步驟1：所需的組件和模塊

選擇組件時(shí)請(qǐng)記住，此設(shè)備是為了裝入口袋而設(shè)計(jì)的。因此，我找到了最小的顯示器，電池和傳感器。

1。 3d打印案例

2。夏普GP2Y0A41SK0F紅外距離傳感器 X 1

3。 MPU6050加速度計(jì)/陀螺儀模塊 X 1

4。升壓+充電模塊 X 1

5。 Grove鼠標(biāo)編碼器 X 1

6。 128 X 32 OLED顯示屏 X 1

7。 Arduino pro mini ATMEGA328 5V/16MHz X 1

8。 12毫米蜂鳴器 X 1

9。 3.7v，1000mah鋰電池 X 1

10。 TTP223觸摸按鍵模塊 X 3

11。 20x10x2mm釹磁鐵 X 1

12。 CP2102 USB轉(zhuǎn)UART TTL模塊 X 1

13。漆包銅線

14。 10K電阻 X 2

15。 19（長(zhǎng)度）X2（直徑）mm鋼軸 X 1

16。 3mm led X 1

17。任何乙烯基貼紙卷

18。 Micro USB線

MPU6050

MPU6050是一款mems設(shè)備，由3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀組成。它。這有助于我們測(cè)量加速度，速度，方向和位移。這是一個(gè)基于I2C的設(shè)備，運(yùn)行在3.3到5V之間。在這個(gè)項(xiàng)目中，MPU6050用于測(cè)量表面是否水平，還可以測(cè)量線的角度。

GROVE MOUSE ENCODER

這是一個(gè)機(jī)械增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，帶有旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度的反饋數(shù)據(jù)。我使用這個(gè)編碼器，因?yàn)樗俏夷苷业降淖钚〉木幋a器，編程部分也很簡(jiǎn)單。該編碼器每轉(zhuǎn)24步。使用此功能，如果已知車輪直徑，我們可以計(jì)算車輪在編碼器上移動(dòng)的距離。關(guān)于如何執(zhí)行此操作的計(jì)算將在此教程的后續(xù)步驟中進(jìn)行討論。該項(xiàng)目使用編碼器測(cè)量曲線距離。

SHARP GP2Y0A41SK0F IR DISTANCE MODULE

這是模擬傳感器，根據(jù)物體與傳感器的距離，提供可變電壓作為輸出。與其他IR模塊不同，被檢測(cè)物體的顏色不會(huì)影響傳感器的輸出。有許多版本的鋒利傳感器，但我們使用的傳感器范圍為4 - 30厘米。傳感器工作電壓介于4.5至5.5伏之間，僅消耗12 mA電流。紅色（+）和黑色（ - ）線是電源線，第3線（白色或黃色）是模擬輸出線。該項(xiàng)目中使用的傳感器無(wú)需接觸即可測(cè)量線性距離。

步驟2：所需工具

1。一把剪刀

2。切刀或任何其他超鋒利刀片

3。鑷子

4。熱膠槍

5。瞬間膠水（如超級(jí)膠水）

6。橡膠基粘合劑（如Fev鍵）

7。烙鐵和鉛

8。激光切割機(jī)

9。 3D打印機(jī)

10。帶圓盤切割鉆頭的旋轉(zhuǎn)工具

11。剪線鉗

12。砂紙

步驟3：STL文件到3D打印

此設(shè)備的大小寫是在Autodesk Fusion 360軟件中設(shè)計(jì)的。有3件。這些部分的STL文件如下所示。

“ LID ”和“滾輪”文件可以不帶支持打印，而“ BODY ”文件需要支持。我使用綠色PLA在100％填充物下以0.2mm層高度印刷它們。使用的打印機(jī)是TEVO狼蛛。

步驟4：用VINYL覆蓋外殼

1。使用細(xì)砂紙使3D打印件的所有外表面平滑，使乙烯基貼紙易于粘貼。

2。使用濕布去除打磨后可能殘留在表面上的所有細(xì)小顆粒。

3。表面干燥后，在表面涂上乙烯基貼紙。確保沒(méi)有氣泡。

4。用剪刀剪掉邊緣周圍多余的貼紙。

5。現(xiàn)在在外殼的兩側(cè)貼上貼紙并修剪多余的貼紙。

6。使用切紙機(jī)或任何其他剃須刀切割OLED顯示屏，充電端口，編碼器輪和尖銳的紅外傳感器的孔。

警告：非常小心使用鋒利的刀片和工具

步驟5：電路圖

編程A PRO MINI

與Arduino nano不同，pro mini無(wú)法通過(guò)插入U(xiǎn)SB線直接編程，因?yàn)樗鼪](méi)有內(nèi)置的USB轉(zhuǎn)串口TTL轉(zhuǎn)換器。因此，首先我們應(yīng)該將外部USB到串行轉(zhuǎn)換器連接到pro mini以便對(duì)其進(jìn)行編程。第一張圖顯示了這些連接是如何進(jìn)行的。

