เจ้าตัวตุ๊กตาลมตัวนี้เอาไว้ประดับโต๊ะเล่นๆ หรือจะเอาไปทำเป็นเกมโต้ตอบก็ได้นะ หลักการคือพอเซ็นเซอร์ตรวจจับลม (Wind Sensor) รู้สึกว่ามีลมพัดมาแรงพอดู ตัวตุ๊กตาก็จะพองตัวเต็มที่พร้อมกับเปิดคอนเสิร์ตขอบคุณน้องด้วยแสงสีเสียงและการเต้นสุดเร้าใจ!
โปรเจคนี้ต้องใช้ความรู้เรื่องการทำ Crimping และการบัดกรี (Soldering) นิดหน่อยเพื่อให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้สมบูรณ์
การเคลื่อนไหวด้วยแรงดันอากาศ: ตุ๊กตาลมเต้นระบำ
คอนเสิร์ตตุ๊กตาลมเต้นระบำ เป็นโปรเจคของเล่นตั้งโต๊ะที่ฮามากๆ มันไม่ใช้เซอร์โวหรือเกียร์แข็งทื่อ แต่ใช้การควบคุมแรงดันอากาศ (Air Pressure Mapping) และหุ่นยนต์อ่อนนุ่ม (Soft Robotics) เพื่อสร้างการเคลื่อนไหวเต้นระบำที่ดูมีชีวิตชีวา กระตุกๆ ตามจังหวะเพลงเสียงดังเปรี้ยงปร้าง
การปั๊มด้วย PWM (Pulse Width Modulation)
การ "เต้น" เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแรงดันอากาศภายในท่อพลาสติกบางๆ (เหมือนถุงขยะ) ที่ติดอยู่บนพัดลมความเร็วสูงอย่างรวดเร็ว
- การตั้งค่า: ต่อ N-Channel MOSFET (เช่น IRLZ44N) ระหว่างพัดลม/โบลเวอร์ 12V กับแหล่งจ่ายไฟ 12V แล้วเชื่อมขา Gate ของ MOSFET กับขาของ Arduino
- เซ็นเซอร์เสียง: ไมโครโฟน MAX4466 จะแปลงเสียงเบสดรัมจากเพลงในห้องให้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าแบบแอนะล็อก
- จังหวะปั๊มลม: เมื่อ Arduino ตรวจจับสัญญาณเสียงเบสได้ มันจะสั่ง
analogWrite(fanPin, 255)(ความเร็ว 100%) ทันที เพื่อเป่าลมเข้าไปในท่อเต็มที่ ทำให้ตัวตุ๊กตาตั้งตรงชัน! - จังหวะหย่อน: ในช่วงที่เสียงเพลงเบาลงระหว่างจังหวะ
analogWrite(fanPin, 100)จะลดความเร็วพัดลมเหลือ 30% ลดแรงดันอากาศเพื่อให้ท่อลมยุบตัวลงอย่างมีพลวัต สร้างเอฟเฟกต์ "สะบัดตัว" อันเป็นเอกลักษณ์!
วัสดุที่ต้องใช้
- Arduino Uno/Nano: ตัวประมวลผล
- เซ็นเซอร์เสียงไมโครโฟน (แนะนำ MAX4466)
- Logic Level MOSFET (เช่น IRLZ44N) หรือทรานซิสเตอร์ TIP120: เพื่อจัดการกับกระแสสูงของพัดลม 12V
- พัดลม PC/Server หรือโบลเวอร์ 12V ความเร็วรอบสูง
- แหล่งจ่ายไฟ 12V
- ถุงพลาสติกบาง ตัดเป็นท่อ และเจาะรูที่แขนเพื่อให้ลมออก
โมดูลเสียง:
เราเปลี่ยนจากปุ่มกดที่มากับโมดูลเป็นทรานซิสเตอร์ เพื่อให้มันทำงานได้โดยไม่ต้องกดเอง วงจรดูตามรูปด้านล่างเลย
อัพโหลดเพลงลงใน microSD card แล้วตั้งค่าให้เล่นยาว 10 วินาที
NeoPixel LED Ring:
ต่อริง LED เข้ากับขา Digital Pin ของ Nano วงจรดูตามรูปด้านล่าง
เราโปรแกรมให้ไฟแสดงผลเป็นเวลา 10 วินาที เพื่อให้มันสอดคล้องกับเสียงในคอนเสิร์ต เราได้หยิบยืมโค้ดบางส่วนมาจากแหล่งต่อไปนี้
ตุ๊กตาลมเต้นระบำบนโต๊ะ:
ของเล่นตัวนี้ต้องผ่านการแฮ็กนิดหน่อยถึงจะเอามาใช้ในโปรเจกต์ได้นะน้อง ต้องแกะหลังออกเพื่อเข้าถึงพัดลมข้างในโดยตรง ตอนแรกพัดลมจะเปิดด้วยสวิตช์แบบกดเอง เราดึงสวิตช์นั้นออก แล้วแทนที่ด้วยการต่อสายพัดลมเข้ากับปลั๊กบาร์เรลตัวเมียและรีเลย์สวิตช์แบบกลไก เพราะพัดลมตัวนี้กินไฟเกินกว่าที่ Arduino Nano จะจ่ายไหว ก่อนจะบัดกรีสาย ต้องเช็คให้ดีก่อนนะว่าสายไหนเป็นกราวด์ (Ground) สายไหนเป็น VIn เราทำโดยใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก สายกราวด์ต่อกับปลั๊กบาร์เรล ส่วนสาย VIn ต่อเข้ากับรีเลย์ วงจรดูตามรูปด้านล่างได้เลยจ้า:
เราตั้งโปรแกรมให้พัดลมทำงานแค่ 10 วินาที พอให้มันได้เต้นระบำในช่วงคอนเสิร์ต ระวังเรื่องการตั้งค่ารีเลย์ด้วยนะ ว่าสัญญาณที่จะสั่งงานจะเป็น LOW หรือ HIGH สำหรับโปรเจกต์เรา พัดลมจะทำงานเมื่อได้สัญญาณ LOW
เซนเซอร์วัดลม:
เซนเซอร์วัดลมตัวนี้ต้องบัดกรีขาต่อเข้าไปเองนะ:
วงจรดูตามนี้เลย:
โค้ดส่วนที่ใช้วัดความเร็วลม เรายืมแนวคิดมาจากโค้ดตัวอย่างของเซนเซอร์นี้แหละ
เราเซ็ตให้เมื่อเซนเซอร์วัดความเร็วลมได้ถึงค่าหนึ่ง (ของเราตั้งไว้ที่ 10 ไมล์ต่อชั่วโมง) มันจะสั่งให้เริ่มคอนเสิร์ต จากนั้นจะหยุดวัดไป 10 วินาที แล้วค่อยกลับมาวัดใหม่ เผื่อมีลมมาแรงอีกครั้ง
การประกอบชิ้นส่วน:
เราใช้โครงสร้างที่พิมพ์จากเครื่อง 3D Printer ออกแบบด้วย Fusion360 มาช่วยประกอบโปรเจกต์:
บอร์ดเบรดบอร์ดของเรามีแผ่นกาวด้านหลัง ทำให้ติดกับโครงสร้างได้ง่าย แล้วเราก็เอากระบอกพลาสติกมาครอบลำโพงเพื่อขยายเสียงอีกที ริงไฟ NeoPixel LED วางอยู่บนหัวตุ๊กตาลมในตำแหน่งที่ออกแบบไว้ ส่วนบอร์ดรีเลย์และโมดูลเสียงก็ใช้เทปติดกับโครงสร้าง
