Ultimativer Sonic-Schraubendreher - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Okay, es kann nicht so viel wie ein echter Schallschraubenzieher von Doctor Who, aber es ist ein Anfang. Dieses Projekt war eine Art zusätzliches kleines Weihnachtsgeschenk für meinen Bruder. Sie können bei Amazon Sonic-Schraubendreherspielzeug finden, aber abgesehen davon, dass sie aufleuchten und möglicherweise ein Geräusch machen, haben sie nicht wirklich viel Funktion. Ich wollte einen Schallschraubenzieher machen, der tatsächlich einige unterschiedliche Verwendungen und Einstellungen hatte. Darüber hinaus wollte ich sehen, wie nah ich mit den in der Welt von heute verfügbaren Arduino-Sensoren an einen Schallschraubendreher herankommen kann. Dieser Schraubendreher ist zwar weit davon entfernt, so cool wie ein echter zu sein, aber ich habe mein Bestes getan, um ihn so vielseitig wie möglich zu verwenden. Es hat:

• Ein Ultraschallsensor - zum Messen von Längen bis zu 254 Zoll (~6,5 Meter) mit einer Genauigkeit auf den Zoll (plus ein Schallgerät muss eine Art Schallkomponente haben)
• Ein Lasermesssensor - der Ultraschall kann nicht unter 6 Zoll messen. Um einen vollständigen Messbereich zu haben, habe ich diesen Sensor hinzugefügt, der mit einer Genauigkeit von mm bis zu einem Meter messen kann
• Ein Kompass - um beim nächsten Outdoor-Abenteuer von Norden aus in Fahrt zu kommen
• UV-LED- zum Lesen geheimer Nachrichten und möglicherweise zur Abwehr von Vampiren
• GPS- um Sie zurück zum Ausgangspunkt zu führen, wenn Sie sich verlaufen haben

und natürlich

blaue LEDs - um Licht zu spenden, wenn Sie einen dunklen Ort erkunden

Ich hoffe es gefällt dir. Wenn Sie es mögen, überlegen Sie, dafür zu stimmen.

Schritt 1: Materialien

Die Materialien kosten etwa 200 US-Dollar, aber es hängt davon ab, wo Sie sie bekommen und was Sie möglicherweise bereits haben. Ich habe die Adafruit-Links für viele der verschiedenen Elektronikteile gesetzt. Adafruit ist sozusagen meine Anlaufstelle für Arduino-Technologie. Sie haben auch Links zu Tutorials auf den Produktseiten, was sehr hilfreich ist, um die verschiedenen Elektronik zu testen und sie zum Laufen zu bringen. Vielleicht finden Sie aber woanders günstigere Preise. Amazon hat manchmal Adafruit-Produkte billiger, aber normalerweise nicht viel.

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

**Sie können auch versuchen, eines der anderen Feather MO-Boards zu verwenden, um Wifi, Bluetooth oder einige andere zusätzliche Funktionen hinzuzufügen.

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

Monochromes 0.96 128x64 OLED-Grafikdisplay-----------------------------$19.50

UV/UVA 400nm Lila LED 5mm klare Linse - 10er Pack-------------$4.95

Adafruit VL53L0X Flugzeit-Entfernungssensor - ~30 bis 1000mm--------$14.95

Maxbotix Ultraschall-Entfernungsmesser - LV-EZ0 - LV-EZ0-----------------------------$26,95

Adafruit LED Pailletten - Königsblau - Packung mit 5---------------------------------$3.95

Dreiachsiger Beschleunigungsmesser + Magnetometer (Kompass) Board-----------------$14.95

Lithium-Ionen-Polymer-Akku - 3,7 V 500 mAh ------------------------------------- 7,95 $

**Wenn Sie möchten, können Sie anstelle des oben genannten Akkus ein tragbares Telefonladegerät und ein USB-Kabel verwenden. Ein Telefonladegerät gibt dem Schraubendreher die zusätzliche Fähigkeit, ein Telefonladegerät zu sein. Sie müssen jedoch einen Ein / Aus-Schalter an das Kabel zwischen der Batterie und der Feder anschließen, und dies ist mit einem USB-Kabel schwieriger. Ein Telefonakku macht den Schraubendreher auch viel sperriger, besonders wenn Sie dicke Drähte verwenden.