Vcc - 5V

GND - GND

RXI - TXD

TXD - RXI

DTR - DTR

完整的電路圖

第二張圖顯示了該項(xiàng)目的完整電路圖。

D2 - INT MPU6050

D3 - I/O（模式）

D5 - I/O（UNIT）

D6 - I/O（ZERO）

D7 - +（1）ENCODER

D8 - +（2）ENCODER

A0 - I/O SHARP IR

A1 - +蜂鳴器

A4 - SDA（OLED和MPU6050）

A5 - SCL（OLED和MPU6050）

GND - GND全部模塊和傳感器以及升壓模塊

VCC - +升壓模塊USB端口

B + - BATTERY +

B- - 電池 -

拍攝第3張照片我正在創(chuàng)建代碼。這是一個(gè)臨時(shí)設(shè)置，用于測(cè)試代碼，模塊和電路。您可以選擇嘗試。

步驟6：插入磁鐵

1。在空腔中涂抹瞬間膠水，以便在充電端口孔下方提供磁鐵。

2。將磁鐵放入空腔并按住，直到膠水使用非磁性物品干燥。

磁鐵有助于防止設(shè)備在金屬表面上滑落或移動(dòng)。

第7步：塑造傳感器

為了使設(shè)備盡可能小，銳利紅外傳感器和編碼器的安裝支架使用帶切割盤位附件的旋轉(zhuǎn)工具切斷。

步驟8：放置OLED顯示器

1。在OLED顯示屏背面標(biāo)記引腳名稱，以便以后可以正確連接。

2。將OLED顯示屏放在正確的位置，如第二張圖所示。顯示器的開(kāi)口設(shè)計(jì)成使得顯示器稍微進(jìn)入墻壁。這可確保顯示器處于正確的位置和方向，并且不易移動(dòng)。

3。在顯示屏周圍小心地涂抹熱膠。熱膠是首選，因?yàn)樗悬c(diǎn)像顯示器的減震器，并且在應(yīng)用時(shí)不會(huì)對(duì)顯示器施加壓力。

步驟9：連接觸摸按鈕和MPU6050

1。使用橡膠基粘合劑。

2。粘合劑涂在兩個(gè)表面上。

3。確保所有焊接點(diǎn)面向外殼的開(kāi)口側(cè)，將模塊放置在指定的位置，如圖所示。

4。將模塊和外殼粘在一起后，將它們粘在一起至少2分鐘。

步驟10：提升+充電模塊

這是我從便宜的單電池移動(dòng)電源中取出的模塊。該模塊具有電池保護(hù)電路以及5v，1安培升壓轉(zhuǎn)換器。它還有一個(gè)ON/OFF按鈕，可用作整個(gè)項(xiàng)目的電源開(kāi)關(guān)。使用烙鐵拆下模塊上的母USB端口，并將兩根電線焊接到+ 5v和接地端子，如第4張圖所示。

焊接2公頭插頭連接到B +和B-在前兩張圖片中顯示，然后檢查模塊是否與電池配合使用。

在為模塊提供的平臺(tái)上涂抹瞬間膠水，輕輕放置模塊，確保充電端口和開(kāi)口完全對(duì)齊。

步驟11 ：放置電池和夏普紅外傳感器

1。通過(guò)使用烙鐵或打火機(jī)加熱電線的尖端直到絕緣體熔化，去除漆包銅線的涂層。然后將導(dǎo)線小心地焊接到OLED顯示器上?，F(xiàn)在這樣做是因?yàn)榉胖秒姵睾罂赡芎茈y做到這一點(diǎn)。

2。電池在升壓模塊的平臺(tái)下滑動(dòng)，使其導(dǎo)線連接器朝向OLED顯示屏的方向，如第3張圖所示。

3。尖銳的紅外傳感器插入為其提供的插槽中。

步驟12：連接ARDUINO和BUZZER

1。根據(jù)提供的電路圖，USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器焊接到Arduino。

2。熱膠用于將Arduino粘在電池外殼的中間。

3。將電線焊接到蜂鳴器端子，然后將蜂鳴器推入為其提供的外殼上的圓形腔中，如第7張圖所示。

步驟13：ENCODER

1。使用刀片清潔編碼器的端子。

2。電阻器焊接到編碼器上。

3。根據(jù)電路圖焊接銅線。

4。鋼軸插入3D打印輪。如果車輪太松，請(qǐng)使用瞬間膠將其固定。

5。將軸輪裝置插入編碼器。如果它松散使用即時(shí)膠水。但這一次，要小心不要讓任何膠水進(jìn)入編碼器機(jī)構(gòu)。

6。將編碼器放置在外殼內(nèi)，使車輪通過(guò)提供的開(kāi)口伸出，并確保其自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

