Управляйте тараканом с помощью Arduino менее чем за 30 долларов

Об этом проекте

Несколько лет назад я увидел таракана, управляемого смартфоном Backyard Brains, и это просто поразило меня! Я пытался уговорить маму разрешить мне его купить, но упоминание о тараканах убедило ее в обратном. :) Несколько лет спустя я начал делать проекты с Arduino. Я вспомнил, как сильно хотел провести эксперимент с тараканами, поэтому убедил ее, что тараканы вовсе не отвратительны. Затем я заказал пару мадагаскарских шипящих тараканов. Как только они прибыли, я начал кодировать, тестировать, перекодировать, повторно тестировать. Наконец-то я узнал, как все сделать правильно и временно изменить поведение таракана, как вы увидите в этом видео:

Это не игрушка, это научный эксперимент по обучению нейробиологии. Это похоже на то, как кому-то устанавливают кохлеарный имплант (который вернул слух более чем 324 000 человек). Тараканы могут восстанавливать утраченные антенны и конечности. Тараканы в этом проекте были полностью обезболены во время «операции». Все, что я делал, обратимо и было отменено в конце эксперимента. Кроме того, в этом проекте я использовал цианоакрилат (суперклей), но он не вреден, потому что подобное химическое вещество использовалось во время войны во Вьетнаме для заделки ран на людях.

Шаг 1. Как это работает

Вы спросите, как это работает? Как и у многих насекомых, у тараканов есть антенны, которые непосредственно участвуют в навигации. Стимулируя антенны с переменными частотами (которые имитируют нейронные сигналы) от Arduino, вы можете заставить таракана думать, что перед ним есть стена, когда ее нет. Когда это происходит, таракан разворачивается в другом направлении. Хотя через некоторое время таракан начинает игнорировать раздражитель и продолжает идти, как будто у него нет рюкзака.

Шаг 2. Материалы

Детали:

• Arduino Micro или MKR 1000 20 долларов США
• Батарея A23 12 В или таблетка, если вы используете MKR за 1000 долларов США.
• Держатель аккумулятора A23 или держатель для монет (или немного алюминия, чтобы сделать его самостоятельно).
• Штыревой соединитель
• Тонкий провод (я достал свой из многожильного провода) 1 доллар США.
• Супер клей (цианоакрилат) 2,48 $.
• Ваш выбор нетоксичный клей 90 центов
• Наждачная бумага
• Маленькие шайбы

Тараканы:

• Мадагаскарские шипящие тараканы (⚠ Перед покупкой проверьте правила своей страны и штата ⚠)
• Большой аквариум
• Маленький аквариум
• Бананы, яблоки и корм для собак (ежедневно кормите тараканов влажным бумажным полотенцем).
• Картонные коробки для яиц (используйте их как укрытия для тараканов).
• Нарезать бумагу (используйте ее в качестве подстилки в террариумах).
• грелка

Обязательно ознакомьтесь с правилами вашей страны и штата по борьбе с тараканами. Всегда держите клетку закрытой и с толстым слоем вазелина сверху. НИКОГДА не оставляйте тараканов без присмотра за пределами террариума и НИКОГДА выпускать тараканов в природу, где бы вы ни жили.

Инструменты:

• Паяльник
• Прямой значок
• Пистолет для горячего клея
• Ножницы
• Резак для коробок
• Зажигалка или спички (для выжигания суперклея, если выходит проволока).

Шаг 3. Соберите рюкзак

Первый шаг - изготовление «рюкзака». Используя листы алюминия, вырежьте форму «+» размером 3 на 2 дюйма. Затем загните края вверх (см. Рисунки). Если они откололись, попробуйте разрезать алюминий вдоль волокон. После этого оберните один из концов изолентой. Затем просверлите небольшое отверстие на одном из концов по направлению к середине и проденьте проволоку. Затем припаяйте один из концов к небольшой шайбе. Проделайте то же самое с другой стороной. Как только вы закончите с этим, припаяйте контактный разъем к только что установленным проводам и закрепите изолентой места пайки. Затем приклейте горячим клеем больший контактный разъем к одной из сторон «рюкзака», припаяйте провод длиной примерно 1 дюйм от многожильного провода к одному из контактов и проделайте то же самое с другим контактом. Кроме того, если вы хотите проверить его, вставьте батарею A23 в держатель и вставьте контактный разъем в контакты VIN и GND Arduino Micro. Если загорается, значит, все правильно. В противном случае вам может потребоваться согнуть аккумулятор так, чтобы он касался аккумулятора A23.

