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Diesmal hat AlexGyver, der Autor des gleichnamigen YouTube-Kanals, über den Feiertag, den wir übrigens nicht wirklich mögen, wiederholt Adafruit-Projekt - ein bionisches Auge, das in die Gläser eines Gasschweißgeräts eingeführt wird.
Aus Sicht des Codes ist dieses fertige Projekt absolut nicht interessant, der Autor interessierte sich für den Mechanismus, nämlich sein Koordinatensystem.
Wir werden etwas später darauf zurückkommen, aber zuerst sammeln wir alle Mechaniken und verbinden alles elektronisch Komponenten.
Um dieses Projekt zu wiederholen, benötigen Sie:
1) Gasschweißgläser. Sie können sowohl Metall als auch Kunststoff verwenden.
Plastik passt sicherlich besser, aber natürlich können sie sich keiner Qualität rühmen. Insbesondere in diesem Fall aus Kunststoff fielen die Seiten buchstäblich sofort ab und der Autor musste sie kleben.
Solche Gläser können im Geschäft gekauft werden, wo Werkzeuge oder Baumaterialien verkauft werden. Der Autor hat diese im All Instruments Store gekauft.
2) Als nächstes müssen wir diese aufdrucken 3D-Drucker Ersatzteile.
Der Autor druckte die Elemente mit weißem PLA-Kunststoff auf dem neuen 32-Bit-3D-Drucker Flyingbear Ghost 4s. Datei enthält alle 3 Modelle gleichzeitig. Drucken ist mit Stützen erforderlich.
3) Die nächste Komponente, die für unser Halloween-Spezialprojekt benötigt wird, ist die Plattform Arduino Nano Modelle.
4) Auch erforderlich Lithium-Ionen-Akku:
5) Boost-DC / DC-Wandler (bis zu 5 V);
6) Schalter:
7) Mikroservos, aber nicht Standard 9 Gramm, aber noch weniger:
Nachdem die erforderlichen Komponenten herausgefunden wurden, können wir das Gerät zusammenbauen. Zuerst müssen wir die Laufwerke wie folgt mounten:
Hier ist ein verständlicheres Bild:
Wir entfernen den Aufkleber und verbinden mit Hilfe von Sekundenkleber das Ganze.
Übrigens scheinen sich chinesische Servos etwas von denen von Adafruth zu unterscheiden, und Sie müssen sie mit einem kleinen Versatz so kleben:
Die Ohren müssen entfernt werden, sie stören.
Dann haken wir zum unteren Antrieb die Wippe ein und drehen die Welle gegen den Uhrzeigersinn.
Setzen Sie die Servos in den vorgedruckten ein 3D-Drucker leer (Auge).
Wir stoßen bis zum Rand an den hervorstehenden Antrieb und führen die Abtriebswelle in das Loch im Auge ein.
Die lange komplette Schraube muss etwas gekürzt werden. Dies kann mit Zangen erfolgen.
Als nächstes reparieren wir mit Hilfe einer verkürzten Schraube den internen Antrieb.
Wenn Sie einen Servotester haben, können Sie die Funktionsfähigkeit des resultierenden Mechanismus überprüfen.
Dann befestigen wir den zweiten Teil des Auges an der Welle des zweiten Antriebs und befestigen ihn ebenfalls.
Wir sind von der Gesamtleistung überzeugt (sollten zusammenarbeiten).
Speziell für dieses Projekt hat der Autor einen einfachen Code geschrieben, der die Laufwerke reibungslos in einem zufälligen Winkel dreht. Aber die Mitte des Auges war leicht voreingenommen, so dass wir die tatsächliche Mitte finden und die Pupille zeichnen.
Nun, da dies ein Ferienprojekt ist und der Urlaub ziemlich spezifisch ist, machen wir es etwas schrecklicher.
Setzen Sie als nächstes das resultierende Teil in die Brille ein.
Wenn es nicht eingesetzt ist, muss ein wenig abgeschrägt werden.
Dann setzen wir alles zusammen.
Als nächstes verbinden wir alle Komponenten nach folgendem Schema:
Alles ist fertig, aber jetzt haben wir jedes Laufwerk nur in einem zufälligen Winkel, und im Prinzip können Sie es so lassen.
Aber erinnern Sie sich an den Anfang des Artikels über den Mechanismus und das Koordinatensystem? Der Mechanismus dreht sich also entlang zweier Achsen, aber nicht entlang derer, entlang derer sich das menschliche Auge dreht. Unser Ziel ist es, dass sich ein solcher Mechanismus genau wie das menschliche Auge verhält. Auf den ersten Blick scheint dies unmöglich, aber Sie können versuchen, das Koordinatensystem auf den Normalwert zu bringen, damit Sie die Pupille in eine beliebige Position bringen können.
Wir haben also zwei Winkel, wir bezeichnen sie mit X und Y.
Y ist der kleine Winkel des Auges und X ist der Drehwinkel des Auges um 180 Grad.
Um alle möglichen Positionen zu erreichen, müssen beide Winkel gesteuert werden, und es gibt eine Spezifität. Beginnen wir mit der einfachsten Kreisbewegung mit maximalem Radius.
Aber es ist nicht so einfach, wie es schien. Daher hat der Autor als erstes ein Polarkoordinatensystem erstellt, in dem Sie den Drehwinkel des Auges und den Radius einstellen können, dh die Entfernung der Pupille vom Mittelpunkt 00.
Im oberen Halbkreis arbeiten wir vom halben Winkel Y bis zum Maximalwert und im unteren vom Minimum bis zur Hälfte. Jetzt kann die Augenbewegung interessanter programmiert werden. Die Bewegungen selbst sind zufällig, aber bereits um den Umfang.
Löten wir nun die gesamte Elektronik, alles ist wie in der Abbildung dargestellt:
Ich versuche es einzuschalten.
Anzeige ist. Jetzt verstecken wir das Ganze in einer Art Gebäude (in diesem Fall hat der Autor ein Tick-to-Tac-Feld verwendet).
Alle unsere Cyber-Augen sind bereit. Hier ist so ein Witz.
Aber lassen Sie uns trotzdem unsere theoretische Forschung fortsetzen und das Polarkoordinatensystem ins Kartesische übersetzen. Später werde ich verstehen, warum.
Hier ist alles einfach, die atan2-Funktion hilft uns, die den Winkel im Bogenmaß von –P nach P zurückgibt, und die Hypot-Funktion, die die Länge der Hypotenuse in denselben zwei Koordinaten berechnet, und die Hypotenuse ist der Radius für unsere vorherige Funktion.
Und auf so einfache Weise kann unser Versuchsperson nun sein Auge genau dort drehen, wo wir es brauchen (nach oben, unten, rechts, links).
Warum wird das benötigt? Dies ist notwendig, um hinzufügen zu können Gyroskopmit deren Hilfe sich das Auge in die gleiche Richtung wie der Kopf dreht, was wahrscheinlich ziemlich lustig aussehen wird. Eigentlich wurde das Projekt hinzugefügt Gyroskop mpu6050So sieht es im Diagramm aus:
Ändern Sie den Code und stellen Sie sicher, dass die Messwerte des Gyroskops das Auge ablenken. Natürlich durch den Filter.
Was bekommen wir am Ende? Das Auge ist etwas spät hinter der Kopfdrehung, wodurch der Effekt entsteht, dass es sich nach rechts dreht und Sie ansieht. Infolgedessen ist hier so ein kleines mathematisches Projekt.
Firmware HIER. Danke für die Aufmerksamkeit. Bis bald!
Video des Autors: