رفتن به محتوا

گل لاله مکانیکی هوشمند با آردوینو

ابزار و گجت
۰ نظر
۴۳ نفر
کد ۴۷۴۹

ترکیب هنر و الکترونیک همیشه پروژه‌های خیره‌کننده‌ای رو خلق می‌کنه. فکرش رو بکن یک گل لاله فلزی روی میزت داشته باشی که با یک لمس ساده، گلبرگ‌هاش رو باز کنه و نورهای رنگارنگ از دلش بیرون بزنه! این دقیقا همون چیزیه که قراره توی این آموزش بهش برسیم؛ یک گل لاله مکانیکی که با ظرافت تمام از سیم‌های برنجی ساخته می‌شه و مغز متفکرش یک برد آردوینو کوچیکه.

این پروژه به شدت جذاب و البته نیازمند کمی صبر و حوصله‌ست. قرار نیست فقط چند تا سیم رو به هم وصل کنیم، بلکه می‌خوایم یک مکانیزم حرکتی مینیاتوری بسازیم که با ظرافت تمام کار می‌کنه. تیم آیسی‌مدار این راهنما رو قدم‌به‌قدم برات آماده کرده تا بتونی این شاهکار هنری-مهندسی رو با دست‌های خودت خلق کنی.

پس ابزارهای لحیم‌کاری، سیم‌های برنجی و قطعات الکترونیکیت رو آماده کن تا بریم سراغ ساخت این گل جادویی و بی‌نظیر!

مرحله ۱

مروری بر کلیات طراحی لاله مکانیکی

اول از همه بهتره بدونی که این پروژه ترکیب دقیقی از مکانیک ظریف و قطعات الکترونیکیه. ما قصد داریم با استفاده از مفتول‌های برنجی، یک سازه یکپارچه بسازیم که هم نقش بدنه و قاب گل رو بازی می‌کنه و هم انتقال‌دهنده جریان برقه.

در واقع با ساخت این لاله، مهارت‌های لحیم‌کاری، کار با آردوینو و طراحی مکانیزم‌های حرکتیت حسابی به چالش کشیده می‌شه و در نهایت به یک نتیجه فوق‌العاده می‌رسی. بریم که بیشتر با مکانیزمش آشنا بشیم.

مرحله ۲

مکانیزم حرکتی گل چطور کار می‌کنه؟

قبل از اینکه بریم سراغ ساخت، بیاید ببینیم این لاله چطور کار می‌کنه. این گل از 6 گلبرگ تشکیل شده که داخل هر کدوم 5 تا ال‌ای‌دی سفید SMD قرار گرفته. هر گلبرگ به یکی از پایه‌های خروجی آردوینو وصل می‌شه تا بشه نورش رو به صورت مستقل کنترل کرد.

داخل خود غنچه هم 7 تا ال‌ای‌دی رنگی نئوپیکسل پنهان شده. از نظر الکتریکی، کل بدنه فلزی گل نقش اتصال زمین (GND) رو داره و رگه‌های داخل گلبرگ‌ها ولتاژ مثبت رو منتقل می‌کنن. باز و بسته شدن گلبرگ‌ها توسط یک اهرم مرکزی انجام می‌شه که از ساقه تا پایه گلدان امتداد داره.

این اهرم با حرکت یک میکرو سروو موتور کوچک کنترل می‌شه. روی ساقه یک برگ کوچک هم می‌سازیم که به یک سنسور لمسی TTP223 داخل پایه وصل می‌شه و نقش کلید لمسی رو بازی می‌کنه. پایه چوبی هم موتور، سنسور و برد آردوینو نانو رو تو خودش جا داده. حالا که با منطق کار آشنا شدی، بریم سراغ قطعات و مهارت‌های لازم.

