מחסום זרוע: החומרה

אחרי שהצגתי בקצרה את דגם מחסום הזרוע, הגיע הזמן להסתכל מקרוב יותר ולהבין איך בדיוק הוא עובד. אמנם אינני יכול להציג הוראות הרכבה ותכנות מדויקות (כל הפרויקט התבסס על אלתורים ו"מציאות"), אך בהחלט יהיה כאן די מידע לכל מי שרוצה לבנות מתקן דומה.

מכיוון שאין טעם לדבר על התוכנה לפני שמבינים עם מה היא עובדת, פוסט זה יעסוק בחלקים והרכיבים בהם השתמשתי, ועל התוכנה נדבר בהזדמנות אחרת. אבל לפני הכל, הנה סרטון הדגמה של המחסום בפעולה:

תשתית

המתקן כולו מבוסס על שלושה חלקי עץ (בסיס, מתקן ראשי ועמוד לחיישן), שאת כולם מצאתי פחות או יותר ברחוב והתאמתי לצרכים בעזרת משור, משוף, מברג, מקדחה, נייר לטש ושאר כלים. לפינות הבסיס, בצדו התחתון, הצמדתי ארבע רגליות פלסטיק קטנות מהסוג שמותקן ברגלי כיסאות: זאת כדי להגן על הבסיס מרטיבות ולכלוך, ומכיוון שהיה צורך להעביר מתחתיו חוטים לחיישן והם היו מפריעים ליציבות. שני עמודי העץ מחוברים לבסיס בברגים.

הזרוע עצמה מורכבת מקטע עץ קצר עם פרופיל דמוי ח', וקשית שתיה ארוכה בקוטר שמתאים בדיוק לחלק הפנימי של ה-ח'. דבק פלסטי וסלוטייפ פשוט מחברים בין השניים.

מיקרו-בקר

לוח תואם Arduino Duemilanove מחובר בשני ברגים לבסיס העץ, מאחורי המתקן הראשי. הוא משמש לכל מטרות השליטה והבקרה, וגם כמקור כוח לכל הרכיבים צורכי החשמל. צריכת החשמל של מנוע הסרבו של הזרוע גדולה יחסית, עד כדי השפעה קלה על רמות התאורה של נוריות ה-LED; עדיף היה להקדיש לו מקור עצמאי. עם זאת, העסק בכל זאת מחזיק מעמד איכשהו, אז נניח לו…

Board
הארדואינו ששולט במחסום, עם חלק מהחיבורים והחיווטים

מנוע

משקל הזרוע זניח, והיא מונעת על ידי מנוע סרבו קטן וזול בעל תמסורת פלסטית. אחד מהראשים שהגיעו עם הסרבו מוברג לחלק הפנימי של הזרוע ומתלבש על גלגל השיניים הראשי של המנוע. החיבור הזה יציב, אך הוא מתפרק (ומורכב מחדש) בקלות – יתרון כשמדובר בצעצוע לילדים שעלול לספוג חבטות מכל מיני כיוונים.

הסרבו מונח בתוך מגרעת (גסה למדי) שחפרתי במתקן הראשי, והחוטים שלו עוברים מבפנים ויוצאים דרך קדח צדדי.

Servo
המנוע והחלק הפנימי של הזרוע

אורות

המחסום כולל שלוש נוריות LED. אחת צהובה נמצאת בראש המתקן , עם חיווט שעובר גם כן דרכו, ומיועדת לשמש כ"פנס אזהרה" מהבהב. השניה, גם היא צהובה, מוצפנת בתוך הקשית של הזרוע (אפשר לראות את החוטים שלה בתמונה למעלה) ומשמשת כתאורה דקורטיבית שנדלקת כאשר הסביבה חשוכה. השלישית היא נורית כחולה חזקה, שמשמשת מקור אור לחיישן זיהוי המכשולים. ביישומים בעולם האמיתי, כגון מחסומים או דלתות של מעליות, נהוג להשתמש לצרכים כאלה באור אינפרה-אדום בלתי נראה, אך כאן – מכיוון שמדובר בצעצוע חינוכי – רציתי להפוך את אופן הפעולה של החיישן למוחשי יותר.

Warning
פנס האזהרה העליון והנגד שלו. הלוח מוחזק למקום בדבק חם

חיישן אור

בקצה הרחוק של המחסום, בתוך קדח בעמוד העץ, מותקן פוטורזיסטור פשוט. כוונון הגובה והזווית של העמוד נעשו פחות או יותר לפי העין: החור בעמוד כבר היה קיים, ואני ניסרתי את העץ לגובה המתאים אחרי מדידה, והסתכלתי דרכו על הנורית הכחולה הדולקת כדי למצוא את המיקום והזווית האופטימליים.

שני חוטים מובילים מהפוטורזיסטור במורד הצד האחורי של העמוד, דרך קדח בבסיס, מתחת לבסיס ובמעלה קדח נוסף אל חיבורי הארדואינו. נורית ה-LED הכחולה מספיק חזקה כדי שהשפעתה על התנגדות הפוטורזיסטור תורגש גם בתאורה סביבתית חזקה, ואפשר יהיה לזהות מתי חפץ כלשהו עובר בין הנורית לחיישן וחוסם את קרני האור.

כאשר הזרוע אינה פועלת, אותו חיישן מודד את תנאי התאורה הסביבתיים. מידע זה משמש את התוכנה בקביעה מתי להדליק או לכבות את התאורה הדקורטיבית הפנימית.

