De MERELVERSCHRIKINATOR 3000 is een mechanische vogelverschrikker die gespecialiseerd is in het verschrikken van merels. de MERELVERSCHRIKINATOR 3000 detecteert beweging en speelt geluiden af. Ik heb dit gemaakt zonder eerdere arduino ervaring en met veel bloed, zweet en vooral tranen. Als ik dit kan maken kan jij het ook! Ik zal mijn best doen zo duidelijk mogelijk uit te leggen hoe in deze instructable.

Supplies

Elektronische componenten

Arduino Uno + adapter
Micro SD kaart
SD kaart module
Ultra sonische afstandssensor
3 watt speaker
Male-Female jumper wires
Male-Male jumper wires
Breadboard voor testen
Soldeerbord

Materialen voor casing

1 holle bamboe paal
1 dun stokje/houten pin
1 plat stuk hout
Kleine bamboetakjes voor versiering en camouflage

Gereedschap

Grote zaag
Kleine zaag
Boor
Veil
Schuurpapier
Soldeerbout

Step 1: Concept

Toen ik aan dit project begon had ik nog nooit met arduino gewerkt, gesoldeerd of überhaupt iets in elkaar gezet. Ik vond het er moeilijk uit zien en zag er eerlijk gezegd heel erg tegen op. Omdat ik geen ervaring had met arduino, vond ik het ook moeilijk om me voor te stellen wat ik er mee zou kunnen maken. Ik was rond die tijd bezig met het werken aan een game waarin de spelers bepaalde gadgets tot hun beschikking zouden hebben en mijn eerste idee was om een van die gadgets in het echt te maken. Het zou Detectobot heten en het moest een soort bewakingssysteem zijn. Ik wilde ook toevoegen dat het een geluid zou afspelen als je er langs loopt, want dat vond ik grappig en het maakt het meteen een stuk interactiever. Ik heb toen de verschillende componenten besteld die ik nodig zou hebben voor het maken van een detectobot.

Step 2: Creative Pausing

Na het kopen van de onderdelen is het tijd voor creative pausing, dit is een essentieel onderdeel van het creatieve proces, waarbij je een periode iets anders gaat doen en niet bezig bent met het project waar je aan werkt. De creative pause duurde bij mij helaas tot na de deadline van het project, maar het gaf me wel een nieuw perspectief op mijn idee!

Step 3: Concept: the Sequel

In de zomervakantie tijdens mijn intensieve, langdurige creative pausing zag ik mijn vader steeds vaker geïrriteerd van zijn stoel opstaan om de zoveelste merel uit zijn Japanse mostuintje te jagen. Hij heeft de hele tuin zelf aangelegd en de merels gooien altijd al het mos overhoop, zodat hij weer opnieuw aan de slag kan.

Dit is een probleem zo oud als het tuintje zelf. Ik moet al jaren aanzien hoe hij alles probeert om de vogels bij zijn mos weg te houden. Van een hele tuin die volhangt met witte plastic zakken tot een wapperende vis en zelfs een nepvos.

Niets had effect. De merels doorzagen zijn manoeuvres en lieten zich niet afschrikken. Er was zwaarder geschut nodig. Toen ontstond het idee om mijn arduino project te gebruiken om een mechanische vogelverschrikker voor mijn vader te maken. Ik vond dit persoonlijk een interessantere invalshoek, omdat ik op deze manier mijn ontwerp kon afstellen op een specifieke situatie. Dit leek me de perfecte challenge om mijn (nog niet bestaande) arduino skills mee op de proef te stellen. Het beste deel: ik had alle onderdelen al in huis.

Step 4: De Harde Realiteit

Or so I thought.. Toen ik begon met dingen uittesten kwam ik er snel achter dat ik geen idee had waar ik mee bezig was, van de helft van de onderdelen die ik had gekocht niet wist waar ze voor waren en onderdelen te kort kwam voor het idee dat ik wilde uitvoeren. Het was tijd voor een andere aanpak. Ik begon met het volgen van basis arduino tutorials en heb een aantal testen gedaan met een LED lampje, om zo meer begrip te krijgen voor wat ik aan het doen was. Ik heb ook meteen de PIR sensor uitgetest. Tijdens het volgen van PIR tutorials leerde ik welke onderdelen ik nodig zou hebben voor mijn eigen project en heb deze besteld. Ik heb geleerd dat het belangrijk is om goed georganiseerd te zijn bij het doen van een arduino project. Ik raad sterk aan om onderdelen te labelen vóórdat je vergeet wat het is en wat het doet, vooral als je van plan bent op een later tijdstip verder te werken aan je project.

