Destornillador sónico definitivo: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

De acuerdo, no puede hacer tanto como un destornillador sónico real de Doctor Who, pero es un comienzo. Este proyecto fue una especie de obsequio de Navidad extra para mi hermano. Puede encontrar juguetes de destornillador sónico en Amazon, pero además de encenderse y posiblemente hacer ruido, en realidad no tienen mucha función. Quería hacer un destornillador sónico que en realidad tuviera diferentes usos y configuraciones. Más allá de eso, quería ver qué tan cerca podía llegar a un destornillador sónico con los sensores arduino disponibles en el mundo de hoy. Entonces, si bien este destornillador está muy lejos de ser tan genial como uno real, hice todo lo posible para empaquetarlo con la mayor cantidad de usos posible. Tiene:

• Un sensor ultrasónico: para medir longitudes de hasta 254 pulgadas (~ 6.5 metros) con una precisión de la pulgada (además, un dispositivo sónico debe tener algún tipo de componente sónico)
• Un sensor de medición láser: el ultrasónico no puede medir menos de 6 pulgadas, por lo que para tener una gama completa de mediciones, agregué este sensor que puede medir hasta un metro con una precisión de mm.
• Una brújula: para orientarse desde el norte la próxima vez que esté en una aventura al aire libre
• LED UV: para leer mensajes secretos y posiblemente protegerse de los vampiros
• GPS: para guiarlo de regreso a donde comenzó si se pierde

y por supuesto

LED azules: para proporcionar luz cuando exploras un lugar oscuro

Espero que disfrutes. Si te gusta, considera votar por él.

Paso 1: Materiales

Los materiales cuestan alrededor de $ 200, pero depende de dónde los obtenga y de lo que ya tenga. Puse los enlaces de Adafruit para muchos de los diferentes componentes electrónicos. Adafruit es una especie de mi elección para la tecnología arduino. También tienen enlaces a tutoriales en las páginas de productos, lo que es muy útil para probar los diferentes dispositivos electrónicos y hacer que funcionen. Sin embargo, es posible que pueda encontrar precios más baratos en otros lugares. Amazon a veces tiene productos Adafruit más baratos, pero generalmente no por mucho.

Proto básico de Adafruit Feather MO --------------------------------------------- ------- $ 19.95

** También puede intentar usar una de las otras placas Feather MO para agregar Wifi, bluetooth o algunas otras funciones adicionales.

Adafruit Ultimate GPS ----------------------------------------------- ------------------- $ 39,95

Pantalla gráfica OLED monocromática de 0,96 128x64 ------------------------------ $ 19,50

Lente transparente UV / UVA 400nm LED púrpura de 5 mm - paquete de 10 ----------------------- $ 4.95

Adafruit VL53L0X Sensor de distancia de tiempo de vuelo - ~ 30 a 1000 mm ------- $ 14.95

Telémetro ultrasónico Maxbotix - LV-EZ0 - LV-EZ0 --------------------------- $ 26.95

Lentejuelas LED Adafruit - Azul Real - Paquete de 5 ---------------------------------- $ 3.95

Acelerómetro de triple eje + tablero de magnetómetro (brújula) --------------- $ 14.95

Batería de polímero de iones de litio - 3.7v 500mAh ------------------------------------- $ 7.95

** Si lo desea, puede usar un cargador de teléfono portátil y un cable USB en lugar de la batería anterior. Un cargador de teléfono le da al destornillador la capacidad adicional de ser un cargador de teléfono. Sin embargo, debe conectar un interruptor de encendido / apagado al cable entre la batería y el Feather y es más difícil hacerlo con un cable USB. La batería de un teléfono también hace que el destornillador sea mucho más voluminoso, especialmente si utiliza cables gruesos.

Cable de núcleo trenzado con cubierta de silicona - 50 pies 30 AWG Rojo ---------------------- $ 4.95

** Descargo de responsabilidad: en realidad no usé este cable. El cable que usé era más grueso, lo que hizo que fuera mucho más difícil meter todos los componentes electrónicos en la caja del destornillador. El cable de arriba es el que desearía haber usado. También es imperativo que compre solo cable rojo porque nada dice "sospechoso" como una tubería de pvc llena de cables rojos:)

Potenciómetro------------------------------------------------- -------------------------- $ 1,25

** Yo tampoco usé esto. Originalmente iba a usar un potenciómetro deslizante para emular el movimiento deslizante que el destornillador del décimo doctor tenía para cambiar la configuración. Cuando el potenciómetro deslizante no funcionaba, terminé usando un potenciómetro estándar que ya tenía a mano.

Interruptor deslizante ------------------------------------------------ ----------------------------- $ 0,95

** Usé un interruptor ligeramente diferente que ya tenía

Interruptor de botón táctil (6 mm) x paquete de 20 ----------------------------------------- - $ 2,50

Resistencia de 10k ohmios ----------------------------------------------- ---------------------- $ 0,75

Condensadores electrolíticos de 100 uF ---------------------------------------------- ------- $ 1.95

Tubería de PVC de 1 X2 '-------------------------------------------- --------------------------- $ 2,18

Niple de tubo de acero galvanizado de 3/4 "X2-1 / 2" ------------------------------------ - $ 1,87

Cinta adhesiva de colores (elegí gris y dorado, pero prefiero los colores que te llamen)

También necesitará:

• Un soldador y una soldadura.
• Una sierra de mano
• Un taladro
• pegamento caliente
• pelacables

Paso 2: Cableado: Parte 1

** La primera imagen muestra los LED y el ultrasonido soldados al Feather, pero no los conectes todavía.

Suelde las siguientes conexiones.

GPS ====== Pluma

Longitud del cable: el GPS estará justo al lado de la pluma (vea la imagen), por lo que los cables no necesitan tener más de 3 pulgadas de largo.

RX ======== TX

TX ======== RX

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

Brújula === Pluma

Longitud del cable: la brújula estará justo encima de la pluma, por lo que los cables deben tener aproximadamente 1,75 pulgadas de largo.

GND ====== GND

VIN ======= 3.3v

SDA ====== SDA

SCL ====== SCL

ToF Laser ==== Pluma

Longitud del cable: aproximadamente 2,5 pulgadas

GND ======== GND

VIN ========= 3.3v

SDA ======== SDA

SCL ======== SCL

Suelde ambos cables SDA al orificio SDA en el Feather y ambos cables SCL al orificio SCL. Puede utilizar la sección de creación de prototipos de Feather si lo desea.

Potenciómetro ==== Pluma

pin final ========= GND

otro pin de extremo ===== 3.3v

pin medio ====== A5

Suelde un condensador a ambos pines de los extremos. Asegúrese de que el lado (-) del capacitor vaya al pin GND como se ve aquí.

Botones ===== Pluma

Longitud del cable: aproximadamente 3,5 pulgadas

Hay dos botones. Para cada botón, conecte un lado del botón a 3.3v. Conecte el otro lado a tierra a través de una resistencia de 10k ohmios (consulte este diagrama del sitio web de arduino). Asegúrese de que la resistencia vaya en la dirección correcta y trate de no dejar mucho cable expuesto. Para el primer botón, conecte el lado con la resistencia al pin 5 en el Feather con un cable. Para el segundo botón, conecte un cable desde el lado de la resistencia del botón al pin 6 en el Feather.

Interruptor de paquete de batería

Corta uno de los cables de la batería. Suelde un lado del cable cortado al extremo del interruptor deslizante y el otro lado del cable cortado al centro del interruptor.

Finalmente, suelde cables de aproximadamente un pie de largo a los orificios 9, 10, 12, 13, SCK, MOSI, MISO y A0 en la pluma. También suelde dos cables, cada uno de un pie de largo, a tierra y dos más (también de un pie de largo) a la alimentación. Etiquete cada cable con el nombre apropiado con un trozo de cinta adhesiva en el extremo.

Paso 3: Hacer el caso

Originalmente, quería hacer la carcasa para la tecnología con diferentes tubos de metal como cobre o bronce con quizás algunas piezas de acero o aluminio para que fuera una especie de steampunk pero moderno. Sin embargo, no pensé que al técnico le gustaría estar alojado en una caja de metal (especialmente la brújula), y necesitaba poder cortar y dar forma a las tuberías. Hacer esas cosas con tuberías de metal estaba más allá de mí, así que opté por el PVC.

Corta un trozo de PVC de unas 7 pulgadas de largo. Atornille la boquilla de la tubería en un extremo del PVC. Cuando se ponga demasiado duro, use unos alicates y caliente el PVC en una estufa para ablandarlo. Intenta que el PVC cubra las roscas de la tubería de metal. Corta una segunda pieza de PVC de 8 pulgadas de largo. Haga lo mismo con este PVC y el otro extremo de la boquilla de la tubería.

