Tournevis sonique ultime : 7 étapes (avec photos)

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

Ok, donc ça ne peut pas faire autant qu'un vrai tournevis sonique de Doctor Who, mais c'est un début. Ce projet était en quelque sorte un petit cadeau de Noël supplémentaire pour mon frère. Vous pouvez trouver des jouets de tournevis soniques sur Amazon, mais à part s'allumer et éventuellement faire du bruit, ils n'ont pas vraiment beaucoup de fonctions. Je voulais faire un tournevis sonique qui avait en fait des utilisations et des réglages différents. De plus, je voulais voir à quel point je pouvais me rapprocher d'un tournevis sonique avec les capteurs arduino disponibles dans le monde d'aujourd'hui. Ainsi, bien que ce tournevis soit loin d'être aussi cool qu'un vrai, j'ai fait de mon mieux pour l'emballer avec autant d'utilisations que possible. Il a:

• Un capteur à ultrasons - pour mesurer des longueurs jusqu'à 254 pouces (~ 6,5 mètres) avec une précision au pouce (en plus, un appareil sonique doit avoir une sorte de composant sonique)
• Un capteur de mesure laser - l'ultrason ne peut pas mesurer en dessous de 6 pouces, donc pour avoir une gamme complète de mesures, j'ai ajouté ce capteur qui peut mesurer jusqu'à un mètre avec une précision millimétrique
• Une boussole - pour vous diriger vers le nord la prochaine fois que vous partez à l'aventure en plein air
• LED UV - pour lire les messages secrets et éventuellement éloigner les vampires
• GPS - pour vous guider vers votre point de départ si vous vous perdez

et bien sur

LED bleues - pour fournir de la lumière lorsque vous explorez un endroit sombre

J'espère que tu apprécies. Si vous l'aimez, pensez à voter pour lui.

Étape 1: Matériaux

Les matériaux coûtent environ 200 $, mais cela dépend de l'endroit où vous les obtenez et de ce que vous avez peut-être déjà. J'ai mis les liens Adafruit pour beaucoup d'électroniques différentes. Adafruit est en quelque sorte mon choix pour la technologie arduino. Ils ont également des liens vers des didacticiels sur les pages des produits, ce qui est très utile pour tester les différents appareils électroniques et les faire fonctionner. Vous pourrez peut-être trouver des prix moins chers ailleurs. Amazon propose parfois des produits Adafruit pour moins cher mais généralement pas beaucoup.

Adafruit Feather MO Basic Proto---------------------------------------------- -------$19.95

** Vous pouvez également essayer d'utiliser l'une des autres cartes Feather MO pour ajouter le Wifi, le Bluetooth ou d'autres fonctions supplémentaires.

Adafruit Ultimate GPS----------------------------------------------- --------------------$39.95

Écran graphique OLED monochrome 0.96 128x64 -------------------$19.50

Lentille transparente UV/UVA 400 nm LED violet 5 mm - paquet de 10 -------------$4.95

Capteur de distance de temps de vol Adafruit VL53L0X - ~ 30 à 1000 mm ------- 14,95 $

Télémètre à ultrasons Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 ---------------$26,95

Paillettes LED Adafruit - Bleu Royal - Paquet de 5----------------------------------$3.95

Accéléromètre à trois axes + carte magnétomètre (boussole) ---------------$14.95

Batterie lithium-ion polymère - 3.7v 500mAh----------------------------------------$7.95

** Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser un chargeur de téléphone portable et un câble USB au lieu de la batterie ci-dessus. Un chargeur de téléphone donne au tournevis la capacité supplémentaire d'être un chargeur de téléphone. Cependant, vous devez connecter un interrupteur marche/arrêt au fil entre la batterie et le Feather et il est plus difficile de le faire avec un câble USB. Une batterie de téléphone rend également le tournevis beaucoup plus encombrant, surtout si vous utilisez des fils épais.

Couvercle en silicone fil à âme torsadée - 50 pi 30 AWG rouge ----------------------- 4,95 $

**Avertissement: Je n'ai pas réellement utilisé ce fil. Le fil que j'ai utilisé était plus épais, ce qui a rendu beaucoup plus difficile l'obtention de tous les composants électroniques dans le boîtier du tournevis. Le fil ci-dessus est ce que j'aurais aimé utiliser. De plus, il est impératif que vous n'achetiez que du fil rouge car rien ne dit "suspect" comme un tuyau en pvc rempli de fils rouges:)

Potentiomètre------------------------------------------------- ---------------------------$1.25

**Je ne l'ai pas utilisé non plus. À l'origine, j'allais utiliser un potentiomètre à glissière pour émuler le mouvement de glissement que le 10e tournevis du docteur devait modifier les paramètres. Lorsque le potentiomètre à glissière ne fonctionnait pas, j'ai fini par utiliser un potentiomètre standard que j'avais déjà sous la main.