7。使用熱膠將編碼器固定到位。

步驟14：布線和焊接

1。電路接線按照之前“ CIRCUIT DIAGRAM ”步驟中給出的電路圖進(jìn)行。

2。所有傳感器和模塊的+ ve和-ve導(dǎo)線并聯(lián)連接到電源。

3。確保沒(méi)有任何導(dǎo)線阻擋IR模塊的視圖或與編碼器輪纏繞。

步驟15：編碼

1。下載下面提供的代碼和庫(kù)。

2。提取庫(kù)文件夾。將這些文件夾復(fù)制到“Arduino”文件夾中的“l(fā)ibraries”文件夾中，該文件夾位于計(jì)算機(jī)的“我的文檔”中（如果您是Windows用戶）。

3。在Arduino IDE中打開(kāi)提供的代碼（“ filal_code ”）并將其上傳到Arduino。

步驟16：MPU6050的校準(zhǔn)

由于MPU6050加速度計(jì)/陀螺儀模塊剛粘在外殼上，因此可能不是完美的水平。因此，請(qǐng)遵循以下步驟來(lái)糾正此零錯(cuò)誤。

步驟1：將設(shè)備插入計(jì)算機(jī)并將其放置在您已知的水平表面上（例如：瓷磚地板）

步驟2：通過(guò)觸摸“M”按鈕進(jìn)入設(shè)備的“LEVEL”模式并記下X和Y值。

第3步：將這些值分配給代碼中的變量“ calibx ”和“ caliby ”。

第4步：再次上傳程序。

步驟17：計(jì)算編碼器每步運(yùn)行的距離

編碼器軸每轉(zhuǎn)的步數(shù)，N = 24步

車輪直徑，D = 12.7mm

周長(zhǎng)輪，C = 2 * pi *（D/2）= 2 * 3.14 * 6.35 = 39.898 mm

因此，每步移動(dòng)的距離= C/N = 39.898/24 = 1.6625 mm

如果你們使用不同直徑的輪子或編碼器，使用不同的步驟通過(guò)替換上面公式中的值，找到每mm移動(dòng)的距離，一旦找到分辨率，在代碼中的公式中輸入該值，如圖所示。

編譯并上傳代碼再次進(jìn)入Arduino。

完成編碼器的校準(zhǔn)并上傳修改后的程序后，您可以從Arduino Pro Mini拆焊并移除USB轉(zhuǎn)串口TTL轉(zhuǎn)換器模塊。

步驟18：在關(guān)閉案例之前測(cè)試所有事項(xiàng)

要測(cè)試的事項(xiàng)：

1。如果充電器可以很容易地插入端口，并且電池正常充電。

2。電源開(kāi)/關(guān)按鈕是否正常工作。

3。 OLED以正確的間距以正確的方向和位置顯示所有內(nèi)容。

4。觸摸按鈕都正常工作并正確標(biāo)記。

5。如果編碼器在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給出距離值。

6。 MPU6050和SHARP IR模塊正在工作并提供正確的讀數(shù)。

7。蜂鳴器正在響起。

8。打開(kāi)時(shí)確保內(nèi)部沒(méi)有任何東西升溫。如果發(fā)生加熱，則意味著某處布線錯(cuò)誤。

9。確保所有部件都固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且不?huì)在外殼中移動(dòng)。

步驟19：放置推按鈕擴(kuò)展器并綁定案例

使用LED延伸按鈕軸

充電模塊上的按鈕軸也是通過(guò)套管上的開(kāi)口短出來(lái)。因此，使用3mm LED頭作為擴(kuò)展器。

1。使用剪線鉗切斷LED的支腳。

2。 LED的平面使用砂紙制成光滑的水平。如果LED太小而無(wú)法用手操作，請(qǐng)使用鑷子。

3。將LED頭放在外殼蓋上的孔中，如圖所示。確保LED不緊，因?yàn)楫?dāng)按下按鈕時(shí)它應(yīng)該滑入和滑出

結(jié)合案例

1。在身體和帽子的邊緣上小心地涂抹任何橡膠基粘合劑（我使用Fevi Bond）。

2。等待5至10分鐘，使膠稍微晾干，然后將兩半壓在一起。確保編碼器輪的鋼軸的自由端進(jìn)入蓋子上為其提供的孔中。

3。使用重負(fù)荷（我使用UPS電池）在膠水干燥時(shí)保持兩個(gè)部件都被按下。

這里建議使用橡膠基粘合劑，因?yàn)橐院蟊仨毚蜷_(kāi)外殼以備電池使用更換或重新編程，可以通過(guò)沿關(guān)節(jié)運(yùn)行鋒利的刀片或刀片輕松完成。

步驟20：標(biāo)記觸摸按鈕

完成標(biāo)簽以便輕松識(shí)別觸摸按鈕位置

使用我自制的激光切割機(jī)從白色不干膠標(biāo)簽上切下字母。

用鑷子將切片從主片上取下然后涂在設(shè)備上在正確的位置和方向。

最大字母高度：8mm

最大字母寬度：10MM

警告：激光焊接時(shí)激光阻擋安全眼鏡ENGRAVER或CUTTER

第21步：結(jié)果