Дъски за сърф, генерирани от данни: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Това е взето от моята дипломна работа по Индустриален дизайн от преди около година, така че съжалявам, ако има някои дупки в нея, паметта ми може да е малко по -малка. Това е експериментален проект и има толкова много неща, които биха могли да бъдат направени по различен начин, не се колебайте да ме уведомите.

Този проект е на система, която събира данни за стартиране на програма за изграждане на сърф. Устройство, което регистрира показанията от сензорите за сила, докато сърфирате и прилага тези данни по начин, който оптимизира формата на вашата дъска за сърф чрез генеративно моделиране.

Това, което кара този проект да работи, е, че дъската за сърф е интересен обект, където силата, прилагаща се към върха на обекта, има еднаква и противоположна реакция към дъното. Това означава, че ако натискате повече или по -малко с пръстите на краката или петата, когато завъртите дъската за сърф, трябва да диктува къде трябва да бъде оформена вашата дъска за сърф по различен начин.

ДИЗАЙН НА ДЪСКА

Предполагам, че не всеки е експерт в съвременния дизайн на дъски за сърф и също не мога да се нарека такъв, въпреки че тук е моето съкратено обяснение. Дъските за сърф са превозни средства за преместване на вода през перките, това става чрез канализиране на водата през долната вдлъбната и обща контур на дъската. Дъската за сърф може да бъде преувеличена чрез асиметрични форми, където създавате дъска за сърф, която идентифицира разпределението на теглото на пръстите / петите и се опитва да се възползва от това. Чрез идентифициране на мястото, където сърфистът прилага най -голям натиск, за да завърти дъската си за сърф, можем да оптимизираме асиметрична форма за отделния сърфист.

ЗА КОГО Е ТОВА

Това е проект, който се грижи за междинен до напреднал сърфист, някой, който може да получи втората или третата си дъска за сърф. На този етап ще започнете да развивате стил, който диктува как трябва да функционира вашата дъска за сърф под краката ви.

РЕСУРСИ И УМЕНИЯ

Данните се регистрират с помощта на Arduino mini и се анализират с excel. За моделирането на дъската за сърф ще трябва да имате копие на Rhinocerous 3D с инсталиран Grasshopper. За да произвеждате всъщност дъската за сърф, ще трябва да имате достъп до CNC, достатъчно голям, за да фрезерате дъска за сърф.

Стъпка 1: Сензорната подложка

ПОДЛОЖКАТА

Подложката е по същество водоустойчива чанта, която защитава мрежата от сензори, като същевременно ви позволява достъп до arduino и sd картата, след като сърфирате.

Чантата е изработена от облицовка за езерце, която е залепена с помощта на PVC лепило.

// Материали //

+ лайнер за езерце

+ пвц лепило

+ FPT капачка

+ Мъжки адаптер

+ VHB лента

+ 3 мм стирен

+ Двустранна филмова лента

// Инструменти //

+Винилов нож https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… или нож X-Acto

+ Поялник

+ Владетел

СЕНЗОРЪТ

+ Резистор на сензора за сила (11)

+ 10k ohm резистор (11)

+ Многожилен проводник

+ Arduino mini

+ Щит за регистриране на данни на Arduino

+ Батерия

Стъпка 2: Тестова дъска

// Въведение //

За да генерирате правилно нова дъска за сърф, трябва да започнете с демонстрационен модел. Тази демонстрация се създава отново в дефиницията на скакалец и е основата, откъдето се генерира формата. Поради тази причина ще трябва да направите тестов модел, който можете да оформите на ръка, ако е достатъчно добър, или да получите CNCd. Включих файла за оформяне на AKU. Другият вариант е да използвате 5'8 Hayden Shapes хипто-крипто https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, което е доста подобно на базовия модел.

// Подробности //

+ Празно - EPS (Плава малко по -добре от полиуретан и е малко по -леко. Подложката е доста тежка)

+ Смола - епоксидна смола (малко по -малко вероятно е да избледнее, а също и нейната пружинираност дава на сензорите по -добро четене, също така трябва да използвате епоксидна смола, когато фибростъкло EPS заготовка)

+ Фибростъкло - 4x6 (Това е по -тежка стъкларска работа от стандартната дъска за сърф, важно е дъската да не получава твърде много удари, вече е доста тежка с подложката и тъй като дъската е малко тежка, тя все още може да ви плава доста добре с цялото това стъкло)

Стъпка 3: Изрязване на подложката

// Въведение //

Подложката е изработена от облицовка за езерце. Използвах резачка за винил с дъска за рязане под нея, за да изрежа всички парчета, но мисля, че отпечатването на шаблона, след което го изрязвам с нож X-Acto, ще работи.

