Сегодня, как и обещал, я расскажу об одном из альтернативных применений нашего конструктора.
- Как мы придумывали конструктор для детской робототехники. #0
- Как мы придумывали конструктор для детской робототехники. #1
Проблема #1. Конструктивные элементы
Уже около года мы делаем забавные гаджеты из разных электронных полуфабрикатов.
Это может быть катер для кормления уток, система автополива цветка или странная штука, вроде RFID-магнитофона «Becha».
Результатом этой работы становится сам гаджет, видеообзор и wiki-статья. В статье описан процесс сборки устройства и идеи для его развития. Ну и исходный код заодно. В общем, стараемся сделать полноценную инструкцию для сборки, чтобы повторение устройства вызвало как можно меньше затруднений у начинающего киберсамодельщика.
Идеи для проектов мы берём из запросов на нашем форуме или в социальных сетях. Ну или просто реализуем свои собственные мечты в рабочее время, в наглую пользуясь служебным положением.
Во время изготовления устройства, с электронной частью и кодом обычно всё более-менее понятно. А вот изобретение самой конструкции это всегда прыжок в неизвестность. Тут в ход идут все заветы Андрея Александровича Бахметьева, рубрика «С миру по нитке» журнала «Моделист конструктор» и советы отцов. Камни, ножницы, бумага, картон, канцтовары, клей, пластиковые бутылки — всё, что можно найти под рукой. Или «раздобыть».
Ясное дело, не каждый желающий повторить проект захочет «раздобыть» необходимые при постройке «спички и жёлуди». Особенно, когда мы впадаем в кураж. Апофеозом конструкторского безумия был случай, когда мы под такой проект всерьёз рассматривали покупку старой «Копейки». В итоге отпустило — сделали другой проект.
- Бутылочный Bluetooth-катер для кормления уточек
Состав — пластиковые бутылки от минералки, кусок толстого медного провода; - MIDI-контроллер «Шарманка»
Состав — малярный валик, ролик для чистки одежды, картонная коробка; - Ночной мониторинг доступности сайтов
Состав — лист картона, файлик для документов, картонная коробка; - Фотобудка для кота
Состав — несколько бухгалтерских папок, пластиковый хомут, фантик, двусторонний скотч, кот;
Чаще всего нам нужен просто корпус. Обычно корпус изготавливается из картонных коробок от «Матрёшки», которых у нас завались.
Длина цикла разработки — две недели. В эти две недели входит придумывание устройства, разработка электрической схемы, разработка конструктива, написание кода, отладка, съёмка видеоролика и написание wiki-статьи.
Часто вся техническая часть делается одним человеком, который параллельно занимается ещё и техподдержкой. Очень часто времени едва хватает. И слишком большую часть времени занимает изготовление конструкции.
Проблема #2. Проводочки
Успеваем мы всё спроектировать и собрать в основном благодаря использованию Troyka-модулей. Это специальные платки выполняющие одну простую функцию. Они подключаются 3-проводными шлейфами к Arduino при помощи Troyka Shield. Взяли готовые модули, подключили к Arduino — схема готова, пишем код.
Лицехват обыкновенный
Если чего-то нет в виде троек, тут уже в ход идёт мини-макетка и одиночные проводочки. Пайку стараемся не использовать.
Если проводочков много и они располагаются в небольшом объёме, то образуется «джигурда» (термин для внутреннего использования). При использовании трёх модулей улыбка «джигурды» уже парит в воздухе. Если количество модулей ещё увеличивать, «джигурда» быстро проявляется до кончика хвоста и громогласно заявляет о себе стихами. За свою практику в роли разработчика таких девайсов, видал я как «джигурду» без улыбки, так и улыбку без «джигурды».
При появлении «джигурды» сильно страдает внешний вид устройства. Иногда торчащие из разных мест провода легко случайно выдернуть из гнезда, а потом натужно искать — куда же этот провод шёл? В таких случаях просто необходимо как-то «причесать джигурду».
Конструктор спешит на помощь
Когда я чертил первые детали конструктора, на всякий случай нарисовал и специальные детальки для крепления одного и двух troyka-модулей.
