Умная одежда — гардероб будущего, улучшенный с помощью инноваций. Большая часть смарт-одежды изготавливается из текстиля со встроенными схемами, датчиками и дополнительным оборудованием для расширения интеллектуальных функций. Она может подключаться к приложениям на смартфонах или программному обеспечению ПК через Bluetooth или Wi-Fi. С помощью интеллектуальных датчиков, эта одежда собирает показатели активности пользователей и ключевые биометрические данные.
Какие компании производят смарт-одежду?
Популярность инновационного гардероба набирает всё большие обороты среди технологических компаний и модных брендов. Среди крупных корпораций, экспериментирующих с такой одеждой, можно выделить — Under Armour, Levi's, Tommy Hilfiger, Samsung, Ralph Lauren и Google. Не менее значимую роль в создании умной одежды занимают и другие, менее известные, но быстрорастущие компании — Sensora, Loomia, Komodo Technologies и Hexoskin.
Это дорого стоит?
Из-за дополнительных затрат, необходимых для внедрения технологий в смарт-гардероб, она дороже, чем традиционная одежда. Например, обычная куртка будет стоить около 100 долларов, а смарт-куртка аналогичного стиля обойдётся вам от 200 до 500 долларов, в зависимости от выбранного бренда. Более доступные имитации популярных продуктов, со временем, всё чаще и чаще будут появляться на онлайн-рынках, таких как Amazon, Aliexpress и Wish, поэтому, если вы давно мечтали о блузке, которая будет сигнализировать вам о начавшемся обеде, пора открывать поисковик!
Функциональные возможности
Основная функция умного гардероба — воспринимать внешние раздражители и предотвращать их воздействие на пользователя.
Электропроводность и передачу данных обеспечивают оптические волокна и проводящие полимеры. Для производства передовых волокон швейные компании используют нейлон, хлопок, полиэстер, шёлк и шерсть.
Чтобы избежать потери функциональных возможностей одежды после стирки и долгой носки, её покрывают наночастицами. Их использование повышает прочность, позволяет тканям сохранять свои исходные характеристики и придаёт одежде антибактериальные и водоотталкивающие свойства.
Источник питания
Большинство компаний, производящих смарт-одежду, используют литий-ионные аккумуляторы, которые требуют частой зарядки, что не практично для долгосрочного использования. В 2021 году совместными усилиями исследователей Университета Бата в Великобритании, Института исследований полимеров Макса Планка в Германии и Университета Коимбры в Португалии были разработаны нейлоновые волокна, которые вырабатывают электричество от движений тела.
Искусственный интеллект
Использование ИИ в смарт-одежде в настоящее время ограничено виртуальными системами фитнес-тренировок. Такие стартапы как Sensoria, предлагают виртуального тренера, который помогает владельцам смарт-футболок улучшать результаты бега с помощью тщательной аналитики.
В 2019 году компания Google начала начала подключать свою чат-бот платформу Assistant в куртку Levi's Commuter Trucker. Пользователи могли прокладывать маршруты и получать ответы на вопросы о времени, погоде и новостях, совершая заранее заданные жесты на манжете куртки.
Самые интересные предметы смарт-гардероба на 2022 год
Любому новичку будет сложно осваивать позы йоги без хорошего инструктора, а иногда нам не хватает времени и сил для того, чтобы найти подходящую студию с достойным тренером, ведь проще заниматься дома. Именно для таких случаев разработчики сиднейского стартапа Wearable X создали брюки Nadi X. Штаны реагируют на движения пользователя и сообщают о том, что принятая им поза не соответствует необходимой.
Используя тактильную обратную связь, смарт-брюки посылают вибрации на ту часть тела, которую нужно скорректировать. Брюки синхронизируются через Bluetooth с вашим смартфоном и через сопутствующее приложение дают дополнительную обратную связь. Штаны для йоги Nadi X доступны для женщин и мужчин различных размеров и полностью пригодны для машинной стирки после снятия аккумуляторного блока, который крепится к задней части левого колена брюк.