Silikon-Abdeckung Litzendraht - 50ft 30AWG Rot-------------$4.95

**Haftungsausschluss: Ich habe diesen Draht nicht verwendet. Der Draht, den ich verwendet habe, war dicker, was es viel schwieriger machte, die gesamte Elektronik in das Schraubendrehergehäuse zu bekommen. Der obige Draht ist das, was ich wünschte, ich hätte es verwendet. Außerdem ist es zwingend erforderlich, dass Sie nur rote Drähte kaufen, denn nichts sagt "verdächtig" aus wie ein PVC-Rohr, das mit roten Drähten gefüllt ist:)

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

** Das habe ich auch nicht benutzt. Ursprünglich wollte ich ein Schiebepotentiometer verwenden, um die Schiebebewegung zu emulieren, die der Schraubendreher des 10. Doktors zum Ändern der Einstellungen hatte. Als das Schiebepotentiometer nicht funktionierte, habe ich am Ende ein Standardpotentiometer verwendet, das ich bereits zur Hand hatte.

Schiebeschalter------------------------------------------------ ------------------------------------------0,95 $

** Ich habe einen etwas anderen Schalter verwendet, den ich bereits hatte

Taktiler Tastenschalter (6 mm) x 20 Stück ------------------------------------------ -2,50 $

10k Ohm Widerstand---------------------------------------------------------- ----------------------$0,75

100 uF Elektrolytkondensatoren ---------------------------------------------------------- -------$1,95

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

3/4 "X2-1/2" galvanisierter Stahlrohrnippel------------------------------------ --$1,87

Farbiges Klebeband (ich habe Grau und Gold genommen, aber geh mit allen Farben, die dich rufen)

Sie benötigen außerdem:

• Ein Lötkolben und Lot
• Eine Handsäge
• Ein Bohrer
• Heißkleber
• Abisolierzangen

Schritt 2: Verkabelung: Teil 1

** Das erste Bild zeigt die LEDs und Ultraschall, die an die Feder gelötet sind, aber diese noch nicht anschließen.

Löten Sie die folgenden Anschlüsse.

GPS======Feder

Drahtlänge - Das GPS befindet sich direkt neben der Feder (siehe Bild), sodass die Drähte nicht länger als 3 Zoll sein müssen.

RX========TX

TX========RX

GND======GND

Fahrgestellnummer=======3.3v

Kompass===Feder

Drahtlänge - Der Kompass befindet sich direkt auf der Feder, so dass die Drähte ungefähr 1,75 Zoll lang sein sollten.

GND======GND

Fahrgestellnummer=======3.3v

SDA======SDA

SCL======SCL

ToF Laser====Feder

Drahtlänge - ungefähr 2,5 Zoll

GND========GND

Fahrgestellnummer=========3.3v

SDA========SDA

SCL========SCL

Löten Sie beide SDA-Drähte an das SDA-Loch an der Feder und beide SCL-Drähte an das SCL-Loch. Sie können den Prototyping-Bereich des Feather verwenden, wenn Sie möchten.

Potentiometer====Feder

Endstift=========GND

anderer Endstift =====3.3v

mittlerer Stift======A5

Löten Sie einen Kondensator an beide Endstifte. Stellen Sie sicher, dass die (-) Seite des Kondensators zum GND-Pin geht, wie hier gezeigt.

Knöpfe=====Feder

Drahtlänge - ungefähr 3,5 Zoll

Es gibt zwei Tasten. Verbinden Sie für jede Taste eine Seite der Taste mit 3,3 V. Verbinden Sie die andere Seite über einen 10k Ohm Widerstand mit Masse (siehe dieses Diagramm von der Arduino-Website). Stellen Sie sicher, dass der Widerstand in die richtige Richtung geht und versuchen Sie, nicht viel Draht freizulegen. Verbinden Sie für den ersten Knopf die Seite mit dem Widerstand mit einem Draht mit Pin 5 der Feder. Verbinden Sie für die zweite Taste einen Draht von der Widerstandsseite der Taste mit Pin 6 an der Feder.