Конкретного применения для робота я им придумать ещё не мог. Но подумал — пусть будут. Уже потом, во время отладки езды по линии, одно применение таки нашлось — с помощью модуля-потенциометра было очень удобно настраивать коэффициенты PID-регулятора.
Антенна как у Бендера из Футурамы!
В самом начале работы над конструктором, генеральный Михаил сказал, что если из конструктора нельзя собрать кубик, то это не конструктор. Ну мы и собрали кубик. Назвали его «Пломбирка» и забыли. С тех пор этот кубик тихо мирно стоял на столе и ждал своего часа. Две недели назад мы ломали голову над конструктивом для очередного проекта. Кирилл в раздумьях крутил кубик в руках. И тут нас озарило — «Да у нас же теперь есть конструктор!». Ну и решили забабахать корпус прямо из «Пломбирки». Получилось чудненько!
В итоге на сборку девайса мы потратили минимум времени. Получился вот такой технокуб:
Инструкция для сборки.
Благодаря конструктору мы существенно сократили время на изготовление устройства, а вся «джигурда» была упакована в небольшой объём и не отсвечивала оттуда. Конструкция получилась небольшой, аккуратной и симпатичной. Эта штука так нам понравилась, что мы решили завернуть все составляющие в красивую коробку, да так и поставить на полку.
Подарок для дочки
Как-то раз, уже после съёмки этого ролика я сидел и, как всегда, пилил робота. До конца рабочего дня оставалось минут 20. Я подумал, что как-то давно не баловал свою двухлетнюю дочку подарками.
У неё буквально недавно начался кризис двух лет. Это всем известное подростковое «МЕНЯ НИКТО НЕ ПОНИМАЕТ!!11», но только в два года и без большинства согласных букв. Поэтому она иногда любит покричать. Мы с женой придумали простой способ противодействия — начинаем хором, улыбаясь, кричать в ответ: «ААААА!». Дочка смеется — конфликт исчерпан.
Тут мой взгляд упал на наш кубик, и в голову пришла идея: «А что если собрать игрушку, в которую нужно кричать во время игры»?
- Быстро взял с полки датчик шума и белый сверхъядерный светодиод.
- Воткнул Troyka Shield в Arduino. В шилд воткнул датчики:
На отрисовку этой схемы я потратил больше времени, чем на сборку и программирование кубика
- Написал простейший код, чтобы светодиод загорался при превышении уровня сигнала с микрофона.
Код не заслуживает особого внимания, но для порядку привожу// Пломбирка-кричалка #define LED_PIN 10 #define MICROPHONE_PIN A5 void setup() { pinMode(LED_PIN, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { unsigned int val = 0; for (int i = 0; i < 4; ++i) { val += analogRead(MICROPHONE_PIN); } val >>= 2; if (val > 700) { analogWrite(LED_PIN, map(analogRead(MICROPHONE_PIN), 0, 1023, 0, 255)); } else analogWrite(LED_PIN, 0); Serial.println(analogRead(MICROPHONE_PIN)); }
Уровень сигнала, при котором срабатывает светодиод я поставил от балды. Нужный уровень потом настроил встроенным в модуль потенциометром уже непосредственно под голосящую дочку.
- Завернул это всё в «Пломбирку»:
Вот так собирается кубик. К сожалению, 3D-модели модулей и Arduino отсутствуют
- Вот, собственно, и всё. Весь процесс занял около 20 минут. Кинул в рюкзак и пошёл домой наслаждаться результатом:
Просто, быстро и красивенько. И не так обидно, когда после тех же 20 минут веселья дочка с концами переключилась на паззл.
Универсальность кубика
Да, все мы любим посидеть и поковыряться с разработкой электрических схем под ЛУТ, с отладкой интересных алгоритмов, с проектированием красивых корпусов для лазерной резки из оргстекла или фанеры. Ну или из стеклотекстолита — кому как.
Но иногда хочется по-быстрому забабахать какую-нибудь простенькую мелочь. В этом случае Arduino, Troyka Shield и Troyka-модули — это хороший выход из ситуации. А если добавить к этому конструктор, то и «джигурда» не пройдёт. Да и ребёнку в руки можно дать, не боясь немедленного разрушения электрической схемы.
