ang decoupled power circuit ay mula sa librong Physical Computing ni Tom Igoe. Nagsama ako ng larawan ng bersyon ng PC board (na hindi naka-link ang sensor / buzzer) pati na rin ang isang bersyon ng prototyping na itinayo sa isang breadboard para sa sanggunian. Ipinapakita rin ng bersyon ng breadboard kung paano ikonekta ang Arduino board bilang isang USB programmer para sa microcontroller chip. Dahil gumamit ako ng isang DIP socket para sa maliit na tilad, maaari ko ring alisin ang maliit na tilad at ilagay ito sa isang board ng Arduino upang mai-program ito, ngunit maaaring maging nakakalito upang hilahin ang maliit na tilad nang hindi baluktot ang lahat ng mga pin - iyon ang dahilan kung bakit isinama ko ang babae mga pin ng header para sa tx / rx. Kahit na ang board ay masyadong masikip, maaari mong makita na ang lahat ng mga pin ng controller ay may isang solder pad na magagamit upang kumonekta. Dahil hindi sila kinakailangan para sa proyektong ito hindi ako naghinang ng mga babaeng header sa mga hindi nagamit na pin ngunit kung sila ay, magkakaroon ka ng buong kakayahan ng isang Arduino Diecimilia maliban sa on-board USB sa isang napakaliit na package. Ang lapad ng board ay humigit-kumulang isang kalahati ng Diecimilia board at halos pareho ang haba. (narito ang isang katulad na pag-setup.) Opsyonal na gumamit ng isang transistor upang paandarin ang buzzer, ang Arduino ay maaaring magbigay ng sapat na kasalukuyang mula mismo sa pin. Gayunpaman, ang paggamit ng transistor ay nagbibigay-daan sa iyo upang gumamit ng iba pang mga aparato sa paggawa ng tunog maliban sa isang buzzer kung mayroon ka nito.

Hakbang 6: Ihanda ang mga Buzzer at Sensor Wires

Ang sensor ng ultrasonic at buzzer ay nangangailangan ng mahabang mga wire upang tumakbo mula sa mga salaming de kolor patungo sa mga electronics. Ang sensor ng ultrasonic ay nangangailangan ng 4 na mga wire (5v, ground, echo, trigger) at ang buzzer ay nangangailangan ng dalawang wires (digital output mula sa controller, ground). Sa ilang pagpaplano maaari kang gumamit ng isang 5 wire ribbon cable, kung mayroon kang isa at ibahagi ang koneksyon sa lupa sa pagitan ng buzzer at ng sensor. Mayroon lamang akong 4 wire ribbon kaya ginamit ko iyon para sa ultrasonic sensor at gumamit ng dalawang wire cable para sa buzzer. Dahil ang buzzer ay may dalawang konektor na nag-solder ako ng isang hilera ng mga babaeng header sa dalawang wires sa tamang spacing, sa ganitong paraan madali kong matanggal ang buzzer ng piezo kung kinakailangan. Ang sensor ay may ilang mga butas na panghinang upang maghinang kung saan dapat kang magtungo at gamitin. Siguraduhing gamitin ang tamang bahagi, ang mga butas sa kabilang panig ay para sa pagprograma ng sensor at hindi gagana!

Hakbang 7: Tapusin ang mga Wires

Susunod na solder male header pin sa kabilang dulo ng mga wire. (Ang mga ito ay kumokonekta sa microcontroller.)

Hakbang 8: I-upload ang Code

Upang mai-upload ang code, ikonekta ang 5v, ground, TX, RX na mga pin sa PC board sa mga parehong pin sa isang chip na tinanggal na Arduino board gamit ang ilang mga wire. Pagkatapos ikonekta ang reset pin sa PC board sa kung saan pupunta ang pin 13 sa socket ng DIP sa Arduino board. Kung nakalilito ito, mangyaring tingnan ang imahe kung saan kinokopya ito, maliban sa isang Arduino Mini. Susunod na naipasa lamang ang nakalakip na code sa Arduino editor (o nag-browse sa at buksan ang.pde file sa Arduino pagkatapos i-download) at piliin ang naaangkop na serial port at Arduino chip na iyong ginagamit at pindutin ang pindutan ng pag-upload. Gumagana ang code sa pamamagitan ng pag-play ng beep at pagkatapos ay iba-iba ang agwat ng inter-beep batay sa distansya na sinusukat ng sensor. Kaya, kung malapit ka sa isang bagay, ang pagitan ng inter-beep ay nababawasan at mas mabilis na nagaganap ang mga beep. Kung malayo ka sa isang bagay, tumataas ang agwat ng inter-beep nang sa gayon ay mas mabagal ang mga pamamula. Sinusuri ng controller ang distansya bawat 60ms, kaya ang agwat ng inter-beep ay pabago-bago na nagbabago. Sa kasalukuyan ito ay naka-scale kaya 1 pulgada ay gumagawa ng isang pagkakaiba sa 10ms sa pagitan ng pagitan ng-beep. Ginagawa nitong mas mahusay ang paggana ng mga salaming de kolor para sa mas malapit na distansya, ngunit maaaring dagdagan upang gumana nang mas mahusay para sa karagdagang distansya. Sinubukan ko ang isang exponential scaling na tumaas ang saklaw sa mas malapit na distansya (gamit ang fscale ngunit tila hindi nito binago nang malaki ang tugon kapalit ng tone-toneladang code, kaya't inalis ko ito.) Dahil ang oras na kinakailangan upang mabasa ang distansya ay nakasalalay sa ang distansya ng bagay na nadarama (ang sensor ay nagbabalik ng mga pulso hanggang 30ms ang haba) sinusukat ng code ang oras na kinakailangan upang makuha ang pagbabasa at mabayaran ang mga oras ng pagkaantala ng halagang iyon. Ang bawat linya sa code ay nagkomento at (sana) sarili -paliwanag.