لیست قطعات و ابزارهای مورد نیاز

  • مفتول برنجی با قطر 1 میلی‌متر
  • لوله برنجی 2 میلی‌متری (با سوراخ داخلی 1 یا 2 میلی‌متر)
  • سیم مسی روکش‌دار 0.3 میلی‌متری
  • یک تکه چوب برای ساخت گلدان پایه
  • برد آردوینو نانو (Arduino Nano)
  • ماژول سنسور لمسی TTP223
  • میکرو سروو موتور

مهارت‌هایی که باید بلد باشی

  • آشنایی کامل با نحوه لحیم‌کاری قطعات برنجی
  • آشنایی با سیم‌کشی و برنامه‌نویسی برد آردوینو
  • نحوه راه‌اندازی و کار با سروو موتورها
  • نحوه اتصال و استفاده از ال‌ای‌دی‌ها و حلقه‌های نئوپیکسل

توی این آموزش قرار نیست ابعاد دقیق میلی‌متری بهت بدم، چون معتقدم هر لاله مکانیکی باید شکل منحصربه‌فرد خودش رو داشته باشه و بر اساس سلیقه سازنده‌اش شکل بگیره.

مرحله ۳

طراحی و ساخت گلبرگ‌های لاله

اول از همه بریم سراغ لذت‌بخش‌ترین بخش کار یعنی ساخت گلبرگ‌ها. ساخت این بخش حدود 4 ساعت زمان می‌بره و نیاز به حوصله داره. برای اینکه همه گلبرگ‌ها یکسان باشن، به یک قالب نیاز داری. می‌تونی این قالب رو با ریختن گچ تو یک محفظه استوانه‌ای بسازی و بعد از خشک شدن، اون رو به شکل یک غنچه لاله بتراشی.

اگر پرینتر سه‌بعدی داری، طراحیش خیلی راحت‌تر می‌شه. گچ متریال عالی‌ایه چون راحت تراشیده می‌شه و می‌تونی با مداد روش خط بکشی. سطح این قالب باید طوری باشه که یک گلبرگ معادل یک چهارم سطح کل غنچه باشه تا وقتی 6 تا ازشون می‌سازی، به زیبایی روی هم قرار بگیرن و هم‌پوشانی داشته باشن.

شکل گلبرگ رو روی سطح گچ با مداد بکش. وقتی از فرمش راضی بودی، خطوط رو با یک چاقو کمی گود کن تا موقع لحیم‌کاری، مفتول‌ها داخل شیارها ثابت بمونن.

بدنه اصلی گلبرگ از یک مفتول برنجی 1 میلی‌متری که دور تا دور شکل خم شده ساخته می‌شه. داخل گلبرگ باید 5 تا ال‌ای‌دی مدل SMD 1206 و یک ساختار شبیه رگبرگ با همون سیم‌ها پیاده کنی. اول با دقت مفتول دور تا دور رو خم کن.

یک تکه کوچک از لوله برنجی ببر و روی قسمت پایینی و صاف مفتول قرار بده؛ این همون لولای گلبرگ می‌شه. حالا دو سر مفتول رو به هم لحیم کن، اما حواست باشه که قلع اصلا داخل لوله نره تا بتونه آزادانه بچرخه. حالا باید رگبرگ‌ها و ال‌ای‌دی‌ها رو داخل کادر گلبرگ با ظرافت لحیم کنی تا ظاهر طبیعی به خودش بگیره. باید 5 تا گلبرگ دیگه دقیقا مثل همین بسازی. خیلی مهمه که هر 6 گلبرگ کاملا شبیه هم باشن.

چون در غیر این صورت موقع بسته شدن گیر می‌کنن و نمی‌تونن شکل متقارن یک غنچه رو تشکیل بدن.

مرحله ۴

مونتاژ گلبرگ‌ها و ساختار اصلی غنچه

تا اینجای کار عالی پیش رفتی! حالا وقتشه که گلبرگ‌ها رو به هم متصل کنیم. پایه اصلی غنچه یک شکل شش‌ضلعیه که 6 گلبرگ رو روی خودش نگه می‌داره.

گلبرگ‌ها از طریق همون لولاهای لوله‌ای به این شش‌ضلعی متصل می‌شن. اما دقت کن که این شش‌ضلعی نباید کاملا منتظم باشه؛ یک شش‌ضلعی کاملا منتظم باعث می‌شه گلبرگ‌ها درست روی هم بسته نشن.