И вот тут мне приходят в голову мысли об универсальности получившегося кубика. В принципе, если взять какой-то набор из различных Troyka-модулей, Arduino и «пломбирку», можно очень быстро собрать устройство под конкретную задачу. А задач таких может быть масса.
Захотел собрать термостат? Пожалуйста! Берёшь модуль с термометром и модуль с реле, упаковываешь в пломбирку — получаешь конфетку. Захотел, например, собрать… эээ… хм… Что-то тут меня покинула муза. Ладно, давайте сделаем так — предложите до 4-х юнитов тройка-модулей и идею для устройства с ними. Если идея понравится большинству — к вам поедет коробочный технокуб с «пломбиркой» и предложенные вами модули. Через недельку напишу к кому уйдёт посылка. Чтобы не превращать всё в пост добра, пожалуй, буду добавлять все идеи в опрос.
P.S. Если интересно посмотреть, чего мы такого изобретём через две недели, подписывайтесь на наш youtube-канал AmperkaRu
UPD Вот и пятница пришла. Пора итоги подводить.
Конкурс был совсем не конкурсом, а просто моим не продуманным экспромтом. Поэтому, что получилось, то получилось. Постараюсь учесть все пожелания, и впредь к экспромтам относится более ответственно.
Ну а кубик отправляется к nemilya.
Так же я не мог оставаться безразличным к идеям AlNinyo и ivansimonov. Поэтому мы решили отправить в путешествие ещё два кубика.
Всем спасибо за участие и отличные идеи!
P.P.S. Сегодня в инстаграме наткнулся на фото кубика, который уже несёт службу в Лаборатории Касперского. Такие вещи всегда приятно наблюдать. Надеюсь, кубик будет предупреждать их об обнаружении угроз.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Комментарии (59)
dvserg
15.05.2015 17:52Занятно! В кубик можно добавить датчик положения (или есть уже?), чтобы при переворачивании менял цвета. Кроме кубика можно попробовать и другие 3D фигуры.
acos Автор
15.05.2015 18:12Пока есть только датчик наклона. Но полноценный IMU (акселерометр + гироскоп + компас на одном юните) на подходе.
ivansimonov
15.05.2015 18:18Нравятся мне такие кубики!
Предлагаю проект «Звуки ШИМ» (без микроконтроллеров, но познавательно).
buildinprogress.media.mit.edu/projects/2469/stepsacos Автор
15.05.2015 18:25К сожалению, не могу сформировать это в идею для Технокуба) Если только добавить пищалку и светодиод, но что всё это будет делать?:)
ivansimonov
15.05.2015 18:32Я эту штуку собрал для того, чтобы детям объяснять на пальцах принцип ШИМ. Она будет мигать и пищать. Больше она ничего не умеет.) Позиционировать можно как образовательный проект, если добавить плакатик с объяснением принципа работы. Конечно, можно притянуть и МК, который будет включать ШИМ-пищалку-мигалку при срабатывании датчиков света/звука/касания.
acos Автор
15.05.2015 18:47В принципе, если взять какой-то движковый потенциометр, типа такого
и поставить коэффициент заполнения ШИМ на светодиоде в зависимость от положения этого потенциометра, том может получится очень наглядно. У звука из пищалки в этом случае только тембр меняться будет
ivansimonov
15.05.2015 18:42Виброкуб уже предлагали. Дополню идеей моего зарубежного коллеги. Он сделал картонный куб и назвал его Q-bot (или Qube-bot).
Мы собирали и декорировали такой куб недавно на конференции. Суть в том, что куб начинает вибрировать и перемещаться, если к нему поднести руку. Можно использовать ИК или ультразвук.acos Автор
15.05.2015 19:01Виброкуб ещё не предлагали) Предлагали набор для сборки вибробота, но это другое.
Хотя, я думаю, что смогу придумать как сделать виброкуб.