Recorte un poco el PVC si lo desea hasta que tenga las proporciones que desea (el destornillador probablemente sea un poco largo).

A continuación, haga una sangría para que la pantalla OLED "se asiente" en el costado del tubo. Caliente un lado de la pieza de 7 pulgadas, teniendo cuidado de no quemar el PVC. Use un trozo de madera para aplanar una sección del tamaño del OLED aproximadamente en el mismo lugar que la pantalla OLED en las fotos. Use la pieza de madera para presionar también la parte delantera del PVC para cambiar el extremo de circular a un poco ovalado.

Caliente el PVC de 8 pulgadas en el lado opuesto a la sangría OLED. Aplana un poco el costado del PVC para que parezca un óvalo.

Deja enfriar el PVC.

Corte una muesca en la parte superior del PVC de 7 pulgadas para que se ajuste al sensor ultrasónico maxbotix (imagen de arriba). Intente que la muesca se ajuste perfectamente al sensor ultrasónico.

Use el taladro para perforar un agujero de media pulgada de diámetro en el medio del punto plano para el OLED. Luego, use un taladro y una sierra para cortar un orificio rectangular en la pieza de 8 pulgadas en el lado opuesto a la sangría OLED (la misma área donde lo calentó). Desea hacer el orificio rectangular lo más pequeño posible, pero aún así poder colocar el Feather y otra tecnología en él para colocarlo en el PVC.

Finalmente, taladre un agujero en la pieza de 8 pulgadas en el mismo lado que el OLED para el potenciómetro.

Paso 4: Poniendo la tecnología en el caso

Enhebrar los cables

Tome la pluma y todos los sensores que están conectados a ella e inserte los cables etiquetados de un pie de largo desde el extremo del paso de cableado en el orificio cuadrado en la sección de PVC más larga (8 pulgadas). Pase los cables SCK, MOSI, MISO, pin 13 y pin 12 junto con uno de los cables de tierra y uno de los cables de 3.3v a través de la tubería y fuera del orificio en la sangría OLED. Pase los otros cables (A0, tierra, 3.3v, patilla 9 y patilla 10) a través del tubo y sáquelos por la parte superior. Ahora debería tener cables saliendo por la parte superior y por un agujero en el costado.

Colocación de la pluma

Guía el desorden de la tecnología hacia el interior del tubo. Asegúrese de que el potenciómetro entre en el orificio del otro lado. La brújula se ubicará justo entre la pluma y el potenciómetro. Asegúrese de que la brújula esté orientada en la dirección correcta. Cualquiera que sea la dirección hacia la que apunte la brújula, desea que la parte frontal del destornillador apunte en la misma dirección, por lo que si la brújula dice que está orientada hacia el norte, la parte frontal del destornillador también debe estar orientada hacia el norte. Puede comprobar esto con el tutorial de la brújula en Adafruit. El GPS se ubicará justo al lado de la pluma con la antena de cerámica hacia afuera de la tubería. El Feather se asentará con el lado con el botón de reinicio hacia adentro. Asegúrese de que el puerto USB apunte hacia la parte posterior junto al GPS. El láser ToF se colocará encima de todo lo demás. La parte posterior del láser (el lado sin el láser) estará adosada con el lado de la pluma sin el botón de reinicio. Los botones sobresaldrán del lado del orificio cuadrado para que puedan envolver el exterior del PVC y pegarse a él. Desliza los cables de la batería seguidos de la batería en el extremo posterior del destornillador y conecta la batería al Feather. Aplasta los componentes electrónicos contra el PVC tanto como puedas sin romper nada.

Cubriendo el agujero rectangular

Recorta un pedazo de plástico flexible de cualquier cosa que puedas encontrar en tu papelera de reciclaje. El plástico debe ser lo suficientemente largo para cubrir la pluma, pero no el GPS, y lo suficientemente ancho para envolver la tecnología en el orificio rectangular y hacer contacto con el PVC. Corte un pequeño orificio lo suficientemente grande para el láser real en el plástico donde se encuentra el sensor láser ToF para que el láser obtenga lecturas precisas. Luego pegue el sensor láser al plástico con cinta adhesiva. Envuelva el plástico alrededor del orificio rectangular expuesto lo más apretado que pueda. Asegúrese de que el interruptor deslizante y los dos botones no estén atrapados debajo de él y que estén fuera de él, y luego, usando cinta adhesiva, pegue el plástico al PVC. Asegúrese de que el puerto USB del Feather aún sea accesible para un cable. Cubre el PVC con cinta adhesiva lo más prolijamente que puedas. Asegúrese de pegar con cinta adhesiva el interruptor deslizante conectado a la batería al exterior del PVC. También asegúrese de no colocar cinta adhesiva sobre la antena GPS real o el LED de la placa GPS. Simplemente pegue la placa alrededor de la antena GPS. Por último, pero no menos importante, use pegamento termofusible para pegar los botones en el lugar que desee en la parte exterior del PVC.

