Bagaimana Cara Membuat Sepatu AutoLacing Menggunakan Arduino?

Di era modern, para ilmuwan dan insinyur mencoba membuat segalanya menjadi otomatis. Artinya segala sesuatu akan bekerja dengan sendirinya tanpa ada usaha manusia. Masalah yang sangat umum ditemukan di masyarakat bahwa beberapa orang mengalami kesulitan mengikat tali sepatu mereka sendiri. Orang-orang ini termasuk cacat, orang dengan sakit punggung, anak-anak dan orang buta sampai batas tertentu. Jadi, solusi harus dibuat agar orang-orang ini tidak melihat ini sebagai masalah.

Dalam proyek ini, kami akan membuat pertunjukan Hantaman Otomatis yang secara otomatis akan mengikat tali sepatu tanpa usaha manusia. Ini akan melakukannya dengan bantuan papan mikrokontroler, sensor pelindung motor, dan motor servo, segera setelah seseorang menempatkan kaki di dalam sepatu.

Bagaimana Cara AutoLace Acara Anda Menggunakan Arduino?

Sekarang, seperti yang kita ketahui tentang abstrak proyek, mari kita mulai mengumpulkan lebih banyak informasi dan mengikuti prosedur cara membuat sepatu AutoLace ini menggunakan Arduino.

Langkah 1: Mengumpulkan Komponen

Pendekatan terbaik untuk memulai proyek apa pun adalah dengan membuat daftar komponen dan melalui studi singkat tentang komponen ini karena tidak ada yang mau bertahan di tengah-tengah proyek hanya karena ada komponen yang hilang. Daftar komponen yang akan kita gunakan dalam proyek ini diberikan di bawah ini:

Langkah 2: Mempelajari Komponen

Sekarang karena kita mengetahui abstrak dari proyek kita dan kita juga memiliki daftar lengkap dari semua komponen, mari kita selangkah lebih maju dan melalui studi singkat tentang komponen yang akan kita gunakan.

Seeeduino v4.2adalah salah satu papan kompatibel Arduino terbaik di dunia yang didasarkan pada mikrokontroler Atmega 328 MCU. karena mudah digunakan, lebih stabil dan terlihat lebih baik dari banyak papan lainnya. Ini didasarkan pada bootloader Arduino. memiliki ATMEGA16U2 sebagai konverter UART-ke-USB karena dapat digunakan sebagai chip FTDI. disambungkan ke komputer dengan menggunakan kabel micro USB yang biasa disebut kabel android. Soket DC juga dapat digunakan untuk memberi daya pada papan. daya input harus dari 7V hingga 15V.

Pelindung Motor Arduino memungkinkan Anda mengontrol arah dan kecepatan motor dengan mudah menggunakan Arduino. Dengan memungkinkan Anda untuk hanya menangani pin Arduino, ini memudahkan untuk menggerakkan motor apa pun ke dalam pekerjaan Anda. Ini juga memungkinkan Anda memiliki opsi untuk mengontrol motor dengan catu daya berbeda hingga 12v. Yang terbaik dari semuanya, perisai sangat mudah ditemukan. Untuk semua alasan ini, Arduino Motor Shield sedikit keren untuk dimiliki di gudang senjata Anda untuk pembuatan prototipe cepat, dan percobaan umum.

Resistor Sensor Kekuatan (FSR)sangat sederhana dan mudah digunakan sensor tekanan. Hambatan FSR bergantung pada bobot yang diterapkan pada wilayah pendeteksian. Semakin banyak bobot yang Anda terapkan, semakin rendah oposisi. Kisaran penghalang cukup besar:> 10 MΩ (tanpa berat) hingga ~ 200 Ω (berat maks). Kebanyakan FSR dapat mendeteksi daya dalam lingkup 100 g hingga 10 kg. FSR terdiri dari dua lapisan dan perekat pengatur jarak. Lapisan konduktor diisolasi oleh celah udara tipis bila tidak ada beban yang diterapkan. Salah satu film berisi dua jejak yang mengalir dari ekor ke daerah pendeteksi (bagian bundar). Jejak ini terjalin bersama, namun tidak bersentuhan. Film lainnya ditutupi dengan tinta terdepan. Saat Anda menekan sensor, tinta mempersingkat dua jejak bersama-sama dengan oposisi yang bergantung pada berat.

SEBUAH Motor servoadalah sebuah rotatori atau aktuator linier yang dapat dikontrol dan digerakkan secara tepat. Motor ini berbeda dengan motor DC. Motor ini memungkinkan kontrol gerakan sudut atau rotasi yang tepat. Motor ini digabungkan ke sensor yang mengirimkan umpan balik tentang gerakannya.