Batteriepack-Schalter

Schneiden Sie einen der Drähte von der Batterie ab. Löten Sie eine Seite des abgeschnittenen Drahtes an das Ende des Schiebeschalters und die andere Seite des abgeschnittenen Drahtes an die Mitte des Schalters.

Schließlich löten Sie Drähte von etwa einem Fuß Länge an die Löcher 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO und A0 auf der Feder. Löten Sie auch zwei Drähte, die jeweils einen Fuß lang sind, an Masse und zwei weitere (ebenfalls einen Fuß lang) an die Stromversorgung. Beschriften Sie jeden Draht mit dem entsprechenden Namen mit einem Stück Klebeband am Ende.

Schritt 3: Den Fall herstellen

Ursprünglich wollte ich das Gehäuse für die Technik aus verschiedenen Metallrohren wie Kupfer oder Bronze mit vielleicht einigen Stahl- oder Aluminiumstücken machen, damit es irgendwie Steampunk, aber modern ist. Ich dachte jedoch nicht, dass der Techniker in einem Metallgehäuse untergebracht sein möchte (insbesondere der Kompass), und ich musste in der Lage sein, die Rohre zu schneiden und zu formen. Solche Dinge mit Metallrohren zu machen war mir ein Rätsel, also habe ich mich für PVC entschieden.

Schneiden Sie ein Stück PVC von etwa 7 Zoll Länge ab. Schrauben Sie den Rohrnippel in ein Ende des PVC. Wenn es zu hart wird, verwenden Sie eine Zange und erhitzen Sie das PVC auf einem Ofen, um es zu erweichen. Versuchen Sie, das PVC zu bekommen, um die Gewinde des Metallrohrs zu bedecken. Schneiden Sie ein zweites Stück PVC 8 Zoll lang ab. Machen Sie dasselbe mit diesem PVC und dem anderen Ende des Rohrnippels.

Schneiden Sie das PVC ein wenig ab, wenn Sie möchten, bis es die gewünschten Proportionen hat (der Schraubendreher ist wahrscheinlich etwas lang).

Als nächstes machen Sie eine Vertiefung, damit das OLED-Display an der Seite der Röhre "sitzt". Erhitzen Sie eine Seite des 7-Zoll-Stücks und achten Sie darauf, das PVC nicht zu verbrennen. Verwenden Sie ein Stück Holz, um einen Abschnitt von der Größe des OLED an ungefähr der gleichen Stelle wie das OLED-Display in den Bildern abzuflachen. Verwenden Sie das Holzstück, um auch ganz vorne auf das PVC zu drücken, um das Ende von kreisförmig in ein bisschen oval zu ändern.

Erhitzen Sie das 8-Zoll-PVC auf der der OLED-Einkerbung gegenüberliegenden Seite. Glätten Sie die Seite des PVC ein wenig, um es ein wenig wie ein Oval zu machen.

Lassen Sie das PVC abkühlen.

Schneiden Sie eine Kerbe ganz oben in das 7-Zoll-PVC, um den maxbotix-Ultraschallsensor zu passen (Bild oben). Versuchen Sie, die Kerbe so zu gestalten, dass sie gut zum Ultraschallsensor passt.

Bohren Sie mit dem Bohrer ein Loch mit einem Durchmesser von einem halben Zoll in der Mitte der flachen Stelle für die OLED. Verwenden Sie dann einen Bohrer und eine Säge, um ein rechteckiges Loch in das 8-Zoll-Stück auf der Seite gegenüber der OLED-Einkerbung zu schneiden (derselbe Bereich, in dem Sie es erhitzt haben). Sie möchten das rechteckige Loch so klein wie möglich machen, aber dennoch in der Lage sein, die Feder und andere Technik darin unterzubringen, um es in das PVC zu stecken.

Schließlich bohren Sie ein Loch in das 8-Zoll-Stück auf der gleichen Seite wie die OLED für das Potentiometer.

