قطب‌نمای لرزشی هوشمند برای کمک به نابینایان

برای ساخت بدنهٔ مقاوم این پروژه از Tinkercad استفاده کردم. بعد از چند بار آزمون و خطا بالاخره به این طراحی نهایی رسیدم. این چهارمین نسخه‌ست که بعد از پرینت متوجه شدم چطور قطعات داخلش خوب جا می‌شن.

تو طراحی نهایی یه مقداری فضای اضافه هم در نظر گرفتم تا اگه سیم جامپر اضافی داشتی هم همه چیز راحت جا بشه. این دستگاه دو قطعهٔ پرینت سه‌بعدی داره. پایهٔ اصلی بیشتر قطعات الکترونیکی رو داخل خودش نگه می‌داره.

قسمت بالای دستگاه موتورهای لرزشی رو نگه می‌داره. برای کم کردن صدای لرزش، دیواره‌های کوچیکی دورش طراحی کردم. هنوز تست نکردم ببینم چقدر مؤثره، تو بگو ببینم نظرت چیه!

روی درپوش چهار سوراخ هست که دقیقا برای موتورهای 10 میلی‌متری استاندارد مناسبه. اگه خواستی طراحی من رو تغییر بدی خیلی هم خوشحال می‌شم. فایل‌های STL رو برات گذاشتم که بتونی استفاده کنی.

بعد از دانلود فایل‌ها، اونا رو با نرم‌افزار اسلایسر آمادهٔ پرینت کن. تنظیمات اسلایسر رو هم برات می‌گم تا پرینت بدون مشکل و تمیز دربیاد.

دو قطعه داریم که باید پرینت بشن. بهتره هر کدوم رو جداگانه اسلایس و پرینت کنی. اول پایه رو با فیلامنت مشکی پرینت کردم که حدود دو ساعت طول کشید.

درپوش رو هم با فیلامنت آبی ساختم ولی می‌تونی از قرمز یا سفید هم استفاده کنی. نیازی به Raft یا Support نداری و این خودش یه مزیت بزرگه چون زمان کمتری می‌بره و قطعات رو مستقیم می‌تونی تو پروژه استفاده کنی.

این دو قطعه روی هم قرار می‌گیرن و با چسب به هم متصل می‌شن. طراحی طوری هست که درزها دیده نشن. روی پایه سه تا سوراخ داریم: یکی برای سوئیچ، یکی برای برد ESP32 و یکی هم برای ماژول شارژ TP4056. اگه فیلامنتت رطوبت داشته باشه ممکنه داخل سوراخ‌ها رشته‌های اضافی ببینی. قبل از مونتاژ حتما تمیزشان کن.

اول برای تست مدار از ال‌ای‌دی استفاده کردم و بعد که مطمئن شدم همه چیز درست کار می‌کنه، جاشون رو با موتورهای لرزشی عوض کردم. روی بوردبورد با سیم جامپر شروع کردم. مدار رو قدم به قدم برات توضیح می‌دم. ماژول TP4056 به باتری لیپو وصل می‌شه. علامت‌های روی برد نشون می‌دن کجا باید لحیم کنی.

پین‌های B+ و B- به باتری وصل می‌شن. خروجی‌ها (OUT+ و OUT-) به 5 ولت و GND برد ESP32 می‌رن و یه سوئیچ هم تو مسیر مثبت گذاشتم. سنسور HMC5883L چهار پین اصلی داره. VCC به 3.3 ولت، GND به GND، SDA به GPIO1 و SCL به GPIO0 وصل می‌شه.

برای ترانزیستور BC547، سمت تخت رو به خودت بگیر. از چپ به راست: Collector، Base، Emitter. Base به مقاومت 220 اهم و بعد به GPIO2، Collector به موتور و Emitter به GND.

موتور شمال به پین 2، شرق به 3، جنوب به 4 و غرب به 5 وصل می‌شه. همهٔ مثبت موتورها مستقیم به 3.3 ولت ESP32 می‌رن. منفی هر موتور هم از طریق مقاومت 220 اهم به پین‌های مربوطه وصل می‌شه.

+2

مدار روی بوردبورد خیلی بزرگ بود و برای استفادهٔ واقعی مناسب نبود. حالا باید اون رو جمع و جور کنیم. از برد صفر استفاده می‌کنیم.

اول اندازهٔ دایره‌ای کوچکتر از پایهٔ پرینت شده رو علامت می‌زنیم. پین هدرها رو لحیم کن، بعد ESP32 رو بذار و اتصالات لازم رو بزن. قسمت ترانزیستورها و مقاومت‌ها رو روی یه نوار 35 میلی‌متری جدا لحیم کن. اول ترانزیستورها، بعد مقاومت‌ها و در آخر سیم‌ها.

پین‌های اضافی رو بعد از لحیم‌کاری کوتاه کن. این بخش زمان‌برترین قسمت کاره، پس با حوصله پیش برو و همه اتصالات رو دو بار چک کن. از لحیم با کیفیت خوب استفاده کن تا اتصالات محکم باشن.

+3

اتصالات اولش شلوغ به نظر می‌رسه ولی با کوتاه کردن سیم‌های اضافی خیلی جمع و جور شد. لحیم‌کاری‌ها محکمن و موقع لرزش مشکلی پیش نمی‌آد. جاهایی که سیم‌ها به هم وصل شدن رو با چسب حرارتی عایق کن. اگه فضای اضافی روی برد صفر بود، می‌تونی ببریش. اول چک کن که خوب داخل کیس جا بشه. ابتدا TP4056 و باتری رو بذار. باتری رو با چسب دوطرفه به دیواره بچسبون. سوئیچ رو تو جای مخصوصش با چسب قطره‌ای محکم کن.

ESP32 رو هم طوری قرار بده که پین‌ها با شیارها هم‌خط بشن. سنسور رو تو فضای خالی برد صفر بذار. مراقب باش وارونه قرار نگیره. برای عایق کردن قسمت ترانزیستورها از چند لایه پلاستیک استفاده کردم. بعد درپوش رو با چسب قطره‌ای به موتورها بچسبون.

در نهایت درپوش بالایی رو با چسب قطره‌ای به پایه محکم کن. این کار ساخت دستگاه رو تموم می‌کنه. حالا بریم سراغ تست و استفادهٔ نهایی.

علامت‌های روی موتور لرزشی رو با ماژیک پوشوندم. دو لایه کافی بود. این کار تأثیری روی عملکرد نداره. دستگاه رو شارژ کن و سوئیچ رو بزن. وقتی روی سطح صاف قرار داره، با چرخوندنش می‌تونی جهت‌ها رو با لرزش حس کنی. موتور شمال فقط وقتی شمال رو نشون می‌ده لرزش داره.

برای اینکه لرزش بهتر دیده بشه، چند دونه برنج روی موتورها ریختم. باتری خیلی خوب دوام می‌آره و با پاوربانک راحت شارژ می‌شه.

با کابل Type C هر جایی می‌تونی شارژ کنی. اگه خواستی برنامه رو تغییر بدی هم مستقیم به ESP32 وصل شو. می‌تونی الگوهای لرزش مختلف طراحی کنی. مثلا برای شمال یه لرزش کوتاه و برای جنوب دو تا. من این روش ساده رو انتخاب کردم که برای همه قابل فهم باشه.

این بود آموزش کامل ساخت قطب‌نمای لرزشی تو آیسی‌مدار. امیدوارم خودت هم بسازی و لذت ببری. اگه سوالی داشتی تو کامنت‌ها بپرس تا جواب بدم. ممنون که همراهمون بودی! 😊