گلبرگ‌ها باید موقع بسته شدن روی هم بیفتن (هم‌پوشانی داشته باشن). برای این کار 3 تا از گلبرگ‌ها باید به مرکز نزدیک‌تر باشن (گلبرگ‌های داخلی) و 3 تای دیگه کمی بیرون‌تر قرار بگیرن (گلبرگ‌های خارجی). برای اجرای دقیق این ایده، یک الگو روی کاغذ بکش.

این الگوی نهایی یک شش‌ضلعی نامنتظمه که در واقع از ترکیب دو شش‌ضلعی تو در تو به دست اومده. حالا لولای هر گلبرگ رو به اضلاع این شش‌ضلعی برنجی لحیم کن. خطوط راهنمایی که از مرکز الگو کشیدی کمکت می‌کنه که گلبرگ‌ها رو تو زاویه درست لحیم کنی. مرکز هر گلبرگ باید دقیقا روی خطی باشه که از مرکز شش‌ضلعی می‌گذره.

در نهایت وقتی گلبرگ‌ها رو جمع می‌کنی، شکل زیبای غنچه لاله به صورت بی‌نقص و متقارن تشکیل می‌شه.

مرحله ۵

آماده‌سازی ساقه و اهرم مرکزی

توی این مرحله باید مکانیزم انتقال نیرو از پایه به گلبرگ‌ها رو بسازیم. این کار نیاز به دقت زیادی داره پس با حوصله پیش برو. بهتره اول مکانیزم ساقه و اهرم رو کامل کنی تا موقع اتصال به غنچه مشکلی پیش نیاد و مجبور نشی همه‌چیز رو از اول بسازی.

حرکت گلبرگ‌ها توسط یک مفتول برنجی 1 میلی‌متری (اهرم) ایجاد می‌شه که آزادانه داخل یک لوله برنجی (به عنوان ساقه) بالا و پایین می‌ره. گلبرگ‌ها از طریق یک شش‌ضلعی خیلی کوچک و بازوهای اتصال، به این اهرم وصل می‌شن. این شش‌ضلعی کوچک با کمک یک سیم عمودی که از مرکزش رد شده، عمود بر اهرم اصلی قرار می‌گیره. این مرحله دقیقا مثل ظریف‌کاری‌های یک ساعت‌سازه!

برای ساخت سر اهرم، باز هم به یک الگوی کاغذی نیاز داری. اول با خم کردن سیم، یک شش‌ضلعی خیلی کوچک بساز. بعد لوله‌های برنجی رو به قطعات 2 میلی‌متری برش بده و روی اضلاعش قرار بده.

دو سر سیم شش‌ضلعی رو به هم لحیم کن. حواست باشه لوله‌ها به سیم لحیم نشن. حالا یک سیم دیگه از وسط شش‌ضلعی رد کن و دو طرفش رو به کادر لحیم کن.

در نهایت یک سیم 1 میلی‌متری بلند رو به صورت کاملا عمود به مرکز این شش‌ضلعی کوچک لحیم کن. ایول! اهرم مرکزی تو آماده است. حالا ساقه رو بساز. لوله برنجی رو به اندازه بلندی ساقه‌ای که دوست داری برش بده. حالا به دومین بخش حساس کار می‌رسیم.

ساقه باید دقیقا عمود بر پایه شش‌ضلعی غنچه باشه و مرکز به مرکز روی هم قرار بگیرن تا اهرم بتونه به راحتی بالا و پایین بره. اول دو تا سیم رو به شکل V از یک سمت ساقه به دو گوشه روبه‌روی هم روی شش‌ضلعی غنچه لحیم کن تا موقعیت اولیه ساقه فیکس بشه.

غنچه رو برگردون و از زاویه‌های مختلف نگاهش کن. وقتی اهرم رو داخل ساقه می‌کنی، باید دقیقا از وسط غنچه بیرون بیاد، بدون اینکه به جایی سابیده بشه.

برای این بخش حسابی وقت بذار تا کاملا تراز بشه. وقتی از بی‌نقص بودنش مطمئن شدی، 4 تا سیم دیگه از ساقه به گوشه‌های باقی‌مانده شش‌ضلعی لحیم کن تا کاملا محکم و پایدار بشه. فقط مراقب باش دهانه لوله ساقه رو با قلع مسدود نکنی!