Куртка Levi's стала первым предметом одежды, который был запущен на платформе Google Project Jacquard. Она подключается к телефону через Bluetooth. Касаясь разных областей рукава, пользователи могут взаимодействовать с различными сервисами, включая музыку и картографические приложения. Вы можете отклонять телефонные звонки смахиванием или двойным касанием, прокладывать маршруты, не доставая телефон.
Смарт-рубашка создана, в основном, для спортсменов. Встроенные датчики записывают ключевые данные, такие как анаэробный порог, вариабельность сердечного ритма, а также уровень физической подготовки и стресса. Данные можно просматривать в режиме реального времени в приложении для смартфона. Кроме анализа биометрических данных, вы получите рекомендации для оптимизации тренировок, а также кейсы с упражнениями, подходящими именно вам.
В самом начале производства Komodo Technologies столкнулись с проблемой неудачной рекламной кампании, но всё же нашли способ запустить свой компрессионный рукав в массы. Умный предмет одежды использует технологию электрокардиограммы (ЭКГ) для контроля сердечного ритма. Рукав отслеживает качество сна и интенсивность тренировок и предоставляет точные данные о частоте сердечных сокращений.
В основной интеллектуальный модуль встроены датчики для контроля УФ-лучей, качества воздуха и температуры тела. В ближайшем будущем разработчики стартапа AIO собираются добавить функции измерения уровня стресса и обнаружения воспалений сердца.
Последнее поколение Owlet Smart Sock использует технологию пульсоксиметрии (метода определения степени насыщения крови кислородом), которая используется в больницах для контроля частоты сердечных сокращений младенцев.
Смарт-носки синхронизируются с вашим смартфоном для передачи данных в режиме реального времени. Радиус действия Bluetooth — до 30 метров.
Носки совместимы с новой платформой Owlet Connected Care, которая помогает выявлять бронхиолит, нарушения сна, пневмонию, пороки сердца, хронические заболевания лёгких и другие потенциальные проблемы со здоровьем. С таким умным предметом гардероба ваш малыш будет окружён вниманием 24 часа в сутки.
Коллекция купальников Neviano UV Protect оснащена съемным водонепроницаемым датчиком в виде медальона, который не позволяет вам слишком долго оставаться на солнце. Купальники отличаются стильным дизайном и оснащены датчиками ультрафиолетового излучения.
После того, как вы выберите свой тип кожи в приложении, оно будет отслеживать температуру вашего тела в течение дня. Смарт-купальник отправляет предупреждения, когда пора нанести солнцезащитный крем или уйти в тень.
Носки Sensoria соединены с умным съёмным браслетом, синхронизирующимся с вашим телефоном через Bluetooth. Смарт-вещь подсчитывает шаги, скорость, потреблённые калории, рассчитывает высоту и отслеживает расстояние.
Основное преимущество носков Sensoria заключается в их способности идентифицировать ваш стиль бега и определять, не рискуете ли вы получить из-за него травму. Удары пяткой, удары по мячу, срезание углов — всё это моментально фиксируется в приложении.
Умные водонепроницаемые очки от Snapchat оснащены двумя микрофонами и камерой, которая включается лёгким нажатием кнопки на корпусе. Они способны синхронизироваться со смартфоном через Bluetooth. Очки обладают функцией AR и заряжаются с помощью футляра-аккумулятора. Теперь у любителей моды есть возможность не только похвастаться стильной обновкой, но и запечатлеть реакцию собеседника!
Смарт-одежда медленно, но верно, занимает полки магазинов известных брендов, пользуясь всё большей популярностью, благодаря стремлению людей сканировать себя и контролировать здоровье. Нет никаких сомнений — со временем, приходя на приём к врачу, мы будем делиться данными о состоянии нашего организма через специальные приложения на смартфонах!
Изготовление печатных плат в домашних условиях – очень полезный навык, который каждому творцу хорошо бы иметь в своём арсенале. Для многих интересных проектов одной Arduino или Raspberry Pi не достаточно, требуется дополнительная оригинальная плата, разработанная и изготовленная с учётом всех особенностей сборки.
