Daske za surfanje generirane podacima: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ovo je preuzeto iz moje diplomske teze iz Industrijskog dizajna od prije otprilike godinu dana, pa mi je žao ako u tome ima nekih rupa u mom sjećanju možda je malo zaostalo. To je eksperimentalni projekt i postoji toliko mnogo stvari koje su se mogle učiniti drugačije, ne ustručavajte se javiti mi.

Ovaj projekt je na sistemu koji prikuplja podatke za pokretanje programa za izgradnju daske za surfanje. Uređaj koji bilježi očitanja senzora sile dok surfate i primjenjuje te podatke na način koji optimizira oblik vaše daske za surfanje kroz generativno modeliranje.

Ono što ovaj projekt čini uspješnim je to što je daska za surfanje zanimljiv objekt u kojem sila koja djeluje na vrh objekta ima jednaku i suprotnu reakciju na dno. Znači, ako pritisnete više ili manje prstima ili petom kada okrećete dasku za surfanje, to bi trebalo odrediti gdje dasku za surfanje treba drugačije oblikovati.

DIZAJN DASKE

Pretpostavit ću da nisu svi stručnjaci za suvremeni dizajn daska za surfanje i ne mogu se ni nazvati, iako je ovo moje skraćeno objašnjenje. Daske za surfanje su vozila za kretanje vode kroz peraje, a to se postiže kanalizacijom vode kroz donju konkavnu i ukupnu obris daske. Daska za surfanje može se pretjerati kroz asimetrične oblike gdje stvarate dasku za surfanje koja identificira raspodjelu težine prstiju / pete i pokušava to iskoristiti. Identificiranjem gdje surfer vrši najveći pritisak da okrene dasku za surfanje, možemo optimizirati asimetrični oblik za svakog surfera.

KOME JE TO OVO

Ovo je projekt za ugostitelje srednjeg do naprednog surfera, nekoga tko bi mogao dobiti drugu ili treću dasku za surfanje. U ovoj fazi ćete početi razvijati stil koji diktira kako bi vaša daska za surfanje trebala funkcionirati pod vašim nogama.

RESURSI I VJEŠTINE

Podaci se bilježe pomoću Arduino mini -a i analiziraju s Excelom. Za modeliranje daske za surfanje morate imati kopiju Rhinocerous 3D -a sa instaliranim Grasshopper -om. Da biste zapravo proizveli dasku za surfanje, morat ćete imati pristup CNC -u dovoljno velikom za glodanje daske za surfanje.

Korak 1: Senzorska podloga

PLASTICA

Podloga je u osnovi vodootporna torba koja štiti mrežu senzora, a istovremeno vam omogućuje pristup arduino i sd kartici nakon surfanja.

Vreća je izrađena od obloge za ribnjak koja se lijepi PVC ljepilom.

// Materijali //

+ obloga za ribnjak

+ pvc ljepilo

+ FPT Cap

+ Muški adapter

+ VHB traka

+ 3 mm stiren

+ Dvostrana filmska traka

// Alati //

+Rezač za vinil https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… ili X-Acto nož

+ Lemilica

+ Ravnalo

OSJETNIK

+ Otpornik senzora sile (11)

+ 10k ohm otpornik (11)

+ Nasukana žica

+ Arduino mini

+ Arduino štit za evidentiranje podataka

+ Baterija

Korak 2: Testna ploča

// Intro //

Da biste pravilno generirali novu dasku za surfanje, morate početi s demo modelom. Ovaj demo je ponovo kreiran u definiciji skakavaca i osnova je odakle se oblik generira. Iz tog razloga morat ćete napraviti testni model koji možete ručno oblikovati ako je dovoljno dobar ili nabaviti CNCd. Uključio sam AKU datoteku za oblikovanje. Druga je mogućnost korištenje 5'8 Hayden Shapes hipto-kripto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto koja je prilično slična osnovnom modelu.

// detalji //

+ Prazan - EPS (Lebdi nešto bolje od poliuretana i malo je lakši. Podloga je prilično teška)

+ Smola - epoksid (malo je manje vjerovatno da će izgnječiti, a također i njegova elastičnost daje senzorima bolje očitanje, a morate koristiti i epoksid kada stekloplastiku EPS prazninu)

+ Stakloplastika - 4x6 (Ovo je teži posao sa staklom od standardne daske za surfanje, važno je da daska ne dobije previše udaraca, već je prilično teška s podlogom, a budući da je daska malo velika, može vas i dalje prilično dobro plutati sa svom ovom čašom)

Korak 3: Rezanje jastučića

// Intro //

Podloga je izrađena od obloge za ribnjak. Koristio sam rezač za vinil s daskom za rezanje da izrežem sve dijelove, ali mislio bih da bi ispis uzorka, a zatim izrezivanje nožem X-Acto, uspio.

// Koraci //

1. Svaki od ovih rezova morat će se obaviti za obje strane kao što je prikazano na slici

2. Rezovi 1, 2 i 3 će se koristiti za unutrašnjost jastučića senzora. Primarna funkcija ovih komada je održavanje senzora na pravom mjestu i organiziranje žica.

