机械花—一款基于arduino的情人节礼物

目录

构思

材料清单

传动设计

电路设计

软件设计

效果

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构思

受了国外一个视频的启发，我也打算做一个机器花，送给老婆做情人节礼物。花朵应该具备张开和关闭两个功能，最好能便捷的用手势控制。为了让产品更生动，表现力更强，机械花的旁边还应有LED作点缀。

自制机器花效果展示

材料清单

一个微型电机从x宝上购买，

一卷细铜线,

再加上两块铝板（自行切割），

若干螺栓，螺母

橡皮2块，

手术刀一把，

Arduino Leonardo开发板一块，

吸管一根，

烤串用木签一根，

502胶水一管，

LED两个，

一个塑料花盆，

红外传感器一个，购自x宝

电钻台一个，

手摇钻，

硬纸壳若干。

 

传动设计

1先用手术刀将一块橡皮镂空，刚好把螺母塞入.塞入后，为保证两者牢固连接，可以用胶水粘连两者相接处。（502凝固的时间为24小时）

2 用钻台在一块铝板上打孔，将微型电机安装到铝板上。

3 在第一步的橡皮上再钻一个小孔，孔的直径应能允许木签穿过该孔，但被孔夹紧。

4 将塞入螺母的橡皮安装到微型电机的螺杆上。

5 将两块铝板上下重叠放置，确定木签的位置。然后在木签将要穿过的位置打孔。考虑到测量误差等因素，孔径应留余量，最好略大于吸管的直径。

6 在两块铝板的四个角附近打孔，然后用四根螺栓穿过这八个孔，固定铝板的上下位置。

7 以如下尺寸剪切3片硬纸壳：单位厘米

8 将另一块橡皮切割为边长2厘米的正三角形。并用手摇钻在橡皮中心钻开一个圆孔，供吸管插入。

9 用手摇钻在三角形橡皮的三个顶角处，沿平行于三角形的方向，钻三个细小的孔，供铜线穿过。

10 截取三条足够长的铜线，沿木签轴向，贴木签表面放置，用透明胶带固定。三条铜线分隔120°。铜线应比木签至少长出9厘米

11 将吸管插入上层铝板的孔内，用胶水固定，如下图所示

12 将木签从吸管上端插入，穿过与电机螺杆相连的橡皮，一直插到超过底层铝板的孔位。

13 将第7步准备的纸壳掰成下图所示的花瓣形状，并在每片花瓣的底角处扎三个孔，供细铜丝穿过.在每片花瓣中轴线距底部2厘米处也扎一个细孔。

14 截取三根细铜丝，先穿过正三角形的橡皮顶角，然后铜丝两端各自穿过花瓣的底角的三个孔，然后用胶水或者透明胶固定：

15 三片花瓣组装在一起的效果：

16 从木签顶端伸出三条细铜丝。三条铜丝分别穿过三片花瓣的中间小孔（第13步）.穿过花瓣后，铜丝末端用透明胶带粘在花瓣背面。

机器花原理解释

 

电路设计

第一张电路图展示驱动电路。D2与D6分别是arduino leonardo的数字引脚2、6.

根据软件设计（见后面），2与6不会同时高电平。当D2处于高电平时，D6低电平。此时左半边晶体管Q1 Q2导通。电机正转。反之，Q3 Q4导通，电机反转。

第二张电路图展示手势控制电路。手第一次扫过传感器，Vout+与Vout-电压差为9伏。则Arduino的模拟输入口A1 A3之间电压差为4.5V左右。再次扫过传感器，Vout+与Vout-之间压差为零，A1 A3之间压差也为零。

软件设计

int iReadIR = 0;
int iPrevIR = 0;
bool bBloom = false;
int analogPin1 = A1, analogPin2 = A3;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  int iV1 = analogRead(analogPin1);
  int iV2 = analogRead(analogPin2);
  if(iV1 - iV2 > 512)
  {
    iReadIR = 1;
  }
  else
  {
    iReadIR = 0;
  }
  
  iPrevIR = iReadIR;
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13, LOW);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  if(iPrevIR != iReadIR)
  {
    if(bBloom)
    {
      vClose();//花瓣收起
      bBloom = false;
    }
    else
    {
      vBloom();//开花
      bBloom = true;
    }
  }

  iPrevIR = iReadIR;
  int iV1 = analogRead(analogPin1);//读取A1 A3电压
  int iV2 = analogRead(analogPin2);
  
  if(iV1 - iV2 > 512)//arduino的模拟口以1024为最大值。当arduino的电源电压为9伏时，512就代表4.5伏
  {
    iReadIR = 1;
  }
  else
  {
    iReadIR = 0;
  }
  delay(100);
}

void vClose(void)
{
  digitalWrite(6, HIGH);//D6高电平
  digitalWrite(2, LOW);//D2低电平
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(45000);
  digitalWrite(6, LOW);//待花瓣闭合，D6低电平
}

void vBloom(void)
{
  digitalWrite(6, LOW);//D6低电平
  digitalWrite(2, HIGH);//D2高电平
  for(int k = 0; k < 45; k++)
  {
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(500);
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(500);
  }
  digitalWrite(2, LOW);//待花瓣完全绽放，D2低电平
}

 

效果

自制机器花效果展示