Patata gritando: 16 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

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Este instructivo le enseñará cómo hacer que cualquier papa cobre vida, hable y grite por su vida. Si alguna vez quisiste sorprender a tus amigos y familiares con una verdura que no se quiere comer, si alguna vez quisiste entender lo que siente una papa cuando está a punto de cocinarse, ¡este proyecto es para ti!

Nuestra inspiración Cuando estábamos haciendo una lluvia de ideas para el desafío de la papa, nos dimos cuenta de que todos nuestros pensamientos giraban en torno a lo que le haríamos a la papa, pero nunca pensamos en lo que la papa pensaría sobre nuestras acciones. En otras palabras, nos dimos cuenta de que, como seres humanos, nunca nos poníamos en el lugar de las patatas y, por lo tanto, nunca habíamos podido comprender una experiencia de las patatas, hasta ahora. Inmediatamente nos dimos cuenta de que esta brecha de experiencia papa-humano es un gran problema, por lo que decidimos tomar medidas.

Nuestro objetivo para este proyecto era construir un dispositivo electrónico, el llamado Potato Soul, que al ser insertado en una papa hiciera que la papa se comunicara en lenguaje humano en respuesta a acciones humanas, haciéndola así identificable con los humanos y cerrando la papa. brecha de experiencia humana.

Una papa con un alma de papa es capaz de ver a un humano al sentir la luz infrarroja y pedirle que lo deje en paz. La papa preguntará una y otra vez, hasta que se cumpla su deseo. Si algún maníaco decide cortar la pobre patata, Potato Soul le permitirá sentir el dolor al sentir el corte con un sensor inductivo y expresarlo mediante un chillido horrible.

Durante la redacción de este instructivo, nos centramos mucho en la parte de Diseño y concepto; esto permitirá al lector seguir nuestro proceso de diseño y resolución de problemas y comprender por qué y cómo tomamos decisiones específicas.

El código para este proyecto es de código abierto, ¡puedes contribuir!

Sobre nosotros: Este proyecto fue realizado por dos personas, mi amigo haraldar y yo, guusto. Estuvimos separados físicamente durante todo el proyecto, lo cual fue un gran desafío en sí mismo. El mayor mérito definitivamente es para Haraldar: fue responsable del diseño del circuito, cableado del circuito, programación, diseño final e impresión de las piezas en 3D, ensamblaje y suministro de todas las piezas (que incluía desarmar sus parlantes y una radio vieja). tuvo fallas y no tuvo tiempo de reordenar componentes en línea). Mi contribución fue la idea y el concepto inicial, encontrar una forma rápida de preparar las patatas y el Instructable. Desarrollamos los principales conceptos de diseño y tomamos juntos importantes decisiones de diseño.

Suministros

Instrumentos

• Soldador
• Alambre de soldar
• impresora 3d
• Multimetro

Materiales

• Papa o camote de tamaño mediano a grande
• Arduino Nano Rev.3 con pines soldados
• Sensor inductivo LJ18 A3-8-Z
• (2x) Sensor de detección de movimiento Micro PIR AM312
• Altavoz pequeño (cosechamos el nuestro de altavoces baratos)
• Batería de 9V
• Cables de salto

Paso 1: Diseño y concepto

La idea detrás de este proyecto es muy simple: imagina una papa que reacciona y grita cuando alguien intenta cortarla. Esta imagen exacta fue nuestro punto de partida (Imagen 1.1). A partir de aquí, comenzamos a pensar en cómo se podría implementar esta funcionalidad. Necesitábamos un dispositivo electrónico dentro de la papa que detectara la presencia humana, los objetos metálicos y también produjera sonido. (Imagen 1.2).

Tras una mayor consideración, desarrollamos los siguientes objetivos que este dispositivo debería cumplir:

1. El dispositivo debe hacer que una papa parezca humana hablando y gritando en respuesta a ciertas acciones.
2. El dispositivo debe ser lo suficientemente pequeño para caber en la mayoría de las patatas.
3. El dispositivo debe ser auto-envolvente y rápidamente insertable en cualquier papa con poca preparación.

Naturalmente, estos objetivos llegaron con preguntas o más bien problemas que teníamos que resolver, a saber:

1. ¿Cuál es la forma más sencilla y rentable de lograr la funcionalidad deseada?
2. ¿Cómo podemos minimizar el tamaño del dispositivo?
3. ¿Cómo podemos hacer que la preparación de la patata sea lo más rápida y sencilla posible?

En los próximos pasos abordaremos estas preguntas.

Paso 2: Diseño y concepto: Problema de funcionalidad - Diagrama de flujo

Para resolver el problema de funcionalidad, primero debemos determinar exactamente qué debe hacer el dispositivo. El diagrama de flujo visualiza la lógica del Potato Soul.