مرحله ۶

طراحی مکانیزم حرکتی گلبرگ‌ها

این بخش شاید همون جایی باشه که حسابی به چالش کشیده می‌شی و نیاز به صبر زیادی داره. اما نتیجه نهاییش تمام خستگی‌ها رو می‌شوره و می‌بره. برای ساخت این مکانیزم، از نحوه کار بازوها و پیستون‌های موتور بخار الهام گرفته شده.

یک پایه تست موقت برای خودت بساز. گل رو طوری فیکس کن که ساقه رو به بالا باشه. اهرم مرکزی رو از ساقه رد کن، به طوری که سر شش‌ضلعی‌اش به سمت بالا باشه.

پایین‌ترین قسمت اهرم رو پیدا کن و یک تکه لوله کوتاه رو به شکل افقی بهش لحیم کن. حالا با استفاده از سیم 1 میلی‌متری، یک بازوی اتصال بساز که سروو موتور رو به این اهرم وصل کنه. باید بتونی با حرکت سروو، اهرم رو داخل ساقه بالا و پایین ببری. برای تست اولیه، سروو رو موقتا به آردوینو وصل کن.

قبل از نصب بازوهای گلبرگ‌ها، باید دامنه حرکت سروو رو تنظیم کنی. کدی بنویس که اهرم رو طوری جابجا کنه که در بالاترین نقطه، سر اهرم مماس با پایه شش‌ضلعی غنچه باشه و در پایین‌ترین نقطه، متوقف بشه.

یک ترفند کاربردی: برای کنترل موتور از کتابخونه Adafruit_TiCoServo استفاده کن. این کتابخونه باعث می‌شه وقتی خواستی نئوپیکسل‌ها رو روشن کنی، با سیگنال موتور تداخلی پیش نیاد.

برای اینکه حرکت اهرم خیلی نرم و روون باشه، میله اتصال رو به سوراخی از بازوی سروو وصل کن که نزدیک‌تر به مرکز موتوره. اینجوری موتور باید بیشتر بچرخه اما قدرت بهتری می‌ده و حرکت‌ها لطیف‌تر می‌شه.

منطق حرکت به این صورته: وقتی اهرم بالا میاد، بازوها رو به سمت پایین هل می‌ده و گلبرگ‌ها باز می‌شن. وقتی اهرم پایین می‌ره، بازوها رو می‌کشه و گلبرگ‌ها بسته می‌شن.

حالا به یک قطعه کلیدی روی گلبرگ‌ها نیاز داریم: پین گلبرگ. این پین روی یک میله افقی سوار می‌شه که به موازات پایه روی هر گلبرگ لحیم شده.

این پین باید کمی با فاصله از سطح گلبرگ نصب بشه تا اهرم بتونه گلبرگ رو کاملا باز کنه. یکی از این میله‌ها رو با یک تکه لوله به عنوان لولا بساز و به اولین گلبرگ لحیم کن. پیدا کردن جای دقیق این میله نیاز به آزمون و خطا داره تا اجازه بده گلبرگ کاملا باز و بسته بشه.

با روش سعی و خطا پیش برو. میله رو در جای مناسبی لحیم کن و بازوی اتصال رو بین لولای اهرم مرکزی و لولای گلبرگ نصب کن. فاصله بین این دو لولا وقتی گلبرگ کاملا بازه و اهرم در بالاترین نقطه قرار داره، نشون‌دهنده طول دقیق بازوی اتصاله.

حالا اهرم رو با دست بالا و پایین کن تا ببینی چی می‌شه. اگه گلبرگ بدون سابیده شدن و به نرمی باز و بسته شد، کار اولین گلبرگ تمومه! اگه نه، طول بازو یا جای میله روی گلبرگ رو تغییر بده.

برای تکمیل غنچه، همین بازوها رو برای 5 گلبرگ دیگه هم با دقت نصب کن. بازوی 3 گلبرگ بیرونی باید طوری تنظیم بشه که موقع باز بودن کمی پایین‌تر قرار بگیرن تا وقت بسته شدن، به زیبایی روی گلبرگ‌های داخلی سوار بشن.

