Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

पिता / बेटी रास्पबेरी पाई-आधारित राज्य पोस्टर परियोजना

हमारी बेटी के स्कूल में, सभी 2 ग्रेडर ने एक "राज्य बोर्ड" परियोजना को एक साथ रखा। उन्हें बेतरतीब ढंग से एक राज्य (हमारी बेटी के मामले में, वर्मोंट) सौंपा गया है और छात्र कार्डबोर्ड के त्रि-गुना टुकड़े पर एक साथ पोस्टर लगाने का काम करते हैं। मैंने जो सुना है, उससे अक्सर परियोजनाओं में जानवरों और उत्पादों जैसे 3 डी पहलू जुड़े होते हैं और कई वर्षों में राज्य गीत जैसी चीजों को खेलने के लिए बटन होते हैं। हमने उन संभावित तत्वों पर विचार किया, जिन्हें हम बोर्ड में शामिल कर सकते हैं और ध्वनि, प्रकाश और यहां तक ​​कि ईएल-वायर एनिमेटेड नदियों के बारे में भी सोच सकते हैं। मैं यह सुनिश्चित करना चाहता था कि यदि हम एक अधिक विस्तृत डिजाइन चुनते हैं कि हमारी बेटी वास्तव में अधिकांश काम करेगी और हम यह दस्तावेज करते हैं - इसलिए मैंने अधिकांश प्रक्रिया को फिल्माने के लिए एक फ्लिप वीडियो रिकॉर्डर का उपयोग किया। इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भ में, हमारी बेटी न्यूयॉर्क में हाल ही में निर्माता फेयर में मिलाप करने के लिए काफी जल्दी सीख गई। उसने तब से कुछ जोड़े बनाए हैं। पुरमा-प्रोटो पर उचित मात्रा में टांका लगाने की आवश्यकता थी। नीचे दिए गए वीडियो में हमारी बेटी को वर्मा-प्रोटो और बटन बोर्ड पर काम करते हुए दिखाया गया है।

वांछित ध्वनि और प्रकाश तत्वों को रखने के लिए हमें एक उपयुक्त नियंत्रक चुनने की आवश्यकता है। मैंने बहस की कि क्या एक Arduino- आधारित डिज़ाइन की सिफारिश करना या रास्पबेरी पाई का उपयोग करना सबसे अच्छा होगा। एक Arduino दृष्टिकोण Arduino और Wave Shield संयोजन का उपयोग कर सकता है। इसमें तेज़ स्टार्ट अप और शटडाउन का लाभ होगा और इसमें निर्बाध ऑडियो होगा।रास्पबेरी पाई संभावित रूप से कम खर्चीली होगी क्योंकि यह ऑडियो को अपनी फाइल सिस्टम से चला सकता है, इसमें (मॉडल बी) में निर्मित नेटवर्किंग है, और Adafruit के वेबडीई का उपयोग कर सकता है जो हमारी बेटी के पायथन-आधारित प्रोग्रामिंग कार्यों (Arduino) को सरल नहीं करेगा। पायथन किया गया है)। पाई बहु कार्य कर सकता है जो कुछ चीजों को आसान बना देगा, लेकिन चिकनी ध्वनि प्लेबैक को अधिक चुनौतीपूर्ण बना देगा। जैसा कि इस परियोजना के बाकी साल के लिए स्कूल में जगह होगी, बिजली प्रबंधन भी महत्वपूर्ण था - इसलिए एक सुंदर ऑटो-शटडाउन आवश्यक होगा। मैंने Arduino / Wave Shield संयोजन के साथ कई पिछली परियोजनाएँ की हैं, इसलिए मैं वास्तव में यह देखना चाहता था कि रास्पबेरी पाई के साथ यह कितना अच्छा हो सकता है। WebIDE ने मुझे यह समझाने में मदद की कि हमारी बेटी के साथ काम करना आसान होगा (और वह सिर्फ पायथन के माध्यम से बच्चों के लिए काम करना शुरू कर रही है)।

