Skrikande potatis: 16 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Tinkercad -projekt »

Denna instruerbara kommer att lära dig hur du gör någon potatis till liv, prata och skrika för sitt liv. Om du någonsin velat överraska dina vänner och familj med en grönsak som inte vill ätas, om du någonsin ville förstå vad en potatis känns när den är på väg att tillagas, så är det här projektet för dig!

Vår inspiration När vi brainstormade idéer för potatisutmaningen insåg vi att alla våra tankar kretsade kring vad vi skulle göra med potatisen, men vi tänkte aldrig på vad potatisen skulle tycka om våra handlingar. Med andra ord insåg vi att vi som människor aldrig satte oss i potatisskor och därför har vi aldrig kunnat förstå en potatisupplevelse - förrän nu. Vi insåg omedelbart att detta potatis-mänskliga erfarenhetsgap är ett stort problem, så vi bestämde oss för att vidta åtgärder.

Vårt mål för detta projekt var att bygga en elektronisk apparat, den så kallade Potatisjälen, som vid inläggning i en potatis skulle få potatisen att kommunicera på mänskligt språk som svar på mänskliga handlingar, vilket gör den mänsklig och kan stänga potatisen. mänskligt erfarenhetsgap.

En potatis med en potatissjäl kan se en människa genom att känna av infrarött ljus och be människan att låta den vara ifred. Potatisen kommer att fråga om och om igen tills dess önskan är uppfylld. Om någon galning bestämmer sig för att skära den stackars potatisen, kommer potatisjälen att göra det möjligt att känna smärtan genom att känna av snittet med en induktiv sensor - och uttrycka det via en skrämmande skrik.

Under skrivandet av denna instruerbara lägger vi mycket fokus på Design & Concept -delen - detta gör att läsaren kan följa vår design- och problemlösningsprocess och förstå varför och hur vi tog specifika beslut.

Koden för detta projekt är öppen källkod- du är välkommen att bidra!

Om oss: Detta projekt gjordes av två personer, min vän haraldar och jag, guusto. Vi var fysiskt separerade under hela projektet, vilket var en mycket stor utmaning i sig. Mest krediter går definitivt till haraldar - han var ansvarig för kretsdesign, kretsledning, programmering, slutdesign och utskrift av 3D -delar, montering och inköp av alla delar (som inkluderade att ta isär hans högtalare och en gammal radio - vi hade fel och hade inte tid att ombeställa komponenter online). Mitt bidrag var den första idén och konceptet, att hitta ett snabbt sätt att förbereda potatisen och den instruerbara. Vi utvecklade huvudsakliga designkoncept och gjorde viktiga designval tillsammans.

Tillbehör

Verktyg

• Lödkolv
• Lödtråd
• 3d skrivare
• Multimeter

Material

• Medelstor till stor potatis eller sötpotatis
• Arduino Nano Rev. 3 med lödda stift
• LJ18 A3-8-Z Induktiv sensor
• (2x) AM312 Micro PIR rörelsedetekteringssensor
• Liten högtalare (Vi skördade våra från billiga högtalare)
• 9V batteri
• Startkablar

Steg 1: Design och koncept

Tanken bakom detta projekt är väldigt enkel: Föreställ dig en potatis som reagerar och skriker när någon försöker skära den. Denna exakta bild var vår utgångspunkt (bild 1.1). Härifrån började vi fundera på hur denna funktionalitet skulle kunna implementeras. Vi behövde en elektronisk enhet inuti potatisen som skulle känna av mänsklig närvaro, metallföremål och även producera ljud. (Bild 1.2).

Vid ytterligare övervägande utvecklade vi följande mål som denna enhet måste uppfylla:

1. Enheten måste få en potatis att framstå som mänsklig genom att prata och skrika som svar på vissa handlingar.
2. Enheten måste vara tillräckligt liten för att passa in i de flesta potatisar.
3. Enheten måste vara självomslutande och snabbt infogbar i vilken potatis som helst med lite förberedelse.

Naturligtvis kom dessa mål med frågor eller snarare problem som vi var tvungna att lösa, nämligen:

1. Vad är det enklaste och mest kostnadseffektiva sättet att uppnå vår önskade funktionalitet?
2. Hur kan vi minimera enhetens storlek?
3. Hur kan vi göra potatisberedningen så snabb och enkel som möjligt?

I nästa steg kommer vi att ta upp dessa frågor.

Steg 2: Design och koncept: funktionalitetsproblem - flödesschema

För att lösa funktionsproblemet bör vi först bestämma exakt vad enheten ska göra. Flödesschemat visualiserar logiken i Potatisjälen.