Sensor
חיישן האור (פוטורזיסטור) מואר

משדר ומקלט RF

בגרסה הקודמת של המחסום השתמשתי במעגלים שלמים ששלפתי מתוך פעמון דלת אלחוטי ישן. הם התקלקלו במהרה, וגם ככה המקלט היה מסורבל מדי בשביל המחסום ולא נראה טוב. לכן, עבור גרסה זו קניתי צמד משדר/מקלט RF מהסוג שנמכר באיביי בחמישה דולרים בערך (RF Kit). אלו הם רכיבים גולמיים ביותר, שמשמשים לרוב בשילוב עם מעגלים מתוחכמים יותר (כגון כניסות ויציאות התקשורת הטורית של הארדואינו). דווקא המשימה הטריוויאלית לכאורה של זיהוי סיגנל פשוט ובודד התגלתה כמכשול לא קטן, ועל כך אדבר בפוסט על התוכנה. בכלל, קיט המשדר/מקלט ראוי לפוסט משל עצמו, וגם זה יגיע…

Receiver
המקלט, מחובר למטריצה קטנה שהודבקה על צד המתקן
להרשמה
הודע לי על
25 תגובות
מהכי חדשה
מהכי ישנה לפי הצבעות
Inline Feedbacks
הראה את כל התגובות

יופי של פרוייקט. יצירתיות במיטבה. האם לדעתך מחוייב המציאות להשתמש כאן, בטווח המדובר, בRF? על פניו ישנה אפשרות לעשות שימוש ב-IR, אם כי השימוש בRF מאפשר לזאטוט (או בינינו, לאבא) להפעיל את השלט גם מבלי לדאוג למיקום השלט ביחס לעינית, גלי הרדיו מסוגלים לבצע עקיפה. IR זול יותר וגם ניתן לעשות שימוש בכל שלט בבית. ישנם פרוייקטים ברשת שמיישמים מס' רב של מקלטי IR זולים לזיהוי תנועה סביב עצם וכאן ענייין העלות וההבדל המהותי בגודל באים לידי ביטוי. אשמח למידע נוסף/פוסט בקשר לקיט ה-RF, שכן טרם יצא לי לעשות שימוש בRF. ויש לכך יתרונות ברורים כשמדובר בטווח ואי-יצירת קשר בין… לקרוא עוד »

הדבר שאני הכי לא מצליח להבין זה איך אתה גורם למכשיר לתפקד ובאותו זמן הלד מהבהב?
או למשל, איך אתה מחכה לפקודה מהשלט לפתוח את השער ובאותו זמן כל 3 שניות בערך[לפי הסרטון] הפוטורסיסטור בודק את המצב של האור ואם הוא חלש הוא מדליק תאורה חיצונית

זה סוג של טכניקה? איך קוראים לה?

השיטת עבודה הזאת נקראת Polling, כשהמשמעות המילולית זה "דגימה" – אתה דוגם את הקלט כל כמה זמן ומקבל את המצב פעם ב.

תודה רבה עידו ואוריאל עזרתם לי.

הי

אחלה אתר, מעניין ונותן רעיונות.

אפשר בבקשה לינק לפוטו רזיזטור שהשתמשת בו פה ?

אגב, ראיתי באיזה פוסט שנתת מחירים למתחיל .. יש לי כמה לוחות ארדואינו מיני 5V מזוייפים סיניים ב 6$ כולל משלוח. טפו טפו עד היום כולם עבדו ..

אם אתה צריך אחד או שניים לניסויים אז דבר איתי, בדיוק הגיעו 20 מאיביי אתמול.

לא, אבל 20 עלו 2.40$ לעומת 10 שעלו 1.99$… מה, לא תיקח? שיהיה 🙂

אני לוחץ על הRSS שלך וזה מראה רק עמוד עם קוד. איך נרשמים לעדכונים בבלוג שלך?

עוד משהו
למישהו יש מושג האם אפשר להאיר על הפוטורזיסטור עם לייזר, או שזה יהרוס אותו? (אולי אפשר לייזר אדום וחלש כמו של ילדים קטנים?)
במקרה הזה זה היה יכול להתאים…

יש למשהו מושג איך מפעילים בעזרת הארדואינו מנוע חשמלי רגיל? (יציאה של 2 חוטים ולא 3 כמו בדגם הזה)
בכל המקומות שראיתי עד עכשיו החיבור היה מאוד מסורבל והצריך דיודות וטרנזיסטור
זה לא נראה לי הגיוני שחיבור שנראה כ"כ בסיסי ופשוט מצריך כזה בלאגן…

מה שעובד לא מחליפים…
למה צריך לעבור ללאונרדו בשביל עוד כמה חיבורי אנלוגים
כאשר יש את MEGA 2560 או MEGA 1280
הכי הפשוט UNO…..

וואו תרגע אחי… אני אפילו לא יודע במה מדובר, רק שמעתי שיש דבר כזה.
תכף אני אקרא את הפוסט החדש ואדע קצת יותר…

נחמד ביותר. לו רק ידידינו הסינים היו מוכרים לציבור הרחב צעצועים שכאלה… אבל זה כנראה לא משתלם להם.

בכל אופן, שמעת שכנראה הולך לצאת לוח ארדואינו חדש? לאונרדו הוא נקרא… יצא לך לשמוע?