Wipy: अत्यधिक प्रेरित व्हाइटबोर्ड क्लीनर: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

परिचय

क्या आप कभी व्हाइटबोर्ड की सफाई करते-करते थक गए हैं? क्या आपने कभी सोचा है कि अगर कोई रोबोट आपके लिए ऐसा कर सके तो आपका जीवन कितना बेहतर होगा? अब आपके पास Wipy के साथ इसे वास्तविकता बनाने का मौका है: अत्यधिक प्रेरित व्हाइटबोर्ड क्लीनर। Wipy आपके शर्मनाक खराब चित्रों को ठीक से साफ कर देगा, और यह एक प्यारी सी मुस्कान के साथ भी करेगा। आपको इसे सक्रिय करने की भी आवश्यकता नहीं है! जब आप कम से कम इसकी उम्मीद करते हैं तो यह बोर्ड को साफ कर देगा … उह … * खांसी खांसी * … हम, निश्चित रूप से, इसका मतलब है: जब आपको इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है!

विशेषताएं:

- हमारा भावी मित्र चुम्बक का उपयोग करके बोर्ड से चिपके रहने में सक्षम होगा और ग्रिपी व्हील्स का उपयोग करके अंतरिक्ष में जाने में सक्षम होगा।- यह एक लाइन का अनुसरण करने और एक लाइन-निम्नलिखित सेंसर और एक स्पंज का उपयोग करके इसे मिटाने में सक्षम होगा।- Wipy है टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट सेंसर का उपयोग करके आपके हाथ की दूरी को मापने की क्षमता।- हम एक छोटी OLED स्क्रीन का उपयोग करके Wipy को एक प्यारा व्यक्तित्व देंगे।

परियोजना ITECH मास्टर्स प्रोग्राम में कम्प्यूटेशनल डिज़ाइन और डिजिटल फैब्रिकेशन सेमिनार के भाग के रूप में आयोजित की गई थी।

लसथ सिरीवर्डेना, साइमन लुट और टिम स्टार्क

चरण 1: Wipy का तर्क

Wipy लाइन सेंसर और टाइम ऑफ़ फ़्लाइट सेंसर के बीच परस्पर क्रिया के आधार पर काम करता है। यह किस प्रकार की रेखा का पता लगाता है और आपका हाथ कितना करीब है, इस पर निर्भर करते हुए, Wipy कई तरह से प्रतिक्रिया करता है जैसा कि आरेख में देखा गया है।

चरण 2: घटक और सिद्धांत

उन्नत वाइपिंग तकनीक के इस अद्भुत टुकड़े को फिर से बनाने के लिए आपको निम्नलिखित मदों की आवश्यकता होगी:

अवयव

रोबोट की चेसिस बनाने के लिए, आपको लेजर कटर तक पहुंच की आवश्यकता होगी। मामले के लिए, एक 3D प्रिंटर का उपयोग किया गया था।

बेस प्लेट के सभी तत्वों को Plexiglas की 500 x 250 x 4 मिमी शीट से काटा गया था।

हम यह भी सुझाव देते हैं कि आप एक Arduino Kit प्राप्त करें जिसमें इस परियोजना के लिए कई मूलभूत घटक शामिल होंगे (अमेज़ॅन)

बेस केस

1 एक्स 3 डी प्रिंटेड केस

1 एक्स टॉप बेस प्लेट (लेजरकट)

1 एक्स मिडिल बेस प्लेट (लेजरकट)

1 एक्स बॉटम बेस प्लेट (लेजरकट)

३६ एक्स एम३ नट

5 x M3 बोल्ट 15 मिमी

4 x M3 बोल्ट 30 मिमी

2 एक्स मैग्नेट (हमें उन्हें यहां मिला)

मुख्य इलेक्ट्रॉनिक्स

1 x Arduino Uno R3 या सामान्य समकक्ष - (अमेज़ॅन)

1 x Arduino विस्तार शील्ड (स्टार्टर किट में शामिल)

1 एक्स मिनी ब्रेडबोर्ड (स्टार्टर किट में शामिल)

19 x जम्पर तार (स्टार्टर किट में शामिल)

11 x [वैकल्पिक अतिरिक्त] सोल्डरलेस जम्पर तार - (अमेज़ॅन)

न्यूनतम 2 यूएसबी स्लॉट के साथ 1 एक्स पावर बैंक - (अमेज़ॅन)। सस्ते पावर बैंक से बचें क्योंकि बिजली का स्रोत अविश्वसनीय हो सकता है।

पावर बैंक को Arduino और Motors से जोड़ने के लिए 1 स्पूल x CCA ट्विन वायर - (अमेज़ॅन)

1 एक्स स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक - (अमेज़ॅन)

सेंसर और मोटर्स

1 एक्स माइक्रो-मोटर्स, व्हील किट और ब्रैकेट किट - (पिमोरोनी)

१ एक्स [वैकल्पिक स्पेयर] मोटर ब्रैकेट्स ३डी प्रिंट फ़ाइल - (थिंगविवर्स)

1 x 0.91 OLED स्क्रीन - (अमेज़ॅन.)