Например, можно взять:
- Силовой ключ
- Датчик освещённости
- 12 мм моторчик с передачей 1:50
и спец-деталь от конструктора к нему, чтобы внутри кубика закрепить. Такая у меня есть:) - Какой-то клеммник, чтобы прикрутить его на вал и сделать таким образом эксцентрик
С таким набором можно сделать виброкуб, который боится света и рандомно убегает от него, успокаиваясь только в темноте. Ещё нужен отсек для батареечек. Но как то немножко с «джигурдцой» получается
AlNinyo
15.05.2015 22:31Пусть он не убегает, а просто «дрожит от ужаса» на месте. Тогда проблема батареек решается usb-проводом :)
acos Автор
16.05.2015 16:04Согласен. А еще он может пугаться громких звуков. Забавно. Если поставить серву, высокооборотистый мотор и на ось ему повесить тяжелый маховик, то можно было бы заставить кубик перекатываться в 4-х направлениях. Хотя здесь еще больше джигурды, батареек и сомнений, что это вообще будет работать)
- Силовой ключ
ivansimonov
18.05.2015 11:38+1Кубическая божья коровка:
acos Автор
18.05.2015 11:53+1Я переживал, что мотор не влезет. Сейчас пришел на работу, провёл эксперимент — влезет, и хорошо будет держаться с 4-х сторон, не отвалится.
AlNinyo
15.05.2015 22:08Кнопка+2 светодиода+динамик = музыкальная шкатулка :)
Кубик классный!acos Автор
15.05.2015 22:33Отличная идея!
AlNinyo
15.05.2015 22:38+1Кстати, я-то честно воздержался от голосования, но, имхо, не очень честное голосование получается: мне кажется, честнее было бы все варианты одновременно предложить (можно даже отдельным постом). А то получается, что за более ранние варианты проголосуют в любом случае больше :)
ivansimonov
16.05.2015 07:35Здесь интересен сам процесс! Я бы предложил наградить не того, кто наберет больше голосов, а всех тех, чьи идеи будут в итоге реализованы автором конкурса. Мне так вообще голосовать пока не позволено:)
acos Автор
18.05.2015 01:14Я предполагал, что реализовывать идею будет приятнее автору идеи)
ivansimonov
18.05.2015 09:18Разумеется! Только результатом данного конкурса я вижу появление нового коробочного продукта.
acos Автор
18.05.2015 01:12Да, скорее всего я совершил даже несколько ошибок) Но теперь уж пусть так и остается. Спасибо, намотал на ус.
AlNinyo
18.05.2015 01:16Особенно весело сейчас смотрится вот это:
ivansimonov
18.05.2015 06:26А я то сразу и не заметил голосование в мобильном приложении. Смотрю на плюсики в комментариях. Виброкуб в голосование не попал?
AlNinyo
16.05.2015 21:28Пока косил траву в деревне пришла ещё идея: кубик-данетка :)
В кубике красный и зелёный светодиод + кнопка + динамик. Нажимаем кнопку, идёт звук как от вращающейся рулетки (вспомните «Поле чудес» досовский) и через несколько секунд загорается либо красный (нет), либо зелёный (да). Такая высокотехнологичная замена банальной монетки, когда надо что-то решить.
Надеюсь, объяснил понятно :)
AlNinyo
17.05.2015 20:55С телефона неудобно было писать. Дополню идею с кубиком-данеткой. Можно вместо кнопки использовать датчик наклона или вибрации. Типа, потрясли кубик, он запиликал/заморгал, а потом выдал да/нет цветом светодиода горящего. Было бы прикольно, наверное.
AlNinyo
15.05.2015 22:33Ещё идея: ИК-приёмник + 3 RGB-светодиода = управляемый любым пультом ДУ ночник
acos Автор
15.05.2015 22:50+1Эх, RGB пока нет. Можно взять R+G+B. Смешение будет заметно, конечно, но все равно прикольно должно получится.
Кстати, записал наконец RGB-модуль в пул железок для проектирования.
ivansimonov
16.05.2015 07:28Месяц назад в нашей семье появился хомяк. С тех пор хочу сделать счетчик оборотов колеса, в котором он бегает или бегогенератор. Обороты считать можно с помощью кусочка фольги, наклеенного на колесо (отражает свет) и показывать на индикаторе. А генератор — светодиод и моторчик, прижатый к колесу. Хомяк бегает — светодиод светится.
ivansimonov
17.05.2015 09:50Был у меня в своё время «мешочек смеха». Забавная игрушка. Можно трансформировать его в кубик со смехом. Он начинает заразительно хохотать, когда его в руки берут.