در نهایت باید بتونی کل غنچه رو با حرکت دادن یک میله باز و بسته کنی. اگه تو همون تست اول شکل غنچه بی‌نقص نشد، اصلا نگران نشو. این فقط به این معنیه که گلبرگ‌ها یا بازوها دقیقا شبیه هم نیستن. فقط با کمی تغییر تو طول بازوها یا جابجا کردن میله‌ها می‌تونی فرم ایده‌آل رو پیدا کنی. برای این مرحله حسابی زمان بذار؛ چون جذابیت اصلی گل به همین حرکت نرم و بدون نقصشه.

مرحله ۷

نصب حلقه‌های نئوپیکسل در مرکز گل

اگه تا این مرحله رسیدی واقعا دست‌مریزاد، چون سخت‌ترین بخش‌ها رو پشت سر گذاشتی! برای زیبایی بیشتر، داخل غنچه 7 تا ال‌ای‌دی نئوپیکسل قرار می‌دیم تا یک درخشش رنگارنگ از درون گل داشته باشیم. این ال‌ای‌دی‌ها فقط به یک پین دیتا نیاز دارن و به‌صورت زنجیره‌ای به هم وصل می‌شن.

دو تا شش‌ضلعی خیلی کوچک دیگه بساز. شش‌ضلعی پایینی برای اتصال زمین (GND) و بالایی برای ولتاژ مثبت در نظر گرفته می‌شه. پایه‌های مثبت و منفی 6 تا از نئوپیکسل‌ها رو به این حلقه‌ها لحیم کن.

این 6 تا ال‌ای‌دی باید با زاویه 45 درجه نصب بشن تا نورشون به اطراف پخش بشه. هفتمین ال‌ای‌دی رو هم دقیقا در مرکز حلقه بالایی و رو به بالا قرار بده.

در نهایت پین‌های دیتای (DATA IN و DATA OUT) این قطعات رو هم پشت‌سر‌هم به یکدیگر لحیم کن تا یک زنجیره کامل بشه. این مجموعه برای روشن شدن به دو تا سیم نیاز داره که تا پایین پایه بره: یکی برای VCC و یکی برای دیتا. (سیم گراند از همون بدنه فلزی گرفته می‌شه). یک سیم مسی روکش‌دار 0.3 میلی‌متری رو به حلقه بالایی (VCC) و یک سیم دیگه رو به ورودی دیتای اولین ال‌ای‌دی لحیم کن.

این سیم‌ها در نهایت قراره به پایه گلدان برسن. پس طولشون رو حداقل 3 برابر طول ساقه در نظر بگیر. فقط یادت باشه قبل از لحیم‌کاری، روکش نامرئی انتهای سیم‌ها رو باید از بین ببری.

حرارت هویه به تنهایی برای آب کردن روکش کافی نیست، پس با یک تیغ تیز، نوک سیم‌ها رو کمی بتراش تا مس لخت مشخص بشه و بعد لحیم کن. همین الان مدار رو با آردوینو تست کن تا خیالت راحت بشه. خیلی با این سیم‌های نازک ملایم رفتار کن. اگه روکش سیم در طول مسیر خراشیده بشه، ممکنه با برخورد به بدنه اتصالی کنه و مدارت بسوزه!

حالا نوبت آخرین لحیم‌کاری‌های برنجیه! کل این مجموعه نورانی رو وسط غنچه قرار بده. کمی اون رو بالاتر از کف غنچه ثابت کن تا فضای کافی برای حرکت بازوهای گلبرگ‌ها باقی بمونه.

فاصله حدود 1 سانتی‌متر معمولا مناسبه. حالا با کمک چند تکه مفتول، گوشه‌های این ماژول رو به بدنه اصلی غنچه لحیم کن تا یکپارچه و محکم بشه. کار بدنه گل رسما تموم شد! یک‌بار دیگه تست کن و مطمئن شو که گلبرگ‌ها هنوز هم آزادانه و بدون گیر کردن به ماژول وسط باز و بسته می‌شن.

