Tablas de surf generadas por datos: 11 pasos (con imágenes)

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

Esto está tomado de mi tesis de último año en Diseño Industrial de hace aproximadamente un año, así que lo siento si hay algunos agujeros, mi memoria podría estar un poco mal. Es un proyecto experimental y hay tantas cosas que podrían haberse hecho de otra manera, no dudes en hacérmelo saber.

Este proyecto está en un sistema que recopila datos para ejecutar un programa de construcción de tablas de surf. Un dispositivo que registra las lecturas de los sensores de fuerza mientras navegas y aplica esos datos de una manera que optimiza la forma de tu tabla de surf a través del modelado generativo.

Lo que hace que este proyecto funcione es que la tabla de surf es un objeto interesante donde la fuerza que se aplica a la parte superior del objeto tiene una reacción igual y opuesta a la parte inferior. Lo que significa que si presiona más o menos con los dedos de los pies o el talón cuando gira su tabla de surf, debería determinar dónde debe tener una forma diferente.

DISEÑO DE TABLAS DE SURF

Voy a asumir que no todo el mundo es un experto en el diseño de tablas de surf contemporáneo y tampoco puedo llamarme uno, aunque aquí está mi explicación resumida. Las tablas de surf son vehículos para mover el agua a través de las aletas, lo hace canalizando el agua a través del cóncavo inferior y el contorno general de la tabla. La tabla de surf se puede exagerar a través de formas asimétricas en las que se crea una tabla de surf que identifica la distribución del peso de los dedos del pie / talón e intenta capitalizar eso. Al identificar dónde el surfista está aplicando la mayor presión para girar su tabla de surf, podemos optimizar una forma asimétrica para el surfista individual.

PARA QUIEN ES ESTO

Este es un proyecto que atiende a un surfista de nivel intermedio a avanzado, alguien que podría estar obteniendo su segunda o tercera tabla de surf. En esta etapa, habrá comenzado a desarrollar un estilo que dicta cómo debe funcionar su tabla de surf bajo sus pies.

RECURSOS Y HABILIDADES

Los datos se registran con un Arduino mini y se analizan con Excel. Para el modelado de la tabla de surf, necesitará tener una copia de Rhinocerous 3D con Grasshopper instalado. Para producir realmente la tabla de surf, necesitará tener acceso a un CNC lo suficientemente grande para fresar una tabla de surf.

Paso 1: la almohadilla del sensor

EL PAD

La almohadilla es esencialmente una bolsa impermeable que protege la red de sensores al tiempo que le permite acceder a la tarjeta arduino y sd después de navegar.

La bolsa está construida con un revestimiento de estanque que se adhiere con pegamento de PVC.

// Materiales //

+ revestimiento de estanque

+ pegamento de pvc

+ Tapa FPT

+ Adaptador macho

+ Cinta VHB

+ Estireno de 3 mm

+ Cinta de película de doble cara

// Instrumentos //

+ Cortador de vinilo https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… o cuchillo X-Acto

+ Soldador

+ Regla

EL SENSOR

+ Resistencia del sensor de fuerza (11)

Resistencia de + 10k ohmios (11)

+ Alambre trenzado

+ Arduino mini

+ Escudo de registro de datos de Arduino

+ Batería

Paso 2: el tablero de prueba

// Introducción //

Para generar correctamente una nueva tabla de surf, debe comenzar con un modelo de demostración. Esta demostración se recrea en la definición de saltamontes y es la base desde donde se genera la forma. Por esta razón, tendrá que hacer un modelo de prueba al que puede darle forma a mano si es lo suficientemente bueno o obtener un CNCd. Incluí el archivo shaper AKU. La otra opción es usar un hypto-krypto de 5'8 Hayden Shapes https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto que es bastante similar al modelo base.

// Detalles //

+ Blank - EPS (Flota un poco mejor que el poliuretano y es un poco más ligero. La almohadilla es bastante pesada)

+ Resina - Epoxi (Es un poco menos probable que se golpee y también su elasticidad le da a los sensores una mejor lectura, también debe usar Epoxi cuando se aplica fibra de vidrio en un EPS en blanco)

+ Fibra de vidrio - 4x6 (Este es un trabajo de vidrio más pesado que una tabla de surf estándar, es importante que la tabla no reciba demasiados golpes, ya es bastante pesada con la almohadilla y, dado que la tabla es un poco pesada, aún puede flotar bastante bien. con todo este vaso)

Paso 3: cortar la almohadilla

// Introducción //

La plataforma está construida con revestimiento de estanque. Usé un cortador de vinilo con una tabla de cortar debajo para cortar todas las piezas, pero creo que imprimir el patrón y luego cortarlo con un cuchillo X-Acto funcionaría.