हमने एक मोटे विचार के साथ शुरू किया कि हम कैसे सोचते थे कि चीजें एक साथ आएंगी। सबसे पहले, हमें राज्य की रूपरेखा की आवश्यकता होगी। लक्ष्यों में से एक त्रिकोणीय की पीठ पर बहुत सारे तारों और कनेक्शन होने से बचना था। इसे पूरा करने के लिए, राज्य सीमा की रूपरेखा एक अलग टुकड़ा होगी। यह भी राज्य के लिए एक 3 डी देखो बनाने से संतुष्ट है। हम फोम बोर्ड का इस्तेमाल कर सकते थे लेकिन मुझे लगा कि क्वार्टर इंच प्लाईवुड बेहतर होगा और अधिक सटीक कटौती की अनुमति देगा। हमारे सीएनसी के लिए जी-कोड बनाने के लिए वास्तविक राज्य सीमा डेटा का उपयोग करने की योजना थी। हम एल ई डी के सटीक स्थान और लकड़ी पर उन स्थानों पर ड्रिल छेद की योजना भी बनाएंगे। किंवदंती भी लकड़ी की होगी और इसमें एलईडी और बटन के लिए छेद होंगे। उम्मीद यह थी कि आरजीबी एलईडी के एक भी स्ट्रैंड को राज्य और किंवदंती बोर्डों के पीछे की ओर से पार किया जा सकता था और सभी छेदों को मारा जा सकता था। हमने कुल 50 एलईडी का उपयोग करने की योजना बनाई है, किंवदंती पर 15 और मानचित्र पर 35। जैसा कि यह पता चला है, हमें छेदों को कुछ हद तक समायोजित करना चाहिए था लेकिन हमने स्ट्रैंड पर केवल 2 को अच्छी तरह से बर्बाद कर दिया था जो एक छेद तक नहीं पहुंचा था और क्षतिपूर्ति के लिए 2 और जोड़ने के लिए जो स्ट्रैंड के अंत में प्लग किया गया था (हम चाहते थे दो 25 एलईडी किस्में रखने के लिए जिनका हमने उपयोग किया था)।

हमारी योजना के अन्य भागों में बोर्ड पर उपयोग किए जाने वाले 8 बटन के अलावा एक वायरलेस रिमोट का उपयोग शामिल था। चूंकि रिमोट रिसीवर 5 वोल्ट पर संचालित होता है, हमें 3.3 वोल्ट रास्पबेरी पाई के साथ उपयोग के लिए एक स्तर-कनवर्टर पेश करने की आवश्यकता थी। हमें तब एक स्विच मॉड्यूल की आवश्यकता थी जो स्विच की निगरानी के लिए बहुत कम वर्तमान का उपयोग करते हुए एक क्षणिक स्विच के प्रेस से पूरी शक्ति को ट्रिगर कर सके। हमें स्पीकर के छोटे सेट को चलाने के लिए पाई से ऑडियो को बढ़ाना भी आवश्यक था। चूंकि पीआई ऑडियो हमेशा सुचारू नहीं होता है और इसमें कभी-कभार क्लिक और पॉप (यहां तक ​​कि कुछ फ़िल्टरिंग के साथ) - यह समस्या पैदा कर सकता है यदि एम्पलीफायर पाई के समान आपूर्ति से संचालित होता है क्योंकि यह पाई को क्रैश करने के लिए पर्याप्त वर्तमान आकर्षित कर सकता है। तो एम्पलीफायर के पास अपनी शक्ति होनी चाहिए जो मुख्य शक्ति के ऊपर आने पर कनेक्ट हो सकती है। इसलिए सभी को एक साथ हार्डवेयर की आवश्यकता होती है:

  • रास्पबेरी पाई मॉडल बी (Rev 1)
  • Adafruit Full Sized Perma-Proto Raspberry Pi Breadboard PCB
  • रास्पबेरी पाई GPIO रिबन केबल
  • २५ १२ एमएम के २२ डिस्ट्रेस्ड फ्लैट डिजिटल आरजीबी एलईडी पिक्सल्स (और २ एलईडी स्पैनफैन से WS2801- आधारित २० आरजीबी एलईडी चेन से चिपके हुए हैं क्योंकि मुझे कुल ५२ की जरूरत थी)
  • 4-पिन JST SM प्लग सेट (कनेक्ट करने के लिए / एलईडी स्ट्रैंड से डिस्कनेक्ट करें और हमारे मामले में श्रृंखला के अंत में एक जोड़ी अतिरिक्त एल ई डी को फास्ट करने के लिए)
  • गोल स्पर्श बटन
  • स्टीरियो 3.7W क्लास डी ऑडियो एम्पलीफायर
  • 4-चैनल द्वि-दिशात्मक तर्क स्तर कनवर्टर (वैकल्पिक आरएफ के लिए)
  • सिंपल RF M4 रिसीवर - 315 मेगाहर्ट्ज मोमेंट्री टाइप (वैकल्पिक RF के लिए)
  • कीफॉब आरएफ रिमोट कंट्रोल - 315 मेगाहर्ट्ज (वैकल्पिक आरएफ के लिए)
  • 4 डी-सेल बैटरी धारक (नीचे 1 डी-सेल धारक के साथ शामिल)
  • 1 डी-सेल बैटरी धारक
  • 4 AA- सेल बैटरी होल्डर (सेल पदों में से एक में तारों द्वारा 3-सेल धारक में परिवर्तित)
  • 2 दोहरी मिनी बोर्ड (4 बटन क्षेत्रों को कवर करने के लिए)
  • राइट-एंगल ऑडियो एडेप्टर (पाई के ऑडियो आउट में फिट होने के लिए)
  • स्टीरियो मिनी प्लग
  • 5 मिमी वाइड-एंगल रेड एलईडी
  • आकार M समाक्षीय डीसी पावर प्लग (मज़े के लिए मैंने ड्रिंक आउट प्लग के लिए फ्लाइट टैग से पहले एक निकालें संलग्न किया है जब आप इसे संचालित करना चाहते हैं तो प्लग को बाहर निकालना स्पष्ट करें)
  • पैनल-माउंट आकार एम समाक्षीय बिजली जैक
  • 2 2 Oh पेपर कोन मिडरेंज ट्वीटर (4 ओम)
  • पोलोलु स्टेप-डाउन वोल्टेज रेगुलेटर (5 वोल्ट, 3.5 एम्प्स के लिए)
  • पोलोलु पुशबटन पावर स्विच एस.वी.
  • 5VDC SPDT माइक्रो रिले
  • 9 2-स्थिति पीसीबी टर्मिनल
  • बोर्ड एज माउंटिंग किट (पाई मॉडल बी रेव 1 के लिए क्योंकि इसमें बढ़ते छेद नहीं हैं)
  • # 8 5/8 Head गोल सिर लकड़ी के पेंच (लकड़ी में कार्डबोर्ड के माध्यम से बन्धन के लिए नीचे फेंडर वाशर के साथ)
  • 1/8 8 x 1 ender फेंडर वाशर
  • # 4 मशीन शिकंजा, वाशर, नट (वर्मा-प्रोटो और बैटरी धारकों को संलग्न करने के लिए)
  • # 8 x 1/2 Metal शीट मेटल स्क्रू (ऊपर 1/4 1/ प्लाईवुड के माध्यम से प्राप्त करने के लिए ऊपर बोर्ड बढ़त बढ़ते किट में शिकंजा के बदले में काम - शायद एक वॉशर या दो के साथ उनकी लंबाई कम करने के लिए)

हमने बटन पैनलों के साथ जुड़ने के लिए मॉड्यूलर 6-कंडक्टर मॉड्यूलर फोन जैक और प्लग का उपयोग किया। किंवदंती पैनल ने 5 बटन के लिए सभी 6 कंडक्टरों का उपयोग किया और हम एक स्थानीय रेडियो झोंपड़ी में 6-कंडक्टर मॉड्यूलर फोन केबल खोजने में सक्षम थे (यह 4-कंडक्टर की तुलना में आने के लिए कठिन है)। पावर और अन्य बटनों के लिए हमने सिर्फ दो और 4-कंडक्टर मॉड्यूलर केबल का उपयोग किया है। सबसे सस्ता जैक होम डिपो में 10-पैक्स में था, लेकिन मॉड्यूलर केबल जो हम फंसे हुए थे, इसलिए यह इतना आसान नहीं था, क्योंकि बस एक पंच डाउन टूल का उपयोग करना था - हमें यह सुनिश्चित करने के लिए काम करना था कि यह संपर्क बनाए - कभी-कभी कुछ टिनिंग तार जहां यह चैनल के माध्यम से आया था। यह आसान हो सकता है, हालांकि स्विच वायरिंग के लिए RJ45s और CAT5 का उपयोग करना थोड़ा अधिक महंगा है।

तैयार नियंत्रण बॉक्स, त्रिकोणीय गुना के केंद्र अनुभाग के नीचे पीठ पर घुड़सवार, नीचे दिखाया गया है।

अब जब हमने निर्माण के अवलोकन को शामिल किया है और इसमें शामिल सामग्री दी है, तो चलिए कुछ प्रमुख चरणों के बारे में विस्तार से चर्चा करते हैं।

नियोजन एलईडी प्लेसमेंट

परियोजना का एक महत्वपूर्ण हिस्सा नक्शे पर सभी एल ई डी के प्लेसमेंट के साथ-साथ किंवदंती पर विभिन्न उत्पादों को इंगित करने के लिए उन्हें क्या रंग होना चाहिए, इसकी योजना बना रहा था। चूंकि एल ई डी किसी भी रंग में बदल सकते हैं, इसलिए अलग-अलग रंगों के साथ अलग-अलग समय पर अलग-अलग उत्पादों को इंगित करने के लिए सिंगल एलईडी का उपयोग किया जा सकता है। इसलिए योजना में, राज्य में प्रत्येक क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक एलईडी का उपयोग करके एलईडी का संरक्षण किया जा सकता है। रंग चयन और RGB मूल्य निर्धारण सहित हमारी बेटी की योजना प्रक्रिया का एक वीडियो यहाँ है:

एक सीएनसी के साथ आपका राज्य काटना

हमारे मामले में, हमारे पास एक छोटी सी सीएनसी मशीन थी जिसका उपयोग हम राज्य की रूपरेखा को काटने के लिए कर सकते थे (लेजर काटने से लकड़ी आसान हो जाती थी)। चूंकि राज्य का वांछित आकार सीएनसी से बड़ा था, इसलिए योजना यह थी कि इसे 4 टुकड़ों में काटकर एक साथ जोड़ा जाए। अंततः, यह सब सीएनसी के लिए जी-कोड उत्पन्न करने के लिए नीचे आया। यह कुछ पायथन और जावा कोड के मिश्रण के साथ पूरा किया गया था और अन्य राज्य सीमाओं के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। एक मिलियन अमेरिकी राज्य की सीमाएं यहां से डाउनलोड की जा सकती हैं। मैंने यहां 2012p010_nt00798.tar.gz 2012 की सीमा फ़ाइल की एक स्थानीय प्रतिलिपि भी बनाई है। संग्रह फ़ाइल में सभी राज्यों के लिए सीमा डेटा के साथ एक आकार प्रारूप फ़ाइल है। एक साधारण पायथन कार्यक्रम का उपयोग किसी दिए गए राज्य की सीमा के लिए अक्षांश, देशांतर मानों की नकल करने के लिए किया जा सकता है:

आयात शेपफाइल आयात sys r = shapefile.Reader ("Statep010.shp") sr = r.shapeRecords () के लिए sr: यदि s.record [3] == 'सर्वस्व': आकृति = sf = खुला ("वर्मोंट)। txt ", 'w') आकार में pt के लिए। shpe.point: f.write (str (pt [0])) f.write (", ") f.write (str (pt [1])) f। लिखना ("n") f.close ()

ऊपर पायथन प्रोग्राम को स्थापित करने के लिए पायथन शेपफाइल एक्सटेंशन की आवश्यकता होगी। यह इस स्थिति में वांछित राज्य के साथ जुड़े रिकॉर्ड को ढूंढता है, वर्मोंट, और ASCII डेटाफाइल को वर्मोंट.टाइटल नामक राज्य रूपरेखा के अक्षांश, देशांतर मान को लिखते हैं जो हमारे अगले कार्यक्रम द्वारा उपयोग किया जाएगा। कार्यक्रमों का अगला सेट (जावा में लिखा और vermont.jar में उपलब्ध है) परियोजना के विभिन्न हिस्सों के लिए जी-कोड उत्पन्न करता है। ये सभी उन भागों के चित्रमय पूर्वावलोकन देते हैं जो वे काट देंगे। पहला प्रोग्राम (जिसे प्लॉट.जावा कहा जाता है) वर्मोंट.टैक्स फ़ाइल से राज्य की सीमा को प्लॉट करता है, लेकिन संसाधन फ़ाइलों का भी उपयोग करता है, जिसमें रोशनी के स्थान (वर्मोंट उत्पाद के नक्शे से प्रक्षेपित) और कुछ शहर के स्थानों (लेट / लोन से) हैं ) यह समझने में मदद करने के लिए कि शहर के लेबल कहां लगाएं। छेद मोटे तौर पर बड़े पैमाने पर हैं जो हमें इस बात का अंदाजा देते हैं कि वे किनारे के बहुत करीब थे या राज्य की सीमाओं की सीमाओं के करीब। कुछ बहुभुज चौराहों का उपयोग जावा में किया गया था ताकि राज्य के कुछ हिस्सों के लिए 4 छोटे बहुभुज का उत्पादन किया जा सके। हमने कट की सीमाओं को तब तक टाल दिया जब तक कि वे किसी भी हल्के छेद वाले स्थान को पार नहीं कर लेते लेकिन फिर भी सीएनसी पर कटौती करने के लिए राज्य के क्वार्टर को काफी छोटा रखा गया। अंततः कार्यक्रम 4 जी-कोड फ़ाइलों का उत्पादन करता है, प्रत्येक राज्य के क्वार्टर के लिए एक (vermont1.nc, vermont2.nc, vermont3.nc, और vermont4.nc)।