مرحله ۸

سیم‌کشی و مدیریت کابل‌ها در ساقه

گلبرگ‌ها و نئوپیکسل‌ها برای روشن شدن نیاز به جریان برق دارن. کل ساختار برنجی گل نقش اتصال زمین (GND) رو داره، اما 6 سیم برای کنترل مستقل گلبرگ‌ها و 2 سیم برای نئوپیکسل‌ها داریم که باید به آردوینوی داخل پایه وصل بشن. برای این کار از همون سیم‌های نازک 0.3 میلی‌متری روکش‌دار استفاده می‌کنیم و اون‌ها رو دور ساقه می‌پیچیم.

دو تا سیم نئوپیکسل‌ها رو که قبلا وصل کردیم. حالا به رگبرگ اصلی هر کدوم از 6 گلبرگ (نزدیک لولا) یک سیم مسی لحیم کن و این سیم‌ها رو از لابه‌لای ساختار غنچه به سمت ساقه هدایت کن. زاویه سیم‌ها رو تند و تیز خم نکن چون به مرور زمان قطعی پیدا می‌کنن.

حالا همه سیم‌ها رو در بالاترین نقطه ساقه جمع کن و با یک چسب نواری موقتا کنار هم نگه‌شون دار. چسب رو خیلی سفت نکن تا بتونی سیم‌ها رو کمی بکشی و تنظیم کنی. سیم‌های داخل غنچه رو مرتب کن تا ظاهر تمیزی داشته باشن. مطمئن شو که این سیم‌ها مانع حرکت اهرم یا بازوی گلبرگ‌ها نمی‌شن. همه‌چیز مرتبه؟ حالا چسب نواری رو محکم کن.

حالا باید با حوصله فراوان و دقت بالا، این دسته سیم‌ها رو به صورت مارپیچ و کاملا متراکم دور لوله ساقه بپیچی و تا پایین بیای. شاید این کار یک ساعت زمان ببره، اما نتیجه‌اش فوق‌العاده زیبا می‌شه. وقتی به انتهای ساقه رسیدی، سیم‌ها رو با یک چسب دیگه ثابت کن و روشون کمی چسب قطره‌ای شفاف بریز تا سر جای خودشون فیکس بشن. فقط حواست باشه چسب داخل لوله و روی اهرم نریزه!

آخرین سیمی که باید اضافه کنی، سیم گراند بدنه است. یک سیم ضخیم‌تر رو به قسمت پایینی و فلزی ساقه لحیم کن.

در نهایت، باید 9 تا سیم از پایین گل خارج شده باشه. پیشنهاد می‌کنم همین جا یک‌بار دیگه تمام سیم‌ها رو به آردوینو وصل کنی و تست بگیری تا مطمئن بشی هیچ اتصالی و قطعی تو مدار وجود نداره و همه ال‌ای‌دی‌ها روشن می‌شن.

مرحله ۹

ساخت گلدان چوبی برای قرارگیری مدارها

این گل زیبا به یک گلدان شیک نیاز داره که هم پایه کار باشه و هم بتونه قطعات الکترونیکی رو به خوبی مخفی کنه. می‌تونی از یک تکه چوب استفاده کنی و اون رو به شکل یک استوانه با ارتفاع 4 سانتی‌متر و قطر 9 سانتی‌متر بتراشی.

داخل این استوانه رو باید خالی کنی (عمق حدود 2.5 سانت و قطر 7 سانت) تا موتور سروو، آردوینو نانو و سنسور لمسی به راحتی داخلش جا بشن. یک سوراخ هم در لبه پایینی دیواره ایجاد کن تا پورت USB آردوینو نانو رو به بیرون باشه و بتونی کابل رو راحت بهش وصل کنی.

حالا روی سطح بالایی گلدان، دقیقا در جایی که می‌خوای گل قرار بگیره (معمولا در مرکز)، سوراخی هم‌قطر با ساقه گل ایجاد کن و گل رو همراه با سیم‌ها با احتیاط درون سوراخ امتحان کن.