Steg 3: Design och koncept: funktionalitetsproblem - inmatning och utmatning

För att lösa detta problem var vi tvungna att identifiera vilka sensorer vi behövde, hur sensordata skulle bearbetas och hur vi skulle generera tal och skrik. Vi bestämde oss för att använda följande arkitektur:

För vår insats har vi:

Upptäckt av mänsklig närvaro: PIR -sensorer. De kan mäta infrarött ljus, såsom kroppsvärme och skulle därför vara perfekta för mänsklig upptäckt. De är enkla att använda och allmänt tillgängliga. Som en bonus ser två mikro PIR -sensorer ut som ögon på potatisen och får den att se mer levande ut

Detektering av skärning: Induktiva sensorer. Dessa sensorer skapar ett magnetfält och genom att använda principen för elektromagnetisk induktion kan de upptäcka metallföremål inom ett kort avstånd. En sådan sensor inuti en potatis kommer att upptäcka en metallkniv som skär potatisen

För vår produktion har vi:

Producerar ljud för mänskligt tal: Högtalare. En enkel summer skulle inte vara tillräcklig, eftersom den bara kan ändra frekvens och därmed inte skulle kunna återge en mänsklig röst

Med detta och flödesschemat i åtanke följer det:

Bearbetar data: Arduino. Som anges i flödesschemat i steg 2 är logiken i vår krets mycket grundläggande och vi behöver inte heller någon avancerad beräkning av våra ingångar. Det betyder att vi inte behöver processorkraften hos en RaspBerry Pi - en vanlig mikrokontroller som Arduino passar bäst

Så vi fann att vi kan klara oss med två PIR -sensorer, en induktiv sensor, en högtalare och en Arduino för att skapa önskad funktionalitet.

Steg 4: Design och koncept: funktionalitetsproblem - generera och lagra tal

En sak är inte klar: Hur ska vi skapa mänskligt tal och skrik? Vi vet hur vi spelar dem, men hur lagrar vi dem? Det finns två alternativ:

1. Spela in fraser och ljud och lagra dem i något ljudformat på ett SD -kort.
2. Använd ett text-till-tal-program och lagra fraser i ett textformat och generera sedan tal direkt.

Medan det första alternativet erbjuder mycket frihet när det gäller ljud som kan användas, kräver det gränssnitt med en extra SD -kortmodul. Detta tar mycket minne och kan leda till problem när det finns tre andra aktiva sensorer.

Dessutom är en extra modul i stort sett motsatsen till en minimal design. Därför gick vi med det andra alternativet: Vi använde biblioteket Talkie med öppen källkod, Talkie, som har ljudkodekar för ett antal engelska ord. Dessa ord tar mycket mindre plats än en ljudfil, så vi kan enkelt lagra flera fraser på vår Arduino utan SD -kort.

Det finns ändå nackdelar: De talade orden låter väldigt konstiga (den medföljande videon visar detta), och det finns relativt få ord - så du kan behöva bli kreativ med fraseringar om det inte finns ett ord du behöver.

Medan Talkie -biblioteket innehåller några hundra ord och alla bokstäver i alfabetet, innehåller det inte skrik eller skrik. För att göra en sådan skrik tittade vi helt enkelt på befintliga ord och modifierade deras codecs för att producera några riktigt skrämmande ljud.

Det sista viktiga att notera här är att Talkie bara fungerar med ATMega168 eller ATMega328 processorbaserade Arduinos.

Steg 5: Design och koncept: lösa storleksproblemet

För att sammanfatta vill vi skapa en enhet som passar inuti en potatis. En potatis är våt, så vi måste inkapsla vår enhet för att skydda de elektroniska komponenterna från vatten. Dessutom skrovet som ska hålla våra komponenter på plats och vara av minsta möjliga storlek.

Nu när vi vet vilka delar vi behöver kan vi tänka på ett kompakt sätt att ordna dem. Det mest effektiva och självklara steget är att välja rätt Arduino. Vi valde en liten men ändå lätt att arbeta med och kraftfull Arduino - Nano, som uppfyller kravet på Talkie -biblioteket, eftersom den har en ATMega328 -processor. Detta kommer att spara oss mycket utrymme jämfört med en Arduino UNO!

Nästa steg är att skapa en modell av enheten, med alla komponenter packade så tätt som möjligt. Vi gjorde detta steg i TinkerCAD, eftersom detta gjorde att vi kunde använda befintliga modeller av elektroniska komponenter i sina rätta dimensioner och omedelbart exportera och skriva ut skalet när det var klart.

