Inhaltsverzeichnis:
- Schritt 1: Beginnen Sie mit einem Prototyp
- Schritt 2: Wie es funktioniert und Teileliste
- Schritt 3: Wie der PIR-Sensor funktioniert und warum er nicht der beste Sensor für dieses Projekt ist
- Schritt 4: Entwerfen der Maske
- Schritt 5: 3D-Modellierung
- Schritt 6: Alle Teile zusammenfügen
- Schritt 7: Elektronische Verbindungen
- Schritt 8: Der Code
- Schritt 9: Zukünftige Verbesserungen
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52
Fusion 360-Projekte »
Es ist traurig, dass wir aufgrund von Covid-19 Gesichtsmasken tragen müssen. Es ist keine sehr angenehme Erfahrung, macht heiß, schwitzt, nervös und natürlich schwerer zu atmen. Es gibt durstige Zeiten, in denen Sie darauf drängen, die Maske zu entfernen, aber Angst davor haben.
Was wäre, wenn sich die Gesichtsmaske in einer sicheren Umgebung ohne Personen öffnen könnte? So können Sie sich abkühlen und trinken. Um es aber wieder sicher zu machen, soll sich die Maske abschalten lassen, wenn sich jemand nähert.
Schritt 1: Beginnen Sie mit einem Prototyp
Da es sich um ein tragbares Projekt handelt, habe ich angefangen, einen Karton-Prototyp zu erstellen, dies ist die schnellste und billigste Lösung für die richtigen Abmessungen usw.
Schritt 2: Wie es funktioniert und Teileliste
Der Plan ist, einen Arduino Nano zu verwenden, der Signale von 3 PIR-Sensoren liest, wenn ein Sensor positiv auslöst, dann die Tür durch Steuern des Servos herunterfährt und LEDs aufleuchten, um anzuzeigen, welcher Sensor ausgelöst wird.
Einige Teile die ich verwendet habe:
3D-Drucker Ich habe diesen verwendet:
Arduino-Nano:
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PIR-Sensor: HC SR 501 https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
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Protoboard https://amzn.to/3cfC9X1 (Amazon)
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Schritt 3: Wie der PIR-Sensor funktioniert und warum er nicht der beste Sensor für dieses Projekt ist
Unter der Linse des HC-SR501 Sensors befinden sich eigentlich 2 Sensoren und eine Komparatorschaltung. Es sendet HIGH aus, wenn die 2 Sensormesswerte unterschiedlich sind.
Wenn der Sensor also stationär ist, macht der Hintergrund 2 Sensoren mit dem gleichen Messwert, wenn eine Person oder ein Objekt mit Wärmestrahlung vorbeigeht, liest einer der Sensoren die Differenz und löst somit das Modul aus.
Wenn Sie den Sensor jedoch auf einer beweglichen Plattform installieren, wird die ständige Bewegung das Modul oft aufgrund der Umgebung auslösen, obwohl niemand vor Ort ist. Fast alles hat IR-Strahlung.
Obwohl es nicht der genaue Sensor ist, um Menschen zu erkennen, funktioniert es für die Maskenanwendung und macht es sogar sicherer, da es immer falsch positiv ist, es geschlossen zu halten.
Schritt 4: Entwerfen der Maske
Um die vollen 360 Grad um dich herum abzudecken, habe ich 3 Sensoren ausgewählt, 2 auf der Wange und einen am Hinterkopf. Der Sensor hat einen 110-Grad-Bereich, sodass sich fast ein vollständiger Kreis ergibt.
2 weiße Kugel (Linse) auf der Wange wird ziemlich lustig aussehen wie ein Clown, also habe ich einige grobe Skizzen für einen Science-Fiction-Look begonnen. Mit diesem Stil und früheren Dimensionen aus dem Mock-up können wir mit der 3D-Modellierung beginnen
Schritt 5: 3D-Modellierung
Ich habe Fusion 360 verwendet, angefangen bei den wichtigsten Teilen und Mechanismen, dann fügte ich weitere Details für den Science-Fiction-Look hinzu.
Schritt 6: Alle Teile zusammenfügen
Schritt 7: Elektronische Verbindungen
Der Anschluss ist recht einfach, viele 5V, GND und digitale Pin-Anschlüsse. Da der Arduino Nano sehr begrenzte Stromanschlüsse hat, habe ich meine eigene Erweiterung mit Protoboard und einigen Pins erstellt. Löten Sie einfach alle Drähte zusammen, um eine Schiene zu machen.
Ich habe auch viele Anschlüsse gemacht (es stellte sich heraus, dass es nicht notwendig war und viel Ärger verursachte), gleichzeitig habe ich einen 4-poligen Stecker hergestellt, bei dem ich jedes Mal die Richtung herausfinden muss. Später habe ich sie mit der Poka-Yoki-Philosophie aktualisiert, die darin besteht, dass alle Teile auf die einzig mögliche Weise zusammenkommen.
Schritt 8: Der Code
Sehr einfache Codierung, im Grunde eine Bedingungsschleife. Beim Auslösen eines beliebigen Sensors schaltet dieser die Tür sofort ab und leuchtet entsprechende LEDs auf.
Siehe Code im Anhang:
Schritt 9: Zukünftige Verbesserungen
Sehen Sie im Video, wie es funktioniert.
Es gibt 2 Nachteile dieses Designs.
1. Das Sensor-Falsch-Positiv-Problem, ein besserer Sensor oder sogar eine Kamera mit KI würden es genauer machen.
2. Ich habe mir keine Mühe gegeben, die Maske richtig abzudichten, hatte mir aber überlegt, wie man den Türbereich abdichtet. Ich denke, das Fischmaul könnte ein sehr interessanter Mechanismus sein, den man in Zukunft testen kann.
Dies ist keineswegs ein perfektes Projekt, aber ich hoffe, dies könnte Ihre Inspiration oder Unterhaltung sein.
Danke fürs Zuschauen und bis zum nächsten Mal!
DesignMaker
youtube.com/chenthedesignmaker
Zweiter Platz beim Arduino-Wettbewerb 2020
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