Le GOB : 3 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Cette instructable a été créée pour répondre aux exigences du projet du Makecourse à l'Université de Floride du Sud (www.makecourse.com).

Contexte du GOB

Le GOB signifie Gear Operated Box et est une boîte qui fonctionne via une série d'engrenages. Ce projet a été créé comme mentionné ci-dessus pour le Makercourse à l'Université de Floride du Sud et cette instructable montrera exactement ce qui est nécessaire pour reproduire ce projet dans d'autres boîtes également. L'image à droite la première image ci-dessus est la dernière version du GOB. Le boîtier peut être verrouillé et déverrouillé en fonction de la clé que le capteur RFID « voit » et allume également les LED latérales selon que le boîtier se verrouille ou se déverrouille. Regardez la vidéo ci-jointe pour voir les dernières fonctionnalités de la boîte.

Étape 1: Fournitures/Matériel

Vous aurez besoin des éléments suivants pour recréer ce projet.

1. Carte Arduino Uno

2. Capteur RFID Arduino (MFRC522)

3. Engrenages - Voir ci-dessous pour les spécifications

4. Un grand printemps

5. Moteur pas à pas 5v

6. Divers LED

7. Chargeur USB portable

8. Boîte - Voir ci-dessous pour les spécifications

9. Toutes les décorations que vous pourriez souhaiter pour votre boîte, j'ai utilisé les éléments suivants:

- Peinture en aérosol (Marron, or, or rose/cuivre)

- Ampoules porte-clés

- Divers engrenages, boulons et tuyauterie imprimés en 3D

Engrenages

Les engrenages utilisés pour la partie mécanique de cette conception, j'ai conçu en fusion 360 à l'aide de leur script d'engrenage, puis je les ai imprimés en 3D. La première image jointe ici montre les spécifications que j'ai utilisées pour générer tous mes engrenages et je n'ai eu qu'à changer le nombre de dents sur chacun. La deuxième image montre les engrenages utilisés dans cette boîte. Il y avait 3 engrenages ronds utilisés, puis un engrenage rectangulaire utilisé comme mécanisme de verrouillage réel, les fichiers.stl pour ces engrenages sont également joints. La troisième image montre le placement des engrenages, comme vous pouvez le voir, l'engrenage supérieur a besoin de guides pour le maintenir en place et le plus grand engrenage est collé à un engrenage plus petit qui permet au moteur pas à pas de faire tourner tous les engrenages internes à la fois.

Boîte

La boîte utilisée pour mon projet était faite de 7 pouces. x 7 po. feuilles de carton. Deux fines bandes de carton ont été utilisées pour relier le couvercle à la base de la boîte, puis une petite bande a été utilisée pour construire le crochet sur le couvercle pour permettre le verrouillage de la boîte. Vous pouvez fabriquer votre boîte avec le matériau de votre choix ou en utiliser une avec un couvercle déjà connecté d'un côté, de toute façon, le couvercle doit avoir un crochet à l'intérieur pour que la boîte soit verrouillée par les engrenages internes. Regardez les deux dernières images pour plus de détails.

Étape 2: Assemblage

1. Rassemblez tous les matériaux répertoriés à l'étape 1: Fournitures/matériel

2. Construisez la boîte, comme mentionné précédemment, vous pouvez fabriquer votre boîte avec n'importe quel matériau ou l'avoir de n'importe quelle taille, la seule spécification étant qu'elle doit avoir un crochet interne assez grand pour permettre aux engrenages internes de verrouiller la boîte.

3. Une fois la boîte construite, vous devez câbler le circuit. Suivez le schéma ci-joint. N'oubliez pas que plus votre circuit est propre et compact, mieux il s'intégrera dans votre boîte. Une fois assemblé, programmez et testez votre circuit pour 1) vérifier que tout votre matériel fonctionne et 2) vérifier qu'il fait ce que vous voulez.

4. Ensuite, concevez et imprimez les engrenages nécessaires pour votre boîte. Cela peut prendre quelques impressions en fonction de la taille de votre boîtier et de la taille de votre circuit. Le premier engrenage avec lequel vous devriez commencer est celui du moteur pas à pas, cela vous aidera à évaluer la taille de la hauteur de vos engrenages à l'intérieur de la boîte. Il existe différentes tailles de chevilles jointes dans les fichiers.stl qui devraient vous aider à déterminer la meilleure hauteur pour votre boîte. Vous devrez percer un trou dans le bas du goujon et le coller sur le moteur pas à pas pour fixer l'engrenage au moteur pas à pas.