1 x L293D मोटर चालक आईसी - (अमेज़ॅन)

1 एक्स 5 चैनल आईआर लाइन ट्रैकिंग सेंसर - (अमेज़ॅन)

1 x उड़ान सेंसर का समय (VL53L0X) - (अमेज़ॅन)

उपकरण

- फिलिप्स हेड स्क्रूड्राइवर

- फ्लैटहेड पेचकस

- क्राफ्ट नाइफ

- डक्ट टेप

सिद्धांत

लाइन ट्रैकिंग सेंसर

लाइनसेंसर में पांच आईआर सेंसर की एक सरणी का उपयोग किया जाता है। ये IR-सेंसर रंग लेने में सक्षम हैं। सेंसर में एक एमिटर और एक रिसीवर होता है। एमिटर इन्फ्रारेड तरंगों को शूट करने में सक्षम है, यदि कोई सतह बहुत परावर्तक (एक सफेद सतह की तरह) है, तो यह आईआर रिसीवर में अधिक तरंगों को वापस प्रतिबिंबित करती है। यदि सतह काले रंग की तरह विकिरण को अवशोषित करती है, तो IR रिसीवर कम विकिरण प्राप्त करेगा। लाइन का पालन करने के लिए कम से कम दो सेंसर की जरूरत है।

Motors DC मोटर को नियंत्रित करने के लिए, आपको उन्हें नियंत्रित करने के लिए एक प्रकार के ड्राइवर की आवश्यकता होगी। I2C L293D मोटर चालक IC L293D एक मोटर चालक है जो दो DC मोटर्स के स्पिन की गति और दिशा दोनों को नियंत्रित करने का एक सस्ता और अपेक्षाकृत सरल तरीका है। L293D के बारे में अधिक गहन जानकारी के लिए, Lastminuteengineers का एक शानदार अवलोकन है:

उड़ान का समय सेंसर: यह सेंसर एक सिद्धांत का उपयोग करके दूरी को मापने में सक्षम है जो पहले से ही सेंसर के शीर्षक में सुविधाजनक रूप से कहा गया है: उड़ान का समय। यह एक बहुत ही सटीक सेंसर है और उदाहरण के लिए ड्रोन या LiDAR सिस्टम में पाया जा सकता है। यह एक लेज़र को एक निश्चित दिशा में शूट करने और लेज़र को वापस आने में लगने वाले समय को मापने में सक्षम है, उसी से दूरी की गणना की जा सकती है।

चरण 3: बेस केस तैयार करना

Wipy का शरीर दो भागों में आता है; एक लेजर-कट बेस और एक 3डी प्रिंटेड केस।

1. आधार के लिए, यह सामग्री के आधार पर लेजर कट या हैंड कट हो सकता है। कृपया घटक अनुभाग में संलग्न फ़ाइल ढूंढें। हम ऐक्रेलिक शीट (3 - 4 मिमी) या प्लाईवुड (2.5 - 3 मिमी) जैसी मजबूत लेकिन हल्की सामग्री का उपयोग करने का सुझाव देते हैं। हमारे प्रोटोटाइप चरण के दौरान, हमने 10 मिमी फोम कोर का उपयोग किया जो विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करता था और वर्तमान डिजाइन को इसके साथ काम करना चाहिए (कुछ ठीक ट्यूनिंग की आवश्यकता होगी)। लेजर कटर तक पहुंच के बिना लोगों के लिए फोम-कोर को हाथ से काटना भी आसान है।

2. मामले को पीएलए के साथ 0.2 मिमी की परत ऊंचाई और 25% की एक इन्फिल घनत्व के साथ मुद्रित किया गया था। हम 0.8 मिमी की दीवार मोटाई का भी सुझाव देते हैं।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स को असेंबल करना: मोटर चालक और I2C

इलेक्ट्रॉनिक्स को असेंबल करने में हम सबसे पहले L293D मोटर ड्राइवर के साथ शुरुआत करने जा रहे हैं।