اگه سیم‌ها تحت فشار خم بشن احتمال قطعی دارن، پس خیلی مراقب باش. در ضمن، از داخل پایه هم فضای کافی در اطراف این سوراخ ایجاد کن تا بازوی سروو موتور بتونه بدون مانع حرکت کنه. طراحی ظاهر گلدان کاملا سلیقه‌ایه؛ فقط کافیه مطمئن بشی تمام مدارها و قطعات به راحتی داخلش جا می‌شن.

مرحله ۱۰

اضافه کردن برگ لمسی با سنسور TTP223

این لاله مکانیکی به یک چاشنی تعاملی نیاز داره تا فرد با لمس کردن اون رو بیدار کنه و باعث شکوفایی گل بشه! برای این کار از ماژول سنسور لمسی خازنی TTP223 استفاده می‌کنیم.

اما برای اینکه طراحی زیباتر بشه، می‌خوایم یک برگ فلزی کنار ساقه بسازیم که هم ظاهر گل رو طبیعی‌تر کنه و هم دقیقا نقش یک دکمه لمسی رو بازی کنه.

وقتی کسی این برگ رو لمس می‌کنه، سنسور فعال می‌شه و به آردوینو فرمان باز شدن گلبرگ‌ها رو می‌ده. ساخت این برگ با همون تکنیک ساخت گلبرگ‌ها انجام می‌شه، فقط با این تفاوت که هیچ LEDای داخلش قرار نمی‌گیره. می‌تونی یک الگو برای برگ بسازی. کنار سوراخ اصلی ساقه روی گلدان، یک سوراخ کوچیک هم برای اتصال برگ ایجاد کن تا محکم سر جاش بایسته.

البته اگه دوست نداشتی یا نتونستی از سنسور خازنی استفاده کنی، می‌تونی خیلی ساده یک دکمه فشاری معمولی روی بدنه گلدان تعبیه کنی که همون کار رو به راحتی برات انجام می‌ده.

مرحله ۱۱

مونتاژ نهایی تمام قطعات لاله مکانیکی

به هیجان‌انگیزترین مرحله رسیدیم؛ مونتاژ نهایی! گل رو همراه ساقه، دوباره داخل سوراخ گلدان قرار بده. این مرحله خیلی حساسه. دوبار اندازه بگیر و یک‌بار ببر! گلبرگ‌ها رو با دستت کاملا باز کن تا به بیشترین زاویه خودشون برسن.

حالا اضافه اهرمی که از پایین ساقه بیرون زده رو دقیقا هم‌سطح با لوله برش بده. حالا وقتی غنچه رو می‌بندی، این اهرم از ساقه می‌زنه بیرون. یک لوله کوچک به صورت افقی روی انتهای این اهرم لحیم کن.

این لوله در واقع لولای اتصال به بازوی سروو موتوره. وقتی غنچه رو رها کنی، خودش باز می‌شه و این لولای افقی با رسیدن به انتهای لوله ساقه، به عنوان یک ترمز عمل می‌کنه.

حالا می‌تونی ساقه رو با چسب قطره‌ای داخل سوراخ گلدان محکم کنی. دقت کن که انتهای ساقه دقیقا هم‌سطح سقف داخلی گلدان باشه تا فضای کافی برای موتور باقی بمونه. باز هم تأکید می‌کنم چسب رو جوری نریزی که اهرم رو داخل لوله ساقه مسدود کنه وگرنه تمام زحماتت هدر می‌ره!

در قدم بعدی، برگ لمسی رو هم در جای خودش بچسبون. قبلش یک سیم مسی به پایه برگ لحیم کن تا بتونی اون رو به سنسور TTP223 وصل کنی. حالا گل رو با احتیاط برعکس کن. خیلی مراقب باش که فشار اضافی به گلبرگ‌ها نیاد و آسیب نبینن.

اول سروو موتور رو در جای خودش تنظیم کن. بازوی موتور از همون مرحله تست قبلی آماده است. فقط بهترین زاویه رو براش پیدا کن تا راحت داخل گلدان بچرخه و بعد بازوی اتصال رو به اهرم ساقه وصل کن.

برای محکم کردن سروو می‌تونی از یک ورق فلزی کوچک و پیچ استفاده کنی تا اگه یه روز خراب شد راحت بتونی عوضش کنی. اما اگه مطمئنی، می‌تونی مستقیم چسبش بزنی.

