الآلة عديمة الفائدة!

عدّل باستمارة وصفة

في هذه الوصفة، سوف نصنع آلة عديمة الفائدة، عند تشغيلها، تقوم تلقائياً بإطفاء نفسها!

إن فكرة هذه الآلة ليست بجديدة، فيمتد تاريخها من الخمسينيات حيث صنع مارفن منسكي - أستاذ الذكاء الإصطناعي في جامعة MIT- أول آلة من هذا النوع، فاتحاً الباب للعديد من التنويعات عليها أو على مبدأ عملها، هذا المبدأ الذي يشترط أن تقوم الآلة بتنفيذ مهمة في معظمها غير مجدية، أو تفتقر لأي وظيفة عملية، عادةً تصنع بهدف المتعه، أو الشغف بالهندسه والإخترقات المسلية ، أو حتى لتظهير نقاش فلسفي وجودي أو تهكمي.

في وصفتي، حرصت أن تكون الآلة سهلة البناء، ولكن في استعمالها شيء من التحدي، مما يعدنا بكثير من المتعة، تارةً في بنائها، وتارةً أخرى في اللعب بها. حاولت أن اعطيها شخصية فريدة تتبدل مع استخدامها المتكرر، مما يعطي انطباع بان هناك شخص ما "يفكر" داخل الصندوق، وتلك هي اضافتي الاساسيه على هذه الآله.

اني لسعيد بمشاركتكم تصميمي وفتح مصدره كاملاً ، كي يتثنى لكم تعديله، وبالتالي أعطائها شخصية جديدة خاصة بكم.لقد استندت في تصميمي على لوحة Arduino، قد يعتقد البعض أن في ذلك مبالغة تقنية أو هدر،ولكن نظراً للمرونة التي اتاحتها لوحة ال-Arduino للوصول إلى أهدافي، فقد ارتأيت إستخدامها، إذ أنها أيضاً ستجعل برمجة شخصيه الآلة أسهل وامتع!

هذا رابط فيديو أدناه يبين الآلة بعد أن انتهيت من بنائها، يليها الخطوات التفصلية وشفرة المصدر لبنائها

فلنبدأ البناء...

الفيديو: https://www.youtube.com/watch?v=7AZvjG5SpYc

الخطوة 1: التصميم العام ولائحة المواد

إذاً، سوف نصنع آلة، عند تشغيلها، تقوم تلقائياً بإطفاء نفسها!

هي عبارة عن صندوق، لا يظهر منه سوى مفتاح كهربائي، عند دفعه، يخرج إصبع من الصندوق ويدفع المفتاح إلى الجهة المعاكسة، وبالتالي يوقف عمل الآلة.

تقنيا، داخل الصندوق هناك لوحة Arduino تراقب بشكل مستمر قطبية المفتاح، عند تغيرها من الفلطية 0 إلى 5 (عند دفع المفتاح), تبعث ال-Arduino بإشارة إلى محركي سيرفو، الأول يفتح باب في الصندوق، والثاني يحرك إصبع خشبي بإتجاه المفتاح إلى أن يتسبب بدفع الاخير إلى الجهة المعاكسة، وبلتالي إطفاء الآلة. الجدير بالذكر ، أن الآلة في الواقع لم تنطفئ، إذ أن ال-Arduino لازالت تراقب قطبية المفتاح تحسباً لأي تغير في قطبيته، ولكن الظاهر للمستخدم أن الآلة قد انطفأت.

تصميم الدائرة الالكترونية:

(هذه الخريطة الالكترونية رسمت بتطبيق Fritzing المفتوح المصدر)

بعض الملاحظات على التصميم:

نلحظ أن مفتاح الزناد الكهربائي موصول بال-Arduino في مدخل/دبوس رقم 2,ولكن يمر قبل ذلك بعدد من العناصر الالكترونية (مكثف، مقاوم، ودائرة إلكترونية متكاملة)، هدف العناصر أن تعمل مع بعضها البعض لتنقية الاشارة القادمة من المفتاح، بشكل يمنع صدور أمر تشغيل بالخطأ لل-Arduino (نتيجة تشويش إلكتروني) من دون هذه العناصر ستعمل الآلة بمفردها بشكل عشوائي بغير أوامر المستخدم. الجدير بالذكر أنه من الممكن برمجة ال-Arduino بشكل ينقي الاشارة قبل التصرف على اساسها، مما يعفينا من إضافة هذه العناصر ولكنه من ناحية أخرى يعقد قليلاً رمز مصدر البرنامج. (للمزيد عن هذا الموضوع إتبع هذا الرابط)

أيضاً نرى أن محرك السيرفو خاصة الباب وذلك خاصة الاصبع موصولان في مدخل/دبوس رقم 9 و10 على التوالي. عند تلقي ال-Arduino إشارة من مفتاح الزناد، تقوم ال-Arduino - وحسب برنامجنا المحمل عليها- بإرسال اشارات من نوع PWM (مغايرة مده النبض) وهي التي تستعمل بشكل عام في التحكم بمحركات السيرفو.

