Ultra realistischer Surfsimulator - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Du verspürst plötzlich Lust zum Surfen, aber es gibt kein großes Gewässer in der Nähe? Haben Sie Angst vor tiefen und turbulenten Gewässern? Oder bist du einfach zu faul um nach draußen zu gehen? Dann ist der Ultra Realistic Surfing Simulator die perfekte Lösung für Sie! Es ermöglicht ein realitätsnahes Surferlebnis von jedem erdenklichen Ort aus. Als zweiteiliges System wird Bewegung von einem Brett erfasst und in Wellenbewegungen eines Ozeandioramas übersetzt.

Projekt von:

Lena Strobel, Gabriel Rihaczek, Guillaume Caussarieu

Das Projekt wurde im Rahmen des Seminars Computational Design and Digital Fabrication im Masterstudiengang ITECH durchgeführt.

Schritt 1: Materialien

Um einen ultrarealistischen Surfsimulator zu bauen, benötigen Sie die folgenden Materialien:

Elektronik:

• 2x Arduino-Board (Arduino Uno)
• 2x Batterien 9V
• 1x Stellmotor, z. B. ServoMotox Reely Standard-Servo S-0090 (88/98N.cm)
• 1x 3-Achsen digitales Beschleunigungssensormodul - MMA8452
• 2x NRF24L01 Transceiver-Modul
• 6/7,5V Netzteil, z. B. Voltcraft USPS-1000
• 2x 5.1kΩ Widerstand
• 1x Steckbrett
• Überbrückungsdrähte

Hardware:

• 2x Plexiglasplatten 250x500x3mm, z. B. Evonik
• 1x Plexiglasplatten 250x500x2mm, z. B. Evonik
• 20mm Sperrholzplatte (91*21cm + 2x 91*11cm)
• 4x M3x15mm Schrauben
• 8x M3-Muttern
• 1x Ø8x20mm Aluminiumhülse (1mm dick)
• 1x M6x50mm Schraube + 2xM6 Muttern
• Ø3x50mm Gewindestange
• 2x Ø8/4mm Unterlegscheiben

• Ø5x50mm Holzschrauben

• Blauer Wasserfarbstoff
• 1l transparentes Babyöl
• 1x Tube Acrifix 1R 0192 (oder anderer klarer und wasserfester Acrylkleber)
• Transparentes Silikon

Werkzeuge:

Zangen, Schraubendreher, Bohrmaschine, Laserschneider, Holzbandsäge oder CNC-Fräse, 60 ml Spritze

Schritt 2: Montage des Sperrholz-Surfbretts

Zum Ausschneiden des Surfbretts haben wir eine Bandsäge verwendet, da wir keinen Zugang zu einer CNC-Fräse hatten. Wir haben den Umriss des Brettes mit einer Papierschablone auf das Holz verfolgt. Das Surfbrett kann durch Kleben und/oder Verschrauben zusammengebaut werden.

Schritt 3: Laserschneiden Diorama

Verwenden Sie die folgende dxf-Datei, um die Teile mit einem Laserschneid-Router zu schneiden.

Ein Teil der Feile muss aus 3mm Plexiglas geschnitten werden, der andere aus 2mm Plexiglas.

Verwenden Sie Plexiglas guter Qualität. Die Erfahrung hat gezeigt, dass Plexiglas von schlechter Qualität dazu neigt, zu verwischen, wenn es mit Acrylkleber in Kontakt kommt.

Schritt 4: Montage des Dioramas

So bauen Sie das Diorama zusammen:

• Beginnen Sie mit der Bodenplatte und fügen Sie dann die 2 kurzen Seiten hinzu. Warten Sie 5 Minuten, bis der Kleber aushärtet.
• Fügen Sie die 2 langen Seiten hinzu und warten Sie erneut mindestens 15 Minuten, bis der Kleber ausgehärtet ist.
• Alle Kanten von innen versiegeln. Gehen Sie langsam vor, machen Sie eine Kante nach der anderen und lassen Sie den Kleber aushärten (~15 Minuten für jede Kante. Dies verhindert, dass der Kleber auf Ihrem Plexiglas gleitet, während Sie die anderen Kanten versiegeln.)
• Legen Sie die obere Platte auf den Tisch und gießen Sie Klebstoff in die Bereiche, in denen die Schachtel in Kontakt kommen soll (da Sie sie später nicht von innen versiegeln können, siehe Foto)
• Lassen Sie die gesamte Box mindestens 30 Minuten im direkten Licht aushärten (für UV-härtenden Kleber)
• Füllen Sie die Schachtel vorsichtig nur mit Wasser, indem Sie die Spritze verwenden. Auf Undichtigkeiten prüfen. Wenn es undicht ist, leeren Sie die Schachtel und fügen Sie mehr Kleber oder Silikon an den Rändern hinzu. Wiederholen Sie diesen Schritt, bis Sie eine ordnungsgemäße Imprägnierung erreicht haben (Auch wenn es Zeit braucht, ist es später viel einfacher, Wasser zu reinigen als Babyöl … Vertrauen Sie uns!)