Na een maand stoeien met de PIR bewegingssensor zonder succes besloot ik dat het tijd was om iets anders te proberen. Ik heb heel veel tijd verspild aan dit deel van mijn proces. Dit kwam omdat ik niet snel doorhad wat er precies niet werkte, omdat ik de onderdelen niet los van elkaar had getest, waardoor ik er pas na heel lang achter kwam dat alleen de PIR sensor het probleem was. Na wat rondvragen kwam ik er achter dat je hetzelfde effect van een bewegingssensor kan bereiken met een afstandssensor, die ik toevallig al had liggen! Ik heb dit keer eerst geprobeerd de afstandssensor en de speaker los van elkaar werkend te krijgen. Toen dat gelukt was heb ik gezorgd dat de afstandssensor de speaker activeert.

Step 5: Geluid Voorbereiding

**Vanaf hier begint de concrete uitleg van het maakproces van de MERELVERSCHRIKINATOR 3000**

Als eerst gaan we een audio file op de SD kaart zetten. Hiervoor heb je de SD kaart en een laptop met een SD ingang nodig. Als je geen laptop hebt met een SD ingang, heb je ook een SD adapter nodig.

Ik maak een vogelverschrikker die specifiek bedoeld is om merels weg te jagen. Op www.vogelbescherming.nl en op youtube zijn verschillende roepen van vogels te vinden. Ik heb de alarmroep van de merel op de SD kaart gezet. Door dit geluid te gebruiken zal de merel die de vogelverschrikinator triggered gealarmeerd zijn, denken dat er gevaar dreigt en op de vlucht slaan, waardoor de mos in mijn vaders tuin gered zal zijn. Doordat het geluid verder best subtiel is en opgaat in de andere natuurgeluiden zal de vogelverschrikinator niet veel overlast bezorgen aan andere dieren of aan buren.

Je hebt een 8bit, 11025 Hz, mono WAV file nodig. Je kunt deze converter gebruiken om een wav bestand met deze eigenschappen te maken. Als je de file hebt open je de SD kaart op je computer/laptop en zet je het bestand hier in. Ik noem mijn file Track01. Het is belangrijk dat je de naam van het audiobestand dat je wil afspelen onthoudt, want die moet je straks aan gaan roepen in de code.

Step 6: Arduino Libraries

Om makkelijk audio van een SD kaart af te spelen heb je de TMRpcmarduino library nodig. Dit kan je downloaden onder schets > Bibliotheek gebruiken > Bibliotheek beheren > TMRpcm. De bestanden zijn terug te vinden in de folder Documenten > Arduino > Libraries.

Step 7: Coderen

Dit is de code die je moet uploaden op je arduino UNO om de VOGELVERSCHRIKINATOR 3000 te laten werken. In de code staan comments met uitleg over wat bepaalde stukken doen.

//Code voor de vogelverschrikinator 3000
//SD kaart setup
#include "SD.h"
#define SD_ChipSelectPin 10
#include "TMRpcm.h"
#include "SPI.h"

// constants (staan vast)
const int TRIG_PIN = 6; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's TRIG pin
const int ECHO_PIN = 7; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's ECHO pin
const int SPEAKER_PIN = 9; // Arduino pin connected to speaker pin
const int DISTANCE_THRESHOLD = 50; // centimeters (de afstand waarop de afstandssensor geactiveerd wordt)

// variables (veranderen)
float duration_us, distance_cm;

TMRpcm tmrpcm; //arduino library voor het lezen van de SD kaart

void setup()
{
tmrpcm.speakerPin=9;//pin waar de speaker aan geconnect is
Serial.begin(9600);
 //Sonar Sensor
 pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // set arduino pin to output mode
 pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // set arduino pin to input mode
 pinMode(SPEAKER_PIN, OUTPUT); // set arduino pin to output mode

if(!SD.begin(SD_ChipSelectPin))
{
 Serial.println("SD fail");
 return;
}

}

void loop() {
// generate 10-microsecond pulse to TRIG pin
 digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
 delayMicroseconds(10);
 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

