ماکت پل هوشمند با قابلیت تنظیم خودکار ارتفاع

مدار ما غیر از خود آردوینو، از سه بخش اصلی تشکیل شده: میکرو سروو موتور، نمایشگر OLED و سنسور رطوبت. برای اینکه خیالت از بابت سیم‌کشی راحت باشه، قدم‌به‌قدم با هم پیش می‌ریم.

برای تغذیه این پروژه از یه پک باتری استفاده می‌کنیم. چون سه تا ماژول داریم و پین‌های تغذیه آردوینو محدودن، باید پین‌های 5 ولت و GND آردوینو رو مستقیم به خطوط تغذیه (Rail) روی برد بورد وصل کنیم تا برق بین همه قطعات پخش بشه.

حالا کافیه پین‌های VCC و GND هر سه تا ماژول رو به همون خطوط مثبت و منفی برد بورد بزنی. برای بخش فرمان، پین سیگنال سروو موتور رو به پایه D4 آردوینو متصل کن.

برای نمایشگر OLED، پین SCL به A4 و پین SDA به A5 روی برد متصل می‌شه. پین سیگنال آنالوگ یا دیجیتال سنسور رطوبت رو هم به پایه D5 آردوینو بزن. با این کار سیم‌کشی تموم می‌شه. حالا کابل USB رو به کامپیوتر بزن، نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن و کدهای این پروژه رو کپی کن.

قبل از آپلود، چک کن که برد Uno و پورت درست انتخاب شده باشن. اگر کتابخونه‌ای برای نمایشگر کم بود، از قسمت Manage Libraries نصبش کن. بعد از اینکه پیغام Done Uploading رو دیدی، مدار آماده تسته و تو مرحله بعد می‌ریم سراغ راه‌اندازیش.

همیشه قبل از اینکه مدار رو روی بدنه اصلی یا ماکت فیکس کنی، باید یه بار بیرون از کار تستش کنی تا مطمئن بشی سنسورها و موتور درست کار می‌کنن. برای تست این مدار فقط به یه لیوان آب نیاز داری.

تغذیه آردوینو رو از طریق باتری یا کابل USB وصل کن. تو حالت عادی و وقتی سنسور خشکه، باید روی نمایشگر OLED پیغام Safe Level (وضعیت ایمن) رو ببینی. (البته این متن‌ها رو می‌تونی تو کد به سلیقه خودت تغییر بدی).

حالا سنسور رطوبت رو داخل لیوان آب فرو کن. به محض تماس با آب، پیغام نمایشگر به Not Safe تغییر می‌کنه، ال‌ای‌دی قرمز روشن می‌شه و بازوی سروو موتور می‌چرخه تا پل رو بالا ببره. اگر خواستی می‌تونی زاویه چرخش موتور و سرعتش رو تو خطوط کد آردوینو کم و زیاد کنی.

اگر دیدی سنسور رطوبت درست عمل نمی‌کنه یا خیلی حساسه، با یه پیچ‌گوشتی کوچیک پتانسیومتر (پیچ تنظیم) پشت ماژولش رو کمی بچرخون تا حساسیتش تنظیم بشه. حالا که خیالمون از بابت عملکرد مدار راحت شد، می‌تونیم بریم سراغ ساخت ماکت مقوایی و سوار کردن قطعات روی اون.

اگه دوست داری این پروژه رو به عنوان یه ماکت حرفه‌ای برای نمایشگاه آماده کنی، می‌تونی به جای سیم‌کشی‌های روی برد بورد، یه برد مدار چاپی (PCB) کوچیک براش طراحی کنی. استفاده از بردهای آماده یا سوراخ‌دار باعث می‌شه ظاهر کارت خیلی تمیزتر بشه و نگران قطعی سیم‌ها موقع جابه‌جایی ماکت نباشی.

وقتی مدارت یکپارچه باشه، خیلی راحت می‌تونی اون رو زیر پایه پل یا پشت ماکت مخفی کنی تا فقط بخش‌های متحرک جلوی دید باشن.

+2

راه‌های زیادی برای ساخت این پل وجود داره، اما من یه روش ساده و سریع با مقوا رو بهت یاد می‌دم که هم محکمه و هم ظاهر قشنگی داره. برای پایه‌های پل می‌تونی از رول‌های مقوایی (مثل رول دستمال کاغذی) استفاده کنی، یا حتی چند تا نی ضخیم مقوایی رو کنار هم بچسبونی.

دو تا تیکه کارتن رو به عنوان پایه اصلی روی زمین قرار بده و پایه‌های استوانه‌ای رو با چسب حرارتی روشون محکم کن. اینطوری دو تا ستون اصلی پل شکل می‌گیره. حالا باید بریم سراغ ساخت خود مسیر جاده یا همون عرشه پل.