Разумеется, есть возможность сделать заказ на соответствующем ресурсе (каких в интернете много) и дождаться изготовления и доставки платы. Но это оправдано при производстве крупных партий. В среде энтузиастов-изобретателей этот способ не имеет большой популярности. Зачем ждать, если можно сделать плату самостоятельно?
Методов существует много, но сегодня речь пойдёт только о самом популярном из них – лазерно-утюжной технологии (ЛУТ).
Кратко технологию можно описать так: на фольгированный текстолит посредством давления и нагревания переносится с листа бумаги рисунок микросхемы (тонер), а затем всё ненужное вытравливается в растворе хлорного железа.
Сам по себе текстолит – диэлектрик, он не проводит электрический ток, но внешний слой медной фольги делает его поверхность проводящей. Травление – это процесс удаления фрагментов медного слоя, но тонер защищает нужные нам участки проводника и сохраняет их проводящие свойства. В результате получается медный рисунок микросхемы на чистом текстолите – полноценная основа любой печатной платы.
Теперь более подробно остановимся на каждом этапе технологии.
Шаг 1: подготовка материалов
Большую часть средств, необходимых для процесса, можно найти у себя дома, в мастерской или в строительном магазине. Они доступны везде и каждому. Исключением может стать, разве что, лазерный принтер. Это дорогое оборудование, но обойтись без него никак нельзя. Необходимость эта объясняется тем, что именно в лазерных принтерах в качестве красящего вещества используется тонер – порошок из железа и смолы. Если такого принтера у вас под рукой не оказалось, можно попытать счастья в ближайшем печатном салоне. Главное – напечатать рисунок на глянцевой бумаге (подойдёт страница журнала) и с выкрученной на максимум насыщенностью в настройках печати. Чем «жирнее» будет рисунок, тем лучше он потом перенесётся на текстолит.
Итак, список необходимых материалов:
– фольгированный текстолит;
– раствор хлорного железа;
– ацетон;
– перманентный маркер;
– наждачная бумага «нулёвка»;
– распечатка микросхемы;
– утюг;
– сверлильный станок;
– паяльник;
– гелевый флюс (канифоль в гелевом состоянии).
Шаг 2: обработка текстолита и перенос рисунка
Перед тем как использовать текстолит, его поверхность необходимо зашкурить (потереть наждачной бумагой) и обезжирить (обработать ацетоном). Этот шаг необходим для того, чтобы улучшить сцепление тонера с металлом и облегчить дальнейший процесс лужения дорожек микросхемы. Учтите, что после обработки к текстолиту руками прикасаться нельзя, во избежание новых жировых загрязнений.
После успешной обработки поверхности, можно сразу приступать к переносу рисунка. Для этого берём распечатку микросхемы и прикладываем к текстолиту лицевой стороной. Вооружившись утюгом, начинаем гладить плату. Чем выше будет температура и давление, тем лучше перенесётся тонер. В целом, достаточно и двух минут этого действия, главное прогладить всё тщательно и равномерно.
По завершении, нужно сразу опустить плату в горячую воду на несколько минут, чтобы отслоились кусочки бумаги.
Если вы заметите, что некоторые части схемы переносятся плохо, не паникуйте. Для таких погрешностей мы и подготовили перманентный маркер. Просто дорисуйте недостающие кусочки схемы и двигайтесь дальше!
Шаг 3: травление
Чтобы протравить плату, сначала нужно замешать раствор хлорного железа в подходящей ёмкости. Лучше всего для этих целей подойдёт контейнер из пластика или из стекла, но ни в коем случае не металлический, поскольку едкий раствор непременно попытается вступить с ним во взаимодействие.
Важно обезопасить глаза и кожу рук от контакта с травителем: помогут защитные очки и перчатки.
Когда раствор готов, опускаем в него плату и ждём. Процесс травления в среднем занимает около 40 минут. Если хочется, чтобы всё прошло быстрее, то периодически нужно помешивать раствор и подогревать.
Определить готовность платы можно по внешним признакам. Если она пожелтела или начала казаться полупрозрачной, значит процесс подошёл к концу и пора вытаскивать.
Завершающим действием будет удаление тонера с поверхности платы. Его функция была исключительно защитной, он нам больше не нужен. Необходимо удалить тонер ацетоном, чтобы обнажились и очистились медные дорожки микросхемы.