Interrupteur à glissière------------------------------------------------ --------------------------------------------$0.95

** J'ai utilisé un commutateur légèrement différent que j'avais déjà

Interrupteur à bouton tactile (6 mm) x 20 pack ----------------------------- -2,50 $

Résistance 10k ohms----------------------------------------------- ----------------------$0.75

Condensateurs électrolytiques 100 uF ----------------------------------------------- -------$1.95

Tuyau PVC 1 X2' ---------------------------------- ---------------------------$2.18

Mamelon de tuyau d'acier galvanisé 3/4 "X2-1/2" ------------------------------------ --$1.87

Ruban adhésif coloré

Vous aurez également besoin de:

• Un fer à souder et de la soudure
• Une scie à main
• Une perceuse
• colle chaude
• pinces à dénuder

Étape 2: Câblage: Partie 1

** La première image montre les LED et les ultrasons soudés au Feather, mais ne les connectez pas encore.

Soudez les connexions suivantes.

GPS======Plume

Longueur de fil - Le GPS sera juste à côté de la plume (voir l'image) afin que les fils n'aient pas besoin d'avoir plus de 3 pouces de longueur.

RX========TX

TX========RX

GND======GND

NIV========3.3v

Boussole===Plume

Longueur de fil - La boussole sera juste au-dessus de la plume, donc les fils doivent avoir une longueur d'environ 1,75 pouces.

GND======GND

NIV========3.3v

SDA======SDA

SCL======SCL

ToF Laser====Plume

Longueur du fil - environ 2,5 pouces

GND========GND

NIV=========3.3v

SDA========SDA

SCL========SCL

Soudez les deux fils SDA au trou SDA sur le Feather et les deux fils SCL au trou SCL. Vous pouvez utiliser la section de prototypage du Feather si vous le souhaitez.

Potentiomètre====Plume

goupille d'extrémité =========GND

autre broche d'extrémité =====3.3v

broche du milieu ======A5

Soudez un condensateur aux deux broches d'extrémité. Assurez-vous que le côté (-) du condensateur va à la broche GND comme on le voit ici.

Boutons=====Plume

Longueur du fil - environ 3,5 pouces

Il y a deux boutons. Pour chaque bouton, connectez un côté du bouton à 3.3v. Connectez l'autre côté à la terre via une résistance de 10 k ohms (reportez-vous à ce schéma du site Web arduino). Assurez-vous que la résistance est dans le bon sens et essayez de ne pas laisser beaucoup de fil exposé. Pour le premier bouton, connectez le côté avec la résistance à la broche 5 de la plume avec un fil. Pour le deuxième bouton, connectez un fil du côté résistance du bouton à la broche 6 sur le Feather.

Commutateur de batterie

Coupez l'un des fils de la batterie. Soudez un côté du fil coupé à l'extrémité de l'interrupteur à glissière et l'autre côté du fil coupé au milieu de l'interrupteur.

Enfin, soudez des fils d'environ un pied de long aux trous 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO et A0 sur le Feather. Soudez également deux fils, chacun d'une longueur d'un pied, à la terre et deux autres (également d'une longueur d'un pied) à l'alimentation. Étiquetez chaque fil avec le nom approprié avec un morceau de ruban adhésif à l'extrémité.

Étape 3: Faire le cas

À l'origine, je voulais faire le boîtier de la technologie à partir de différents tuyaux métalliques comme le cuivre ou le bronze avec peut-être des pièces en acier ou en aluminium pour que ce soit une sorte de steampunk mais moderne. Cependant, je ne pensais pas que la technologie aimerait être logée dans un boîtier métallique (en particulier la boussole), et j'avais besoin de pouvoir couper et façonner les tuyaux. Faire de telles choses avec des tuyaux métalliques me dépassait, alors j'ai opté pour le PVC.

Coupez une longueur de PVC d'environ 7 pouces de long. Vissez le mamelon de tuyau dans une extrémité du PVC. Quand il devient trop dur, utilisez des pinces et chauffez le PVC sur une cuisinière pour le ramollir. Essayez d'obtenir le PVC pour couvrir les filets du tuyau métallique. Coupez un deuxième morceau de PVC de 8 pouces de long. Faites la même chose avec ce PVC et l'autre extrémité du mamelon du tuyau.

