Blikajúca vežička pre mačky: Rozdiel medzi revíziami

Aktuálna revízia z 18:22, 11. jún 2019

Autor:	Monika Bírová
Študijný odbor:	Jadrové a fyzikálne inžinierstvo	3. Bc. (2019)

Opis projektu

Ako záverečný projekt predmetu DTV som si zvolila blikajúcu vežičku pre mačky - zariadenie, ktoré svieti svetlom na náhodné miesta v určenom plošnom rozsahu.

Prečo?

Nakoľko je moje zameranie štúdia vzdialené robotike, rozhodla som sa pre menej náročný projekt. Zadanie požadovalo využitie niektorej z technológií (3D tlač, laser, ..), ktoré sme si počas semestra vyskúšali a zakomponovanie modulu Arduino v našom výslednom zariadení. Keďže máme doma neposednú mačku vyžadujúcu veľa času na hranie, a vieme, že mačky rady naháňajú blikajúce svetielko, tak bola moja voľba jasná.

Ako ?

Na výrobu modelu budeme potrebovať nasledujúce komponenty:

vytlačenú 3D konštrukciu zloženú z viacerých častí
Arduino Nano
servo motorčeky Micro Servo 9g Tower Pro
predpripravené káble na prepájanie
potenciometre
modul s diódou emitujúcou laserové svetlo
tlačidlo
rezistor 10k
nepájivé kontaktné pole
USB mini kábel na napájanie

Postup výroby:

základnom je nosná konštrukcia - "vežička", ja som použila 3D, tlač, ale bolo by ju možné skonštruovať aj z vyrezanej preglejky

servomotorčeky zložíme spolu s jednotlivými vytlačenými časťami

na základe schémy v časti "Popis riešenia" zapojíme Arduino Nano a všetky periférie do nepájivého kontaktného poľa

modul s diódou prilepíme pomocou (napríklad) tavnej pištole ku konštrukcii vežičky

do Arduina nahráme kód

aby bolo zariadenie pripravené na použitie, pomocou potenciometrov a stlačením tlačidla uvedieme zariadenie do "kalibračného módu" - určíme mu plochu, v ktorej bude svietiť

počas jeho prevádzky je možné vykonávať priebežne kalibráciu (v predchádzajúcom bode)

Ako to má vyzerať v praxi: https://www.youtube.com/watch?v=hHIrxL0giJQ#action=share

Použité zdroje:

Zdroj pôvodného kódu a nápadu: https://github.com/LucasBerbesson/Laser-cat

Zdroj objektu na 3D tlač (koštrukcia vežičky): https://www.thingiverse.com/thing:107957

Analýza

zlúčila som pôvodný zdrojový kód z webu s kódom na kalibráciu rozsahu, zariadenie sa prepína pomocou tlačidla

pôvodné zapojenie iba so servo motorčekmi a led-diódou som rozšírila o potenciometre a tlačidlo (na zjednodušené uvedenie do kalibračného módu)

Popis riešenia

Základnou súčiastkou vežičky je okrem samotnej konštrukcie aj Arduino Nano, na ktoré sú pripojené všetky ostatné periférne moduly. Na samotné Arduino sa cez analógové výstupy pripájajú 2 servomotory a stredné piny potenciometrov. Na napájacie konektory (5V a zem) sa pripájajú servomotorčeky, potenciometre a dióda. Sériové (aby sa predišlo skratu) spojenie tlačidla a rezistora a Arduina je cez jeho digitálne vstupy. Konkrétne čísla vstupov sú uvedené v zdrojovom kóde a nasledujúcich schémach:

Schéma zapojenia Arduina s perifériami

Algoritmus a program

Program bol vytvorený v prostredí Arduino IDE 1.8.9. Ako základ bol použitý pôvodný zdrojový kód z webu (uvedený v zdrojoch).

Algoritmus

vo funkcii setup() inicializujeme pripojenie periférií na jednotlivé piny a servomotorčeky uvedieme do počiatočnej polohy (do stredu)
vo funkcii loop() je podmienka, ktorá rozdeľuje činnosť na dva módy na základe stlačenia tlačidla: pri stlačení prebieha čítanie vstupov z potenciometrov, ktoré určujú maximálny rozsah plochy, ak nie je stlačené tlačidlo, zariadenie prechádza do módu, v ktorom vykonáva náhodne pohyb (náhodne vygenerované súradnice vrámci rozsahu určeného potenciometrami)
pohyb motorčeka je ošetrený tak, aby pri vygenerovaní súradníc príliš blízko súčasných bol vykonaný pohyb aspoň o 5 krokov

Zdrojový kód: Médiá:cat_lazertower.ino

Výsledok

Skonštruované zariadenie funguje podľa očakávaní. Počas testovania bola zistená nestabilita kódu pri nastavení širokých hraníc na potenciometroch (v čase odovzdania práce nevyriešené). Implementácia tlačidla potenciálne umožňuje prepínať zariadenie aj do iných režimov, ktoré je potrebné naprogramovať dodatočne. Keďže je zariadenie určené pre zviera, je potrebné ho chrániť pred mechanickým poškodením (riešenie napríklad navrhnutím vhodného krytu), čomu som sa nevenovala.

Fotografia zhotoveného projektu:

@@ Riadok 77: / Riadok 77: @@
 * vo funkcii setup() inicializujeme pripojenie periférií na jednotlivé piny a servomotorčeky uvedieme do počiatočnej polohy (do stredu)
 * vo funkcii loop() je podmienka, ktorá rozdeľuje činnosť na dva módy na základe stlačenia tlačidla: pri stlačení prebieha čítanie vstupov z potenciometrov, ktoré určujú maximálny rozsah plochy, ak nie je stlačené tlačidlo, zariadenie prechádza do módu, v ktorom vykonáva náhodne pohyb (náhodne vygenerované súradnice vrámci rozsahu určeného potenciometrami)
-* pohyb motorčeka je ošetrený tak, aby pri nulového náhodného čísla bol vykonaný pohyb aspoň o 5 krokových jednotiek
+* pohyb motorčeka je ošetrený tak, aby pri vygenerovaní súradníc príliš blízko súčasných bol vykonaný pohyb aspoň o 5 krokov
@@ Riadok 84: / Riadok 84: @@
 === Výsledok ===
-Nezabudnite zdokumentovať výsledok vašej práce. Určite sem patria fotografie, video
+Skonštruované zariadenie funguje podľa očakávaní. Počas testovania bola zistená nestabilita kódu pri nastavení širokých hraníc na potenciometroch (v čase odovzdania práce nevyriešené). Implementácia tlačidla potenciálne umožňuje prepínať zariadenie aj do iných režimov, ktoré je potrebné naprogramovať dodatočne. Keďže je zariadenie určené pre zviera, je potrebné ho chrániť pred mechanickým poškodením (riešenie napríklad navrhnutím vhodného krytu), čomu som sa nevenovala.
-a zhodnotenie ako ste spokojní s výsledkom,
+'''Fotografia zhotoveného projektu:'''
+[[Súbor:mb_lasertower_20190610_174510.jpg|center|900px]]
 [[Category:DTV2019]]