acos Автор
18.05.2015 01:09Я пробовал такие эксперименты проводить. В моём случае, испытуемый хомяк не смог прокрутить конструкцию. Конструкция была такой же — колёсико и моторчик от игрушки. Когда будете повторять, пробуйте колесо моторчика брать максимально большим, что бы уменьшить усилия хомяка) Но я как-то сделал вывод, что гораздо эффективнее было бы изготовить генератор прямо из хомячьего колеса. Например, налепить на колесо неодимовых магнитов и какую-то обмотку использовать для генерации. Но на это моего куража уже не хватило)
Детектировать обороты колеса проще с помощью датчика холла и магнитов на колесе. Выводить количество оборотов или скорость хомяка проще на четырёхразрядный индикатор. Есть правда пару сомнений у меня. Боюсь, энергии хомяка не хватит на питание конструкции (у меня он светодиод зажечь не мог, но думаю дело было всё-таки в несовершенстве конструкции). Боюсь, хомяк быстро превратит кубик в труху). Но, думаю, если использовать таки источник питания и поставить колесо близко к краю клетки, а куб снаружи, то может получится.
acos Автор
18.05.2015 01:31Хотя, может я не прав, и датчик холла будет хуже, чем датчик освещенности+светодиод — от конструкции зависит. Добавлю, пожалуй, в варианте датчик + светодиод
and7ey
18.05.2015 10:44Как насчет таймера на кухню/секундомера для отсчета времени, например, выполнения некой задачи? Нужны кнопка (для установки времени, начала и остановки), дисплей и зуммер.
Если есть Bluetooth/BLE, то с помощью модуля шума можно одностороннюю радионяню сделать.acos Автор
18.05.2015 12:03+1Bluetooth-модуль на подходе, пока нет. Просто засунуть HC-06 не проблема, конечно, но джигурда.
Таймер на кухню — отлично)
Идея для развития — можно добавить реле, и отсчитывать подачу 220 В куда-то с точностью до секунды. Правда это будет больше чем 4 юнита (дисплей + реле = 4 юнита). А если взять силовой ключ, тогда в 4 юнита влезет, но это будет до 30 В и только DC. Хотя для каких-то задач это может быть полезно. Например, какую-то фотоэкспозицию проводить светодиодными лентами…
scratch_book
18.05.2015 12:16А датчик человека нельзя в кубик засунуть? Чтоб реагировал на приближение человека и вибрировал.
Смотрели мультик про «Дом»? Вибрировать сейчас модно.acos Автор
18.05.2015 17:02К сожалению, еще не смотрел. Теперь обязательно посмотрю.
У нас пока нет ни датчика человека (видимо, имеется ввиду датчик движения), ни вибромотора. Вот вибромотор мы скорее всего будем делать. Датчик движения нужно рассмотреть в этом ключе, не думали.
Ndrey_412
19.05.2015 16:061) Датчик влажности + 3 светодиода = индикация влажности в помещении: мало- норма-много, актуально с маленькими детьми.
2) Барометр + 3 светодиода = индикация атмосферного давления, прогнозирование погоды)))
или даже объединить в одно устройство, будет такая себе наглядная микрометеостанцияacos Автор
20.05.2015 15:36Модуль на DHT-11 (влажность + температура) — планируется только, а барометр и не планировали даже, но вещь нужная, учтем. Спасибо
ivansimonov
19.05.2015 21:01Можно ещё пофлудить немножко?
Куб-метроном
ИК-ретранслятор для управления телевизором
Запись голоса и воспроизведение с другой скоростью или наоборот
Игра — угадай случайный цвет (RGB светодиод загорается по хлопку)
Игра на реакцию (несколько кнопок и светодиодов) по принципу сусликов, вылезающих из матрицы норок 3х3
Цифровой измеритель скорости реакции
Для детского сада — тренажёр на сенсорику и моторику рук (покрутить и подвигать ручки и понажимать кнопки с обратной связью в виде звука и цвета)
Просто часы (можно с будильником)
Индикатор звонка мобильного телефона
Мишень для лазерной указки
Насос для регулярного полива цветов
Спортивное табло-счётчик
Шахматные часы
Парктроник (желательно на колёсиках… колёсный модуль был бы интересен)
Тогда уж и «Куб на колёсиках» с ик управлением
Ладно… хватит на сегодня)
acos Автор
20.05.2015 16:52Отличные идеи для кубиков в будущем. Но для текущего момента есть пара «но»)
- Куб — метроном — принято) Только скорее всего без 7-сегментного дисплея это получится. Одной кнопкой и увеличение и уменьшение счётчика не очень удобно делать. поэтому пищалка и пара кнопок?