Coupez un peu le PVC si vous le souhaitez jusqu'à ce qu'il ait les proportions souhaitées (le tournevis est probablement un peu long).

Ensuite, faites un retrait pour que l'écran OLED "s'assoie" sur le côté du tube. Chauffez un côté de la pièce de 7 pouces, en prenant soin de ne pas brûler le PVC. Utilisez un morceau de bois pour aplatir une section de la taille de l'OLED à peu près au même endroit que l'écran OLED sur les photos. Utilisez le morceau de bois pour appuyer également sur l'avant du PVC pour changer l'extrémité circulaire en un peu ovale.

Chauffez le PVC de 8 pouces du côté opposé à l'empreinte OLED. Aplatissez un peu le côté du PVC pour le faire un peu comme un ovale.

Laissez le PVC refroidir.

Découpez une encoche tout en haut du PVC de 7 pouces pour s'adapter au capteur à ultrasons maxbotix (photo ci-dessus). Essayez de faire en sorte que l'encoche soit bien ajustée pour le capteur à ultrasons.

Utilisez la perceuse pour percer un trou d'un demi-pouce de diamètre au milieu du point plat pour l'OLED. Ensuite, utilisez une perceuse et une scie pour découper un trou rectangulaire dans la pièce de 8 pouces du côté opposé à l'empreinte OLED (même zone où vous l'avez chauffée). Vous voulez que le trou rectangulaire soit aussi petit que possible tout en étant capable d'y insérer la plume et d'autres technologies pour le mettre dans le PVC.

Enfin, percez un trou dans la pièce de 8 pouces du même côté que l'OLED pour le potentiomètre.

Étape 4: Mettre la technologie dans le boîtier

Enfiler les fils

Prenez le Feather et tous les capteurs qui y sont connectés et insérez les fils étiquetés de pied de long à partir de la fin de l'étape de câblage dans le trou carré de la section en PVC la plus longue (8 pouces). Enfilez les fils SCK, MOSI, MISO, broche 13 et broche 12 avec l'un des fils de terre et l'un des fils 3,3 V à travers le tuyau et hors du trou dans l'empreinte OLED. Enfilez les autres fils (A0, terre, 3.3v, broche 9 et broche 10) à travers le tuyau et par le haut. Vous devriez maintenant avoir des fils qui sortent du haut et un trou sur le côté.

Positionner la plume

Guidez le désordre de la technologie dans le tube. Assurez-vous que le potentiomètre entre dans le trou de l'autre côté. La boussole se placera juste entre la plume et le potentiomètre. Assurez-vous que la boussole est orientée dans le bon sens. Quelle que soit l'orientation de la boussole, vous voulez que l'avant du tournevis pointe dans la même direction, donc si la boussole indique qu'elle est orientée vers le nord, l'avant du tournevis doit également être orienté vers le nord. Vous pouvez le vérifier avec le tutoriel de la boussole sur Adafruit. Le GPS sera assis juste à côté du Feather avec l'antenne en céramique tournée vers l'extérieur du tuyau. Le Feather sera assis avec le côté avec le bouton de réinitialisation tourné vers l'intérieur. Assurez-vous que le port USB pointe vers l'arrière à côté du GPS. Le laser ToF s'installera au-dessus de tout le reste. L'arrière du laser (le côté sans laser) sera dos à dos avec le côté du Feather sans le bouton de réinitialisation. Les boutons dépasseront du côté du trou carré afin qu'ils puissent s'enrouler autour de l'extérieur du PVC et y être collés. Faites glisser les fils de la batterie suivis de la batterie dans l'extrémité arrière du tournevis et branchez la batterie dans le Feather. Écrasez l'électronique dans le PVC autant que vous le pouvez sans rien casser.

Couvrir le trou rectangulaire

Découpez un morceau de plastique souple dans tout ce que vous pouvez trouver dans votre bac de recyclage. Le plastique doit être suffisamment long pour couvrir la plume mais pas le GPS et suffisamment large pour envelopper la technologie dans le trou rectangulaire et entrer en contact avec le PVC. Découpez un petit trou juste assez grand pour le laser réel dans le plastique où se trouve le capteur laser ToF afin que le laser obtienne des lectures précises. Collez ensuite le capteur laser sur le plastique. Enroulez le plastique autour du trou rectangulaire exposé aussi étroitement que possible. Assurez-vous que l'interrupteur à glissière et les deux boutons ne sont pas coincés en dessous et ne sont pas en dessous, puis, à l'aide de ruban adhésif, collez le plastique sur le PVC. Assurez-vous que le port USB du Feather est toujours accessible pour un câble. Couvrez le PVC avec du ruban adhésif aussi soigneusement que possible. Assurez-vous de bien coller l'interrupteur à glissière connecté à la batterie à l'extérieur du PVC. Assurez-vous également de ne pas scotcher l'antenne GPS réelle ou la LED sur la carte GPS. Collez simplement la carte autour de l'antenne GPS. Enfin, utilisez de la colle chaude pour coller les boutons à l'endroit souhaité à l'extérieur du PVC.