Schritt 4: Die Technik in den Koffer stecken

Einfädeln der Drähte

Nehmen Sie die Feder und alle daran angeschlossenen Sensoren und stecken Sie die fußlangen beschrifteten Drähte vom Ende des Verdrahtungsschritts in das quadratische Loch im längeren (8 Zoll) PVC-Abschnitt. Führen Sie die SCK-, MOSI-, MISO-, Pin 13- und Pin 12-Drähte zusammen mit einem der Masse- und einem der 3,3-V-Drähte durch das Rohr und aus dem Loch in der OLED-Einkerbung. Führen Sie die anderen Drähte (A0, Masse, 3,3 V, Stift 9 und Stift 10) durch das Rohr und oben heraus. Sie sollten jetzt Drähte haben, die oben und aus einem Loch in der Seite herauskommen.

Positionierung der Feder

Führen Sie das Chaos der Technik in die Röhre. Stellen Sie sicher, dass das Potentiometer in das Loch auf der anderen Seite geht. Der Kompass sitzt genau zwischen der Feder und dem Potentiometer. Stellen Sie sicher, dass der Kompass in die richtige Richtung zeigt. Unabhängig davon, in welche Richtung der Kompass zeigt, sollte die Vorderseite des Schraubendrehers in die gleiche Richtung zeigen. Wenn der Kompass also sagt, dass er nach Norden zeigt, sollte die Vorderseite des Schraubendrehers auch nach Norden zeigen. Sie können dies mit dem Tutorial für den Kompass auf Adafruit überprüfen. Das GPS wird direkt neben der Feder sitzen, wobei die Keramikantenne vom Rohr weg zeigt. Die Feder sitzt mit der Seite mit der Reset-Taste nach innen. Stellen Sie sicher, dass der USB-Anschluss nach hinten neben dem GPS zeigt. Der ToF-Laser sitzt über allem anderen. Die Rückseite des Lasers (die Seite ohne Laser) liegt Rücken an Rücken mit der Seite der Feder ohne Reset-Taste. Die Knöpfe ragen an der Seite des quadratischen Lochs heraus, so dass sie sich um die Außenseite des PVC wickeln und daran kleben können. Schieben Sie die Batteriedrähte gefolgt von der Batterie in das hintere Ende des Schraubendrehers und stecken Sie die Batterie in die Feder. Zerschmettern Sie die Elektronik so weit wie möglich in das PVC, ohne etwas zu zerbrechen.

Abdecken des rechteckigen Lochs

Schneiden Sie ein Stück flexibles Plastik aus allem aus, was Sie in Ihrem Papierkorb finden. Der Kunststoff sollte lang genug sein, um die Feder, aber nicht das GPS zu bedecken, und breit genug, um die Technik im rechteckigen Loch zu umwickeln und das PVC zu berühren. Schneiden Sie ein kleines Loch, das gerade groß genug für den eigentlichen Laser in den Kunststoff ist, in dem sich der ToF-Lasersensor befindet, damit der Laser genaue Messwerte erhält. Kleben Sie dann den Lasersensor auf den Kunststoff. Wickeln Sie den Kunststoff so fest wie möglich um das freiliegende rechteckige Loch. Stellen Sie sicher, dass der Schiebeschalter und die beiden Tasten nicht darunter eingeklemmt sind und darunter hervorstehen, und kleben Sie dann den Kunststoff mit Klebeband auf das PVC. Stellen Sie sicher, dass der USB-Anschluss des Feather noch für ein Kabel zugänglich ist. Decken Sie das PVC so sauber wie möglich mit dem Klebeband ab. Achten Sie darauf, den mit der Batterie verbundenen Schiebeschalter an der Außenseite des PVC fest zu kleben. Achten Sie auch darauf, nicht die eigentliche GPS-Antenne oder die LED auf der GPS-Platine zu überkleben. Kleben Sie einfach die Platine um die GPS-Antenne. Verwenden Sie zu guter Letzt Heißkleber, um die Knöpfe an die gewünschte Stelle auf der Außenseite des PVCs zu kleben.

Schritt 5: Verkabelung: Teil 2

Löten Sie die folgenden Komponenten an die durch das PVC gefädelten Drähte. Kürzen Sie die fußlangen Drähte, wenn sie sehr lang sind. Machen Sie sie gerade lang genug, damit Sie auf sie zugreifen und Komponenten darauf löten können.