नीचे दिए गए वीडियो में पायलट के छेद के कुछ उदाहरण दिखाए जा रहे हैं जो एल ई डी के लिए काटे जा रहे हैं और जो सीमाएँ काट रहे हैं:

शीर्षक पत्र काटना

हमने वरमोंट के लिए अलग-अलग अक्षरों को काटने के लिए सीएनसी का भी उपयोग किया। मैंने NCPlot की कोशिश की जिसने अक्षरों के लिए जी-कोड तैयार करने के लिए बहुत अच्छा काम किया। हालांकि मुझे "R" और "O" जैसे अक्षरों पर फिर से कटौती का आदेश देना पड़ा था क्योंकि मुझे पता चला कि थोड़ी देर हो चुकी थी कि पत्र के कटने से पहले ही उसने छेद नहीं काटा। यहां शीर्षक पत्रों का एक वीडियो काटा और रेत किया जा रहा है:

योजना बनाना / काटना

हम किंवदंती पैनल को आकार देते हैं ताकि यह 15 उत्पाद प्रविष्टियों को समायोजित कर सके जिसमें एलईडी छेद पर्याप्त रूप से फैला हुआ हो। इसे राज्य के नीचे दाईं ओर केंद्र कार्डबोर्ड पैनल में भी फिट होना था। प्राइमरी कंट्रोल बटन भी सबसे नीचे लीजेंड पैनल पर स्थित थे। इसलिए ज्यादातर सीएनसी का उपयोग सभी एलईडी के साथ-साथ 5 बटन के लिए लीजेंड पायलट छेद को ड्रिल करने और पैनल के लिए आयताकार सीमा को काटने के लिए किया गया था।

और यहाँ किंवदंती पैनल में कटौती की जा रही है:

ग्लूइंग / सैंडिंग / वुड पार्ट्स को पेंट करना

राज्य के चार चौथाई टुकड़े लकड़ी के गोंद के साथ एक साथ चिपके हुए थे। ये जोड़ सीधे किनारों के साथ थे। सीम को मजबूत करने के लिए सीढ़ियों के साथ लकड़ी के पतले स्ट्रिप्स का इस्तेमाल किया गया था (इन्हें डरमेल के साथ कुछ छिद्रों से काट दिया जाना था)। राज्य, पत्र, और किंवदंती टुकड़े सभी रेत और चित्रित थे। राज्य में नदियों और पानी के क्षेत्रों को नीले रंग के ग्लिटर पेंट से चित्रित किया गया था। यहाँ पेंटिंग प्रक्रिया का एक वीडियो है:

इसके अलावा, पानी की विशेषताओं को चित्रित करने से पहले, जैसा कि ऊपर दिए गए वीडियो में दिखाया गया है, उन्हें एक अनुमानित ओवरले का उपयोग करके पता लगाया गया था जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

एलईडी संलग्न करना

सभी एलईडी छेद ड्रिल किए गए थे इसलिए छेद के माध्यम से एलईडी फैला हुआ है और आईसी युक्त समतल हिस्सा पीछे की तरफ लकड़ी के खिलाफ फ्लश है। गर्म पिघल गोंद जगह में प्रत्येक एलईडी रखती है। एलईडी श्रृंखला किंवदंती पैनल के नीचे से शुरू होती है जहां एलईडी नीचे से ऊपर तक सभी छेदों को भरते हैं और फिर वे उस नक्शे पर कूदते हैं जहां वे 35 छेदों को पार करते हैं। कुछ मामलों में एक एलईडी में छेद नहीं होता है और उसे छोड़ना पड़ता है (क्योंकि हम दो 25 एलईडी स्ट्रैंड नहीं काटना चाहते हैं)। मैंने वास्तव में कुछ कोड लिखने के बारे में बहस की, ताकि कम से कम स्किप किए गए एल ई डी (एक परिचित एल्गोरिदम समस्या) के साथ छिद्रों को कवर करने का सबसे अच्छा तरीका खोजा जा सके - लेकिन 2 गायब होना इतना बुरा नहीं था। नतीजतन, हमें एक 2 एलईडी एक्सटेंशन (सेट से अन्य जेएसटी प्लग का उपयोग करके) और उस श्रृंखला में जोड़ना होगा। नीचे दी गई तस्वीर बोर्ड के एक शीर्ष दृश्य को दर्शाती है जहां आप कार्डबोर्ड परत, बढ़ते ब्लॉक और मानचित्र परत देख सकते हैं।