Vi designade ett skal som skulle läggas i en uthålad potatis. Skalet är utformat på ett sätt för att maximera utrymmet inuti en potatis: En bottenliknande båtliknande struktur med en böjd topp passar optimalt in i en ihålig potatis, medan det rektangulära bottenstycket ger tillräckligt med utrymme och monteringsalternativ för alla elektroniska komponenter. Ytterligare hål i det båtliknande locket användes för att fungera som "öga"- eller sensoruttag.

Den induktiva sensorn placerades diagonalt för att minska utrymmet den nödvändiga höjden. Även om detektionsområdet är mycket kort, gör det möjligt att placera det korrekt: eftersom utgrävningen i potatisen är rund är potatisväggens tjocklek minimal, vilket gör att den induktiva sensorn kan detektera metall närmare utsidan.

Efter att ha placerat det rektangulära bottenstycket läggs den uthålade potatisen med den båtliknande kåpan inuti - och nu är allt säkert, sitter perfekt och syns inte!

Den slutliga storleken på vår enhet med kapsel är cirka 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (längd x bredd x höjd). Detta passar inte småpotatis, men medelstora och stora potatisar och sötpotatis fungerar bra.

Steg 6: Design och koncept: Lösa förberedelseproblemet

Det sista problemet att lösa är beredningen av potatisen. Vi ville göra denna process så enkel och enkel som möjligt. Vår första lösning använde en specialiserad grävanordning, men vi insåg senare att detta bara fungerar för potatis, men inte för sötpotatis - dessa är mycket hårda inuti och plastgrävmaskiner är antingen för tjocka för att skära dem eller gå sönder om de är för tunna.

Varför skulle du ens använda en sötpotatis? Jo, sötpotatis tenderar att vara betydligt större, så om du har problem med att hitta en potatis som är tillräckligt stor för potatissjälen, bör du titta på sötpotatis. Så vårt andra tillvägagångssätt var att utveckla en effektiv metod för att urholka ut potatis, oavsett om det är en sötpotatis eller en vanlig potatis. Detaljerna dokumenteras i ett av de sista stegen.

Steg 7: Montering av kretsen

Koppla Arduino Nano exakt som i kretsschemat.

Steg 8: Programmering av Arduino

Klona detta arkiv:

Öppna sedan filen potato_soul.ino i Arduino IDE. Koden är mycket väl dokumenterad, så läs bara kommentarerna och följ instruktionerna där.

Steg 9: Skriva ut delarna

Skriv ut de medföljande. STL -filerna. Vår skrivare tog mer än 3 timmar att producera varje del.

Steg 10: Förbereda potatisen

Nu när allt annat är klart är det dags att förbereda potatisen! Nästa steg kommer att beskriva den effektiva uthålningsteknik vi har utvecklat just för detta projekt.

Steg 11: Uthålning av potatisen - Markering av regionen

Markera området där Potato Soul kommer att sättas in. Det här är den region som du måste hollow out.

Steg 12: urhölja potatisen - flå och ta bort toppen

Skölj den markerade regionen. Skär sedan av den konvexa biten för att platta ut potatisen.

Steg 13: Uthålning av potatisen - Gör snitt och extrahera bitar

Gör flera djupa snitt i potatisen. Sätt sedan in kniven och vingla den tills du kan extrahera en bit. Du måste vara försiktig, för att sätta för mycket press på kniven kan bryta potatisen. Efter det första stycket blir de återstående enkla.

Kom ihåg att spara bitarna! Kasta inte ut bitarna du skär ut. På samma sätt, när du inte behöver en potatis som du förberett för Potatisjälen längre, kan du helt enkelt skala den, skära den och laga den.

Steg 14: Uthålning av potatisen - Fulländning av kurvan

Stick nu in en metallgaffel i potatisen och gör samma vingliga rörelse för att ihåla potatisen djupare. Slutligen, använd en skarp sked för att jämna ut väggarna.

Steg 15: Förbereda potatisen - Gör hål för sensorer

Som det sista steget, skapa två hål för PIR -sensorerna och sätt in locket i potatisen. Nu bor potatissjälen i potatisen!

Steg 16: Montering av potatissjälen

Vi är nästan klara! Montera alla komponenter i botten av Potato Soul. Sätt kablarna i ögonhålen och fäst sensorerna på trådarna - och det är det. Dags att överraska dina vänner och familj!

Vi vill gärna höra din feedback om vårt projekt:)