Остались финальные штрихи.
Шаг 4: сверление и нанесение флюса
Плата готова, медные дорожки есть, но куда крепить компоненты?
На любой печатной плате должны быть контактные площадки. Необходимо взять самое тонкое сверло (0,3 - 1 мм) и просверлить их.
После этого плату нужно залудить, то есть нанести на дорожки тонкий слой припоя. Делается это для того, чтобы защитить медь от коррозии и увеличить сечение дорожек.
Просто нанесите ватной палочкой гелевый флюс на все дорожки микросхемы, а потом проведите по ним паяльником. Дорожки должны стать характерного серебристого цвета.
И на этом всё.
Плата готова к использованию!
Теперь перед вами открыт совершенно новый мир электроники! С технологией ЛУТ ваши возможности становятся шире. Конструируйте сложные микросхемы без оглядки на особенности заводских плат, поскольку теперь вам доступна быстрая и простая реализация прототипа любой схемы.
Делали подобное сами? Присылайте нам свои работы и вдохновляйтесь идеями единомышленников.
Начните год с создания чего-то необычного и, в долгосрочной перспективе, полезного. Мы подготовили инструкцию по сборке домашнего лазерного станка для гравировки. Сфера применения такого станка широкая: начиная с изготовления оригинальных эмблем, логотипов и деревянных гравюр и заканчивая дизайном мебели, предметов интерьера и чехлов для смартфонов. Собрать лазерный гравер высокого разрешения довольно сложно, но процесс обещает быть интересным. Благодаря Сураджиту Маджумдару, изобретателю из Индии, который собственноручно собрал этот гравер, мы теперь знаем, как сделать свой домашний станок.
Для реализации проекта нам понадобятся следующие компоненты:
– аппаратная платформа Arduino Nano;
– фокусируемый лазерный модуль (выходная мощность – 250 мВт, длина волны – 650 нм);
– два драйвера шагового двигателя A4988;
– транзистор IRFZ44N N-канальный;
– линейный стабилизатор напряжения LM7805;
– радиатор для лазера;
– радиатор IC;
– конденсатор (ёмкость – 1000uF);
– два резистора (10 кОм и 47 Ом);
– однорядные штыревые разъемы для Arduino;
– клеммник винтовой;
– разъем JST 2.0 с кабелем;
– колпачок перемычки 2,5 мм;
– термоусадочная трубка;
– два DVD привода;
– индивидуальная печатная плата;
– акриловый лист 5 мм.
Инструменты:
– паяльник;
– сверлильный станок;
– лобзик или мини-пила;
– наждачная бумага;
– кусачки;
– суперклей.
Шаг 1: корпус
Первым делом мы сделаем корпус для будущего станка. Акриловый лист отлично подходит для любого DIY-проекта. Его легко резать, гнуть, шлифовать, и при этом он достаточно прочный, чтобы служить основой для всей сборки.
Здесь есть готовые шаблоны (первый и второй), которые необходимо скачать, распечатать, а затем вырезать и наклеить на акриловый лист.
Рис.1
Затем нужно разрезать заготовку в соответствии с формой шаблона, используя лобзик или мини-пилу, чтобы получились детали как на рисунке 1. Пластиковое покрытие с акрила можно снять и все части корпуса отшлифовать наждачной бумагой, чтобы получить гладкую матовую поверхность.
Рис. 2
Рис. 3
Осталось только соединить все части вместе с помощью суперклея, как на рисунках 2 и 3. Корпус готов.
Шаг 2: трансформация приводов
DVD диски давно ушли со сцены, и приводы в большинстве своем похоронены в старых нерабочих системных блоках. Но творческий предприимчивый ум всегда найдет применение хорошим вещам уходящей эпохи!
Для настоящего проекта нам понадобится два пишущих привода. Один для оси X (вертикаль) и другой для оси Y (горизонталь).
С помощью отвертки нужно удалить все винты и отсоединить все разъемы и кабели, как показано на рисунках.