Étape 5: Câblage: Partie 2

Soudez les composants suivants aux fils enfilés à travers le PVC. Coupez les fils longs s'ils sont très longs. Faites-les juste assez longtemps pour pouvoir y accéder et y souder des composants.

Affichage OLED ===== Plume

GND======GND

Vin=======3.3v

DONNÉES=====MOSI

CLK======SCK

D/C======MISO

RST======13

CS=======12

Maxbotix Ultrasons===Plume

UN=================A0

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

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

LED UV======Plume

Connectez le fil long de la LED au fil connecté à la broche 10. Connectez le fil court au fil de terre. Essayez de connecter les fils près de la base de la LED. Ensuite, coupez les fils exposés en excès de la LED. Enveloppez les connexions dans du ruban adhésif pour les empêcher de se toucher accidentellement ou d'un autre fil.

LED bleues======Plume

Vous pouvez faire différentes choses avec l'endroit où vous positionnez les LED bleues sur le tournevis. J'en ai mis trois sur le devant vers l'avant et deux sur le dessus vers le haut pour qu'il y ait de la lumière vers l'avant et que les leds sur le dessus soient faciles à voir et soient utilisées comme indicateurs. Quelle que soit la manière dont vous décidez de le faire, connectez le côté positif des cinq LED avec un fil et les côtés négatifs des cinq avec un deuxième fil. Puis soudez le fil négatif au fil de terre du Feather et le fil positif au fil de la broche 9 du Feather.

Positionnez l'OLED sur l'encoche du PVC et disposez les LED et le capteur à ultrasons dans l'encoche à l'avant du tournevis. Ils ne doivent pas trop bouger. Vous pouvez utiliser de la colle ou du ruban adhésif si c'est le cas.

Enfin, couvrez le PVC le plus court avec du ruban adhésif en toile aussi soigneusement que possible.

Étape 6: Coder

Excuses d'avance. Mon code est une épissure monstrueuse et scotchée de différents morceaux de code qui donne à Frankenstein l'apparence d'un gars unique, cohérent et assemblé. J'ai essayé de montrer où j'ai obtenu tous les différents morceaux de code cependant. Une grande partie provient d'exemples de la bibliothèque Adafruit. Il y en a aussi d'une page amusante d'étincelle et d'autres d'un doux véhicule autonome instructable. Encore plus est venu d'un projet de géocaching sur Github. N'oubliez pas de télécharger les bibliothèques pour l'OLED, le laser ToF, la boussole et le GPS. Assurez-vous également que vous avez ajouté la plume aux cartes dans l'IDE Arduino. Les didacticiels à partir des liens de l'étape des matériaux peuvent vous guider.

Étape 7: l'utiliser

L'interrupteur à glissière l'allume et l'éteint. Le potentiomètre vous permet de basculer entre les réglages.

Valeurs du potentiomètre 500-600: GPS. Lorsque le GPS est verrouillé, la LED GPS ne clignotera pas autant. Si vous appuyez sur le bouton 1, vos coordonnées actuelles sont enregistrées. Ensuite, si vous vous déplacez ailleurs et appuyez sur le bouton deux, le tournevis pointera la direction vers l'endroit où vous avez commencé.

Valeurs 600-700: Boussole. Affiche votre cap depuis le nord. Les LED s'allument si vous pointez vers le nord.

700-750: LED bleues

750-800: LED UV

800-900: Capteur à ultrasons

900-1024: Laser ToF

À l'avenir, je pourrais ajouter un piézo pour ajouter ce merveilleux bourdonnement de tournevis sonique. Il serait également cool d'ajouter un paramètre qui utilise le capteur à ultrasons comme un capteur de mouvement. Vous pouvez alors laisser le tournevis quelque part et le faire bourdonner pour vous alerter lorsque quelqu'un arrive. Ce sera amusant de voir ce que je peux ajouter d'autre.

Un merci spécial à mon frère pour avoir pris certaines des photos quand j'ai réalisé que je n'en avais pas assez.

J'espère que vous avez apprécié ce projet. Si vous avez des commentaires ou des questions, n'hésitez pas !