OLED-Display=====Feder

GND======GND

Vin=======3.3v

DATEN=====MOSI

CLK======SCK

D/C======MISO

RST======13

CS=======12

Maxbotix Ultraschall===Feder

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

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

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

UV-LED======Feder

Verbinden Sie das lange Kabel der LED mit dem an Pin 10 angeschlossenen Kabel. Verbinden Sie das kurze Kabel mit dem Erdungskabel. Versuchen Sie, die Drähte in der Nähe der Basis der LED anzuschließen. Dann die überschüssigen freiliegenden Drähte der LED abschneiden. Wickeln Sie die Anschlüsse mit Klebeband um, um zu verhindern, dass sie sich gegenseitig oder einen anderen Draht versehentlich berühren.

Blaue LEDs======Feder

Sie können verschiedene Dinge tun, indem Sie die blauen LEDs auf dem Schraubendreher positionieren. Ich habe drei auf der Vorderseite nach vorne und zwei auf die Oberseite nach oben gelegt, damit das Licht nach vorne zeigt und die LEDs auf der Oberseite leicht zu sehen und als Indikatoren verwendet werden können. Wie auch immer Sie sich dafür entscheiden, verbinden Sie die positive Seite aller fünf LEDs mit einem Draht und die negativen Seiten aller fünf mit einem zweiten Draht. Dann den negativen Draht an den Massedraht der Feder und den positiven Draht an den Draht von Pin 9 der Feder anlöten.

Positionieren Sie die OLED auf der Vertiefung auf dem PVC und ordnen Sie die LEDs und den Ultraschallsensor in der Kerbe an der Vorderseite des Schraubendrehers an. Sie sollten sich nicht zu viel bewegen. Sie können Kleber oder Klebeband verwenden, wenn dies der Fall ist.

Schließlich bedecken Sie das kürzere PVC so sauber wie möglich mit Klebeband.

Schritt 6: Code

Entschuldigung im Voraus. Mein Code ist ein monströser, mit Klebeband versehener Spleiß verschiedener Code-Bits, der Frankenstein wie einen einzigen, kohärenten, zusammengesetzten Typ aussehen lässt. Ich habe jedoch versucht zu zeigen, woher ich all die verschiedenen Code-Bits habe. Vieles davon stammt aus Beispielen aus der Adafruit-Bibliothek. Es gibt auch einige von einer Funken-Spaßseite und einige mehr von einem süßen autonomen Fahrzeug, das anweisbar ist. Noch mehr kam aus einem Geocaching-Projekt auf Github. Denken Sie daran, die Bibliotheken für OLED, ToF-Laser, Kompass und GPS herunterzuladen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Feder zu den Boards in der Arduino IDE hinzugefügt haben. Die Tutorials neben den Links im Materialschritt können Sie dabei unterstützen.

Schritt 7: Verwenden Sie es

Der Schiebeschalter schaltet es ein und aus. Mit dem Potentiometer können Sie zwischen den Einstellungen wechseln.

Potentiometerwerte 500-600: GPS. Wenn das GPS eingeschaltet ist, blinkt die GPS-LED nicht so stark. Wenn Sie die erste Taste drücken, werden Ihre aktuellen Koordinaten gespeichert. Wenn Sie sich dann an eine andere Stelle bewegen und die zweite Taste drücken, zeigt der Schraubendreher die Richtung zurück zum Ausgangspunkt.

Werte 600-700: Kompass. Zeigt Ihre Fahrtrichtung von Norden an. LEDs leuchten, wenn Sie nach Norden zeigen.

700-750: Blaue LEDs

750-800: UV-LED

800-900: Ultraschallsensor

900-1024: ToF-Laser

In Zukunft könnte ich einen Piezo hinzufügen, um diesen wunderbaren Sonic-Schraubendreher-Summton hinzuzufügen. Es wäre auch cool, eine Einstellung hinzuzufügen, die den Ultraschallsensor nur als Bewegungssensor verwendet. Sie könnten den Schraubenzieher dann irgendwo lassen und ihn summen lassen, um Sie zu warnen, wenn jemand kommt. Es wird Spaß machen zu sehen, was ich noch hinzufügen kann.

Besonderer Dank geht an meinen Bruder, der einige der Fotos gemacht hat, als ich merkte, dass ich nicht genug hatte.

Ich hoffe, Sie haben dieses Projekt genossen. Wenn Sie Kommentare oder Fragen haben, posten Sie es!