El GOB: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este instructable fue creado en cumplimiento del requisito del proyecto de Makecourse en la Universidad del Sur de Florida (www.makecourse.com).

Antecedentes sobre el GOB

El GOB son las siglas de Gear Operated Box y es una caja que opera a través de una serie de engranajes. Este proyecto fue creado como se mencionó anteriormente para Makercourse en la Universidad del Sur de Florida y este instructivo mostrará exactamente lo que se necesita para replicar este proyecto en otras cajas también. La imagen de la derecha, la primera imagen de arriba, es la última versión del GOB. La caja se puede bloquear y desbloquear dependiendo de qué llave "ve" el sensor RFID y también enciende los LED laterales dependiendo de si la caja está bloqueando o desbloqueando. Vea el video adjunto para ver las últimas funciones de la caja.

Paso 1: Suministros / Hardware

Necesitará lo siguiente para recrear este proyecto.

1. Placa Arduino Uno

2. Sensor RFID Arduino (MFRC522)

3. Engranajes: consulte las especificaciones a continuación.

4. Un gran manantial

5. Motor paso a paso 5v

6. Varios LED

7. Cargador USB portátil

8. Caja: consulte las especificaciones a continuación.

9. Para cualquier decoración que desee para su caja, utilicé lo siguiente:

- Pintura en aerosol (marrón, oro, oro rosa / cobre)

- Bombillas de llavero

- Varios engranajes, pernos y tuberías impresos en 3D

Engranajes

Los engranajes utilizados para la parte mecánica de este diseño los diseñé en Fusion 360 usando su script de engranajes y luego los imprimí en 3D. La primera imagen adjunta aquí muestra las especificaciones que utilicé para generar todos mis engranajes y solo tuve que cambiar el número de dientes en cada uno. La segunda imagen muestra los engranajes utilizados en este cuadro. Se utilizaron 3 engranajes redondos y luego se utilizó un engranaje rectangular como mecanismo de bloqueo real, los archivos.stl para estos engranajes también se adjuntan. La tercera imagen muestra la ubicación de los engranajes, como puede ver, el engranaje superior necesita guías para mantenerlo en su lugar y el engranaje más grande está pegado a un engranaje más pequeño que permite que el motor paso a paso gire todos los engranajes internos a la vez.

Caja

La caja utilizada para mi proyecto fue hecha de 7 pulgadas. hojas de cartón de 7 pulg. Se utilizaron dos tiras delgadas de cartón para conectar la tapa a la base de la caja y luego se utilizó una tira pequeña para construir el gancho en la tapa para permitir que la caja se cierre. Puede hacer su caja con el material que prefiera o usar una con una tapa ya conectada en un lado, de cualquier manera, la tapa debe tener un gancho en el interior para que la caja quede bloqueada por los engranajes internos. Mira las dos últimas imágenes para más detalles.

Paso 2: Montaje

1. Reúna todos los materiales enumerados en el Paso 1: Suministros / Hardware

2. Construya la caja, como se mencionó anteriormente, puede hacer su caja con cualquier material o tenerla de cualquier tamaño con la única especificación de que debe tener un gancho interno que sea lo suficientemente grande para permitir que los engranajes internos bloqueen la caja.

3. Una vez construida la caja, es necesario conectar el circuito. Siga el esquema adjunto. Recuerde que cuanto más limpio y compacto haga su circuito, mejor encajará en su caja. Una vez ensamblado, programe y pruebe su circuito para 1) verificar que todo su hardware esté funcionando y 2) verificar que haga lo que usted desea.

4. A continuación, diseñe e imprima los engranajes necesarios para su caja. Esto puede tomar algunas impresiones dependiendo del tamaño de su caja y el tamaño de su circuito. El primer engranaje con el que debe comenzar es el del motor paso a paso, esto le ayudará a medir el tamaño de la altura de sus engranajes dentro de la caja. Hay diferentes tamaños de clavijas adjuntas en los archivos.stl que deberían ayudar a determinar la mejor altura para su caja. Deberá perforar un agujero en la parte inferior de la clavija y pegarlo en el motor paso a paso para asegurar el engranaje al motor paso a paso.