Рис. 4
Рис. 5
Затем нужно открыть держатель диска, открутить и отсоединить выдвижной механизм – в нём как раз располагается шаговый двигатель.
Рис. 6
Гибкую печатную плату двигателя нужно разрезать и припаять к ней кабель JST, как на рисунке 7. А другой конец кабеля нужно припаять к штыревому разъему и закрепить с помощью термоусадочной трубки, как на рисунках 8 и 9 (для этого трубку нужно нагреть, это можно сделать как зажигалкой, так и паяльником).
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Шаг 3: сборка механизма
Сначала нам нужно сделать отверстия для крепления раздвижного механизма, используя сверло 3 мм.
Рис. 10
Для придания устойчивости нашему сооружению, обязательно используем 6-миллиметровые подставки. Их нужно прикрепить с помощью клея к угловым отверстиям механизма (рисунок 11). Эти маленькие детали помогут снизить вибрацию и получить более высокую точность гравировки.
Рис. 11
Чтобы установить раздвижной механизм в основной корпус, используем винты M3x12 и закрепляем гайками с обратной стороны для более надежной фиксации.
Рис. 12
Теперь нам нужно вырезать два квадратика из акрила, размер первого – 3х3 см, второго – 9х9. Сначала с помощью клея устанавливаем первый квадратик (он будет выполнять роль нижней гравировальной платформы), а поверх него уже ставим второй. Для основной платформы лучше использовать металл, но акриловый лист тоже подойдёт.
Рис. 13
Рис. 14
По завершении сборки, можно отложить механизмы в сторону. Так как пришло время поработать с Arduino.
Шаг 4: электроника
В этом проекте используется специально разработанная печатная плата, которую можно заказать на JLCPCB или изготовить самостоятельно методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Схема платы (локальная копия) и файл формата gerber (локальная копия) – это всё, что нужно для её разработки и изготовления.
Рис. 15
Получив плату, мы можем приступать к пайке. Процесс этот кропотливый, наконечник паяльника должен быть тонким и чистым, а рука – твердой.
Рис. 16
Рис. 17
Рис. 18
Рис. 19
Можно начать с пайки штыревых разъёмов, а затем перейти к остальным компонентам схемы, для удобства (смотрите рисунки 16, 17, 18 и 19). Когда транзистор, стабилизатор, конденсатор, клеммник и резисторы на месте, переходим к установке драйверов.
Рис. 20
Рис. 21
Рис. 22
В управлении шаговыми двигателями без специальных драйверов не обойтись. Популярный А4988 работает от напряжения 8-35 В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора (и до 2 A с радиатором). Одним из основных параметров шаговых двигателей является количество шагов на один оборот 360°. Например, для двигателя DVD привода это 200 шагов на оборот, то есть 1 шаг равен 1.8°. Драйвер A4988 позволяет увеличить это значение за счёт возможности управления промежуточными шагами, он имеет пять режимов микрошага: 1(полный), 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16.
В GRBL (библиотека данных для прошивки контроллера, мы с ней ещё разберемся) цифровые и аналоговые пины Arduino зарезервированы. Контакты STEP (шаг) для осей X и Y подключены к цифровым контактам 2 и 3 соответственно, а контакты DIR (направление) к 5 и 6 контактам.
Контакты VDD, отвечающие за питание драйверов, подключены к 5 V на Arduino. Сама же Arduino получает питание через USB-кабель.
Пины MS1, MS2 и MS3 предназначены для настройки микрошага.
Low Low Low – полный шаг
High Low Low – 1/2
Low High Low – 1/4
High High Low – 1/8
High High High – 1/16
Шаг 5: финальный монтаж
Теперь пришло время прикрепить лазерный модуль и плату к корпусу гравера. Для длительной работы лазера нам необходим радиатор (можно достать из старой материнской платы).
Рис. 23
С помощью суперклея крепим радиатор с лазером к ползунку оси X, а плату устанавливаем на задней части корпуса с помощью винтов M3, как на рисунках 24 и 25. После этого подключаем кабели JST к разъемам на драйверах шаговых двигателей.