Hakbang 9: Ilagay ang Electronics sa isang Enclosure

Gupitin ang convoluted tubing upang ito ay ang tamang haba mula sa mga salaming de kolor hanggang sa ilang kamay o bulsa. Ilagay ang mga wire na kumokonekta sa ultrasonic sensor at piezo buzzer sa loob ng split seam convoluted tubing. Mag-drill ng isang butas sa iyong enclosure na maaaring magkasya sa convoluted tubing. Ginawa ko ito gamit ang isang diskarte sa pagsubok at error na nagsisimula sa isang maliit na sukat at pagdaragdag ng diameter hanggang sa tama ang pag-tubing. Patakbuhin ang mga wire sa butas pagkatapos ay pisilin ang convoluted tubing. Mahaba ang haba ng aking mga kable kaya kinailangan kong tiklupin ang mga ito upang magkasya. Ang ilang Velcro ay humahawak sa circuit board sa enclosure.

Hakbang 10: Ikonekta ang mga Wires

Maaari mo nang gamitin ang mga male header pin sa mga dulo ng iyong mga wire at kumonekta sa naaangkop na mga pin sa PC board (gamitin ang eskematiko!). Kung gumagamit ka ng iyong sariling Arduino pagkatapos ay gamitin lamang ang parehong mga pagmamapa ng pin tulad ng sa eskematiko.

Hakbang 11: Isara ang Enclosure

Ang enclosure na ito ay may mga turnilyo upang i-shut ito ngunit ang iba pang mga enclosure (altoids lata?) Ay maaaring i-snap lamang. Dahil hindi ako sigurado kung gumagana ito, gumamit ako ng tape upang mapanatili itong sarado sa ngayon.

Hakbang 12: Maglakip ng Mga Tainga

Upang ikabit ang mga tainga kailangan muna nating ilagay ang dalawang patayong puwang na may dremel sa tainga para dumaan ang strap.

Hakbang 13: Nagpapatuloy sa Pag-attach ng Tainga

Matapos patakbuhin ang mga strap sa tainga, ginamit ko ang Velcro upang mailakip ang mga tainga sa mga salaming de kolor. Natapos ito na medyo hindi matatag, ngunit lubos na naaayos upang maituro ang mga ito sa tamang paraan. Ang pagdikit sa kanila ay magiging mas permanente, ngunit ang Velcro ay nakaligtas sa maraming mga demo. Ang ultrasonic sensor sa paanuman ay ang perpektong akma upang maitulak sa mekanismo ng pagla-lock para sa kakayahang i-flip up ang mga salaming de kolor. Kailangan mong hilahin ang frame ng goggle ng goma mula sa piraso ng plastic lens mula sa itaas upang gumawa ng puwang pagkatapos ay ang sensor ay magkakasya mismo. Ang sensor ay lumalabas minsan, kaya't ang isang maliit na pandikit ay maaaring ayusin ito para sa kabutihan. Sa kasamaang palad ang pamamaraang ito ng pagkakabit ay imposibleng i-flip ang mga lente.

Hakbang 14: Karanasan sa Echolocation

Mag-plug sa isang baterya ilagay ang enclosure sa iyong bulsa at galugarin! Ang lapit mo sa mga bagay sa iyong linya ng paningin, mas mabilis ang pag-beep nito, lalo kang nakakakuha, mas mabagal ang pag-beep nito. Mangyaring huwag magsuot ng mga ito sa mapanganib na mga kapaligiran o sa trapiko! Ang mga salaming ito ay para sa mga layuning pang-edukasyon lamang at inilaan para sa mga kinokontrol na kapaligiran dahil nilalayon nilang harangan ang iyong peripheral vision at regular na paningin upang mas magtiwala ka sa mga pahiwatig ng pandinig. Hindi ako mananagot para sa anumang mga pinsala bilang isang resulta ng pagsusuot ng mga salaming ito! Salamat! Dahil ito ay batay sa Arduino, madali kang makakapagdagdag ng isang module ng Zigbee o blueSMIRF upang i-interface ang mga ito sa mga computer nang walang wireless. Ang trabaho sa hinaharap ay maaaring pagdaragdag ng isang dial upang ayusin ang pagkasensitibo at pagdaragdag ng isang on / off switch.

Pangalawang Gantimpala sa Mga Instructable at RoboGames Robot Contest