Paso 3: Diseño y concepto: problema de funcionalidad: entrada y salida

Para resolver este problema, tuvimos que identificar qué sensores necesitábamos, cómo se procesarían los datos del sensor y cómo generaríamos el habla y los gritos. Decidimos utilizar la siguiente arquitectura:

Para nuestro aporte tenemos:

Detección de presencia humana: sensores PIR. Pueden medir la luz infrarroja, como el calor corporal, por lo que serían perfectos para la detección humana. Son fáciles de usar y están ampliamente disponibles. Como beneficio adicional, dos sensores micro PIR parecen ojos en la papa y la hacen parecer más viva

Detección de corte: Sensores inductivos. Estos sensores crean un campo magnético y, utilizando el principio de inducción electromagnética, pueden detectar objetos metálicos dentro de un rango corto. Tal sensor dentro de una papa detectará un cuchillo de metal cortando la papa

Para nuestra salida tenemos:

Producción de audio de voz humana: altavoz. Un simple zumbador no sería suficiente, porque solo puede cambiar la frecuencia y, por lo tanto, no podría reproducir una voz humana

Con esto y el diagrama de flujo en mente, sigue:

Procesando los datos: Arduino. Como se indica en el diagrama de flujo en el Paso 2, la lógica de nuestro circuito es muy básica y tampoco necesitamos ningún cálculo avanzado en nuestras entradas. Esto significa que no necesitaremos la potencia de procesamiento de un RaspBerry Pi; un microcontrolador normal como el Arduino es la mejor opción

Entonces, descubrimos que podemos arreglárnoslas con dos sensores PIR, un sensor inductivo, un altavoz y un Arduino para crear la funcionalidad deseada.

Paso 4: Diseño y concepto: Problema de funcionalidad: generación y almacenamiento de voz

Una cosa no está clara: ¿cómo vamos a crear el habla y los gritos humanos? Sabemos cómo jugarlos, pero ¿cómo los almacenamos? Hay dos opciones:

1. Grabe frases y sonidos y guárdelos en algún formato de audio en una tarjeta SD.
2. Utilice un programa de síntesis de voz y almacene frases en un formato de texto, luego genere voz sobre la marcha.

Si bien la primera opción ofrece mucha libertad en términos de sonidos que se pueden usar, requiere una interfaz con un módulo de tarjeta SD adicional. Esto ocupa mucha memoria y puede dar lugar a problemas cuando hay otros tres sensores activos.

Además, un módulo adicional es prácticamente lo opuesto a un diseño minimalista. Por eso optamos por la segunda opción: utilizamos la biblioteca de conversión de texto a voz de código abierto Talkie, que tiene códecs de audio para varias palabras en inglés. Estas palabras ocupan mucho menos espacio que un archivo de audio, por lo que podemos almacenar fácilmente varias frases en nuestro Arduino sin ninguna tarjeta SD.

No obstante, existen inconvenientes: las palabras habladas suenan muy extrañas (el video incluido lo demuestra) y hay relativamente pocas palabras, por lo que es posible que deba ser creativo con las frases, si no hay una palabra que necesite.

Si bien la biblioteca de Talkie contiene unos cientos de palabras y todas las letras del alfabeto, no contiene gritos ni chillidos. Para hacer tal chillido, simplemente miramos las palabras existentes y modificamos sus códecs para producir algunos sonidos realmente horribles.

La última cosa importante a tener en cuenta aquí es que Talkie solo funciona con Arduinos basados en procesadores ATMega168 o ATMega328.

Paso 5: Diseño y concepto: solución del problema del tamaño

En resumen, queremos crear un dispositivo que quepa dentro de una papa. Una papa está mojada, por lo que debemos encapsular nuestro dispositivo para proteger los componentes electrónicos del agua. Además, el casco que debe mantener nuestros componentes en su lugar y ser del menor tamaño posible.

Ahora que sabemos qué partes necesitamos, podemos pensar en una forma compacta de organizarlas. El paso más efectivo y obvio es elegir el Arduino correcto. Elegimos un Arduino pequeño, pero fácil de trabajar y potente: el Nano, que satisface el requisito de la biblioteca Talkie, ya que tiene un procesador ATMega328. ¡Esto nos ahorrará mucho espacio en comparación con un Arduino UNO!

El siguiente paso es crear un modelo del dispositivo, con todos los componentes empaquetados de la forma más ajustada posible. Hicimos este paso en TinkerCAD, porque esto nos permitió usar modelos existentes de componentes electrónicos en sus dimensiones correctas e inmediatamente exportar e imprimir la carcasa cuando estuvo lista.