Рис. 24
Рис. 25
Шаг 6: прошивка GRBL и программное обеспечение LaserGRBL
GRBL - это прошивка для плат Arduino, которая управляет шаговыми двигателями и, по сути, выполняет функцию контроллера. GRBL использует Gcode (язык программирования устройств с ЧПУ) в качестве входных и выходных сигналов через контакты Arduino.
Сначала прошивку необходимо скачать (локальная копия).
Открываем Arduino IDE (локальная копия) и следуем таким путём:
Sketch»Include Library» Add.Zip Library» файл grbl-master.zip.
Библиотека установлена. Теперь нам нужно загрузить скетч grbl (скетч - это единица кода, которая загружается в плату и выполняется на ней).
Ищем скетч из меню File»Examples»grbl» grblUpload
Далее выбираем нужную плату и порт, нажимаем на кнопку загрузки и идём дальше знакомиться с программным обеспечением.
LaserGRBL - это один из лучших стримеров GCode для DIY лазерного гравера.
Рис. 26
LaserGRBL может загружать и передавать GCode-путь на Аrduino, гравировать изображения, картинки и логотипы с помощью встроенного инструмента преобразования. Его нужно просто скачать (локальная копия) и установить на компьютер.
После успешной установки открываем LaserGRBL, выбираем правильный COM-порт и скорость передачи данных для соединения.
Теперь мы, наконец, можем загрузить изображение, которое хотим выгравировать. LaserGRBL поддерживает любой формат изображения, нужно только не ошибиться с размером (40x40 мм).
И настало время гравировки!
Мы желаем успехов каждому, кто возьмётся за воплощение этого проекта в реальность. Творите, экспериментируйте, добавляйте в сборку что-то своё. Полученным результатом вы всегда можете поделиться с нами.
И пусть ваш гравер прослужит вам долго!
Компания ICON.AI представила смарт-зеркало, получившее название Sound Mirror («Акустическое зеркало»). Устройство было удостоено награды CES за инновации.
Акустическое зеркало — именно то, что вы могли бы себе представить из названия. Это приспособление для замены вашего обычного повседневного зеркала, которое работает с помощником Alexa от Amazon. Полноразмерное устройство оснащено интеллектуальным динамиком для голосовой связи и доступно в двух вариантах: круглом и в форме овальной подковы.
Sound mirror станет прекрасным дизайнерским решением и настоящим украшением для вашего дома или офиса. Минималистичная геометрия органично впишется в современные интерьеры и архитектуру. Продукт будет выпускаться в четырёх различных вариантах отделки (золото, хром, матовый чёрный и матовый белый).
Смарт-зеркало поддерживает Bluetooth и Wi-Fi. Пользователи могут транслировать музыку и подкасты из Spotify, Apple Music, TuneIn, Pandora и iHeartRadio. Также можно задавать команды Алексе, поскольку устройство интегрировано прямо в экосистему Amazon. Такая функция заинтересует всех любителей исполнить пару-тройку хитов в душе: стоит только попросить, и голосовой помощник подберёт вам лучшую композицию для исполнения или поможет решить проблемы с самооценкой, ведь вы легко научите своего домашнего робота говорить комплименты!
Кроме музыки, зеркало способно транслировать новости, давать подсказки о погоде и даже устанавливать будильник.
ICON.AI — не первая компания, объединившая зеркала с искусственным интеллектом. Несколько лет назад, на выставке CES 2018, компания Kohler продемонстрировала линейку умных товаров для ванных комнат, в том числе зеркало Verdera Voice Lighted. Однако, Sound mirror обещает быть более функциональным и удобным в использовании устройством: обладатели его предшественника часто оставляли негативные отзывы на интерфейс приложения и некачественный звук.
Что касается качества звука, ICON.AI обещает «высококачественный, впечатляющий звук», но не сообщает подробностей о драйверах или сабвуферах. Сам динамик располагается в нижней части корпуса устройства.
Управление осуществляется через приложение Sound Mirror, с помощью которого пользователи могут настраивать звук. Приложение предлагает различные предустановки эквалайзера, которые идеально скорректируют акустику именно для вашей комнаты.
