Ultimate Sonic Skruvmejsel: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Ok så det kan inte göra så mycket som en verklig sonisk skruvmejsel från Doctor Who, men det är en början. Detta projekt var en extra liten julklapp till min bror. Du kan hitta soniska skruvmejselleksaker på Amazon, men bortsett från att lysa upp och eventuellt göra ett ljud har de inte så mycket funktion. Jag ville göra en sonisk skruvmejsel som faktiskt hade lite olika användningsområden och inställningar. Vidare än så ville jag se hur nära jag kunde komma till en sonisk skruvmejsel med de arduinosensorer som finns tillgängliga i dagens värld. Så även om den här skruvmejseln är långt ifrån att vara så cool som en riktig, gjorde jag mitt bästa för att packa den med så många användningsområden som möjligt. Det har:

• En ultraljudssensor- för mätning av längder upp till 254 tum (~ 6,5 meter) med en noggrannhet på tum (plus att en sonisk enhet måste ha någon slags sonisk komponent)
• En lasermätningssensor- ultraljudet kan inte mäta under 6 tum så för att ha ett komplett måttintervall lade jag till den här sensorn som kan mäta till en meter med mm noggrannhet
• En kompass- för att ta din kurs från norr nästa gång du är på ett utomhusäventyr
• UV-LED- för att läsa hemliga meddelanden och eventuellt avvärja vampyrer
• GPS- för att vägleda dig tillbaka dit du började om du går vilse

och naturligtvis

blå lysdioder- för att ge ljus när du utforskar någonstans mörkt

Jag hoppas att du tycker om. Om du gillar det, överväga att rösta på det.

Steg 1: Material

Materialet kommer till cirka $ 200, men det beror på var du får dem och vad du kanske redan har. Jag lägger Adafruit -länkarna för många av de olika elektroniken. Adafruit är typ av min gå till arduino tech. De har också länkar till självstudier på produktsidorna, vilket är oerhört hjälpsamt för att testa olika elektroniker och få dem att fungera. Du kanske kan hitta billigare priser någon annanstans. Amazon har ibland Adafruit -produkter billigare men oftast inte så mycket.

Adafruit Feather MO Basic Proto --------------------------------------------- ------- $ 19,95

** Du kan också prova att använda ett av de andra Feather MO -korten för att lägga till Wifi, bluetooth eller några andra extrafunktioner.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- $ 39,95

Monokrom 0,96 128x64 OLED grafisk display ------------------------------ $ 19,50

UV/UVA 400nm lila LED 5mm klart objektiv-10-pack ----------------------- $ 4,95

Adafruit VL53L0X Time of Flight Distance Sensor-~ 30 till 1000 mm ------- $ 14,95

Maxbotix ultraljudsmätare-LV-EZ0-LV-EZ0 --------------------------- $ 26,95

Adafruit LED-paljetter-Royal Blue-Förpackning med 5 ---------------------------------- $ 3,95

Trippelaxelaccelerometer+magnetometer (kompass) bräda --------------- $ 14,95

Litiumjonpolymerbatteri-3,7v 500mAh ------------------------------------ $ 7,95

** Om du vill kan du använda en bärbar telefonladdare och usb -kabel istället för batteriet ovan. En telefonladdare ger skruvmejseln den extra förmågan att vara en telefonladdare. Du måste dock ansluta en strömbrytare till kabeln mellan batteriet och fjädern och det är svårare att göra det med en usb -kabel. Ett telefonbatteri gör också skruvmejseln mycket mer skrymmande, särskilt om du använder tjocka trådar.

Silikonskydd Strandad kärntråd-50ft 30AWG röd ---------------------- $ 4,95

** Friskrivningsklausul: Jag använde faktiskt inte denna tråd. Tråden jag använde var tjockare, vilket gjorde det mycket svårare att få all elektronik i skruvmejselhuset. Tråden ovan är vad jag önskar att jag hade använt. Det är också viktigt att du bara köper röd tråd eftersom ingenting säger "misstänkt" som ett pvc -rör fyllt med röda trådar:)

Potentiometer------------------------------------------------- -------------------------- $ 1,25

** Jag använde inte heller det här. Ursprungligen tänkte jag använda en glidpotentiometer för att efterlikna glidrörelsen som 10: e doktorns skruvmejsel fick ändra inställningar. När glidpotentiometern inte fungerade använde jag en vanlig potentiometer som jag redan hade till hands.