Paso 5: Cableado: Parte 2

Suelde los siguientes componentes a los cables roscados a través del PVC. Recorta los cables de un pie de largo si son muy largos. Hágalos lo suficientemente largos para poder acceder a ellos y soldarles componentes.

Pantalla OLED ===== Pluma

GND ====== GND

Vin ======= 3.3v

DATOS ===== MOSI

CLK ====== SCK

D / C ====== MISO

RST ====== 13

CS ======= 12

Maxbotix Ultrasonic === Pluma

AN ================= A0

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

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

LED UV ====== Pluma

Conecte el cable largo del LED al cable conectado al pin 10. Conecte el cable corto al cable de tierra. Intente conectar los cables cerca de la base del LED. Luego, recorte el exceso de cables expuestos del LED. Envuelva las conexiones con cinta para evitar que se toquen accidentalmente entre sí o con otro cable.

LED azules ====== Pluma

Puede hacer diferentes cosas con el lugar donde coloca los LED azules en el destornillador. Puse tres en la parte frontal hacia adelante y dos en la parte superior hacia arriba para que haya luz apuntando hacia el frente y los leds en la parte superior sean fáciles de ver y se utilicen como indicadores. Independientemente de cómo decida hacerlo, conecte el lado positivo de los cinco LED con un cable y los lados negativos de los cinco con un segundo cable. Luego suelde el cable negativo al cable de tierra del Feather y el cable positivo al cable del pin 9 del Feather.

Coloque el OLED en la muesca del PVC y coloque los LED y el sensor ultrasónico en la muesca en la parte frontal del destornillador. No deberían moverse demasiado. Puede usar pegamento o cinta adhesiva si lo hacen.

Por último, cubra el PVC más corto con cinta adhesiva lo más prolijamente posible.

Paso 6: Código

Disculpas de antemano. Mi código es un monstruoso empalme con cinta adhesiva de diferentes bits de código que hace que Frankenstein parezca un tipo único, coherente y ensamblado. Sin embargo, traté de mostrar de dónde obtuve todos los diferentes bits de código. Mucho es de ejemplos de la biblioteca de Adafruit. También hay algunos de una página de chispa divertida y algunos más de un dulce vehículo autónomo instructable. Aún más vinieron de un proyecto de geocaching en Github. Recuerde descargar las bibliotecas para OLED, láser ToF, brújula y GPS. Además, asegúrese de haber agregado la pluma a las placas en el IDE de Arduino. Los tutoriales de los enlaces en el paso de materiales pueden guiarlo a través de él.

Paso 7: usándolo

El interruptor deslizante lo enciende y apaga. El potenciómetro le permite cambiar entre configuraciones.

Valores de potenciómetro 500-600: GPS. Cuando el GPS está bloqueado, el LED del GPS no parpadeará tanto. Si presiona el botón uno, se guardan sus coordenadas actuales. Luego, si se mueve a otro lugar y presiona el botón dos, el destornillador apuntará la dirección hacia donde comenzó.

Valores 600-700: Brújula. Muestra tu rumbo desde el norte. Los LED se encienden si apunta al norte.

700-750: LED azules

750-800: LED UV

800-900: sensor ultrasónico

900-1024: láser ToF

En el futuro, podría agregar un piezo para agregar ese maravilloso zumbido de destornillador sónico. También sería genial agregar una configuración que use el sensor ultrasónico solo como un sensor de movimiento. A continuación, puede dejar el destornillador en algún lugar y hacer que suene para avisarle cuando se acerque alguien. Será divertido ver qué más puedo agregar.

Un agradecimiento especial a mi hermano por tomar algunas de las fotos cuando me di cuenta de que no tenía suficientes.

Espero que hayas disfrutado de este proyecto. Si tiene algún comentario o pregunta, ¡publíquelo!