बटन

4 क्षेत्र हैं जहां बटन की आवश्यकता होती है: किंवदंती पैनल के निचले भाग में, राज्य के नीचे बाईं ओर एक "ऑन" बटन (जिसमें एक पावर एलईडी शामिल है), और गीत के लिए बटन और बाईं ओर स्थित पक्षी राज्य का ऊपरी हिस्सा। ये सभी छोटे प्रोटो बोर्ड द्वारा समर्थित होते हैं जिनके बटन और एलईडी लकड़ी या कार्डबोर्ड के माध्यम से विस्तारित होते हैं और जो पीछे की तरफ गर्म पिघल जाते हैं। 5 लीजेंड बटन एकल 6 कंडक्टर मॉड्यूलर फोन कॉर्ड के साथ जुड़े हुए हैं। पावर बटन / एलईडी एक 4 कंडक्टर मॉड्यूलर फोन कॉर्ड के साथ जुड़ा हुआ है और फिर पक्षी और गीत बटन संयुक्त रूप से एक और 4 कंडक्टर मॉड्यूलर कॉर्ड का उपयोग करते हैं।

कार्डबोर्ड को तीन गुना गुना में बढ़ते हुए

राज्य और किंवदंती बोर्ड दोनों के पास लकड़ी के ब्लॉक होते हैं, जो उनके पीछे की ओर एलईडी स्ट्रैंड (और बटन) के लिए जगह देने के लिए लकड़ी से चिपके होते हैं, लेकिन कार्डबोर्ड के सामने। फेंडर वाशर और लकड़ी के स्क्रू कार्डबोर्ड के पीछे के माध्यम से उन लकड़ी के ब्लॉक में आते हैं, जो बोर्ड को कार्डबोर्ड पर सुरक्षित रूप से रखते हैं।

कंट्रोल बॉक्स एनक्लोजर का डिजाइन

इलेक्ट्रॉनिक्स कंट्रोल बॉक्स पीठ पर केंद्रीय कार्डबोर्ड पैनल के नीचे से जुड़ा हुआ है। बॉक्स 24 (लंबा (केंद्रीय त्रिकोणीय पैनल से मेल खाने के लिए) है। इलेक्ट्रॉनिक्स, बैटरी और स्पीकर को पूरे 24 speakers के साथ रैखिक रूप से रखा गया है। एक्सेस को आसान बनाने के लिए, एक ऐक्रेलिक स्लाइडिंग टॉप का उपयोग किया जाता है जो इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी तक पहुंच प्रदान करने के लिए पूरी तरह से खुल सकता है। घटक खुद भी एक स्लीडेबल 1/4 base प्लाईवुड आधार पर लगाए जाते हैं जो बॉक्स के नीचे से थोड़ा ऊपर घुड़सवार होता है। इसलिए बॉक्स के नीचे बोर्ड और बैटरी के उजागर होने के लिए विभिन्न बढ़ते शिकंजा के बिना सपाट हो सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स को स्लाइड करने में सक्षम होने के लिए भी सुविधाजनक है। बॉक्स पर वन एंड पीस में नेटवर्क जैक और बाहरी पावर जैक दोनों होते हैं। मूल रूप से, हमने बाहरी शक्ति का उपयोग किया था लेकिन एक बार बैटरी सर्किट पूरी तरह से लागू हो गया था जो बहुत अधिक सुविधाजनक हो गया था और हमने विकास के दौरान फिर से बाहरी शक्ति का उपयोग नहीं किया। पावर जैक को वायर्ड किया जाता है ताकि बाहरी बिजली लागू होने पर बैटरी पावर कट जाए (लेकिन अगर आप बाहरी जैक के माध्यम से विनियमित 5 वोल्ट की शक्ति प्रदान करना चाहते हैं तो एक जम्पर को हटाने की आवश्यकता है - अन्यथा आंतरिक रूप से थोड़ा उच्च वोल्टेज की आपूर्ति करने की आवश्यकता है 5 वोल्ट रेगुलेटर को थोड़े उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है - जब बैटरी पर 5 "डी" सेल प्रदान कर रहे होते हैं)। बाहरी पावर जैक में डाला गया डमी प्लग एक प्रभावी "सुरक्षा" के रूप में कार्य करता है, इसलिए सिस्टम परिवहन के दौरान गलती से चालू नहीं होता है। विमानन समुदाय के लिए एक संकेत में, डमी प्लग को स्पष्ट रूप से अपना उद्देश्य दिखाने के लिए "फ्लाइट से पहले निकालें" बैनर को संलग्न करना उचित प्रतीत होता था (और मैंने हाल ही में हमारी बेटी के स्कूल में माता-पिता को बिना किसी स्पष्टीकरण के प्लग को हटाकर इसे एक कोशिश देने के लिए आवश्यक समझा। )।