Зеркало можно использовать для управления другими интеллектуальными устройствами в вашем доме. Возможно, самое время установить пару умных светильников, душ с автоматической регулировкой температуры воды и сенсорный кран. Главное — если дом станет умнее его обитателей, искусственный интеллект о вас позаботится!
Гаджет водонепроницаемый — смело плескайтесь в душе и не бойтесь сломать свой новенький девайс!
С помощью Sound mirror можно остроумно подшутить над семьей или гостями. Только представьте, как они удивятся, когда, посмотревшись в зеркало, услышат песню «Superstar» одной известной на российской эстраде блондинки.
На данный момент ICON.AI не даёт чётких характеристик своего зеркала и не раскрывает подробности о его внутреннем устройстве. Цена и доступность гаджета остаются загадкой. Однако, на устройство уже оформлено большое количество предзаказов. Кажется, Sound Mirror быстрыми шагами сможет завоевать любовь всех фанатов караоке в душе!
Хорошо, что на просторах интернета можно познакомиться с творчеством таких замечательных изобретателей как Наташа. Эта девушка мастерит удивительные вещи из подручных материалов, руководствуясь лишь своей безграничной фантазией и любовью к технологиям.
В преддверии новогодних праздников Наташа собрала поющую ёлку и подробно рассказала, из чего и как можно сделать такую же всего за пару часов. Благодаря движущимся губам и глазам эта чудаковатая ёлка станет приятным удивлением для детей и взрослых и многих заставит поломать голову над вопросом «как же это сделано». При этом базовый проект довольно прост, и не требует от создателя большого опыта в области электроники и робототехники.
Вот, что понадобится:
– одна плата Bit Board;
– два микроконтроллера micro:bit;
– три сервопривода Brick Compatible 720 Degree;
– один винтовой терминал Crazy Circuits Screw Terminal Chip;
– стандартный держатель для 2 батареек типа AAA;
– токопроводящая лента Maker Tape 1/8 дюйма;
– деталь LEGO Beam 5 x 0.5;
– Extra Large Google Eyes (самоклеящиеся большие глаза из пластика);
– фетр зеленый, красный и черный;
– картон;
– гибкие синельные проволоки;
– акриловая краска;
– палочка от мороженного;
– клейкая лента;
– клеевый пистолет;
– нож;
– ножницы;
– компьютер.
Рис. 1
Список необходимых компонентов может показаться большим, но это только на первый взгляд. На самом деле, большая часть электроники входит в один комплект Crazy Circuits Bit Board, предназначенный для того, чтобы собирать и программировать устройства, не нуждаясь в дополнительных материалах.
Сюда входит плата Bit Board, два микроконтроллера Micro:Bit, клейкая лента Maker Tape, сервопривод Brick Compatible 270 Degree и держатель для батареек с разъемом JST. Набор Crazy Circuits Bit Board примечателен ещё тем, что все его компоненты совместимы с платформой и деталями LEGO, что делает изобретение еще более удобным и простым.
Стоит также отметить некоторые особенности платы Micro:Bit, поскольку в функционировании ёлки она играет главную роль. В сравнении, например, с Arduino, Micro:Bit предлагает гораздо более наглядный способ работы с микроконтроллерами. Эта плата была создана для того, чтобы дети могли легко понять взаимосвязь программного и аппаратного обеспечения.
Она имеет светодиодный дисплей, кнопки, датчики и множество функций ввода/вывода, которые можно как угодно запрограммировать. Здесь даже есть возможность определения и воспроизведения звука, и это главный конёк Micro:Bit в процессе создания поющей ёлки.
Рис. 2
А теперь, непосредственно, сама сборка.
Шаг 1: шаблоны
Первый этап – работа над лицом ёлки. Нужно позаботиться о том, чтобы её глаза и рот могли двигаться. Для этого сначала заготавливаются картонные шаблоны – два полуовала, четыре круга с отверстиями по центру (круги должны быть того же размера, что и готовые Google Eyes) и одна подставка с прорезью для сервопривода и шестью отверстиями, как на рисунке 3.
Рис. 3
Два круга должны быть сделаны из белого картона либо покрашены в белый цвет.
Рис. 4
Также вырезаются детали из фетра в соответствии с размерами картонных полуовалов.
