Flex-Rest: 4 Schritte

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Der Flex Rest ist ein Produkt, das darauf abzielt, die Auswirkungen eines sitzenden Lebensstils zu verringern, der oft mit einem Schreibtischjob einhergeht. Es besteht aus einem Kissen und einem Laptopständer. Das Kissen wird auf den Stuhl gelegt und fungiert als Drucksensor, der erkennt, wann der Benutzer sich hinsetzt. Wenn sich der Benutzer 55 Minuten lang nicht bewegt hat, wird der Motor im Laptopständer ausgelöst und die Handballenauflage beginnt sich zu bewegen. Dies erinnert den Benutzer daran, dass er einige Minuten aufstehen und sich bewegen muss, bevor er mit der Arbeit fortfahren kann.

Material, das Sie benötigen

Für das druckempfindliche Kissen

• Ein 33cmØx1cm Kissen (oder selber machen)
• 10cmx2,5cm Velostat
• 9cmx2cm Kupferband
• 4 elektrische Drähte
• 5 V Batteriequelle

Für den Laptopständer

• 1,2 m² 4 mm starkes Sperrholz
• Ein Pappbinder
• 1,5 qm Alcantara-Stoff oder jeder andere Stoff Ihrer Wahl
• Weiche Polsterung (wir haben 50g Baumwolle verwendet)
• Zwei Ø8 mm 5 cm lange Zylinder

Elektronik

• Arduino Wifi Rev
• 2 Kabel
• Knoten-MCU-WLAN-Platine
• USB A - USB C
• USB A - Micro-USB
• Servo FITEC FS5106R mit 5 kg Tragkraft

Software

• Arduino-IDE
• Adobe Illustrator

Werkzeuge

• Laserschneider
• Herrscher
• Säge
• Nähmaschine
• Rechner

Schritt 1: Das Design und die Konstruktion des Sperrholz-Flex und der Zahnräder

Am Ende dieses Schrittes sollten Sie zwei Sperrholz-Flexstücke, fünf Zahnräder und drei Zahnstangen erstellt haben. Der erste zu berücksichtigende Aspekt ist das Aufblasen und Entleeren der Handballenauflage des Laptopständers. Dies geschieht, indem einem rechteckig geformten Sperrholz mithilfe eines Laserschneiders eine bestimmte Biege- und Dehnungseigenschaft hinzugefügt wird. Durch die Verwendung von https://www.festi.info/boxes.py/ können verschiedene Muster generiert werden, die die Flexibilität und/oder Dehnung des Sperrholzes erhöhen. Die verwendete Vorlage heißt Shutterbox-Vorlage und ist unter dem Reiter Boxen mit Flex zu finden.

Wie im Bild oben dargestellt, wird nur die Hälfte des Sperrholzes mit einem Muster graviert, während die andere Hälfte vollständig massiv sein muss.

Hinweis: Es gibt Variationen von Alternativen, die implementiert werden könnten, z. durch die Verwendung von Luftkompressoren, umformbaren Materialien (die z. B. leicht durch Druck verändert werden können) und so weiter.

Die mit dem Servo gelieferten Zahnräder funktionieren nicht immer für den vorgesehenen Verwendungszweck. Der Laserschneider ist eine großartige Möglichkeit, Ihre eigenen Zahnräder zu entwerfen und zu erstellen. Wir konstruierten zwei Arten von Zahnrädern auf 4 mm dickem Sperrholz. Die erste Art von Ausrüstung hat scharfe dreieckige Kanten. Wir haben zwei davon gebaut. Der zweite Getriebetyp sieht eher aus wie ein Ruder, da er rechteckige Kanten hat. Wir haben drei davon erstellt. Beide Muster für die Zahnräder wurden in Adobe Illustrator gezeichnet.

Die Zahnstangen sind am Sperrholzflex befestigt und werden benötigt, um die Bewegung von den Zahnrädern zu verbinden. Das Muster wurde in Adobe Illustrator gezeichnet.

Schritt 2: Das Design und der Aufbau des Laptopständers

Beginnen Sie mit einem normalen Pappbinder für die Basis des Laptopständers. Der nächste Schritt besteht darin, ein Stück des Sperrholzes in drei Rechtecke zu lasern, die als tragende Seitenwände an den offenen Seiten des Binders verwendet werden. Wir haben eine Höhe von 6,5 cm an der kürzeren Kante und 8,5 cm an der höheren Kante verwendet. Nachdem der Rahmen für die Laptoptasche fertig ist, ist es an der Zeit, alle kleineren Dinge in der Tasche zusammenzubauen.