// Стъпки //

1. Всеки от тези разфасовки ще трябва да се направи за двете страни, както е показано на илюстрацията

2. Изрезите 1, 2 и 3 ще се използват за вътрешността на сензорната подложка. Основната функция на тези части е да поддържат сензорите на правилното място и да организират проводниците.

3. парчета 4 и 5 съставляват чантата, в която ще влязат всички сензори

4. Също така изрязах парчета стирен, които преминават през корпусите, теорията зад това е да се разшири проникването на сензорите чрез увеличаване на повърхността.

Стъпка 4: Окабеляване на подложката

// Въведение //

Мрежата, която съставя този проект, е свързана към arduino mini с щит за регистриране на данни. Тя може да бъде направена повече или по -малко сложна в зависимост от това колко точно искате да бъде вашият набор от данни. Аз се задоволих с 11 пина, като направих две измервания от центъра на предната и една от ръбовете. Това ви позволява да определите къде се прилага натискът, макар и широк, е достатъчно, за да дадете на програмата добра представа как трябва да се генерира дъската за сърф.

// ресурси //

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

// Стъпки //

1. Следвайте схемата и свържете всеки от сензорите, използвах подредени заглавки https://www.sparkfun.com/products/11417 за запояване на всеки от сензорите, не съм най -добрият в запояване и това е безопасен начин за да предотвратите стопяването на сензорите.

2. Използвах и дъска за хляб, за да организирам моята дъска, резистори и батерия Не е напълно необходимо, но беше хубаво да я имам в хубава опаковка

3. Използвах двустранна лента, за да залепя всички части на подложката

не е напълно необходимо да използвате PVC лепило, въпреки че бихте могли

Стъпка 5: Лепене на подложката

// Въведение //

Обичам лайнер за езерце, това са наистина страхотни неща, никога не бях чувал за това преди да направя този проект, но чрез някои изследвания се спрях на това като чудесен материал за изграждането на подложката. Подложката за езерце е найлон с PVC покритие, което означава, че можете да използвате лепило от PVC тръби, за да го заварявате заедно, създавайки напълно водоустойчив корпус. Той също е страхотен, защото тогава можете да го използвате за заваряване на PVC тръби към него, добавяйки точки за достъп към Arduino.

// Стъпки //

1. За да направите композита, поставете всички парчета върху долната част на подложката

2. Можете да залепите всички части от сензора с помощта на двустранна лента или PVC лепило

3. Използвайте PVC фитингите, за да създадете точката за достъп до Arduino върху горната част на подложката.

+ Има тънка линия, когато нанасянето на пвц лепило твърде много го прави мехурчесто и чупливо, макар че твърде малко прави връзката слаба. Просто трябва да експериментирате с някои парчета и да разберете как работи

3. След като всички парчета изсъхнат, прилепете горната и долната част на подложката, имате почти един шанс да направите това, така че бъдете търпеливи, направих го на части и направих две лепилни линии, за да се уверя, че няма да изтече.

+ Подложката, която построих, продължи две сесии, преди да започне да се разпада, солената вода е доста брутална.

4. За залепване на подложката към дъската за сърф използвайте VHB лента

+ Не забравяйте да избършете палубата с разредител за боя и се уверете, че е супер чиста, преди да поставите подложката

+ VHB лентата е наистина здрава, нямах никакви проблеми с падането на подложката

Стъпка 6: Програма за регистриране на данни на Arduino

// Въведение //

Програмата Arduino регистрира данни от сензорната мрежа на SD карта. Включени са някои ресурси за форматиране и отстраняване на проблеми с SD карти. Те могат да бъдат малко причудливи. Кодът е взет от https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger и променен, за да включва всички показания на сензора.

// ресурси //

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

// Код //

/* SD карта за регистриране на данни Този пример показва как да се регистрират данни от три аналогови сензора на SD карта с помощта на SD библиотеката. Веригата: * аналогови сензори на аналогови входове 0, 1 и 2 * SD карта, свързани към SPI шина, както следва: ** MOSI - пин 11 ** MISO - пин 12 ** CLK - пин 13 ** CS - пин 4 (за MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN), създаден на 24 ноември 2010 г., променен на 9 април 2012 г. от Tom Igoe Този примерен код е обществено достояние. */ #include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Отворете серийните комуникации и изчакайте отварянето на порта: Serial.begin (9600); while (! Сериен) {; // изчакайте свързването на серийния порт. Необходимо е само за родния USB порт} Serial.print ("Инициализиране на SD карта …"); // вижте дали картата е налична и може ли да се инициализира: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Card failed, or not present"); // не правете нищо повече: return; } Serial.println ("картата е инициализирана.");} Void loop () {// прави низ за сглобяване на данните за регистрация: String dataString = ""; // прочетете три сензора и добавете към низ: 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 += Низ (сензор); if (analogPin <2) {dataString += ","; }} // отваряне на файла. имайте предвид, че само един файл може да бъде отворен наведнъж //, така че трябва да затворите този, преди да отворите друг. Файл dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // ако файлът е наличен, пишете му: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // отпечатайте и на серийния порт: Serial.println (dataString); } // ако файлът не е отворен, изскача грешка: else {Serial.println ("грешка при отваряне на datalog.txt"); }}