Рис. 5
Шаг 2: рот
Теперь картонные части рта помещаются вместе, как на рисунке, и сверху к ним клеится красная фетровая часть. А зеленые кусочки фетра клеятся к другой стороне картона. Один из зеленых кусочков должен быть приклеен полностью, второй – только по круглому краю, чтобы образовался кармашек, в который позже можно будет вставить палочку для мороженого. Края получившихся губ можно обрамить тонкой еловой веточкой.
Рис. 6
Рис. 7
Заднюю панель нужно покрасить в зеленый цвет, чтобы она сливалась с ветвями и прикрепить к ней сервопривод с помощью синельной проволоки, как показано на рисунке 8.
Рис. 8
Теперь нужно взять палочку для мороженного и при необходимости обрезать, так как её длина должна быть 7 сантиметров.
С помощью токопроводящей ленты Maker Tape палочка крепится к детали LEGO Beam 5 x 0.5. Важно не закрывать деталь полностью, как это показано на рисунках 9, 10 и 11, чтобы была возможность подключить палочку к мотору.
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
В оставшиеся отверстия панели нужно также продеть синельные проволоки – они будут использованы как крепления, чтобы привязать панель к ветвям ёлки.
Рис. 12
Теперь кармашек рта нужно надеть на палочку от мороженого и расположите его по центру на задней панели. Сам рот нужно приклеить к панели таким образом, чтобы нижняя его часть (та, что с кармашком и палочкой) могла свободно двигаться вверх-вниз.
Рис. 13
Рот для ёлки готов!
Шаг 3: глаза
Теперь подобный фокус с деталью LEGO и сервоприводом нужно повторить для глазок.
Сначала нужно аккуратно отрезать пластик от Google Eyes, а к обратной стороне зрачков приклеить детали LEGO, прямо как на рисунках 14 и 15.
Рис. 14
Рис. 15
Теперь поверх простых картонных шаблонов для глаз нужно наклеить круги из белого картона, прикрепить сервопривод сзади и через отверстие соединить его с деталью LEGO, прикрепив тем самым зрачок с обратной стороны.
Рис. 16
Рис. 17
Рис. 18
Далее осталось только вернуть пластик на место, обрамить глаза веточками и позаботиться о креплении с помощью всё той же проволоки.
Рис. 19
Рис. 20
Шаг 4: коммутация
Наконец, пришло время собрать разрозненные части в единый организм. Для этого тянем провода глазных серводвигателей к контактам 13 и 14 на плате Bit Board. Важно помнить, что коричневый провод является заземлением.
Серводвигатель, отвечающий за функционирование рта нужно подключить к контакту 0.
Рис. 21
Затем в Bit Board вставляем плату Micro:Bit, добавляем батарейный блок и обращаемся за помощью к дополнительному программному обеспечению – для этого загружаем этот открытый исходный код.
Рис. 22
Рис. 23
Для того, чтобы управлять ёлкой дистанционно и быть её голосом, нужно задействовать вторую плату Micro:Bit. Для этого загружаем на неё код Mic for Tree и подключаем батарейку.
Рис. 24
Шаг 5: финальная сборка
Наконец, завершающий этап – сборка всех компонентов вместе. Глаза и рот нужно прикрепить к ёлке с помощью проволок, а платы и провода спрятать в ветвях, их не должно быть видно.
Рис. 25
Рис. 26
Механизм работы достаточно прост. Можно петь в одну плату Micro:bit, как в микрофон, и сигнал будет поступать на другую палату, спрятанную в ветвях, заставляя ёлку двигать глазами и шевелить губами синхронно с речью. На основе этого механизма можно организовать много сюрпризов. Например, позвонить кому-то, кто находится рядом с ёлкой, и когда он ответит на звонок, начать говорить или петь в микрофон, и тогда ёлка тоже заговорит и запоёт – это удивит любого.
Дополнительно ёлку можно украсить гирляндами, а вместо привычной звезды на верхушке надеть шапочку, ведь это уже не просто ёлка. Если кто-то может петь новогодние песни, почему бы ему не быть в шапке?