- Ик-ретранслятор — нужен ИК-светодиод, его пока нет)
- Запись голоса — есть только датчик громкости, он выдаёт только громкость, не звук) Полноценный микрофон с предусилителем запроектирован, но пока не выпущен
- Угадай случайный цвет — отлично)
- Игра на реакцию требует кубика побольше)
- Цифровой измеритель скорости реакции — видимо это светодиод, кнопка и четырёхразрядный индикатор.
- Для детского сада — что бы это могло быть?:) пара потенциометров, пищалка и светодиод?
- Просто часы с будильником возможны с модулем реального времени. Без него сильно убегать часы будут. Такого пока в виде тройки нет.
- Индикатор мобильного телефона — наверное это bluetooth и светодиод? Bluetooth в планах)
- Мишень для лазерной указки — датчик света + пищалка + светодиод. Отлично)
- Полив цветов очень даже возможен. У нас даже проект такой был. Совсем без джигурды тут не обойдётся, но думаю, повторим такое с кубиком)
- Спортивное табло-счётчик. Классная задумка, еслли добавить к кубику вот такой датчик препятствий. Под него есть спец-детали, можно просто сбоку кубика прилепить и сделать автоматический подсчёт времени заезда того же робота-ездока по линии. Но с джигурдцой. Правда минимальной.
- Шахматные часы — пара кнопок+четырехразрядный индикатор. Отлично)
- Пактроник на колёсах… Да и вообще куб на колёсиках — мне нравится. К стати, вполне можно сделать классного робота-кубика на колёсах) Нужно проработать эту идею)
Спасибо за замечательные идеи:)ivansimonov
20.05.2015 16:59Всё верно. Только для индикатора звонка блютус не нужен. Нужна антенна для приема радиосигнала. Во время звонка он интенсивнее. Были популярны брелки для мобильников, которые светились при звонке. Наверняка там простейшая схема.
ivansimonov
20.05.2015 17:02Для метронома можно применить потенциометр вместо кнопок.
А для детсада — чем больше будет разнообразных движков, ручек и кнопок, тем лучше.
AlNinyo
27.05.2015 20:27+2Делюсь радостью: habrahabr.ru/post/258955 (статья про мои издевательства над технокубом).
nemilya
Спасибо! Хорошая идея.
Думаю одним из хороших преимуществ вспененного ПВХ является то, что на него можно спокойно наступать)
Так же подумайте над простым конструктором — созданием статических фигурок, и раскрасок.
Вот такой интересный жучок (с автономным контроллером):
Можно ещё какие-нибудь простые примеры реализовывать (датчик света):
acos Автор
Датчик света, это в смысле стало темно — зажгли свет?
Жук класный, да. Можно попробовать. Правда для него пока не хватает каких-то спец шестерёнок или колёс и осей.
nemilya
Да — если будет конструктив для «домика» — то можно такие несложные сборки делать.
Так же мы (в нашем хакспейсе MakeItLab) популяризируем робототехнику через мастерклассы сборки виброботов. И версия вашего конструктора для сборки вибробота — была бы интересна.
Вибробот это очень просто устройство:
— корпус (стакан)
— ножки-фломастеры (3-4 шт)
— вибро-двигатель (как правило CD-DVD моторчик с эксцентриком)
— батарейки
Например:
Можно придумать крепления для вибробота на базе вашего конструктора — было бы интересно.
acos Автор
Можно попробовать) Обычные карандаши правда слишком толстые, не влезают. Сейчас попробую кисточку взять.
acos Автор
Рискну предположить что нужен датчик освещённости и белый светодиод. Получится автоматический ночник.
ivansimonov
Ардуино для ночника — не слишком экономно. Так и просятся модули: attini13, батарейный отсек на 3v (2xAA, 2xAAA или 1 литиевая таблетка), светодиод и фотосопротивление. Если МК будет спать большее время, то и выключатель не понадобится.