Langkah 3: Prinsip Kerja

Prinsip kerja proyek ini sangat sederhana. Sebuah sensor gaya akan digunakan untuk mendeteksi apakah kaki ditempatkan dalam pertunjukan atau tidak. Jika mendeteksi kaki, maka akan mengirim sinyal ke papan Arduino yang akan menggerakkan motor servo dengan bantuan Arduino Motor Shield. Motor servo ini akan bergerak sedemikian rupa sehingga akan menarik semua tali sepatu sekaligus. Karenanya secara otomatis mengikat semua tali sepatu.

Langkah 4: Merakit Komponen

Sekarang karena kita mengetahui ide utama dan prinsip kerja di balik proyek ini, mari kita selangkah lebih maju dan mulai menyusun semuanya untuk membuat pertunjukan yang secara otomatis akan muncul dengan sendirinya. Untuk membuat produk akhir, ikuti langkah-langkah yang diberikan di bawah ini:

Pertama-tama, rapikan pelat logam kecil agar terpasang di bagian belakang pertunjukan. Gunakan sintetis agar menempel secara permanen dan tidak kendor. Pastikan Anda meninggalkan celah antara pelat logam dan pertunjukan karena kita akan melewati beberapa pengikat kabel dari celah itu.
Sekarang ambil dua motor servo dan pasang ke pelat logam dengan lem panas. Sekarang untuk membuatnya diperbaiki secara permanen, gunakan ikatan zip di sekitarnya sehingga motor servo ini tidak bergerak nanti. Setelah motor servo berjalan, potong kabel ekstra yang tersisa.
Sekarang pasang casing baterai di bawah motor sehingga sakelar dayanya mengarah ke luar.
Sekarang pasang papan Arduino pada motor. Sebelumnya, menghubungkan pelindung motor dengan Arduino, beberapa hal perlu ditambahkan pada rangkaian.
Ambil LED dan solder resistor ke kaki positifnya dan solder kabel pendek ke kaki negatif dan kaki resistor lainnya. Kemudian sambungkan rakitan ini ke Arduino dan dorong ke salah satu soket tali sepatu yang tidak digunakan.
Sekarang ambil Sensor Kekuatandan letakkan di sepatu Anda di mana tumit Anda akan bersandar. tidak disarankan untuk menyolder pin sensor gaya karena panas besi solder dapat melelehkan plastik sensor. Jadi lebih baik jika Anda lem atau lakban.
Terakhir, gunakan zip tie untuk mengikat semua tali ke motor servo, sehingga saat motor berputar, semua tali sekaligus.

Pastikan kabel positif dari LED terhubung ke pin2 Arduino. Pin Vcc dan ground dari Force Sensor akan dihubungkan ke 5V dan ground dari Arduino dan pin IN dari sensor gaya akan dihubungkan ke pin A0 dari board Arduino. Terakhir, pasang pin Servo Motor ke pelindung motor dengan hati-hati agar Anda tidak membuat sambungan yang salah.

Langkah 5: Memulai Arduino

Jika sebelumnya Anda belum familiar dengan Arduino IDE, jangan khawatir karena di bawah ini, Anda dapat melihat langkah-langkah jelas burning code pada papan mikrokontroler menggunakan Arduino IDE. Anda dapat mengunduh versi terbaru Arduino IDE dari sini dan mengikuti langkah-langkah yang disebutkan di bawah ini:

Ketika papan Arduino terhubung ke PC Anda, buka "Control panel" dan klik "Hardware and Sound". Kemudian klik "Perangkat dan Pencetak". Temukan nama port tempat papan Arduino Anda terhubung. Dalam kasus saya ini adalah "COM14" tetapi mungkin berbeda di PC Anda.
Kami harus menyertakan perpustakaan untuk menggunakan Servo Motor. Perpustakaan dilampirkan di bawah ini di tautan unduhan bersama dengan kodenya. Pergi ke Sketch> Include Library> Add .ZIP Library.
Sekarang buka Arduino IDE. Dari Alat, atur papan Arduino ke Arduino / Genuino UNO.
Dari menu Alat yang sama, setel nomor port yang Anda lihat di panel kontrol.
Unduh kode yang terlampir di bawah ini dan salin ke IDE Anda. Untuk mengunggah kode, klik tombol unggah.

Anda dapat mengunduh kode dengan mengklik di sini.

Langkah 6: Kode

Kode tersebut dikomentari dengan cukup baik dan cukup jelas. Tapi tetap saja, kode tersebut dijelaskan secara singkat di bawah ini.

