Dispozitiv cu Nisip Miscator

Dispozitiv cu Nisip Miscator

Introducere

Scopul proiectului este de a crea o masa care deseneaza in nisip. Masa are o bila care se misca deasupra unei suprafete cu nisip. Miscarea se va realiza folosind cateva sine si un magnet pentru a simula un plan de coordonate xOy. Va exista un joystick cu care se va desena pe suprafata si cateva functii prestabilite de desen deja implementate in codul Arduino.

Proiectul este interesant deoarece reprezinta un obiect de arta si deoarece exista deja un produs asemanator care poate fi cumparat.

Un astfel de produs este destul de scump si poate fi realizat destul de usor.

Descriere generală

Voi folosi 2 ~~motoare DC~~ motoare stepper pentru simularea unui plan. Motoarele vor fi legate intre ele, formand astfel un scripete care se va deplasa stanga, dreapta, sus sau jos. Vor exista 4 piloni care vor face contact cu banda pentru miscare. Toate piesele vor fi lipite pe suport de lemn.

Becul led RGB va anima desenul facut de bila de metal.

Joysticku-ul va fi folosit pentru a putea prelua comanda si a face un desen custom.

Schema circuitului in Fritzing

Schema bloc in Fritzing

Produsul real

Hardware Design

Idee Implementare

Proiectul va fi implementat sub forma unor cutii. O cutie va adaposti sinele care formeaza axa xOy, iar cealalta cutie va fi pusa deasupra pentru a putea pune nisipul. Proiectul va implementa piese facute si gandite de mine intrucat nu am acces la o imprimanta 3D.

Lista piese

Arduino Uno
2x ~~Motor DC~~ Motor Step
+ 2x Roti Dintate Metal
+ 2x Roti Dintate
2x Benzi Decupate
Joystick
Bec RGB
Nisip
Magnet
Bila Metal
Lemn
Acumulatori
Fire de legatura
+ Tije pentru miscare
+ Suruburi
+ Vopsea

Software Design

Pentru a realiza acest proiect, am folosit Arduino IDE, un dizpozitiv compatibil Arduino Uno, un laptop si un cablu de transfer.

Codul scris implementeaza mai multe concepte din laboratoarele de PM, le voi detalia gradual cu fiecare explicatie al software-ului.

Proiectul este organizat in 3 biblioteci si un cod sursa pricipal.

Prima biblioteca este “motors.h”. In aceasta biblioteca sunt definite functiile fundamentale de miscare a motoarelor stepper si cateva functii rapper pentru folosirea usoara a modulului (sus, jos, stanga, dreapta). Aici nu sunt folosite concepte din laboratoare.

A doua biblioteca este “led.h”. Acest modul este doar pentru setarea ledurilor folosite si implementeaza o functie de setare a culorii. Aici am folosit conceptul de PWM pentru functia analogWrite().

Ultima biblioteca este “desen.h”. Aici se intampla magia. Avem la dizpozitie 2 valori 'x' si 'y'. Acestea fac referire la coordonatele spatiului de desen. Aceste variabile sunt declarate global in ideea ca vrem sa avem mereu acces la ele. Aici pot fi implementate functii de desen. Exista o functie principala 'joystick()' prin care putem desena direct folosind joystickul implementat. Aici folosesc concepte precum ADC pentru a afla pozitia joystickului.

Modulul principal “ProiectPM” incapsuleaza toate functiile descrise mai sus. Aici doar combin toate functiile descrise mai sus si un button pentru a schimba starea aparatului. Aparatul implementeaza o Intrerupere Externa pentru apasarea unui buton, astfel incat starea de desenat a aparatului sa se schimbe. Aparatul comunica cu laptopul prin SPI pentru a putea vedea exact starea de functionare a produsului.

Pentru un student la automatica, care a facut EGC pe semestrul trecut, este foarte usor sa programeze un desen. Exista functii rapper care fac toata treaba pentru programator. El trebuie doar sa decida punctele xOy prin care trebuie sa treaca bila de metal, iar de restul de ocupa aparatul. Si ledurile pot fi setate pe culori, astfel incat sa detaliam starea aparatului.

Codul sursa: https://github.com/bogdanbbm/ProiectPM

Rezultate Obţinute

Video: https://youtu.be/3Dg01BFeXs0

Concluzii

Un astfel de proiect prezinta mai multe provocari, dar rezultatul este unul frumos. Poate fi scalat pentru a putea fi folosit la mai multe obiecte casnice.

Proiectul a fost destul de incarcat si am reusit sa il inteleg in deplin destul de tarziu. Consider ca proiectul m-a ajutat sa vad cat de importante sunt organizarea buna si gandirea in prealabil la proiect. Intr-un final am reusit sa duc pana la capat proiectul, dar din pacate nu este asa de aproape de perfectiune $:-\$ .

Download

Proiectul complet https://drive.google.com/drive/folders/1RGuiWqPJcjJeThyvkocfJeyRtqmz-LPo?usp=share_link.

Jurnal

Jurnalul proiectului meu.

7.05.2023: Adaugare documentatie si wiki proiect.

8.05.2023: Comanda piese.

8.05.2023: Voi folosi Motoare Step, nu motoare DC.

9.05.2023: Prima instanta de cod si primul build.

10.05.2023: Am gasit la magazin sine pentru mobila care sunt perfecte pentru proiectul meu. Trebuie sa ma gandesc cum alcatuiesc proiectul astfel incat rotile dintate sa fie la acelasi nivel si sa se poata roti.