5. Una vez que tenga todos los engranajes impresos y el circuito ensamblado, coloque los engranajes en el interior de la caja. Usé pegamento caliente para facilitar el montaje. También se pueden utilizar otros tipos de pegamento o tornillos. Agregue rieles de guía según sea necesario para mantener los engranajes en su lugar. Como puede ver en las imágenes, la ubicación de los engranajes debe alinearse directamente debajo de la tapa de la caja donde descansa el gancho. El resorte debe colocarse directamente debajo del gancho para que la tapa se abra cuando se desbloquee la caja y el engranaje rectangular tenga espacio para deslizarse en el gancho cuando se bloquee la caja.

6. Una vez que los engranajes estén en su lugar, asegure su circuito dentro de la caja. Usé cinta, cinta azul en las imágenes, ya que me permitió hacer ajustes fáciles según fuera necesario.

7. ¡Finalmente decora tu caja! Elegí usar los LED que se usaron originalmente para indicar la rotación de los engranajes como parte de la decoración del lado izquierdo de la caja. La mejor parte de este proyecto es que el concepto simple le permite personalizar este proyecto para sus propias necesidades. Los siguientes tres pasos muestran cómo decoré esta caja.

8. Imprima una variedad de engranajes diferentes. Luego, rocíe la caja y los engranajes para que coincidan con el tema que desee. Usé algunos engranajes como plantillas para agregar diseños a los lados o los pegué para obtener textura; vea las imágenes adjuntas para obtener más detalles.

9. Para las bombillas laterales utilicé bombillas de llavero que pude desenroscar y sacar los LED. Desde allí, pude hacer dos agujeros en el costado de la caja para enroscar los LED que había conectado al circuito en las bombillas de la caja. Tenía pegamento en el exterior de la caja.

10. Una vez que hayas terminado, asegúrate de que haya suficiente espacio para poner un objeto en tu caja. Elegí ocultar los circuitos internos con fieltro para que nada se enganchara.

Diviértete decorando la caja como quieras, ¡esa es la mejor parte de inventar! ¡Haciendo feliz!

Paso 3: Código

Empezando

El archivo.ino adjunto es el código de programa del GOB. Para ejecutar correctamente esto en su arduino, también deberá instalar las dos bibliotecas que también están adjuntas en la carpeta de bibliotecas de arduino. El programa está bien comentado, pero también se proporciona una descripción a continuación para mayor aclaración. Este código requiere una comprensión básica de la programación arduino.

Resumen / descripción

1. Bibliotecas

Hay tres bibliotecas utilizadas en este programa SPI, MFRC522 y Stepper Library. Dado que SPI es una biblioteca arduino predeterminada, no es necesario instalarla en la carpeta de bibliotecas arduino. SPI son las siglas de Serial Peripheral Interface y es un protocolo de comunicación serial que el arduino usa para hablar con el sensor RFID. Con esta biblioteca usamos la biblioteca MFRC522 para leer los datos del sensor RFID. Esta biblioteca es específica del sensor y nos permite utilizar la información que el sensor "lee" de las llaves RFID utilizadas para bloquear y desbloquear la caja. La biblioteca paso a paso hace exactamente lo que suena, ayuda al arduino a hablar con el motor paso a paso.

2. Definición de variables / configuración

Después de incluir las bibliotecas necesarias para el hardware requerido, es necesario definir los pines de dicho hardware. Esencialmente, el arduino necesita saber qué pines están hablando con qué piezas de hardware.

3. Bucle principal

En primer lugar, las dos primeras declaraciones if se utilizan para asegurarse de que el sensor RFID está leyendo una clave RFID. Luego necesitamos tomar el código o UID de la clave RFID que se está "leyendo", esto es lo que está sucediendo en el primer bucle for de la función Loop (). Una vez que se lee el UID, debemos verificar si la llave va a bloquear o desbloquear la caja. Aquí, usando una declaración if else, he configurado una llave para bloquear la caja y cualquier otra para desbloquear la caja. Por ejemplo, si el UID es igual a un UID que quiero, llame a la función spinRight () o bloquee el cuadro; de lo contrario, llame a la función spinLeft () y desbloquee el cuadro.

4. Funciones de giro

Las funciones spinLeft () y spinRight () se utilizan para hacer girar el motor paso a paso hacia la izquierda o hacia la derecha. La clave aquí es que para invertir las direcciones del motor paso a paso, se invierten los pines del motor paso a paso.