1. मिनी-ब्रेडबोर्ड को Arduino एक्सटेंशन शील्ड से चिपका दें।
2. L293D को मिनी ब्रेडबोर्ड के बिल्कुल अंत में रखें (जहां प्लास्टिक कनेक्शन का छोटा टुकड़ा छोटी तरफ चिपक जाता है)। ध्यान दें, L293D के शीर्ष पर पूर्ण चक्र बोर्ड के अंत में होना चाहिए।
3. पहले सभी सोल्डर-कम जम्पर तारों को कनेक्ट करें
4. शेष तारों को Arduino और बाद में मोटर्स से संलग्न करें। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप अपनी मोटरों के लिए तारों के क्रम को भ्रमित करते हैं, जैसा कि आपको पता चल जाएगा कि आपकी मोटर गलत तरीके से बदल रही है।
5. उनका परीक्षण करने के लिए मोटर्स के नमूना कोड को Arduino पर लोड करें - यह इस पृष्ठ के नीचे पाया जा सकता है: (नमूना कोड मोटर्स)

चरण 5: आधार को असेंबल करना

आधार को इकट्ठा करने के लिए, हम निम्नलिखित आदेश का सुझाव देते हैं।

1. सबसे पहले, कोष्ठक का उपयोग करके मोटर्स को शीर्ष आधार से कनेक्ट करें। कोष्ठक M2 नट और बोल्ट का उपयोग करते हैं। बोल्टों को पेंच करने में अपना समय सावधानी से लें क्योंकि वे काफी छोटे और काल्पनिक होते हैं।
2. Arduino को शीर्ष प्लेट से कनेक्ट करें, सुनिश्चित करें कि Arduino अपने ब्रैकेट से अलग है। इसे कनेक्ट करने के लिए M2 बोल्ट का उपयोग करें। यदि M2 बोल्ट आपके अधिकार में नहीं हैं, तो आप M3 का भी उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यह थोड़ा अधिक पाशविक बल लेता है।
3. अगला: बोल्ट को मैग्नेट से जोड़ दें, नीचे की प्लेट को बोल्ट के ऊपर स्लाइड करें और बोल्ट को संकेतित स्थानों पर मध्य प्लेट में संलग्न करें। अब बीच और नीचे की प्लेट को अटैच करें।
4. संकेतित बोल्ट का उपयोग करके लाइन सेंसर को मध्य प्लेट में संलग्न करें। पड़ोसी बोल्ट को भी बीच की प्लेट में रखना सुनिश्चित करें, क्योंकि लाइन सेंसर संलग्न होने पर छेद अब सुलभ नहीं हैं।
5. मध्य प्लेट में सभी बोल्ट जोड़ें जो शीर्ष आधार से जुड़ते हैं।
6. अंत में, शीर्ष बेस प्लेट को बाकी बेस पर रखें और कस लें।

चरण 6: चुंबक पागलपन

अब मुश्किल हिस्सा आता है, अपने Wipy को एक लंबवत व्हाइटबोर्ड पर आज़माना। यह भाग कुछ परीक्षण-और-त्रुटि पर आधारित है क्योंकि इसके बीच एक अच्छा संतुलन है:

- चुम्बक बहुत मजबूत है, इसलिए पहिए हिल नहीं सकते।- चुम्बक पर्याप्त मजबूत नहीं होने के कारण Wipy बोर्ड से गिर जाता है।

हमने जिन चुम्बकों का उपयोग किया है, वे मजबूत हैं, शायद थोड़े बहुत मजबूत हैं। बोर्ड और चुम्बकों के बीच स्पेसर का उपयोग करके खिंचाव को कम किया जा सकता है। स्पेसर यह भी सुनिश्चित करते हैं कि बोल्ट का शीर्ष व्हाइटबोर्ड को नहीं छू रहा है। स्पैसर को गोंद का उपयोग करके चुंबक से जोड़ा जा सकता है, या प्रोटोटाइप चरण में: बहुत सारे डकटेप।

युक्तियाँ चुम्बकों को ठीक से काम करने के लिए हमारे पास कुछ सुझाव हैं:

- पहियों के बीच का चुंबक पहियों को बोर्ड में खींचने के लिए होता है ताकि पहियों की पकड़ अधिक हो। सुनिश्चित करें कि यह चुंबक पहियों के स्तर से थोड़ा ऊंचा है। सुनिश्चित करें कि रोबोट पीछे के चुंबक की ओर थोड़ा सा कोण पर है।- पीछे अधिक (छोटे) चुंबक के साथ प्रयोग करना शुरू करें। रोबोट को मंडलियों में ड्राइविंग से रोकने के लिए छोटे चुंबकों की एक सरणी शुरू हो सकती है।

पहियों को अब उसी दिशा में घूमना चाहिए। अब, इसे बोर्ड पर आज़माएं और अंत में काम करने पर खुशी के आंसू रोएं। अब थोड़ी जीत पार्टी का समय है।

