Super Onzinmachine (Nederlands)

In dit project maak ik een onzinmachine. Een onzinmachine of “useless box” in een machine die eigenlijk niks bereikt. Je zet een schakelaar om en de machine duwt de schakelaar terug in de begin positie. Ik vond dit een interessante interactie omdat je een soort gevecht aangaat met de machine en ik wilde daar graag mijn eigen draai aan geven.

Dit project is dus eigenlijk 3 onzinmachines aan elkaar. De klassieke uitvoering, een verzie met een arm die zijwaarts beweegt en een verzie waarbij een munt een gleuf uit wordt geduwd. Een soort anti-spaarvarken. 

Voor dit project heb je nodig :

• Hout voor een behuizing (niet te dik)
• Een Ardruino Uno R3 met USB kabel
• Een LED (ik gebruik een witte)
• Een 330 ohm weerstand
• Een LDR lichtgevoelige weerstand
• Een hoop draden
• Een baterijhouder voor 4 AA-baterijen
• Een aantal 3D-geprinte onderdelen (files worden gedeeld)
• Drie mini servo motoren (SG90)
• Drie ON-ON tuimelschakelaars
• Ik heb zelf de draden vast gesoldeerd maar je kan ook gebruikmaken van een breadboard
• lijmpistool
• soldeerbout en soldeerdraad
• boormachine

De geprinte onderdelen bestaan uit twee armen, één tandwiel en een duwer. De modellen zitten in Het bijgevoegde stl-bestand. Mijn onderdelen waren uitgeprint met een “Ultimaker 2+” met een 0.4 mm spuit en duurde ongeveer één uur. Als printmateriaal raad ik standaard PLA aan. 

De code voor de klassieke uitvoering en zijwaartse verzie zijn vrijwel identiek. Ze lezen de tuimel schakelaar af. Als deze omgezet wordt vanuit de begin positie activeert de servo. De servo beweegt de arm en deze zet de knop terug in de begin positie.

De munt is ingewikkelder. De LDR waarde van de LDR weerstand wordt continu gecontroleerd. Hoe meer licht op de weerstand valt hoe hoger deze waarde wordt. Als de munt tussen de lichtbron en de LDR weerstand komt wordt deze waarde veel kleiner. Zodra deze laag genoeg is wordt de servo geactiveerd en duwt het tandwiel de munt omhoog en de gleuf uit. Zodra de LDR waarde weer boven een bepaalde drempel komt weet het systeem dat we weer in de rustpositie staan. Hierdoor wordt de duwer niet met de munt verward. 

De exacte code is hier bijgevoegd.

Het project is gecodeerd in "Ardruino IDE" dit programma zet ook de code op je ardruino.

De stroomkring is zoals aangegeven in de eerste afbeelding.

Het blauw gemarkeerde deel is voor de klassieke arm. Het paars gemarkeerde deel is voor de zijwaartse arm. En het geel gemarkeerde deel is voor de munt verzie. Hierbij moeten de drukknoppen tuimelschakelaars voorstellen. In de afbeelding zie je de schakelaar in rust positie. Hier gaat de grijze draad naar GND (grond) en de gele naar de in de code toegewezen pin.

Voor het klassieke deel is de behuizing vrij simpel. Het is een doos waarvan de bovenkant in twee delen is verdeeld. Één dient als klep waaruit de arm tevoorschijn komt en de knop om zet en de ander dient als platform om de tuimelschakelaar te bevestigen. Daar boor je een gat. Begin klein en gebruik eventueel een vijl om het gat passend te maken voor de schakelaar. Zorg dat de tuimelschakelaar dicht genoeg bij de rand van de luikopening zit zodat de arm hem kan raken. 

Voor de zijwaartse beweging heb je een soort traptreden constructie nodig. Het is een doos waarvan de bovenkant verdeeld is in twee stukken waarvan er één hoger is dan de ander. Het verticale vlak dat dit hoogte verschil kreet blijft leeg en wordt de gleuf waardoor de zijwaartse arm beweegt. Aan het lagere vlak wordt de tuimelschakelaar bevestigt.

De constructie voor het munt deel is het meest ingewilligd. Het is een doos met een gleuf in de bovenkant. Het is belangrijk dat deze gleuf tegen de rand van de bovenkant grenst omdat het duw mechanisme aan de binnenkant tegen een muur moet leunen. Onder deze gleuf zit een kleinere constructie. Voor deze constructie gebruik je 2 vierkanten de net groot genoeg zijn om een munt volledig te bedekken (handig om er even een bij te pakken voor  afmetingen). Deze twee vierkanten hebben beide een gat in het midden. Deze zijn voor de LED lamp en LDR weerstand. Stop je munt tussen de twee vierkanten (boterham stijl) en gebruik een houtje  en lijm om ze aan één kant te verbinden zodat je een soort boekenkaft krijgt. De open kant tegenover de boekenrug komt vast te zitten aan de binnen wand onder de gleuf. Dan moet je nog met een klein houtje en lijm aan de onderkant van de kaft een vernauwing maken waar het duw onderdeel op kan rusten. Ten slotte moet de buitenste doos hoog genoeg zijn om het duw onderdeel helemaal omhoog en omlaag door de kleinere constructie te kunnen bewegen.

Door een beetje te puzzelen is het mogelijk één doos te maken die alle drie de delen bevat. Let op dat de Ardruino en baterijen ook passen.

*Bewaar bij het maken van de behuizing kleine stukjes hout deze komen in de volgende stap van pas*

De Samevoeging van de behuizing en elektronica is vrij simpel. Bevestig de juiste onderdelen aan de juiste servo’s. De servo van pin 9 krijgt de gebogen arm 3 krijgt de rechte arm en 8 het tandwiel. Daarna moet je met de hand uitproberen wat ongeveer de juiste hoogte en afstand is om de servo’s neer te zetten. Kijk goed naar de baan die de arm maakt. Je kan de overgebleven houtjes mooi gebruiken om de servo’s op die hoogte te plaatsen. Gebruik vervolgens een lijmpistool om al deze houtjes aan elkaar en aan de behuizing vast te maken en vervolgens de servo’s ook. Voor het muntonderdeel moet je het LED lampje in één van de gaten lijmen en de LDR weerstand de ander. Kijk goed uit dat ze de gleuf niet blokkeren. Plaats het duwende onderdeel, met de langste kant naar de binnenwand van de doos gericht, in de gleuf. Klem deze vervolgens tussen de binnenwand en het tandwiel. Voordat je de servo met het tandwiel vastlijmt is het verstandig eerst te testen of hij de munt de gleuf uit krijgt. Als het onderdeel ergens blijft klemmen is de beste oplossing om het onderdeel met schuurpapier dunner te maken. Stop de tuimelschakelaars in de geboorde gaten. Let goed op dat de tuimelschakelaars in de rust stand de goede kant op wijst.

Ten slotte zal je misschien wat waarden moeten bijstellen in de code zodat de armen niet te ver doorschieten. Ook zal je misschien de lichtweerstand grenzen moeten bijstellen afhankelijk van hoe sterk jouw LED is (wanneer is het donker genoeg om te activeren / helder genoeg om te weten dat we weer in de beginpositie staan).