3. komadi 4 i 5 čine vreću u koju će ući svi senzori

4. Također sam izrezao komade stirena koji prelaze kućišta, teorija iza ovoga je proširiti senzore povećavajući površinu.

Korak 4: Ožičenje jastučića

// Intro //

Mreža koja čini ovaj projekt ožičena je na arduino mini sa štitom za bilježenje podataka. Može se učiniti manje ili više kompliciranim ovisno o tome koliko želite da vaš skup podataka bude točan. Zadovoljio sam se sa 11 pinova uzimajući dva mjerenja sa prednje strane centra i jedno s rubova. Ovo vam omogućuje da identificirate gdje se vrši pritisak, iako širok, dovoljan je da program dobije dobru ideju o tome kako treba stvoriti dasku za surfanje.

// Resursi //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Koraci //

1. Pratite shemu i ožičite svaki od senzora, koristio sam naslagana zaglavlja https://www.sparkfun.com/products/11417 za lemljenje svakog od senzora, nisam najbolji u lemljenju i ovo je siguran način kako biste spriječili topljenje senzora.

2. Koristio sam i ploču za kruh kako bih organizirao svoju ploču, otpornike i bateriju. To nije potpuno potrebno, ali bilo je lijepo imati je u lijepom pakiranju

3. Koristio sam dvostranu traku za lijepljenje svih dijelova podloge

Nije potrebno koristiti PVC ljepilo, iako biste mogli

Korak 5: Lijepljenje podloge

// Intro //

Obožavam košuljicu za ribnjake, to su neke zaista kul stvari, nikad prije nisam ni čuo za nju prije ovog projekta, ali kroz neka istraživanja utvrdio sam da je to odličan materijal za izradu podloge. Obloga za ribnjak je najlon obložen PVC -om, što znači da možete koristiti ljepilo za cijevi od PVC -a za njegovo zavarivanje, stvarajući potpuno vodootporno kućište. Također je sjajno jer ga tada možete koristiti za zavarivanje PVC cijevi dodavanjem pristupnih točaka Arduinu.

// Koraci //

1. Da biste napravili kompozit, položite sve komade na donji dio podloge

2. Sve dijelove senzora možete zalijepiti dvostranom trakom ili PVC ljepilom

3. Pomoću PVC okova stvorite pristupnu točku za Arduino na gornjem dijelu jastučića.

+ Postoji tanka linija kada previše nanesete PVC ljepila čini ga mjehurićima i lomljivim, iako premalo čini vezu slabom. Morate samo eksperimentirati s nekim komadima i razumjeti kako to funkcionira

3. Nakon što se svi komadi osuše, zalijepite gornji i donji dio jastučića, imate prilično priliku da to učinite pa budite strpljivi, ja sam to učinio u dijelovima i napravio dvije linije ljepila kako ne bi procurio.

+ Jastučić koji sam napravio trajao je dvije sesije prije nego što se počeo raspadati, slana voda je prilično brutalna.

4. Za pričvršćivanje podloge na dasku za surfanje koristite VHB traku

+ Obavezno obrišite palubu razrjeđivačem i budite sigurni da je super čista prije polaganja podloge

+ VHB traka je zaista jaka, nisam imao problema sa padom jastučića

Korak 6: Program za evidentiranje podataka Arduino

// Intro //

Program Arduino bilježi podatke s mreže senzora na SD karticu. Uključeni su neki izvori o formatiranju i rješavanju problema sa SD karticama. Mogu biti pomalo izbirljivi. Kôd je preuzet sa https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger i modifikovan tako da uključuje sva očitanja senzora.

// Resursi //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Kod //

/* Zapisnik podataka sa SD kartice Ovaj primjer prikazuje kako zapisati podatke s tri analogna senzora na SD karticu pomoću SD biblioteke. Krug: * analogni senzori na analognim ulazima 0, 1 i 2 * SD kartica priključena na SPI sabirnicu na sljedeći način: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (za MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) kreirano 24. studenog 2010. izmijenjeno 9. travnja 2012. od strane Tom Igoe Ovaj primjer koda je u javnoj domeni. */ #include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Otvorite serijsku komunikaciju i pričekajte da se port otvori: Serial.begin (9600); while (! Serijski) {; // čekati povezivanje serijskog porta. Potrebno samo za izvorni USB port} Serial.print ("Inicijalizacija SD kartice …"); // vidjeti je li kartica prisutna i može li se inicijalizirati: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Kartica nije uspjela ili nije prisutna"); // ne radite ništa više: return; } Serial.println ("kartica je inicijalizirana.");} Void loop () {// napravi niz za sastavljanje podataka u dnevnik: String dataString = ""; // čitamo tri senzora i dodajemo ih nizu: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString += String (senzor); if (analogPin <2) {dataString += ","; }} // otvorite datoteku. imajte na umu da samo jedna datoteka može biti otvorena odjednom, // pa morate zatvoriti ovu prije otvaranja druge. Datoteka dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // ako je datoteka dostupna, zapišite u nju: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // štampa i na serijski port: Serial.println (dataString); } // ako datoteka nije otvorena, pojaviće se greška: else {Serial.println ("greška pri otvaranju datalog.txt"); }}