Стъпка 7: Събиране на данните

// Въведение //

Сега е време да изпробвате подложката. Включете батерията и поставете SD картата. Добра идея е да тествате програмата, за да се уверите, че записва данните правилно, преди да излезете. Бъдете внимателни, когато затягате PVC капачката, за да не разкъсате подложката, нишките са доста здрави, въпреки че е добра идея да избършете праха от резбата, така че да стане супер водоустойчива

Това е нещо като лудост, сърфиращо с тази подложка, океанът не винаги е най -хубавият, а подложката е доста тромав обект. Събирах данни с помощта на подложката два пъти и след това се страхувах, че подложката няма да издържи още една. Трябва да сте доста уверени във водата и да я извадите в доста кротки дни, за да не се откъсне от големи вълни или да се окажете в ситуация с по -тежка от нормалната дъска за сърф.

Стъпка 8: Разделяне на данните

// Въведение //

Когато приключите с събирането на данните, поставете вашата SD карта във вашия компютър и трябва да имате папка, съдържаща много дълъг регистър на числата. Тъй като регистрирането работи чрез непрекъснато провеждане на низ от спорни показания, ще трябва да копирате дневника в Excel или google листове, за да организирате всеки от комплектите сензори. Ще искате да вземете средното отчитане на всеки сензор, за да го подготвите за вмъкване в дефиницията на скакалец.

Доста лесно е да се идентифицира, когато сте упражнявали натиск, защото получавате драстично различни показания, отколкото когато седнете на дъската си. Става доста спастично за известно време, след което се връща към последователност. Времената на хаос са това, което искате … просто изтрийте останалото.

Стъпка 9: Генериране на персонализирана дъска за сърф

// Въведение //

За тази стъпка ще трябва да сте донякъде владеещи носорозите и скакалецът не е твърде напреднал по никакъв начин. В дефиницията на скакалец ще забележите, че има куп възли, прикрепени към различни точки, това, което ще трябва да направите, е да замените всеки от възлите със съответните показания на сензора. След като съберете данните и ги анализирате в excel, не забравяйте да следите откъде идва всяко от показанията, за да можете да коригирате модела на скакалец, за да генерирате по подходящ начин оптималната форма.

// Стъпки //

1. Отворете скакалец и заредете генеративната дъска за сърф def

2. Поставете показанията от дневника на данните, използвах средите от всяко отчитане.

3. Изпечете модела в скакалец

+ ще имате рамка на дъската за сърф само с вектори

4. SWEEP2 с помощта на релси по централните и външните криви

+ Това отнема малко време и търпение, може да се наложи и да смесите повърхностите, за да стане всичко водонепроницаемо

Стъпка 10: Фрезоване на дъската за сърф

Последната стъпка е фрезоване на дъската за сърф. Използвах два блока стиропор, които купих от домашно депо https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… и ги залепих със спрей така че да е достатъчно дебел, за да побере дебелината на люлеещата се дъска. Използвах Multicam 3000 с помощта на RhinoCAM. Не съм експерт по CNC и имах много помощ в тази стъпка, така че наистина не мога да предложа никакви съвети, освен да накарам някой да направи тази стъпка вместо вас;)

Стъпка 11: Заключителни мисли

Този проект ми отне около година и го завърших преди почти година. Показах го както на изложението за индустриален дизайн на CCA, така и на Maker Faire. Слагам го тук сега, защото ми отне толкова време, за да го разгледам отново… Толкова ми беше гадно да гледам тези неща. Надявам се, че го оценявате, мисля, че този тип изследвания и работа може да са полезни в други проекти, ако някой наистина се опита да направи този Instructable, моля да ме уведоми за неговия вид лудост и би било чудесно да видя други хора да поемат то. Мисля, че има богатство от данни, които могат да бъдат уловени и използвани при създаването на продукти по нов начин. Мисля, че настъпваше нова ера на персонализиране и неща, които могат да бъдат поръчани от този тип бързо прототипиране, може да навлязат в бързото лично производство.

Щастлив съм да отговоря на всякакви въпроси относно процеса, теориите, която и да е от програмите или дизайна на дъската за сърф като цяло.