Skjutbrytare ------------------------------------------------- ----------------------------- $ 0,95

** Jag använde en lite annorlunda switch som jag redan hade

Taktil knappbrytare (6 mm) x 20-pack ----------------------------------------- -2,50 dollar

10k ohm motstånd ----------------------------------------------- ---------------------- $ 0,75

100 uF elektrolytkondensatorer ---------------------------------------------- ------- $ 1.95

1 X2 'PVC-rör -------------------------------------------- --------------------------- $ 2,18

3/4 "X2-1/2" Galvaniserat stålrörsnippel ------------------------------------ -1,87 dollar

Färgad gaffatejp (jag gick med grått och guld men går med alla färger som kallar dig)

Du behöver också:

• Ett lödkolv och löd
• En handsåg
• En borr
• varmt lim
• trådavdragare

Steg 2: Kabeldragning: Del 1

** Den första bilden visar lysdioderna och ultraljudet lödda på fjädern, men anslut inte dem ännu.

Löd följande anslutningar.

GPS ====== Fjäder

Trådlängd- GPS: en kommer att ligga precis bredvid fjädern (se bilden) så att ledningarna inte behöver vara mer än 3 tum långa.

RX ======== TX

TX ========= RX

GND ====== GND

VIN ======== 3.3v

Kompass === Fjäder

Trådlängd- Kompassen kommer att vara precis ovanpå fjädern så att ledningarna ska vara ungefär 1,75 tum långa.

GND ====== GND

VIN ======== 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

ToF Laser ==== Fjäder

Trådlängd- ungefär 2,5 tum

GND ========= GND

VIN ========== 3.3v

SDA ======== SDA

SCL ========= SCL

Löd båda SDA -trådarna till SDA -hålet på fjädern och båda SCL -trådarna till SCL -hålet. Du kan använda prototyperna i fjädern om du vill.

Potentiometer ==== Fjäder

slutstift ========== GND

annan ändstift ===== 3.3v

mittstift ====== A5

Löd en kondensator till båda ändstift. Se till att (-) sidan av kondensatorn går till GND-stiftet som visas här.

Knappar ===== Fjäder

Trådlängd- ungefär 3,5 tum

Det finns två knappar. För varje knapp, anslut ena sidan av knappen till 3,3v. Anslut den andra sidan till jord genom ett 10k ohm motstånd (se detta diagram från arduino -webbplatsen). Se till att motståndet går åt rätt håll och försök att inte lämna mycket exponeringskabel. För den första knappen, anslut sidan med motståndet till stift 5 på fjädern med en tråd. För den andra knappen, anslut en tråd från motståndssidan av knappen till stift 6 på fjädern.

Batteri omkopplare

Klipp en av ledningarna från batteriet. Löd ena sidan av skärtråden till änden av skjutströmställaren och den andra sidan av klipptråden till mitten av omkopplaren.

Slutligen lödtrådar på ungefär en fot i längd till hål 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO och A0 på fjädern. Löd också två trådar, vardera en fot i längd, till marken och ytterligare två (även en fot i längd) för att driva. Märk varje tråd med lämpligt namn med en bit tejp på slutet.

Steg 3: Gör fallet

Ursprungligen ville jag göra höljet för tekniken av olika metallrör som koppar eller brons med kanske några stål- eller aluminiumstycken så det skulle bli en slags steampunk men modern. Jag trodde dock inte att tekniken skulle vilja ligga i ett metallhölje (särskilt kompassen), och jag behövde kunna klippa och forma rören. Att göra sådana saker med metallrör var bortom mig, så jag gick med PVC.

Klipp en längd av PVC ca 7 tum lång. Skruva fast rörnippeln i ena änden av PVC. När det blir för hårt, använd tång och värm PVC på en spis för att mjuka upp det. Försök att få PVC att täcka metallrörets gängor. Skär av en andra bit PVC 8 tum lång. Gör samma sak med denna PVC och den andra änden av rörnippeln.