1. Pada awalnya, perpustakaan khusus disertakan sehingga motor servo dapat diintegrasikan dengan papan mikrokontroler dan diprogram melaluinya. Dua objek dibuat untuk digunakan dengan motor servo. beberapa pin atau Arduino diinisialisasi yang akan dihubungkan ke driver motor dan beberapa variabel juga dideklarasikan yang akan menyimpan beberapa nilai sementara yang nantinya akan digunakan dalam program utama.

#include       // sertakan perpustakaan untuk menghubungkan motor servo dengan papan mikrokontroler Servo myservo; // membuat objek servo 1 Servo myservo2; // buat objek servo 2 int forcePin = 0; // pin analog 0 terhubung ke sensor gaya int ledPin = 2; // pin digital 2 terhubung ke LED int switchPin = 19; // setel tombol buka kunci ke pin analog 5 int valF; // nilai sensor gaya int valS; // nilai sakelar int thresHold = 500; // mendefinisikan ambang batas tekanan sensor gaya int servoUnlock = 0; // set servo utama ke posisi netral yang tidak diganti (0 derajat) int servoLock = 180; // set servo utama ke posisi bertali (180 derajat) int servoUnlock2 = 180; // setel servo tambahan ke posisi netral yang tidak diganti (0 derajat) int servoLock2 = 0; // setel servo tambahan ke posisi bertali (180 derajat)

2. batal penyiapan ()adalah fungsi yang hanya berjalan satu kali di awal saat mikrokontroler dinyalakan atau tombol aktifkan ditekan. Dalam fungsi ini, pin Arduino diinisialisasi untuk digunakan sebagai INPUT atau OUTPUT. Objek yang dibuat untuk motor servo sebelumnya, digunakan untuk memasang motor servo ke pin tertentu papan Arduino dan servo dipindahkan ke kondisi awal yang tidak terpasang. Kecepatan Baud juga diatur dalam fungsi ini. Baud Rate adalah kecepatan dalam bit per detik yang digunakan mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan perangkat eksternal yang terpasang.

void setup () {Serial.begin // mengatur baud rate mikrokontroler pinMode (ledPin, OUTPUT); // pin digital 2 adalah keluaran untuk LED pinMode (switchPin, INPUT); // pin analog 5 adalah masukan untuk sakelar myservo.attach (9); // melampirkan servos ke pin 9 myservo2.attach (10); // lampirkan servos ke pin 10 myservo.write (servoUnlock); // pindahkan servo 1 ke posisi unlaced myservo2.write (servoUnlock2); // pindahkan servo 2 ke posisi yang tidak ditempatkan}

3. void loop ()adalah fungsi yang berjalan berulang kali dalam satu putaran. Pertama, nilai analog dibaca oleh sensor gaya. Kemudian menunggu nilai sensor gaya melewati nilai ambang batas. Ini akan menunggu kaki untuk benar-benar menetap di tempatnya dan akan mengatur kedua servos ke posisi terkunci. Jika sakelar ditekan, servo akan disetel untuk membuka kunci dan akan menunggu sampai LED akan berkedip tujuh kali.

void loop () {valF = analogRead (forcePin); // baca nilai sensor gaya valS = digitalRead (switchPin); // baca nilai sakelar if (valF> = thresHold) {// menunggu sensor gaya sama atau melewati ambang batas tekanan dan kemudian: delay (1000); // menunggu kaki untuk menetap di sepatu myservo2.write (servoLock2); // setel servo tambahan ke penundaan posisi terkunci (1000); // menunggu satu detik myservo.write (servoLock); // setel servo utama ke penundaan posisi terkunci (1000); // menunggu satu detik digitalWrite (ledPin, HIGH); // nyalakan LED sampai servo terbuka. Hapus baris ini untuk menghemat masa pakai baterai. } if (valS == HIGH) {// menunggu sakelar ditekan, lalu: myservo2.write (servoUnlock2); // membuka kunci penundaan servo tambahan (1000); // menunggu dua detik myservo.write (servoUnlock); // membuka penundaan servo utama (500); // tunggu, lalu kedipkan LED 7 kali digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); penundaan (200); digitalWrite (ledPin, LOW); // mematikan LED off delay (1000); }}

Jadi begitulah keseluruhan prosedur membuat show yang secara otomatis mengikat tali sepatu dengan sendirinya dengan bantuan motor servo, mikrokontroler, dan pelindung motor. Sekarang karena Anda telah mengetahui seluruh prosedur ini, nikmatilah membuat Tampilan AutoLacing di rumah Anda.