Arduino嬰兒手機

描述

我的第一個孩子需要刺激、放松和大量的形狀/顏色/運動數據來開發他的大腦，所以我決定為他制造一個手機。

通常，我喜歡在開始之前將完整的項目概念化，但在這種情況下，我不知道什么會吸引他，所以它非常迭代并被破解在一起。我將主要根據結果編寫本指南作為說明，但我將分享一些開發過程，因為我認為它對任何想要構建移動設備的人都有用，特別是如果你想從中挑選想法這同時構建了一些獨特的東西。

發展觀念

我想要一個由伺服驅動的輕型物體來招待我的新室友。我希望它在他無聊和挑剔時引起他的注意，但也不要讓他保持清醒。

大多數手機都直接掛在孩子面前，但我最關心的是保持安裝系統簡單，我不喜歡將一個物體直接懸掛在他的上方，并在嬰兒床的一側有一個懸臂式附件。

相反，我選擇將移動元件連接到從嬰兒床側面垂直升起的柱子上。這導致了在柱子頂部有一個伺服器的想法，為了對稱，我可以在每一側都有一個。

這個概念讓我想起了漫威電影中用來給巴基巴恩斯洗腦的椅子：

這讓我覺得這是一個有趣的笑話，因為我丈夫和我都愛巴基，并且喜歡開玩笑說養育子女是一種善意的灌輸形式。不過，更實際的是，在柱子頂部圍繞電機旋轉的兩個半圓形臂在視覺上令人愉悅。

最后的手機

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該項目最具挑戰性的元素之一是開發手機的美學和行為。對于大多數功能設計，物理設置設計參數。但在這種情況下，該設備的實用性是通過我兒子對其娛樂價值和安撫他的能力的主觀評價來衡量的。考慮到這一點，我看了一些商用手機，然后對嬰兒會覺得什么有吸引力做出了最好的猜測。然后，我制作原型并進行迭代，看看他的反應是什么，并確保開發過程中的安全性。在 Calvin 的幫助下，我們能夠制作出他顯然很喜歡的東西，而且我相信這些東西不會對他造成傷害。

以下步驟介紹了構建機械臂、組裝控制電子設備以及編寫控制旋轉和燈光的腳本。

第 1 步：構建機械臂

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1.1：3D打印以下部分：

• 安裝在嬰兒床側面的夾子 (x2)
• 每個臂都安裝在其上的旋轉銷釘 (x2)
• 上臂 (x2)
• 大齒輪和小齒輪 (x2)
• 樞軸脊柱 (x2)
• 半圓弧的曲率刺 (x4)
• 具有有趣形狀和顏色的燈帽
• 嬰兒床夾導絲器 (x6)

這些部件在 Thingiverse 上列出：www.thingiverse.com/thing :4490957

1.2：組裝泡沫半圓弧

從 EVA 泡沫墊上剪下四個 2 英寸長的條帶。在旋轉的刺上涂抹接觸水泥，讓膠水干燥 10 分鐘左右，然后將其涂抹在其中一條切割條的中心，使泡沫彎曲。再重復兩個標準刺，使泡沫具有一致的半徑弧。然后將接觸水泥涂在曲線的內表面和另一條泡沫條的一側。讓它干燥十分鐘，然后將它們壓在一起，將第二個泡沫條永久固定在第一個泡沫條上。再次重復此操作以獲得兩個半圓弧。

使用鉆頭在泡沫塑料上打孔，這些孔與樞軸脊上的孔對齊，這些孔將樞軸脊擰到大齒輪上，并將樞軸脊試擰到大齒輪上。將滑環擰到柱子的頂部。將小齒輪粘在和/或擰到伺服喇叭上，然后將喇叭和齒輪連接到伺服上。將其滑入到位并擰緊手臂側面的三個固定螺釘，以便伺服電機轉動大齒輪。

1.3：插入燈并將它們連接到滑環

標記您希望 LED 放置的位置，然后在泡沫中為它們戳孔。將一個電阻器焊接到每個并焊接從 LED 的正極和接地引腳引出的導線。沿著弧線的背面運行這些并將它們焊接到滑環上，確保標記哪種顏色連接到哪個 LED。

檢查接線指南兩次，然后將滑環和伺服電機的電線連接到 CAT5 插孔，以便來自控制模塊的 CAT5 插頭將每個 Arduino 引腳與正確的組件匹配（見下文）。

一旦所有的燈都被焊接和熱縮，將它們插入泡沫中的孔中，這樣它們就可以伸出你想要的位置，然后使用工藝刀進行切割，彩色燈罩上的標簽將楔入。我發現不需要膠水。我用白色打印了帽子，并用銳利的顏色給它們上色，以節省更換燈絲的工作，但這樣做沒有錯誤的方法。

第二步：組裝控制模塊

控制模塊由一個 Arduino、幾個按鈕、一個帶電源開關的 USB 電池以及將控制器連接到每個手臂的電線組成。控制模塊使用 CAT5 以太網電纜連接到手臂，該電纜有 8 根電線，四處散落。您需要 (1) 確定哪些組件連接到哪些 Arduino 引腳，然后 (2) 決定如何將 Arduino 引腳接頭連接到其他所有東西，(3) 確定控制器和手臂之間的電線需要多長，然后 (4) 開始構建。

控制模塊

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2.1：將組件與引腳匹配

您可以在下面看到系統圖和每個 Arduino 引腳連接到哪個組件的列表。

電子圖

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2.2：決定如何將 Arduino 連接到組件

我通過將直角接頭引腳焊接到連接到主數字引腳的永久原型板上，然后將帶有接頭連接器的電線焊接到電源、接地和模擬引腳，將 Arduino 連接到其他電子設備。用于讀取四個按鈕。我認為更專業的方法是使用 Arduino 盾牌。您可以在下面看到我所做的模型。關鍵是您希望能夠將按鈕插入模擬引腳（加上電源和接地）以及從兩條 CAT5 電纜（總共 16 根線）到數字引腳 0 - 11 的電線，以及兩條電纜中的每一條都有 5V 引腳和一個接地引腳。

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2.3：將 CAT5 電纜切割成一定長度

我的是每個 50 厘米（20 英寸）。解決方案相當簡單，但無論如何都需要解決一些難題。

表達的主要擔憂是它會與嬰兒發生碰撞。此外，嬰兒不會自發地坐起來。這是一個循序漸進的過程，直到他發展出能夠伸手觸摸它的能力。

此外，它的速度具有欺騙性。它比看起來更緩慢地移動。它的重量非常輕，電機也很弱。就算撞在卡爾文的腦袋上，也不會叫出聲就停下來。最后，因為它在柱子上，任何碰撞都會導致整個手臂旋轉，而不是對路徑中的障礙物施加任何力。因此，即使電機很容易停止，它也不需要：任何障礙物所承受的力大致相當于從大約 6 英寸高處掉落毛絨玩具所產生的力。

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