من ناحية أخرى وحسب الشرح الآنف في تقديم هذه الوصفة، نلاحظ أن الآلة تعمل بشكل مستمر (حتى عندما تكون في حالة إنتظار تغير حالة المفتاح)، مما يعني أن هناك إستهلاك دائم للطاقة، لذلك لقد أضفت مفتاح كهربائي آخر ولكن مخفي في أسفل الصندوق، يستخدم لإيقاف الآلة تماماً لتوفير الطاقه اثناء التخزين. الآلة تعمل ببطارية 9 فولت متوافرة بسهولة، ولكن يفضل إستعمال بطاريات ذات سعة أعلى (1 أمبير مثلاً) ولكن بجهد يتراوح بين 6 و 12 فولت كحد أقصى.

أيضاً ترون أني وضعت مفتاح يعمل بالضغط عليه ، وهو مستخدم فقط لإعادة تشغيل ال-Arduino إذا لزم الأمر من دون الحاجة لفصل الطاقة عنها، وهو موصول في مدخل/دبوس ال-RESET.

برنامج ال-Arduino

تصميمي يضيف حركات خاصة ومتغيرة بشكل عشوائي في كل مرة يتحرك فيها المفتاح، فقد قمت بذلك من خلال برمجتي لوظائف متعددة في برنامج ال-Arduino معطياً لكلٍ منها أسماً مختلفاً وإنتقالاتٍ حركية مختلفة لكل من الباب والإصبع على حدة. بذلك اعطيت نفسي القدرة على التأليف وبسهوله عدد غير منتهي من الحركات، والتي تعطي بشكل أساسي شخصية للآلة، وتسمح للآخرين بإضافة حركات جديدة.

في كل مرة يتحرك فيها مفتاح الزناد، تختار ال-Arduino بشكل عشوائي أو متسلسل (حسب اختيارنا في البرنامج) واحدة من الوظائف المذكورة أعلاه، وتقوم بتحريك الباب والإصبع حسب برمجة وتوقيت الاوامر في هذه الوظيفة، والتي سينتج عنها انتقالات حركية متنوعة تنتهي دائماً بأن يقوم الاصبع بدفع المفتاح إلى الجهة المعاكسة، فإيقاف عمل الآلة.

إذاً كل وظيفة تعادل حركة، ممكن برمجة عدد كبير من الوظائف على أن لايتعدى الحجم الاجمالي للبرنامج سعة ذاكرة ال-Arduino (سعة الذاكرة تختلف حسب نوع دائرة ال-Arduino المستعملة).

لائحة المواد

• صندوق من الخشب أو البلاستيك
• لوحة Arduino (لقد استخدمت لوحة Arduino Diecimila لهذه الوصفة ولكن ممكن إستخدام أي لوحة أخرى)
• عدد 2 x محرك سيرفو. لقد استخدمت Futaba - S3003 المستعملة عادةً في بناء نماذج طيارات متحكمة عن بعد. المهم أن تكون المحركات قادرة على رفع اقله 3 كيلوجرام على بعد 1سم (عزم) لكي تستطيع رفع الباب وتحريك المفتاح ومقاومة المستخدم الى حد معقول إذا حاول وقف حركتهما يدويا.
• بطارية بجهد 6 أو 12 فولت كحد أقصى (لقد استخدمت بطارية 11.1 فولت، 1000 أمبير)
• مفتاح كهربائي كذلك الظاهر في الصور والفيديو
• مفتاح كهربائي آخر لفصل البطارية أثناء التخزين أو الشحن الكهربائي
• مفتاح كهربائي من نوع "ضغط"، سنستخدمه لإعادة تشغيل ال-Arduino من دون الحاجة لفصل الطاقة عنها
• مكثف 10MuF 20V، مقاوم 10KOhm، ودائرة إلكترونية متكاملة 74HC04
• مجموعة من الأسلاك ، ادآة لحام للالكترونيات ، وعدد من أدوات العمل الأخرى حسب الحاجة

ملاحظة :الوصفة في طور الكتابة...