Diseñamos una cáscara que se colocaría en una papa ahuecada. La cáscara se diseñó para maximizar el espacio dentro de una papa: una estructura de abajo hacia arriba en forma de bote con una parte superior curva encaja de manera óptima en una papa hueca, mientras que la pieza inferior rectangular proporciona suficiente espacio y opciones de montaje para todos los componentes electrónicos. Se utilizaron orificios adicionales en la tapa en forma de bote para actuar como "ojos" o enchufes de sensores.

El sensor inductivo se colocó en diagonal para reducir el espacio a la altura necesaria. Aunque su rango de detección es muy corto, su ubicación le permite funcionar correctamente: debido a que la excavación en la papa es redonda, el grosor de la pared de la papa es mínimo, lo que permite que el sensor inductivo detecte metal más cerca del exterior.

Después de colocar la pieza inferior rectangular hacia abajo, la papa ahuecada con la tapa en forma de bote adentro se coloca en la parte superior, ¡y ahora todo está seguro, encaja perfectamente y no es visible!

El tamaño final de nuestro dispositivo con cápsula ronda los 8,5 cm x 6 cm x 5,5 cm (largo x ancho x alto). Esto no se ajusta a las papas pequeñas, pero las papas medianas y grandes y las batatas funcionarán bien.

Paso 6: Diseño y concepto: resolución del problema de preparación

El último problema a resolver es la preparación de la papa. Queríamos que este proceso fuera lo más simple y directo posible. Nuestra solución inicial utilizó un dispositivo de excavación especializado, pero más tarde nos dimos cuenta de que esto solo funciona para las papas, pero no para las batatas: son muy duras por dentro y las excavadoras de plástico son demasiado gruesas para cortarlas o romperse si son demasiado delgadas.

¿Por qué usarías una batata? Bueno, las batatas tienden a ser significativamente más grandes, por lo que si tiene problemas para encontrar una papa lo suficientemente grande para el Potato Soul, debería echarle un vistazo a las batatas. Entonces, nuestro segundo enfoque fue desarrollar un método efectivo para ahuecar cualquier papa, ya sea una batata o una papa normal. Los detalles se documentan en uno de los últimos pasos.

Paso 7: Montaje del circuito

Conecte el Arduino Nano exactamente como en el diagrama del circuito.

Paso 8: Programando el Arduino

Clona este repositorio:

Luego, abra el archivo potato_soul.ino en el IDE de Arduino. El código está muy bien documentado, así que simplemente lea los comentarios y siga las instrucciones allí.

Paso 9: Impresión de las piezas

Imprima los archivos. STL incluidos. Nuestra impresora tardó más de 3 horas en producir cada pieza.

Paso 10: preparación de la papa

Ahora que todo lo demás está listo, ¡es hora de preparar la papa! Los siguientes pasos describirán la eficiente técnica de vaciado que hemos desarrollado solo para este proyecto.

Paso 11: Ahuecar la papa: marcar la región

Marque la región donde se insertará Potato Soul. Esta es la región que tendrás que vaciar.

Paso 12: Ahuecar la papa: pelar y quitar la parte superior

Piel la región marcada. Luego, corta la pieza convexa para aplanar la papa.

Paso 13: Ahuecar la papa: hacer incisiones y extraer trozos

Haz varios cortes profundos en la papa. Luego, inserta el cuchillo y muévelo, hasta que puedas extraer un trozo. Debe tener cuidado, ya que presionar demasiado el cuchillo puede romper la papa. Después de la primera pieza, las restantes serán fáciles.

¡Recuerda guardar las piezas! No tires las piezas que cortaste. Del mismo modo, cuando ya no necesite una papa que preparó para el Potato Soul, simplemente puede pelarla, cortarla y cocinarla.

Paso 14: Ahuecar la papa - Perfeccionar la curva

Ahora inserte un tenedor de metal en la papa y realice el mismo movimiento de bamboleo para ahuecar la papa más profundamente. Finalmente, use una cuchara afilada para alisar las paredes.

Paso 15: Preparación de la papa: haga agujeros para los sensores

Como último paso, cree dos orificios para los sensores PIR e inserte la tapa en la papa. ¡Ahora la papa Soul habita en la papa!

Paso 16: Ensamblar el alma de la papa

¡Casi terminamos! Reúna todos los componentes en la parte inferior del Potato Soul. Coloque los cables a través de los orificios para los ojos y conecte los sensores a los cables, y eso es todo. ¡Es hora de sorprender a tus amigos y familiares!

Nos encantaría escuchar sus comentarios sobre nuestro proyecto:)