चरण 7: अधिक सेंसर, अधिक मज़ा

अब जब मोटर और मैग्नेट अपने दूसरे के साथ अच्छी तरह से खेलते हैं, तो समय आ गया है कि Wipy में कुछ (बेकार) सुविधाओं को जोड़ा जाए।

1. लाइन सेंसर शामिल केबल का उपयोग करके, लाइन सेंसर को ब्रेडबोर्ड से कनेक्ट करें जैसा कि संकेत दिया गया है। आरेख पर हरी केबल SCL के लिए है और सफेद SDA के लिए है।

2. स्क्रीन जोड़ेंचलो संकेत के अनुसार Wipy का प्यारा चेहरा जोड़ें।

3. टॉफ सेंसर अंत में, संकेत के अनुसार दूरी सेंसर जोड़ें। यह सेंसर यह पता लगाएगा कि यह हाथ के कितने करीब है और उसी के अनुसार रुक जाता है। यह Wipy को बोर्ड पर ड्राइंग शुरू करने के क्षण में बोर्ड को पोंछने की (कष्टप्रद) सुविधा भी देता है।

4.अपलोड कोड

अब जबकि सभी सेंसर एक-दूसरे से जुड़ गए हैं, हम कोडिंग शुरू कर सकते हैं। संलग्न कोड फ़ाइल लोड करें और Wipy को जीवंत होते देखें। आपको इसे समझने में मदद करने के लिए कोड में टिप्पणियाँ हैं। स्केच> लाइब्रेरी शामिल करें> लाइब्रेरी प्रबंधित करें से उपयुक्त लाइब्रेरी डाउनलोड करना सुनिश्चित करें। उड़ान का समय (VL53L0X.h) सेंसर पुस्तकालय पाया जा सकता है (यहां)

5. शक्ति

मोटर्स और Arduino को पावर देने के लिए, जबकि Wipy व्हाइटबोर्ड पर खुशी-खुशी परेड कर रहा है, हम एक बाहरी बैटरी की सलाह देते हैं। उदाहरण के लिए, आप इसे बोर्ड के शीर्ष कोने पर रख सकते हैं और केबल को Wipy पर चला सकते हैं। Wipy को दो बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होगी: 1 Arduino के लिए और 1 मोटरों के लिए जैसा कि फोटो में दिखाया गया है। हमने 2x 5V 2A आउटपुट करने वाले पावरबैंक का उपयोग करने का निर्णय लिया। सीधे Arduino में एक संलग्न करें (या तो विन, यूएसबी या पावरपोर्ट में)। सुनिश्चित करें कि अगर विन से जुड़ा है तो Arduino और सभी सेंसर के लिए पर्याप्त शक्ति है।

6. यह सब एक साथ रखना।

यह सब एक साथ रखने के लिए, हम ओएलईडी और टाइम ऑफ फ्लाइट सेंसर को मामले में टेप करने का सुझाव देते हैं और फिर दो तरफा टेप का उपयोग करके मामले को आधार से जोड़ते हैं।

चरण 8: अधिक वाइपी भावनाएं चाहते हैं?

अपनी खुद की Wipy भावना बनाना चाहते हैं, यहां बताया गया है:

1. किसी भी ग्राफिक्स सॉफ़्टवेयर (Adobe Photoshop, GIMP, आदि) का उपयोग करके अपनी अद्भुत भावनाएँ बनाएँ जो बिटमैप छवियों को बचा सकती हैं। सुनिश्चित करें कि आपका रिज़ॉल्यूशन आपकी स्क्रीन के समान है। हमारे मामले के लिए यह 128 x 32 px है।
2. इसके बाद, हमें इन बिटमैप्स को कोड में बदलने की जरूरत है। हम उसके लिए ऑनलाइन टूल इमेज2सीपीपी कर सकते हैं। उन छवियों को अपलोड करें जिन्हें आप कनवर्ट करना चाहते हैं
3. एक बार अपलोड करने के बाद, सुनिश्चित करें कि रिज़ॉल्यूशन और ओरिएंटेशन की तरह सेटिंग्स सही हैं। एक बार जब सब कुछ सही हो जाए, तो "कोड आउटपुट फॉर्मेट" को "Arduino कोड" में बदल दें और एक पहचानकर्ता का उपयोग उसी तरह करना सुनिश्चित करें जैसे आप जिस भावना को बदलना चाहते हैं।
4. एक बार हो जाने के बाद "जनरेट कोड" पर क्लिक करें और कोड को Arduino Sketch में बदलें।

Arduino प्रतियोगिता 2019 में उपविजेता