Einige interessante Tipps finden Sie auch hier:

Schritt 5: Diorama mit Wasser und Öl füllen

Jetzt, da Ihre Box wasserdicht ist (ist es wirklich?):

• Mischen Sie Ihr Wasser mit dem blauen Wasserfarbstoff.
• Füllen Sie mit der Spritze etwa 1/3 der Schachtel mit farbigem Wasser.
• Füllen Sie die Kiste bis ganz oben mit Öl
• Warten Sie, bis alle Luftblasen verschwunden sind.
• Wenn alle Blasen verschwunden sind, vergewissern Sie sich, dass die Box perfekt gefüllt ist
• Reinigen Sie die Umverpackung mit flüssigem Geschirrreiniger
• Versiegeln Sie die beiden Löcher mit transparentem Silikon

Schritt 6: Montage von Diorama Base und Surfboard

Wir haben eine Steckplatine unterhalb der Wavebox konstruiert, um das System höher zu legen. Auf die Grundplatte können Stützen in x- und y-Richtung gesteckt werden, um die Wellenbox und den Motor zu tragen. Die Basis kann nach den Bildern aus dem zuvor geschnittenen Plexiglas, Zahnrädern, Schrauben, Unterlegscheiben, Muttern, Aluminiumhülse und dem Stellmotor zusammengebaut werden. Stellen Sie sicher, dass die Zahnräder versetzt sind und die Last der wassergefüllten Box nicht direkt auf den Servomotor übertragen wird. Die Wavebox ist nicht fest mit der Basis verbunden. Es liegt auf einem Aluminiumbolzen (der Kippachse der gesamten Konstruktion) und wird nur von schmalen Plexischeiben gehalten. Die Kippachse der Konstruktion ist asymmetrisch angeordnet, um ihre Bewegung zu führen und ein Herunterfallen der Kiste zu verhindern.

Schritt 7: Verkabelung

Der Verdrahtungsplan ist im Bild dargestellt. Es müssen zwei Stromkreise erstellt werden, ein Senderstromkreis für die Platine und ein Empfängerstromkreis für das Diorama.

Das Setup kann mit einem einzelnen Arduino-Board arbeiten, indem ein Draht anstelle eines Funksenders als Verbindung zwischen dem Board und dem Diorama verwendet wird.

Schritt 8: Arduino-Codes

Verwenden Sie die beigefügten Arduino-Codes. Beachten Sie, dass es zwei Codes gibt, einen für jedes Arduino-Board. Der Sendercode liest den Brettwinkel, wandelt den Winkel in einen brauchbaren Wert um und sendet ihn an den Empfänger. Der Empfängercode empfängt diese Werte und steuert den Servomotor basierend darauf. Die Codes enthalten auch weitere Kommentare. Es müssen mehrere Bibliotheken installiert werden, Links sind im Code angegeben.

Sobald die Codes auf die Arduino-Boards hochgeladen wurden, folgen Sie dem nächsten Schritt, um die endgültigen Einstellungen vorzunehmen.

Schritt 9: Anpassen des Sendercodes

Dieser Schritt ist nur erforderlich, wenn die Brettform von der vorgeschlagenen abweicht.

• Sie möchten nun die Einstellungen des Codes an Ihr spezielles Board und Ihre Konstruktion anpassen.
• Sobald Ihr Arduino-Sender fest am Surfbrett befestigt ist, schließen Sie den Arduino wieder an den Computer an.
• Sie möchten, dass das Arduino 90 ° liest, wenn es horizontal stabil ist. Wenn der mit der Funktion Serial. Print(angle) gelesene Wert nicht 90° beträgt, passen Sie den Code an, indem Sie einige Grad hinzufügen oder subtrahieren, um einen schönen und runden 90° zu erhalten
• Sobald dies erreicht ist, drehen Sie Ihr Board auf eine Seite. Sie können den Winkel ablesen und den maximalen Winkel abziehen, den Ihr Board drehen kann. Verwenden Sie diesen Wert, um den Code an Ihre speziellen Bedürfnisse anzupassen
• Wiederholen Sie diesen Schritt in die andere Richtung
• Laden Sie Ihren Code zurück auf das übertragende Arduino-Board.

Schritt 10: Genießen Sie das Surfen

Schritt 11: Randnotiz

Da es sich um eine unabhängige Maschine handelt, ist kein menschlicher Surfer erforderlich! Das System kann auch eine Rückkopplungsschleife bilden, in der es sich selbst auslöst, um die Schwingung zu erhöhen.

Zweiter Platz beim Arduino-Wettbewerb 2019