Korak 7: Prikupljanje podataka

// Intro //

Sada je vrijeme da isprobate podlogu. Priključite bateriju i umetnite SD karticu. Dobra je ideja testirati program kako biste bili sigurni da ispravno bilježi podatke prije izlaska. Budite oprezni pri zatezanju PVC poklopca kako ne biste otkinuli jastučić, niti su prilično velike, mada je također dobra ideja da očistite prah s navoja kako bi bio super vodootporan

Ludnica je s ovom podlogom, ocean nije uvijek najljepši, a podloga prilično nezgrapan objekt. Dva puta sam prikupljao podatke pomoću jastučića i nakon toga sam se bojao da jastučić neće izdržati još jedan. Trebali biste biti prilično sigurni u vodu i vaditi je u prilično pitomim danima kako je ne bi otkinuli veliki valovi ili biste se našli u situaciji s daskom za surfanje težom od uobičajene.

Korak 8: Raščlanjivanje podataka

// Intro //

Kada završite sa prikupljanjem podataka, umetnite SD karticu u računar i trebali biste imati fasciklu koja sadrži vrlo dugačak zapis brojeva. Budući da zapisivanje radi tako što kontinuirano pokreće niz spornih očitavanja, morat ćete kopirati dnevnik u excelove ili google tablice kako biste organizirali svaki od skupova senzora. Morat ćete uzeti prosječno očitanje svakog senzora kako biste ga pripremili za umetanje u definiciju skakavaca.

Prilično je lako prepoznati kada ste izvršavali pritisak jer dobivate drastično drugačija očitanja nego kada ste sjedili na svojoj tabli. Neko vrijeme postaje prilično spastičan, a zatim se vraća u dosljednost. Vremena kaosa su ono što želite … samo izbrišite ostalo.

Korak 9: Generiranje prilagođene daske za surfanje

// Intro //

Za ovaj korak morat ćete biti donekle vješti u nosorogu, a skakavac ni na koji način nije previše napredan. U definiciji skakavaca primijetit ćete da postoji gomila čvorova spojenih na različite točke, ono što ćete morati učiniti je zamijeniti svaki od čvorova odgovarajućim očitanjem senzora. Nakon što prikupite podatke i analizirate ih u excelu, morate biti sigurni da pratite odakle je svako od očitanja došlo kako biste mogli prilagoditi model skakavca kako bi na odgovarajući način generirao optimalni oblik.

// Koraci //

1. Otvorite skakavac i učitajte generativnu dasku za surfanje def

2. Umetnite očitanja iz dnevnika podataka, koristio sam medije iz svakog očitanja.

3. Pecite model u skakavcu

+ imat ćete okvir za dasku za surfanje sa samo vektorima

4. SWEEP2 koristeći šine duž središnje i vanjske krivine

+ Ovo oduzima malo vremena i strpljenja, možda ćete trebati i pomiješati površine kako bi sve postalo vodonepropusno

Korak 10: Glodanje daske za surfanje

Posljednji korak je glodanje daske za surfanje. Koristio sam dva bloka stiropora koje sam kupio u kućnom skladištu https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… i zalijepio ih sprejem tako da je bio dovoljno debeo da primi debljinu klackalice i daske. Koristio sam Multicam 3000 koristeći RhinoCAM. Nisam stručnjak za CNC i imao sam puno pomoći u ovom koraku pa zaista ne mogu ponuditi bilo kakav savjet osim da nekoga natjeram da učini ovaj korak umjesto vas;)

Korak 11: Završne misli

Za ovaj projekat mi je trebalo oko godinu dana, a završio sam ga prije skoro godinu dana. Pokazao sam to na CCA izložbi industrijskog dizajna i na sajmu proizvođača. Sada sam ga stavio ovdje jer mi je trebalo toliko vremena da ga pogledam ponovo … Bilo mi je muka gledati te stvari. Nadam se da to cijenite, mislim da bi ova vrsta istraživanja i rada mogli biti korisni u drugim projektima, ako netko zaista pokuša napraviti ovaj Instructable, molim da mi javi njegovu vrstu ludosti i bilo bi sjajno vidjeti kako drugi ljudi preuzimaju na sebe to. Mislim da postoji mnoštvo podataka koji se mogu prikupiti i koristiti za stvaranje proizvoda na nov način. Mislim da je dolazilo novo doba prilagođavanja, a stvari koje se mogu prilagoditi ovoj vrsti brzog prototipiranja mogle bi ući u brzu ličnu proizvodnju.

Rado ću odgovoriti na sva pitanja u vezi procesa, teorija, bilo kojeg programa ili dizajna daske za surfanje općenito.