Шаг 4:Процедура установки антенн

Возьмите таракана и осторожно поместите его в чашку с ледяной водой (это обезболивает таракана) примерно на 2 минуты или до тех пор, пока реакция на движения не будет слабой или совсем не будет. После этого положите таракана на бумажное полотенце и слегка отшлифуйте верхнюю часть грудной клетки таракана (это не нервное вещество, во многом похожее на ваши ногти и волосы), затем с помощью нетоксичного клея приклейте рюкзак к отшлифованной области. Затем обрежьте усики примерно до 2–3 см. После этого слегка вставьте провод примерно на 1/4 см в одну из обрезанных антенн (которая является полой), затем нанесите немного суперклея на провод и протолкните его еще на 1/4 см в антенну, проделайте то же самое с антенной. другая антенна. Почти готово! Прежде чем продолжить, убедитесь, что таракан все еще полностью обезболен, если нет, аккуратно поместите его обратно в ледяную воду. Осторожно вставьте прямую булавку в грудную клетку таракана сбоку. Затем вставьте провод заземления на 1/4 см в небольшую перфорацию, которую вы только что сделали, нанесите небольшое количество суперклея на провод и вставьте его еще на 1/4 в отверстие. Убедитесь, что провода находятся подальше от его ног, потому что они могут выдернуть провода! Когда вы закончите, дайте ему восстановиться на ночь в отдельном террариуме. После того, как вы сделаете операцию пару раз, станет легче. Кроме того, не забудьте вымыть стол и выбросить ледяную воду, чтобы мама была счастлива.

Шаг 5. Код

Код прост и легко модифицируется. Если вы попытаетесь переписать код, не забудьте использовать noTone (здесь ваш пин-код) после каждого использования функции тонального сигнала. Кроме того, Arduino использует миллисекунды, поэтому 1 секунда равна 1000 миллисекундам. Если вы хотите стимулировать другую антенну, просто измените 11 на 12.

  / * void setup () {void loop () {тон (11, случайный (1,100), случайный (1,1000)); // это заставит таракана повернуться в одном направлении noTone (11)}  

Шаг 6. Попробуйте!

После того, как вы загрузили код в Arduino, вытащите таракана с рюкзаком из террариума, вставьте батарею A23 в рюкзак, вставьте штыревые разъемы в Arduino и наблюдайте, как таракан поворачивается! Если вы подозреваете, что он не заземлен должным образом, достаньте вольтметр и установите его на сопротивление. Наденьте один провод на антенный провод, а другой на провод заземления, если он показывает что-либо выше 1 Ом, вы все сделали правильно, если он показывает ниже 1, провод антенны и провод заземления соприкасаются, и если он читает «вне range »он не заземлен должным образом, поэтому вам придется повторить процедуру для заземляющего провода. Когда вы закончите этот эксперимент, не забудьте аккуратно снять рюкзак и отрезать провода. Еще один совет:при тестировании убедитесь, что вы делаете это в комнате с одинаковым освещением, потому что тараканы иногда превращаются в затемненных местах.

Особая благодарность моей маме, которая мирилась с наличием в доме живых тараканов, и моему папе за помощь с проектом. Спасибо за чтение!

Код

• Фрагмент кода №1

Фрагмент кода №1 Arduino

 / * void setup () {void loop () {тон (11, случайный (1,100), случайный (1,1000)); // это заставит таракана повернуться в одном направлении noTone (11)}