یه تیکه کارتن بلند بردار و روی اون رو با کاغذ سیاه بپوشون. اگر کاغذ سیاه نداری، می‌تونی با ماژیک یا رنگ گواش اون رو کاملا مشکی کنی.

برای اینکه شبیه جاده واقعی بشه، نوارهای باریک کاغذ سفید ببر و مثل خط‌کشی‌های وسط جاده روش بچسبون. حالا حدود 2 سانتی‌متر از هر دو انتهای جاده رو علامت بزن و با کاتر ببر. بعد همون تیکه‌های بریده شده رو با چسب نواری پهن دوباره به جاده وصل کن. این چسب نواری دقیقا مثل لولای در عمل می‌کنه و اجازه می‌ده پل خم بشه.

حالا عرشه پل آماده‌ست. فقط حواست باشه که طول جاده خیلی زیاد نباشه، چون وزن مقوا بالا می‌ره و ممکنه سروو موتور نتونه اون رو به راحتی بلند کنه.

حالا باید همه قطعات رو روی یه شیت مقوایی بزرگ (به عنوان بیس اصلی ماکت) سوار کنیم. ستون‌هایی که تو مرحله قبل ساختی رو روی شیت بذار، جاده رو روشون قرار بده تا فاصله‌شون تنظیم بشه و بعد با چسب حرارتی ستون‌ها رو به کف ماکت محکم کن.

برای نصب سروو موتور، باید اون رو دقیقا وسط پل و زیر قسمت جاده قرار بدی. من برای پایه موتور از یه تیکه چسب حرارتی ضخیم استفاده کردم. بازوی موتور (هورن) باید طوری تنظیم بشه که وقتی می‌چرخه، جاده رو هل بده بالا. اگر از بازوی دوطرفه استفاده می‌کنی، یه طرفش رو با سیم‌چین ببر تا گیر نکنه.

اگه دیدی موقع بالا رفتن، جاده از روی ستون‌ها لیز می‌خوره، می‌تونی دو تا چوب بستنی رو به دیواره ستون‌ها بچسبونی تا مثل یه ریل عمل کنن و جاده رو تو مسیر خودش نگه دارن.

البته اگر بخوای حرکت پل خیلی نرم‌تر بشه، می‌تونی از استپر موتور استفاده کنی، اما برای این ماکت ساده، همین سروو موتور هم کار رو به بهترین شکل انجام می‌ده. حالا همه‌چیز آماده‌ست تا سیستم رو تو یه سناریوی واقعی تست کنیم.

طراحی این ماکت جوریه که می‌تونی راحت تو دستت بگیریش و همه جا ببریش. برای تست عملکرد، به یه ظرف کوچیک آب نیاز داریم که مثلا قرار نقش سیلاب رو زیر پل بازی کنه. تغذیه برد رو وصل کن؛ همون‌طور که می‌بینی من از یه جاباتری 3 سلولی لیتیوم‌یونی برای این کار استفاده کردم.

وقتی سیستم روشن می‌شه، نمایشگر وضعیت نرمال رو نشون می‌ده. سنسور رطوبت رو زیر پل جوری قرار بده که تیغه‌هاش رو به بالا باشه. حالا ظرف آب رو زیر پل بذار و آروم‌آروم سنسور رو ببر داخل آب.

به محض اینکه سنسور آب رو حس کنه، نمایشگر هشدار وقوع سیل رو نشون می‌ده و سروو موتور تو کسری از ثانیه ارتفاع پل رو زیاد می‌کنه.

اگر دوست داری سیستم هشدار کامل‌تری داشته باشی، می‌تونی تو مدار یه بازر (Buzzer) هم موازی با ال‌ای‌دی قرمز اضافه کنی تا موقع خطر، صدای آژیر هم پخش بشه. اینطوری ماکتت خیلی واقعی‌تر به نظر می‌رسه.

امیدوارم از ساخت این پروژه تو آیسی‌مدار لذت برده باشی. ساخت این مدل پروژه‌ها نه تنها باعث می‌شه کار با سنسورها رو عملی یاد بگیری، بلکه بهت کمک می‌کنه تا برای حل مشکلات واقعی شهری هم ایده‌های مهندسی خفنی بدی. حتما ویدیوی کارکرد پل رو تو مرحله بعد ببین!

خب اگر سوالی برات پیش اومد یا موقع ساخت به مشکلی خوردی، حتما تو بخش نظرات برامون بنویس. تیم آیسی‌مدار همیشه اینجاست تا راهنماییت کنه. اگر هم ایده‌ای داری که چطور می‌شه این پل رو هوشمندتر کرد (مثلا اضافه کردن سنسور تشخیص ماشین)، خوشحال می‌شیم نظرت رو بخونیم. ممنون که تا انتهای این آموزش با ما همراه بودی. اگر تصمیم گرفتی این پروژه رو بسازی، حتما عکسش رو با ما به اشتراک بگذار. موفق باشی!