5. Une fois tous les engrenages imprimés et le circuit assemblé, fixez les engrenages à l'intérieur de la boîte. J'ai utilisé de la colle chaude pour un assemblage facile. D'autres types de colle ou de vis peuvent également être utilisés. Ajoutez des rails de guidage au besoin pour maintenir les engrenages en place. Comme vous pouvez le voir sur les images, le placement des engrenages doit s'aligner directement sous le couvercle de la boîte où repose le crochet. Le ressort doit reposer directement sous le crochet afin que le couvercle se soulève lorsque la boîte est déverrouillée et que l'engrenage rectangulaire ait de la place pour glisser dans le crochet lorsque la boîte doit être verrouillée.

6. Une fois les engrenages en place, fixez votre circuit à l'intérieur de la boîte. J'ai utilisé du ruban adhésif, du ruban bleu dans les images, pour cela car cela me permettait de faire des ajustements faciles au besoin.

7. Décorez enfin votre boîte ! J'ai choisi d'utiliser les LED utilisées à l'origine pour signifier la rotation des engrenages dans le cadre du décor du côté gauche de la boîte. La meilleure partie de ce projet est que le concept simple vous permet de personnaliser ce projet pour vos propres besoins. Les trois étapes suivantes montrent comment j'ai décoré cette boîte.

8. Imprimez une variété d'engrenages différents. Ensuite, pulvérisez de la peinture sur la boîte et les engrenages pour correspondre au thème que vous visez. J'ai utilisé des engrenages comme pochoirs pour ajouter des motifs sur les côtés ou les ai collés pour la texture, voir les images ci-jointes pour plus de détails.

9. Pour les ampoules sur le côté, j'ai utilisé des ampoules porte-clés que je pouvais dévisser et retirer les LED. De là, je pouvais faire deux trous sur le côté de la boîte pour enfiler les LED que j'avais connectées au circuit dans les ampoules sur lesquelles j'avais de la colle à l'extérieur de la boîte.

10. Une fois que vous avez terminé, assurez-vous qu'il y a encore assez de place pour mettre un objet dans votre boîte. J'ai choisi de cacher les circuits internes avec du feutre pour que rien ne s'accroche.

Amusez-vous à décorer la boîte comme vous le souhaitez, c'est la meilleure partie de l'invention ! Bonne fabrication !

Étape 3: Coder

Commencer

Le fichier.ino joint est le code du programme pour le GOB. Afin de l'exécuter correctement sur votre arduino, vous devrez également installer les deux bibliothèques qui sont également attachées dans votre dossier de bibliothèques arduino. Le programme est bien commenté mais il y a aussi une description fournie ci-dessous pour plus de précisions. Ce code nécessite une compréhension de base de la programmation arduino.

Aperçu/Description

1. Bibliothèques

Il existe trois bibliothèques utilisées dans ce programme SPI, MFRC522 et la bibliothèque Stepper. Étant donné que SPI est une bibliothèque arduino par défaut, il n'est donc pas nécessaire d'installer celle-ci dans votre dossier de bibliothèques arduino. SPI signifie Serial Peripheral Interface et c'est un protocole de communication série que l'arduino utilise pour parler au capteur RFID. Avec cette bibliothèque, nous utilisons la bibliothèque MFRC522 pour lire les données du capteur RFID. Cette bibliothèque est spécifique au capteur et nous permet d'utiliser les informations que le capteur « lit » à partir des clés RFID utilisées pour verrouiller et déverrouiller le boîtier. La bibliothèque pas à pas fait exactement ce qu'elle sonne, elle aide l'arduino à parler au moteur pas à pas.

2. Définition des variables/Configuration

Après avoir inclus les bibliothèques nécessaires pour le matériel requis, les broches dudit matériel doivent être définies. Essentiellement, l'arduino a besoin de savoir quelles broches parlent à quels composants matériels.

3. Boucle principale

Tout d'abord, les deux premières instructions if sont utilisées pour s'assurer que le capteur RFID lit une clé RFID. Ensuite, nous devons récupérer le code ou l'UID de la clé RFID en cours de "lecture", c'est ce qui se passe dans la première boucle for de la fonction Loop(). Une fois l'UID lu, nous devons vérifier si la clé va verrouiller ou déverrouiller la boîte. Ici, en utilisant une instruction if else, j'ai défini une clé pour verrouiller la boîte et une autre pour déverrouiller la boîte. Par exemple, si l'UID est égal à un UID que je veux, appelez la fonction spinRight() ou verrouillez la boîte, sinon appelez la fonction spinLeft() et déverrouillez la boîte.

4. Fonctions d'essorage

Les fonctions spinLeft() et spinRight() sont utilisées pour faire tourner le moteur pas à pas à gauche ou à droite. L'essentiel ici est que pour inverser les directions du moteur pas à pas, les broches du moteur pas à pas sont inversées.