设计圣诞老人警报器(老实说)

电器工程 传感器 固态继电器 接近传感器
2021-12-30 22:15:51

你读了标题,这就是我想要做的。

简介:我有一个年幼的儿子,他决心抓住圣诞老人(我不知道目的是什么)。他甚至梦想使用某种压力板并将其连接到一盏灯,当圣诞老人踩到它获取饼干时,该灯会亮起。我很想帮助他建造这个装置。我们多次在 RadioShack 失败。

更实际的是,我不是 EE,并且对面包板的经验(和时间)很少。

所以,我希望这里的一些人可以提供一些指导。

我一直在评估Little Bits,但不确定要采取哪种方式。我在想饼干附近地毯下的压力传感器,它以某种方式触发继电器并打开灯或其他聪明的东西。

当然,我不希望这能成功捕获圣诞老人。将其视为起草更好的要求和更完整的设计的一个教训。明年我们可以推出一个新的抓圣诞老人的设计。

所以,虽然最终目标有点幼稚,但这是一个足够严肃的问题吗?也许我可以让我儿子对工程学产生兴趣。

4个回答

可爱的。

坦率地说,Little Bits 套件太过分而且非常昂贵。如果您的目标是制作一个简单的传感器来检测压力并打开灯泡,那么可以使用您可能在房子周围拥有的东西来完成。

这是一个今年可能“足够好”的基本想法。随着您儿子想象力的发展,明年可能需要更复杂一些。

不要使用力传感器垫或同样昂贵的东西,而是使用由小弹簧支撑的金属板。当板被踩到时,它会压缩弹簧并与地板上的另一块板接触。在此过程中,完成了一个电路并激活了一个光源。

在此处输入图像描述

金属板可以是用铝箔包裹的纸板或塑料。或薄金属板。弹簧可以是真正的弹簧或任何在人(或一个快乐的胖子)的重量下变形足够的可挤压材料。整个组件可以隐藏在地毯下,只有轻微的凸起就会暴露它的存在。

一块厚布、一些锡纸、卡片纸、胶水和电线就是制作一个简单的压敏开关所需的一切。这是我几年前制作的这个过程的pdf:

http://semiaxis.com/wp-content/uploads/2011/06/PressureSensitiveSwitch.pdf

kickstarter 视频仍在播放中,可能会给您一些额外的见解:

http://www.kickstarter.com/projects/2070729777/pressure-sensing-switch-make-and-take

连接手表电池和视频中的 3V 蜂鸣器,只要踩到它就会发出声音。

这是pdf的图像:

在此处输入图像描述

抓圣诞老人时,您需要的不仅仅是快速闪光 - 踩一下开关很好,但灯只会闪烁几秒钟。即使灯亮一段时间,电池也会耗尽。您需要一个“闩锁”而不是开关,它可以触发一次,并锁定在“开启”位置,直到它被重置。因此,我提出了圣诞老人陷阱:

补给品:

  • 金属丝
  • 铝箔
  • 小型直流电机(6v)
  • 2 到 4 节 AAA、AA、C 或 D 电池(使用越多,电机旋转越快)
  • 磁带
  • 细绳
  • 重的滚动物体(棒球、足球、玩具车)
  • 电灯开关

圣诞老人陷阱

  1. 使用铝箔制作开关;对这个问题的其他回答将对您有所帮助。基本上,在两张箔纸之间放置一张打孔的纸板。踩在“压板”上会使两张箔纸接触。

  2. 将两节电池首尾相连。

  3. 将电线的一端连接到其中一张箔片上,然后用胶带将其固定到位;将电线的另一端连接到电池的正极(带有“+”号的一侧;“凸起”的一侧),然后用胶带将其固定到位。

  4. 在另一片箔片和一个电机端子之间连接第二根电线,然后用胶带将其固定到位。

  5. 在第二个电机端子和电池的负极(扁平侧)之间连接第三根电线,然后再次用胶带将连接处连接起来。

  6. 用胶带把电池粘下来,这样它在运行时就不会到处乱跳。

  7. 现在,测试电路;将箔片压在一起应该会使电机旋转。如果没有,请返回并检查您的连接。

然而,这只是这个陷阱的一半。如果我们停在那里,当圣诞老人踩下开关时电机会旋转,但一旦他再次离开,它就会关闭。所以,第二部分:

  1. 将绳子系在重物上。你可能需要把它贴上。将物体放在靠近电灯开关的桌子或架子上。它应该不稳定地平衡——不要挂得太远以至于它会立即下落,但足够轻的压力会让它直线下降)

  2. 将绳子的另一端粘在电机上。当电机开始旋转时,它将把物体从桌子/架子上拉下来。添加大量额外的胶带,因此电机肯定会将绳子缠绕在轴上。

  3. 最后,将绳子系在电灯开关上。可以翻转三向灯开关,使“向下”为“打开”;否则,您将需要某种滑轮来使琴弦在开关上“向上”拉动。如果你有地方把它挂在灯上,衣架就很管用。

当圣诞老人踩到盘子上时,马达会旋转。绳子将缠绕在电机轴上,拉动重物并使其掉落。物体将拉下电灯开关上的绳子,导致开关翻转。即使在圣诞老人离开后,你也会有证据证明他来过 - 灯亮了!

作为奖励,这里有两种替代设计:

  • 您只需使用绊线即可省去电气部分;当圣诞老人抓住绊线时,这就是将重物拉下来的原因。这种方法也可以节省电池。

  • 重物不仅可以打开灯,还可以落在另一个开关(相机、聚光灯或响亮的收音机)上,或者启动更长的 Rube Goldberg 装置。用你的想象力!

Raspberry Pi 网站今天就在您身边:

http://www.raspberrypi.org/resource/santa-detector/

也许增加一些处理能力可能是新一年的“改进”之一(我完全赞成从简单开始,确实保持简单,但这是学习一些很酷的东西的好机会)

我假设您可以用压力开关替换/增加 PIR。

其他输入方法:绊线、光束中断红外(或用于添加“不可能完成的任务”酷因素/原理演示的激光指示器)、cookie 下的光传感器、牛奶杯下的负载传感器或温度传感器、PiCamera + OpenCV 来检测运动或识别场景变化(cookie 消失)。

并非所有这些都有效或可靠(或通过精灵和安全检查),有些会受到误报(特别是如果你有宠物),但试验和思考这些都是很有趣的。