 // measure duration of pulse from ECHO pin
 duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
 // calculate the distance
 distance_cm = 0.017 * duration_us;

 if(distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD){
 tmrpcm.setVolume(6);
 tmrpcm.play("Track01.wav"); //ALS de afstand tot de afstandssensor lager is dan de treshhold -> play audio
 }

 // print the value to Serial Monitor
 Serial.print("distance: ");
 Serial.print(distance_cm);
 Serial.println(" cm");

 delay(5000); //zorgt er voor dat het even duurt voordat de audio opnieuw afspeelt, zodat hij eerst het hele fragment afspeelt voordat het opnieuw begint wanneer er langdurig iets voor de afstandssensor zit.
}

SonarSoundActivate.ino
Download

Step 8: Sequentiesysteem

Stappenplan

Verbind 5V van de arduino UNO met het soldeerbord
Sluit de componenten aan:

We beginnen met het aansluiten van de afstandssensor

GND sensor > GND arduino
ECHO > PIN 7
TRIG > PIN 6
VCC > soldeerbord naast 5V

Vervolgens sluiten we de speaker aan

Speaker pin > GND
Speaker pin > PIN 9

Als laatste sluiten we de SD card module aan

GND SD > GND arduino
MISO > PIN 12
SCK > PIN 13
MOSI > PIN 11
CS > PIN 10
5V SD > soldeerbord naast 5V
Doe SD kaart in SD kaart module

Step 9: Solderen

Verbind de 5V pin van de arduino UNO aan 5V SD en VCC van de afstandsensor met elkaar door ze te solderen.

Step 10: Casing Ontwerp

De context waarin mijn vogelverschrikker gebruikt zou gaan worden is de Japanse tuin van mijn vader. Voor mijn vader is het belangrijk dat alles in zijn tuin bij de Japanse stijl past, daarom heb ik een casing ontworpen die esthetisch bij deze context past. Mijn eerste idee was om een vogelhuisje met mos eroverheen te maken. Ik had hier een kartonnen prototype voor gemaakt om te kijken waar de bedrading zou komen. Toen ik in de schuur ging zoeken naar materialen vond ik oude holle bamboe palen en dit bracht me op een nieuw idee. Door een bamboe paal om te bouwen naar een vogelverschrikker zou het goed in de tuin passen omdat het bamboe terugkomt in de rest van de tuin (we hebben hekken, een muurtje en een bamboe waar water uit komt). Bovendien past het bamboe paal ontwerp goed bij het minimalistische design waar japan om bekend staat.

Step 11: Casing Bouwen

Stappenplan

Zaag de bamboepaal in twee stukken een groot en een kleiner stuk (van ongeveer de helft van het grote stuk)
Meet de speaker die je wil gebruiken en maak een gat van deze grootte in het grote stuk. Zorg er voor dat hij op een hoogte zit dat je arduino er onder past.
Zaag het kleine stuk verticaal door de helft.
Meet de ronde ogen van de afstandssensor en boor 2 gaten waar deze in passen in het kleine stuk van de bamboepaal.
Boor een gat aan de zijkant van het grote stuk van de paal, op hoogte van de speaker. Hier gaan straks de draden van de afstandssensor doorheen.
Plaats het kleine bamboe stuk tegen de paal aan de zijkant naast de speaker.
Boor een gaat door de bovenkant van het kleine stuk en de zijkant van de paal. De gaten moeten recht tegenover elkaar staan.
Doe een houten stok/pin door dit gat, zodat de twee bamboestukken aan elkaar worden gemaakt. (In het oude japan werden houten palen vaak op deze manier aan elkaar vast gemaakt)
Bevestig de afstandssensor aan het kleine bamboestuk en de speaker aan de grote, zorg ervoor dat de draden door de paal lopen en sluit ze aan aan de arduino.
Schuif de arduino voorzichtig helemaal in de paal.
Maak de paal vast aan het stuk hout dat je als standaard wil gebruiken.