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[项目] 快乐智造营 | 18 幸运大转盘

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本帖最后由 怀若谷 于 2023-8-23 19:41 编辑

【系列目录】

快乐智造营 | 18 幸运大转盘图1

制作背景
    幸运大转盘,是庆祝或营销等活动中常用的器具。随着数字时代的到来,实体幸运大转盘已越来越少,已被计算机应用程序和大屏幕所替代。在创客学习中,幸运大转盘常用来作为学习360°舵机使用的实践项目。今天,让我们一起来制作一个能用手势控制的实体幸运大转盘,科技感绝对满满。

功能介绍
        本作品使用了一个基于PAJ7620U2芯片的手势识别传感器,该传感器能够识别多达13种不同的手势。本作品制作中选用了其中的6种手势来实现某个控制指令。当手向上或向下挥动时,可设置转盘的旋转速度;当手向左或向右挥动时,可设置转盘的旋转时长;当手向顺时针方向转动两圈以上时,可启动转盘以预设转速和时长向顺时针方向旋转;逆时针方向转动两圈以上时,可启动转盘以预设转速和时长向逆时针方向旋转。
演示视频↑


硬件清单
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图2
1. Arduino Uno 1
2. IO扩展板 1
3. 手势识别传感器 1
4. 360°舵机 1
5. OLED12864显示屏 1
制作过程
一、硬件连接
  将IO扩展板安装到主控板上,将手势传感器和显示屏连接到扩展板的I2C引脚,将360°舵机连接到D5引脚(也可连接到其他引脚)
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图3

二、编写程序
    本项目程序采用Mind+软件在上传模式下编写,分为四个部分:主程序、识别手势子程序、显示信息子程序、启动转盘子程序。
编写程序前,需要先加载相关的指令积木模块,它们是:【主控板】Arduino Uno【传感器】PAJ7620U2手势识别传感器、【执行器】360°舵机模块、【显示器】OLED-12864显示屏
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图4

    为了实现预定的功能,程序中还需要使用一些变量。本项目程序使用的变量名称及作用如下表所示。

快乐智造营 | 18 幸运大转盘图5


(一)主程序
     主程序主要分为初始化部分和主循环部分,程序及说明如下图所示。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图6

(二)识别手势子程序
    该子程序功能是侦测预设的6种手势是否被触发,如被触发则改变对应的变量的值。因转速和时长存在有效范围,所以程序中使用了约束指令,以保证功能的正常实现。该部分的程序及说明如下图所示。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图7


(三)显示信息子程序
    该子程序的功能是将转盘转动的三个参数及运行状态显示在屏幕上,实现人机交互。程序及说明如下图所示。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图8

(四)启动转盘子程序
    该子程序的功能是根据变量“方向”的值来选择执行停止、顺时针转动、逆时针转动中的某种运转状态或方式。其中顺时针转动和逆时针转动需要读取变量“转速”和“时长”的值来控制舵机的转速和时长。程序及说明如下图所示。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图9



三、结构设计
    本作品使用激光切割木件来制作结构和造型,图纸绘制使用了LaserMaker软件,使用的板材为3毫米厚的椴木板。大致可分为三大部分:支架、主控盒和转盘,图纸如下图所示(黑色为切割,橙色为描线,红色为浅调)。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图10

四、加工制件
    图纸绘制好后,使用激光切割机进行切割加工。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图11


五、组装成型
1. 安装OLED显示屏
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图12

2.  安装手势识别传感器
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图13

3.  组装支架件
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图14

4.  组装盒子(顶板暂不装)
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图15

5.  将盒子固定到支架顶部
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图16

6.  将主控板等电子元件装入盒中固定
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图17

7. 将舵机固定在预留卡口处
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图18

8.  装上盒子的顶板
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图19

9.  将塑料舵盘卡进木制舵盘中
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图20

10.  将舵盘装在舵机轴上,用螺丝紧固
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图21

11.  将转盘和舵盘粘合在一起,圆心重合
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图22


六、调试优化
      安装完成后,接上电源线通电,对各个预设功能进行逐项测试。及时记录发现的问题,分析其原因,通过修改程序、修改图纸等方式来改进优化,以达到比较理想的效果。
快乐智造营 | 18 幸运大转盘图23

总结反思
     本作品在实际使用时,手势识别的精准度和效率还是比较高的。使用中,要先了解使用的手势识别传感器的有效识别距离,并且要考虑环境光线强度可能带来的影响;当然还需要多多练习,才能更好地操控它。
     本作品采用了舵机直接驱动转盘的方式,因舵盘和舵机转轴间仅靠一个小小的螺丝紧固,导致转盘旋转时很难保持在同一个平面,是作品的一大槽点。建议朋友们在制作时,优化结构设计,可以考虑采用齿轮传动的方式驱动转盘旋转。



              本项目的源程序及图纸文件可在附件中下载

源文件.zip

376.25 KB, 下载次数: 42

爱好者Ard  学徒

发表于 2023-8-24 09:25:07

谢谢楼主分享,谢谢
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三春牛-创客  初级技神

发表于 2023-8-26 10:38:50

厉害厉害!
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三春牛-创客  初级技神

发表于 2023-8-26 10:39:52

作品很棒,赞!
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星辰之子  中级技师

发表于 2023-8-28 13:00:38

学到了!赞!
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花生编程  中级技匠

发表于 2023-8-29 17:14:58

厉害厉害
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花生编程  中级技匠

发表于 2023-8-29 17:16:00

不错不错
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