Im Gehäuse:

Das Innere der Box enthält die folgenden Komponenten (im Bild dargestellt):

• Komponente 1 und 2 sind rechteckige Holzstücke, die zur Stabilisierung und Begrenzung der Bewegung des Regals angeordnet sind. Zusätzlich dient Komponente 1 als Platzhalter für das Servo mit einem Zahnrad, das die Zahnstange hin und her bewegt. Bauteil 1 und 2 können entweder mit dem Laserschneider oder manuell mit einer Säge ausgeschnitten werden.
• Komponente 3 besteht aus drei rechteckigen Holzstücken, die übereinander gelegt werden, um ein vertikales Verschieben des Regals (Komponente 5) zu verhindern.
• Komponente 4 ist ein zylindrisches Holzstück, das als Platzhalter für das Zahnrad dient (rechts mit einem Zahnrad dargestellt). Es ist wichtig, eine zylindrische glatte Oberfläche zu haben, damit sich das Zahnrad mit minimaler Reibung frei bewegen kann.
• Komponente 6 besteht aus drei kleinen rechteckigen Holzstücken, die gleichmäßig verteilt sind, um die Reibung zu minimieren und dem Sperrholzflex zu ermöglichen, sich hin und her zu bewegen.
• Komponente 7, die Zahnräder, sind insgesamt drei. Sie werden hergestellt, indem zwei Zahnräder unterschiedlicher Art zusammengeklebt werden.

Hinweis: Das Zusammenbauen und Platzieren dieser Komponenten kann in beliebiger Reihenfolge erfolgen.

Der letzte Schritt besteht darin, die Zahnräder an den Zylindern zu befestigen und die Zahnstangen am Sperrholzflex zu befestigen und an der Box zu befestigen.

Schritt 3: Einen Drucksensor aus Velostat herstellen

1. Schneiden Sie den Velostat in eine geeignete Größe. Wir schneiden ein 10x2,5 cm großes Rechteck aus.
2. Kleben Sie das Kupferband auf beide Seiten des Velostats und stellen Sie sicher, dass das Band auf beiden Seiten ungefähr an der gleichen Position ist.
3. Verbinden Sie auf beiden Seiten ein elektrisches Kabel mit dem Kupferband und stellen Sie sicher, dass es lang genug ist.
4. Verbinden Sie einen der Drähte mit der 5-V-Steckdose. Verbinden Sie den anderen mit einem Widerstand und einen analogen Eingang zum NodeMcu. Der Widerstand des Widerstands kann von Fall zu Fall variieren, aber in unserem war ein 4,7 kOhm-Widerstand gut genug, um ein Ergebnis zu erzielen. Verbinden Sie den Widerstand mit Masse.
5. Stellen Sie sicher, dass jedes Teil zusammenarbeitet, indem Sie den Arduino-Code PressureSensor.ino ausführen
6. Wenn der richtige Widerstand gefunden wurde und alles funktioniert, löten Sie alles zusammen.

Schritt 4: Die Elektronik zum Laufen bringen

Die Elektronik besteht aus dem Board Node MCU und Arduino WiFi rev2. Diese verfügen über Onboard-WLAN-Komponenten, die eine einfache WLAN-Kommunikation ohne zusätzliche Elektronik ermöglichen. Diese Boards müssen jedoch so programmiert werden, dass sie über WLAN kommunizieren können. Wir haben uns dafür entschieden, dass die Node-MCU ausschließlich den analogen Eingang verarbeitet und in einen Wert umwandelt, der wahr oder falsch annimmt. True bedeutet, dass der Drucksensor und die Node-MCU eine Person registriert haben, die auf dem Kissen sitzt, und falsch das Gegenteil. Der Arduino WiFi rev2 sollte dann den booleschen Wert empfangen und den Motor entsprechend dem Wert steuern, dh Steuersignale an das Servo senden.

Es wurde ein Testprogramm zur Steuerung des Servos geschrieben, genannt Servo.ino. Ein Testprogramm zum Senden von Daten über WLAN wurde mit den Namen Client.ino und Server.ino geschrieben. Beachten Sie, dass der Server für die Node-MCU vorgesehen ist und vollständig gestartet werden sollte (bis die Meldung „Server Stared“auf dem seriellen Port steht), bevor der Client ausgeführt wird. Kombinieren Sie schließlich die Programme nach Ihren Wünschen.

Rote, blaue und gelbe Kabel werden an den Servomotor angeschlossen. Das Bedienfeld wird verwendet, um das Servo vor und zurück zu bewegen. Das Servo.ino-Programm bewegt den Motor bei jedem Tastendruck für eine bestimmte Zeit.