Trimma ner PVC: n lite om du vill tills den har de proportioner du vill ha (skruvmejseln är nog lite lång).

Gör sedan ett inslag för att OLED -skärmen ska "sitta" på sidan av röret. Värm upp ena sidan av 7 -tumsbiten, var försiktig så att du inte bränner PVC. Använd en träbit för att platta ut ett avsnitt om storleken på OLED på ungefär samma plats som OLED -skärmen på bilderna. Använd träbiten för att också trycka på framsidan av PVC: n för att ändra änden från cirkulär till lite oval.

Värm 8 -tums PVC på sidan motsatt OLED -strecksatsen. Platta ut PVC -sidan lite till en så att den blir lite som en oval.

Låt PVC svalna.

Skär ett snäpp högst upp på 7 -tums PVC för att passa maxbotix ultraljudssensor (bild ovan). Försök att få hacket att passa perfekt för ultraljudssensorn.

Använd borren för att borra ut ett hål på en halv tum i diameter i mitten av den platta platsen för OLED. Använd sedan en borr och såg för att skära ett rektangulärt hål i 8 -tumsbiten på sidan motsatt från OLED -indragningen (samma område där du värmde upp det). Du vill göra det rektangulära hålet så litet som möjligt men ändå kunna passa in fjädern och annan teknik för att lägga det i PVC.

Slutligen borra ett hål i 8 -tumsbiten på samma sida som OLED för potentiometern.

Steg 4: Sätta in tekniken i fodralet

Träning av trådarna

Ta fjädern och alla sensorer som är anslutna till den och sätt in de fotmärkta trådarna från ledningsstegets ände i det fyrkantiga hålet i den längre (8 tum) PVC -sektionen. Trä SCK-, MOSI-, MISO-, stift 13- och stift 12 -kablarna tillsammans med en av marken och en av 3.3v -ledningarna genom röret och ut ur hålet i OLED -strecket. Trä de andra trådarna (A0, slipad, 3.3v, stift 9 och stift 10) genom röret och ut från toppen. Du bör nu ha ledningar som kommer ut från toppen och ut ur ett hål i sidan.

Placera fjädern

Led tekniken i röret. Se till att potentiometern går in i hålet på andra sidan. Kompassen sitter mellan fjädern och potentiometern. Se till att kompassen är riktad åt rätt håll. Oavsett vilket sätt kompassen pekar, vill du att skruvmejselns framsida ska peka i samma riktning, så om kompassen säger att den vetter mot norr, ska skruvmejselns framsida också vara vänd norrut. Du kan kontrollera detta med handledningen för kompassen på Adafruit. GPS: n kommer att sitta bredvid fjädern med den keramiska antennen utåt från röret. Fjädern sitter med sidan med återställningsknappen vänd in. Se till att USB -porten pekar bakåt bredvid GPS: n. ToF -lasern sitter ovanpå allt annat. Baksidan av lasern (sidan utan laser) kommer att vara rygg mot rygg med fjäderns sida utan återställningsknappen. Knapparna sticker ut på sidan av det fyrkantiga hålet så att de kan linda runt PVC -utsidan och limmas på den. Skjut batterikablarna följt av batteriet i skruvmejselns bakre ände och sätt i batteriet i fjädern. Krossa elektroniken i PVC så mycket du kan utan att bryta något.

Täcker det rektangulära hålet

Klipp ut en bit flexibel plast från allt du kan hitta i din papperskorg. Plasten ska vara tillräckligt lång för att täcka fjädern men inte GPS: n och tillräckligt bred för att linda runt tekniken i det rektangulära hålet och kontakta PVC. Skär ett litet hål som är tillräckligt stort för själva lasern i plasten där ToF -lasersensorn är så att lasern får exakta avläsningar. Tejpa sedan lasersensorn på plasten. Vik plasten runt det exponerade rektangulära hålet så tätt som möjligt. Se till att glidomkopplaren och de två knapparna inte är fastklämda under den och att de är borta under den, och tejpa sedan fast plasten till PVC med hjälp av tejp. Se till att USB -porten på fjädern fortfarande är tillgänglig för en kabel. Täck PVC med gaffatejpen så snyggt du kan. Var noga med att tejpa fast skjutomkopplaren som är ansluten till batteriet på utsidan av PVC. Se också till att inte tejpa över den verkliga GPS -antennen eller lysdioden på GPS -kortet. Tejpa bara kortet runt GPS -antennen. Sist men inte minst, använd varmt lim för att limma knapparna på den plats du vill ha dem på utsidan av PVC.

