利用Arduino做一个自动系鞋机
2014-12-121.8万
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本文介绍了如何使用Arduino制作一个自动系鞋机。项目名称为“Arduino自动系鞋机”，硬件清单包括Arduino Duemilanove、电机扩展板、压力传感器、伺服电机等。最终效果是当用户踏入鞋子时，压力传感器会激活伺服电机，从而自动系紧鞋带。难度等级适中，适合有一定基础的创客爱好者尝试。
译者按：拥有这双鞋，就能跟别人吹我拥有智能可穿戴设备了……老外比起国人来说，就是骨子里有种自己动手的精神。想要偷懒例如不想自己绑鞋带，就必先付出劳力。不禁要问，太祖爷说的“自己动手，丰衣足食”精神到哪去了？移到老外身上了么？）       还要等到2015年？ 由电影《回到未来II》得到的灵感，这个作品比起实用性来说，概念验证味道还强一些，但还是希望拥有这台机器的你比脚上的耐克鞋还要吸引眼球。 同时，这也是我首次使用Arduino微控制器，我期望在这小小玩意上得到些许经验。 操作过程蛮简单的——踏入鞋子时，压力传感器获取脚部压力值，激活两台伺服电机，从而收紧鞋子。当然，还有个触摸开关用来反转伺服电机，解开鞋带。 受经费所限，我只改装了其中一只鞋子。那陈年体育年鉴我到底放在哪儿了？！（译者注：看过《回到未来II》的观众会知道，主角曾意图买下一本体育年鉴，然后返回过去投注打捞一票的。） 一、零件和工具  零件一只鞋子，带有很多衬垫的高帮鞋，而且鞋底要看起来容易加工改装的。 Arduino，我用的是Duemilanove板。 电机扩展板，由adafruit.com入手的套装工作良好，而且支持多种不同的电机控制。 压力传感器，同样来自adafruit.com。 伺服电机，还是来自adafruit.com。如果能包邮的最好了！（译者注：国人的话，以上零件还是到淘宝好了。） 金属板，大约4乘4英寸（大约10乘10厘米），能良好维持外形用，但也能轻松切断加工。 LED和一些电阻，我身边只有一些1千欧的，也就用它们了。 9伏电池盒，带有开关的。 绝缘铜线，我用了粗的和中的口径。 不同尺寸的塑料扎带，我身边有好多。 塑料1/2英寸绳扣，用于整理缆线。 1/8英寸多股编织尼龙绳，10英尺（约3米）足够用了。 工具：只用基本初级的就行——电烙铁、螺丝刀等，热熔胶枪也备上。 其他：USB连接线，用于连接计算机，把程序载入到Arduino里。 二、鞋带（第一部分）           剪下六段每段约18英寸（约45厘米）长的尼龙线，将尼龙线的内芯拿出，之后再用。 将扎带放到鞋子其中一边的鞋带孔里。我装了5个，在每个扎带之间空出一个孔。 将绳子穿过扎带，如图所示，最后不要修剪。保留它的长度，因为最后他们要连到伺服电机上。 我将扎带扎好的多余部分剪掉，然后用打火机融化了一些尼龙绳，使它看起来更为整洁。如果你将末端1/4英寸部位快速加热，那部分就会变硬，能够防止脱线。 对其他四段重复操作。 系上绳扣，并穿到另一端。 为以后的作品保留第六段外壳尼龙绳。 三、鞋带（第二部分）     系踝鞋带和其他低层的鞋带安装方法很像。它和其他鞋带操作相反，在伺服电机拉鞋带时，它用以对伺服电机施加反向力。（译者注：要不然就是勒脚了。） 我将个小型摇酒器塞进鞋子里，模拟足部运动，这样我就能调节鞋带了。如果有较宽裕的位置，你也能把脚插进去，更能直观看到收紧鞋带的样子。 四、伺服电机板    剪下金属板，装在鞋子背面。我那双鞋子有个小小的橡胶后帮，我就把金属板剪成大概那个形状的样子。 在对粗糙边角为进行打磨后，钻几个洞，用些平头螺丝把金属板装到鞋子上。两枚边上的螺丝实际上是要钻进鞋子里的，由螺母所固定，但因为它们分得比较开，所以在穿鞋子时感觉不到。底部螺丝就直接钻在鞋垫上。 在板块和鞋子之间留些一些空间，之后我们要在上面绑上扎带，用来安装伺服电机。 五、安装电机扩展板   电机扩展板是让Arduino控制不同电机或在内部的伺服电机的附加电路板。 Adafruit.com出的这款扩展板套装，附有安装说明在软件库内，据此你能编程控制伺服电机。 根据网站上提供的教程，将电机焊接在扩展板上，然后再用排针装在Arduino上面。 六、安装伺服电机、电池和Arduino      我们用扎带来安装不同类型的电气元件。 首先把电机安装在安装板上，可选择用些橡胶胶水来固定位置，然后用扎带能缠多紧就缠多紧。 留意一下，大部分扎带是要穿过安装盘和鞋子之间的。我用的扎带在有些地方不够长，于是我将两条串在一起。在安装好伺服电机后，我把扎带多余部分剪了。 在电机下面，用同样方法安装电池盒，把开关放在外面。 最后，就是安装Arduino开发板了。安装洞和扎带两边平行，用螺丝固定就位。 在安装电机扩展板前，有些改动是要做的。 七、在电机扩展板上增添电气元件        烙铁未冷，尚能焊否？在板子上面加上些响铃和哨子吧。 如图所见，我用附加的面包板测试编程了元件。 在程序载入后（程序代码将在教程最后附上），就能永久把零件装上去了。首先，我们要焊接电阻到LED的引脚和两根接在它引脚上面的导线之间。 这个组装操作步骤会穿过没有用的鞋带插口，接着导线接在Arduino上，用热熔胶固定所有东西。请确定清楚哪根线接在LED的正极上！ 接下来安装压力传感器。不建议用焊接，因为将把塑料融化。所以我把一些导线缠在接线端子上，然后用热熔胶固定，然后把传感器上胶并用胶带粘在鞋底，直接在脚跟下面。 那些导线也经过胶合，胶带固定好之后，从鞋背上通过接到Arduino上。 最后，我们用其他的电阻和一些中口径导线，开始将所有东西焊接就位：
电气元件完成！ 八、把鞋带接在伺服电机上   现在只要把鞋带接在伺服电机上，作品的硬件部分就完成了。 这需要不少微调操作——想让脚部在鞋子里感觉舒适，就放松鞋带，但系上鞋带时，你又希望它不碍眼。 我用扎带固定鞋带，将它们连到伺服电机臂上。确保首先电机是在“松鞋带”的位置上。接着程序会将伺服电机旋转180度，绑紧鞋带。 九、上载Arduino程序  将USB线插入Arduino和电脑上，在Arduino开发环境下开启.pde代码文件。在这之前，请确定已经下载好教程中提到的电机扩展板库文件。 按下“上载”，在几秒钟内，程序就传到开发板上，鞋子就做好了。 查看先关资料请进入硬创邦社区www.ingchuang.com 如果喜欢该教程，请关注硬创邦的微信公众号：ingchuang，或者扫描下方的二维码。我的其他教程会在该公众号上更新。  |
话说，其中一张图有点奔放啊。