سیم مربوط به برگ رو به ماژول تاچ وصل کن. برای این کار باید روکش روی پد سنسور TTP223 رو کمی بتراشی و سیم رو مستقیما روش لحیم کنی. بعد ماژول رو داخل پایه بچسبون.

اون 6 تا سیم مربوط به گلبرگ‌ها در واقع همون ال‌ای‌دی‌ها هستن و برای اتصال به آردوینو نیاز به مقاومت دارن. روی یک تکه برد سوراخ‌دار کوچک، 6 تا مقاومت 200 اهم لحیم کن و سر راه این سیم‌ها قرار بده. برد مقاومت‌ها رو هم همونجا بچسبون.

آخرین قطعه، مغز متفکر پروژه یعنی آردوینو نانو هست. اون رو طوری داخل پایه قرار بده که پورتش رو به بیرون باشه و بتونی راحت کابل رو بهش وصل کنی. حالا اتصالات رو دقیقا به این شکل انجام بده:

  • پین دیتای سروو موتور ⭢ پایه D9 آردوینو
  • پین دیتای سنسور لمسی TTP223 ⭢ پایه D2
  • پین دیتای حلقه‌های نئوپیکسل ⭢ پایه A0
  • سیم‌های مربوط به گلبرگ‌ها ⭢ پایه‌های D3, D4, D5, D6, D10, D11
  • سیم گراند (GND) کل بدنه گل ⭢ پایه GND آردوینو
  • سیم تغذیه (VCC) نئوپیکسل‌ها ⭢ پایه 5 ولت
  • پایه GND سنسور لمسی ⭢ پایه GND
  • پایه VCC سنسور لمسی ⭢ پایه 5 ولت
  • پایه GND سروو موتور ⭢ پایه GND
  • پایه VCC سروو موتور ⭢ پایه 5 ولت
مرحله ۱۲

آپلود کدهای آردوینو و راه‌اندازی

برنامه‌نویسی این پروژه اصلا پیچیده نیست و میشه گفت آسون‌ترین بخش کاره. تو قبلا کد حرکت موتور رو نوشتی و حالا فقط کافیه کنترل نئوپیکسل‌ها، ال‌ای‌دی‌های گلبرگ‌ها و سنسور لمسی رو بهش اضافه کنی.

می‌تونی از نمونه کدهای آماده ترکیب سروو و نئوپیکسل استفاده کنی تا گل با یک رقص نور زیبا باز و بسته بشه. اگه اتصالات رو دقیقا مثل مرحله قبل انجام داده باشی، کار برنامه‌نویسیت خیلی راحت می‌شه.

اما مهم‌ترین نکته اینه که حتما زاویه‌های شروع (بسته بودن) و پایان (باز بودن) حرکت سروو رو متناسب با طول اهرم و ساختار مکانیکی گلی که خودت ساختی، تنظیم کنی تا فشار اضافی به موتور یا اهرم‌ها نیاد و مدارت آسیب نبینه.

مرحله ۱۳

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری پروژه

تبریک می‌گم! تو موفق شدی یکی از زیباترین و پیچیده‌ترین پروژه‌های تلفیقی مکانیک و الکترونیک رو با دست‌های خودت بسازی. وقتی این گل لاله رو روی میزت می‌ذاری و با یک لمس ساده شکوفا می‌شه، حس فوق‌العاده‌ای بهت می‌ده.

امیدوارم از این آموزش اختصاصی در آیسی‌مدار لذت برده باشی. حتما از این اثر هنری جذاب که ساختی عکس و ویدیو بگیر و برای دوستانت بفرست تا اونا هم از دیدن این شاهکار مهندسی شگفت‌زده بشن. منتظر پروژه‌های هیجان‌انگیز بعدی ما باش! خسته نباشی!

فایل‌های پیوست

INO flower.ino
ZIP Adafruit_TiCoServo-master.zip

تو میتونی اولین سازنده باشی!

اگه پروژه رو ساختی به اشتراک بزار و اعتبار هدیه بگیر

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

آموزش‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

هنوز نظری ثبت نشده؛ تو شروع کن!