Steg 5: Kabeldragning: Del 2

Löd följande komponenter till trådarna som är gängade genom PVC. Trimma fotens långa trådar om de är superlånga. Gör dem tillräckligt långa så att du kan komma åt dem och löda komponenter till dem.

OLED Display ===== Fjäder

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DATA ===== MOSI

CLK ====== SCK

D/C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======== 12

Maxbotix Ultrasonic === Fjäder

AN ================== A0

GND ============== GND

+5 ================ 3.3v

UV LED ====== Fjäder

Anslut LED: ns långa kabel till kabeln som är ansluten till stift 10. Anslut den korta ledningen till jordledningen. Försök att ansluta ledningarna nära basen på lysdioden. Klipp sedan av överskottsutsatta ledningar på lysdioden. Vik anslutningarna i tejp för att förhindra att de av misstag vidrör varandra eller någon annan tråd.

Blå lysdioder ====== Fjäder

Du kan göra olika saker med var du placerar de blå lysdioderna på skruvmejseln. Jag lägger tre på framsidan framåt och två på toppen uppåt så att det skulle vara ljus som pekar ut framför och lysdioderna på toppen skulle vara lätta att se och användas som indikatorer. Hur du än väljer att göra det, anslut den positiva sidan av alla fem lysdioder med tråd och de negativa sidorna på alla fem med en andra tråd. Löd sedan den negativa tråden till jordtråden från fjädern och den positiva tråden till tråden från stift 9 på fjädern.

Placera OLED på indragningen på PVC och ordna lysdioderna och ultraljudssensorn i skåran på skruvmejselns framsida. De ska inte röra sig för mycket. Du kan använda lim eller tejp om de gör det.

Slutligen täck över den kortare PVC: n med gaffatejp så snyggt du kan.

Steg 6: Kod

Ursäkta i förväg. Min kod är en monsteraktig, tejpad tejp av olika kodbitar som får Frankenstein att se ut som en enda, sammanhängande, sammansatt kille. Jag försökte visa var jag fick alla de olika kodbitarna. Mycket är från exempel från Adafruit bibliotek. Det finns också några från en gnista rolig sida och några mer från en söt autonom fordon instruerbara. Ännu mer kom från ett geocachingprojekt på Github. Kom ihåg att ladda ner biblioteken för OLED, ToF -laser, kompass och GPS. Se också till att du har lagt till fjädern på brädorna i Arduino IDE. Handledningarna från länkarna i materialsteget kan guida dig genom det.

Steg 7: Använda den

Skjutreglaget slår på och av. Med potentiometern kan du växla mellan inställningarna.

Potentiometervärden 500-600: GPS. När GPS: n är låst blinkar GPS -lysdioden inte lika mycket. Om du trycker på knapp ett sparas dina nuvarande koordinater. Om du sedan rör dig någon annanstans och trycker på knapp två, kommer skruvmejseln att rikta tillbaka riktningen till där du började.

Värden 600-700: Kompass. Visar din kurs från norr. Lysdioder tänds om du pekar norrut.

700-750: Blå lysdioder

750-800: UV LED

800-900: Ultraljudssensor

900-1024: ToF Laser

I framtiden kan jag lägga till en piezo för att lägga till det underbara soniska skruvmejseln. Det skulle också vara häftigt att lägga till en inställning som använder ultraljudssensorn precis som en rörelsessensor. Du kan sedan lämna skruvmejseln någonstans och få det att surra för att varna dig när någon kommer. Ska bli kul att se vad mer jag kan lägga till.

Ett särskilt tack till min bror för att han tog några av bilderna när jag insåg att jag inte hade nog.

Hoppas du gillade det här projektet. Om du har några kommentarer eller frågor, skicka iväg!