// Pasos //

1. Cada uno de estos cortes deberá realizarse en ambos lados, como en la ilustración.

2. Los cortes 1, 2 y 3 se utilizarán para el interior de la almohadilla del sensor. La función principal de estas piezas es mantener los sensores en el lugar correcto y organizar los cables.

3. Las piezas 4 y 5 forman la bolsa en la que irán todos los sensores.

4. También corté piezas de estireno que cubren los recintos, la teoría detrás de esto es ampliar el paso de los sensores aumentando la superficie.

Paso 4: cableado de la almohadilla

// Introducción //

La red que compone este proyecto está conectada a un arduino mini con un escudo de registro de datos. Se puede hacer más o menos complicado dependiendo de qué tan exacto desee que sea su conjunto de datos. Me conformé con 11 pines tomando dos medidas desde el centro del frente y una desde los bordes. Esto le permite identificar dónde se está aplicando la presión, aunque amplia, es suficiente para darle al programa una buena idea de cómo se debe generar la tabla de surf.

// Recursos //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Pasos //

1. Siga el esquema y conecte cada uno de los sensores, utilicé encabezados apilables https://www.sparkfun.com/products/11417 para soldar cada uno de los sensores, no soy el mejor en soldar y esta es una forma segura para evitar que se derritan los sensores.

2. También utilicé un tablero para organizar mi tablero, resistencias y batería. No es totalmente necesario, pero fue bueno tenerlo en un paquete agradable.

3. Usé cinta de doble cara para adherir todas las partes de la almohadilla

No es totalmente necesario usar pegamento de PVC, aunque podría

Paso 5: pegar la almohadilla

// Introducción //

Me encanta el revestimiento para estanques, es algo realmente genial, nunca había oído hablar de él antes de hacer este proyecto, pero a través de algunas investigaciones me decidí por esto como un gran material para construir la plataforma. El revestimiento de estanque es un nailon recubierto de PVC, lo que significa que puede usar pegamento para tuberías de PVC para soldarlo creando un recinto totalmente impermeable. También es genial porque luego puedes usarlo para soldar tuberías de PVC agregando puntos de acceso al Arduino.

// Pasos //

1. Para hacer el composite, coloque todas las piezas en la pieza inferior de la almohadilla.

2. Puede adherir todas las piezas del sensor con cinta adhesiva de doble cara o pegamento de PVC

3. Utilice los accesorios de PVC para crear el punto de acceso al Arduino en la pieza de la almohadilla superior.

+ Hay una línea fina cuando se aplica demasiado el pegamento de pvc que hace que burbujee y se vuelva quebradizo, aunque muy poco debilita la unión. Solo tienes que experimentar con algunas piezas y comprender cómo funciona.

3. Una vez que todas las piezas estén secas, adhiera la parte superior e inferior de la almohadilla, prácticamente tiene una oportunidad de hacerlo, así que tenga paciencia, lo hice en secciones e hice dos líneas de pegamento para asegurarme de que no goteara.

+ La almohadilla que construí duró dos sesiones antes de que comenzara a romperse, el agua salada es bastante brutal.

4. Para adherir la almohadilla a la tabla de surf, use cinta VHB

+ Asegúrese de limpiar la plataforma con diluyente de pintura y asegúrese de que esté súper limpia antes de colocar la almohadilla

+ La cinta VHB es muy fuerte, no tuve ningún problema con la caída de la almohadilla

Paso 6: Programa de registro de datos de Arduino

// Introducción //

El programa Arduino registra datos de la red de sensores en una tarjeta SD. Se incluyen algunos recursos sobre cómo formatear y solucionar problemas de tarjetas SD. Pueden ser un poco quisquillosos. El código se toma de https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger y se modifica para incluir todas las lecturas del sensor.

// Recursos //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Código //

/* Registrador de datos de tarjeta SD Este ejemplo muestra cómo registrar datos de tres sensores analógicos en una tarjeta SD usando la biblioteca SD. El circuito: * sensores analógicos en entradas analógicas 0, 1 y 2 * Tarjeta SD conectada al bus SPI de la siguiente manera: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (para MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) creado el 24 de noviembre de 2010 modificado el 9 de abril de 2012 por Tom Igoe Este código de ejemplo es de dominio público. * / # include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Abra las comunicaciones en serie y espere a que se abra el puerto: Serial.begin (9600); while (! Serial) {; // espera a que se conecte el puerto serie. Necesario solo para puerto USB nativo} Serial.print ("Inicializando tarjeta SD …"); // ver si la tarjeta está presente y se puede inicializar: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Tarjeta fallida o no presente"); // no hagas nada más: return; } Serial.println ("tarjeta inicializada.");} Void loop () {// hacer una cadena para ensamblar los datos a registrar: String dataString = ""; // leer tres sensores y agregarlos a la cadena: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString + = String (sensor); if (analogPin <2) {dataString + = ","; } } // abre el archivo. tenga en cuenta que solo se puede abrir un archivo a la vez, // por lo que debe cerrar este antes de abrir otro. Archivo dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // si el archivo está disponible, escríbalo: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // imprime también en el puerto serie: Serial.println (dataString); } // si el archivo no está abierto, aparece un error: else {Serial.println ("error al abrir datalog.txt"); }}

Paso 7: recopilación de datos

// Introducción //

Ahora es el momento de probar el pad. Conecte la batería e inserte la tarjeta SD. Es una buena idea probar el programa para asegurarse de que registra los datos correctamente antes de salir. Tenga cuidado al apretar la tapa de PVC para no rasgar la almohadilla, los hilos son bastante pesados, aunque también es una buena idea quitar el polvo del hilo para que quede súper hermético.

Es una locura surfear con esta plataforma, el océano no siempre es el mejor y la plataforma es un objeto bastante torpe. Recopilé datos usando la libreta dos veces y luego temí que la libreta no durara más. Debes tener bastante confianza en el agua y sacarla en días bastante mansos para que no se rompa con grandes olas o te metas en una situación con una tabla de surf más pesada de lo normal.

Paso 8: Parcing the Data

// Introducción //

Cuando termine de recopilar los datos, inserte su tarjeta SD en su computadora y debería tener una carpeta que contenga un registro de números muy largo. Dado que el registro funciona ejecutando continuamente una serie de lecturas contenciosas, tendrá que copiar el registro en Excel o en las hojas de Google para organizar cada uno de los conjuntos de sensores. Querrá tomar la lectura promedio de cada sensor para prepararlo para insertarlo en la definición de saltamontes.

Es bastante fácil identificar cuándo estaba aplicando presión porque obtiene lecturas drásticamente diferentes que cuando estaba sentado en su tabla. Se vuelve bastante espástico por un tiempo y luego vuelve a ser consistente. Los tiempos del caos es lo que quieres … solo borra el resto.

Paso 9: Generación de la tabla de surf personalizada

// Introducción //

Para este paso, necesitarás ser algo competente en rinoceronte y saltamontes, sin embargo, no es demasiado avanzado de ninguna manera. En la definición de saltamontes, notará que hay un montón de nodos conectados a varios puntos, lo que tendrá que hacer es reemplazar cada uno de los nodos con las lecturas de sensor apropiadas. Después de recopilar los datos y analizarlos en Excel, debe asegurarse de realizar un seguimiento de la procedencia de cada una de las lecturas para poder ajustar el modelo de saltamontes para generar adecuadamente la forma óptima.

// Pasos //

1. Abra el saltamontes y cargue la tabla de surf generativa def

2. Inserte las lecturas del registro de datos, utilicé los medios de cada lectura.

3. Hornea el modelo en saltamontes

+ vas a tener un marco de la tabla de surf con solo vectores

4. BARRIDO2 usando rieles a lo largo del centro y las curvas exteriores

+ Esto requiere un poco de tiempo y paciencia, es posible que también necesite mezclar superficies para que todo quede hermético.

Paso 10: Fresado de la tabla de surf

El último paso es fresar la tabla de surf. Usé dos bloques de espuma de poliestireno que compré en Home Depot https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… y los pegué con spray. de modo que fuera lo suficientemente grueso para acomodar el balancín y el grosor de la tabla. Usé una Multicam 3000 usando RhinoCAM. No soy un experto en CNC y tuve mucha ayuda en este paso, por lo que realmente no puedo ofrecer ningún consejo más que conseguir que alguien lo haga por usted;)

Paso 11: Pensamientos finales

Este proyecto me llevó alrededor de un año y lo terminé hace casi un año. Lo mostré tanto en la feria senior de diseño industrial CCA como en Maker Faire. Me lo puse aquí ahora porque me tomó mucho tiempo mirarlo de nuevo… estaba tan harto de mirar estas cosas. Espero que lo aprecien, creo que este tipo de investigación y trabajo podría ser útil en otros proyectos, si alguien realmente intenta hacer este Instructable, hágamelo saber que es una locura y sería genial ver a otras personas asumir eso. Creo que existe una gran cantidad de datos que se pueden capturar y utilizar para crear productos de una manera nueva. Creo que estábamos entrando en una nueva era de personalización y las cosas que se pueden personalizar, este tipo de creación rápida de prototipos, podrían estar llegando a la fabricación personal rápida.

Me complace responder cualquier pregunta sobre el proceso, las teorías, cualquiera de los programas o el diseño de tablas de surf en general.