नीचे दी गई तस्वीर नेटवर्क / बिजली कनेक्शन के अंत के साथ संलग्नक के अंत को दिखाती है। यह नीचे दिखाता है कि घटक किससे जुड़े हैं। आप पाई बोर्ड को सर्किट बोर्ड क्लिप के साथ देख सकते हैं जो इसे आधार पर रखता है। 1/4। प्लाईवुड पर एक माउंट की अनुमति देने के लिए क्लिप के साथ उपयुक्त गहराई के शीट धातु शिकंजा का उपयोग किया गया था। स्पीकर सामान्य रूप से तस्वीर के केंद्र में स्थान रखता है। एक बहुत ही कम RJ45 पुरुष-से-पुरुष केबल पाई और महिला-से-महिला RJ45 के बीच की खाई को पाटने के लिए बनाई गई थी, जिसका उपयोग अंत पैनल पर नेटवर्क कनेक्टर के रूप में किया गया था।

नियंत्रण बॉक्स को उसी फेंडर वॉशर और लकड़ी के शिकंजे का उपयोग करके कार्डबोर्ड पर बांधा जाता है, क्योंकि राज्य और किंवदंती को छोड़कर वे बोर्ड के सामने की तरफ से आते हैं और स्टिकर और मेपल के पत्तों से ढके होते हैं। तीन स्क्रू हैं, एक बाईं तरफ, एक बीच में, और एक दाईं ओर। बॉक्स में एक वायरिंग छेद होता है जो किंवदंती के नीचे की तरफ से निकलता है। 6-कंडक्टर मॉड्यूलर कॉर्ड और 4-पिन जेएसटी उस छेद से गुजरते हैं। यहां हमारी बेटी की एक क्लिप है जो असेंबली से पहले नियंत्रण बॉक्स के टुकड़े को रेत देती है:

एक मजेदार विवरण था कि ऐक्रेलिक स्लाइड कवर में बाड़े में कुछ ध्वनि / वेंटिलेशन छेद बनाया जाए। वर्मोंट.जर में शामिल एक्रेलिकॉप क्लास वेंट होल के लिए जी-कोड जनरेट करता है। चूंकि ये वेंट छेद पैटर्न थे, इसलिए कोड को वास्तव में फ़ॉन्ट वर्णों के लिए स्ट्रोक तक पहुंचने की आवश्यकता नहीं होती है। कोड छोटी छवि में वर्णों को प्रस्तुत करता है और फिर छवि के पिक्सल को यह निर्धारित करने के लिए निर्धारित करता है कि पिक्सेल कहाँ भरे हुए हैं। इन के स्थान को तब बढ़ाया जाता है और कवर पर स्थिति और स्थान के लिए वांछित के रूप में अनुवादित किया जाता है।

ऐक्रेलिक में ध्वनि / वेंटिलेशन छेद कैसे काटे गए थे, इसका एक वीडियो यहां दिया गया है:

ऐक्रेलिक की तरह जो हम काट रहे थे, सामग्री मिल बिट पर पिघल जाती है। इसलिए हमने कार्यक्रम में प्रवेश किया ताकि प्रत्येक समूह के छिद्रों को ड्रिल करने के बाद बिट को ब्रश करने की अनुमति दी जा सके। इसने इस मुद्दे को हल कर दिया (छेदों के आसपास हमारी पहली यात्रा में उत्तरोत्तर बड़ा हो गया क्योंकि सामग्री थोड़ा सा जमा हुई थी)।

सॉफ्टवेयर

Pi Adafruit (इस लेखन के रूप में 0.2) से ऑकिडेंटलिस वितरण चला रहा है। यह परियोजना Adafruit के WebIDE के उपयोग से विकसित एकल पायथन रूटीन से चलाई गई है। पायथन रूटीन और डेटा फ़ाइलों के अलावा कोड को एक सेवा के रूप में चलाने और ऑटो-शटडाउन करने के लिए कुछ अन्य बदलाव करने पड़े। WebIDE का उपयोग करते हुए, Vermont को चलाने के लिए फाइलें / usr / share / adafruit / webide / repositories / my-pi-Projects / Vermont पर पाई पर रहती हैं। Vermont.py मुख्य कार्यक्रम है। जब पाई / a / etc / init.d / vermont फ़ाइल शुरू होती है, तो इसे एक सेवा के रूप में चलाने के लिए:

# / / बिन / श # /etc/init.d/vermont मामला "$ 1" शुरू में) गूंज "शुरुआती शब्द" sudo /usr/share/adafruit/webide/repositories/my-pi-projects/Vermont/Vermont.py 2> और 1 &; स्टॉप) इको "स्टॉप वर्मोंट" # किल एप्लीकेशन जिसे आप LP_PID = `ps auxwww रोकना चाहते हैं। grep Vermont.py। head -2 | awk '{print $ 2}'` किल -9 $ LP_PID ;; *) प्रतिध्वनि "उपयोग: /etc/init.d/vermont {प्रारंभ | रोक}" बाहर निकलें 1 ;; एसेक निकास ०

बूट पर चलने के लिए सेवा को पंजीकृत करने के लिए "अपडेट-आरडीडी वर्मोंट डिफॉल्ट्स" का उपयोग करना याद रखें।

इसके अलावा, यदि आप आईडीई का उपयोग कर रहे हैं, तो आप यह सुनिश्चित करने के लिए शेल में "/etc/init.d/vermont stop" करना चाह सकते हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए नहीं है कि आप आईडीई से दूसरे को चला रहे हैं। चूंकि हमारे कोड में निर्मित ऑटो-शटडाउन था, इसलिए हमें समय-समय पर उच्च सेट करने या विकास के दौरान कोड को बहुत लंबे समय तक नहीं चलाने के लिए सावधान रहना होगा या अगर हम किसी भी बटन को हिट नहीं करते हैं तो यह बंद हो सकता है। ऑटो-शटडाउन उपयोग के लिए हमने निम्न पर एक शटडाउन एरो स्क्रिप्ट डाला।

#! / usr / bin / python GPIO GPIO.setmode (GPIO.BCM) GPIO.setup (4, GPIO.OUT) GPIO.output (4, True) के रूप में RPi.GPIO आयात करें

चूंकि हमारा बोर्ड बिजली को मारने के लिए पोलोलू स्विच को बताने के लिए GPIO # 4 लाइन का उपयोग करता है, इसलिए यह स्क्रिप्ट तुरंत बिजली बंद कर देगी। लेकिन हम पहले एक सुंदर शटडाउन चाहते हैं, इसलिए हमने पॉवर डाउन का अनुरोध करने के लिए इसे लागू करने के लिए हॉलट्राउटाइन को संशोधित किया। पड़ाव स्क्रिप्ट को "अब बंद हो जाएगा" लाइन और वास्तविक पड़ाव कॉल के बीच शटडाउन थ्योरी को शामिल करने के लिए संशोधित किया गया है:

... log_action_msg "अब रुकेगा" / usr / bin / python /home/pi/shutdown.py halt -d -f $ netdown $ poweroff $ hddown ...

बिजली बंद के साथ एक तत्काल सुंदर शटडाउन करने का आह्वान तब "शटडाउन -एच अब" है। उपयोगकर्ता द्वारा "ऑफ़" बटन हिट करने पर यह हमारा काम करता है।

वर्मोन्ट्रॉमिक्स एप्लिकेशन की पूरी सूची यहां शामिल है। इसके अलावा, कई wav फ़ाइलें उपयोग के लिए दर्ज की गईं और मुख्य "वर्मोंट" निर्देशिका के तहत "आवाज" नामक एक उपनिर्देशिका में स्थित हैं। फ़ाइलों को उत्कृष्ट ऑडेसिटी टूल के साथ रिकॉर्ड / संपादित / मर्ज किया गया था। कुछ मूल गाने और आवाज़ एमपी 3 प्रारूप में थे। जबकि Pi MPG321 के साथ उन ठीक खेल सकते हैं, यह पता चला था कि प्रदर्शन थोड़ा बेहतर था अगर वे WAV प्रारूप में परिवर्तित कर दिए जाते। MPG321 टूल का उपयोग वास्तव में पाई पर रूपांतरण करने के लिए किया जा सकता है। तब हमने समान रूप से WAV फ़ाइलों को चलाने के लिए "aplay" टूल का उपयोग किया था। अधिकांश भाग के लिए, ऑडियो अतुल्यकालिक रूप से खेला जाता है और जानबूझकर बाधित होता है, जिसे बजाने के लिए किसी अन्य ध्वनि की आवश्यकता होनी चाहिए। यह एक कॉल के साथ पूरा किया जाता है जैसे:

os.system ("किलप्ले अनिल; aplay mysound.wav और")

मूल रूप से, यह aplay के किसी भी मौजूदा उदाहरण को मारता है और एक नया पृष्ठभूमि देता है। एक सिंक्रोनस वर्जन सिर्फ एम्परसेंड को छोड़ देगा और तब तक ब्लॉक रहेगा जब तक ऑडियो प्ले न हो जाए। हम कुछ जगहों पर तर्क को सरल बनाने के लिए ऐसा करते हैं।

ऑडियो को थ्रेड बैक करने की क्षमता हमारे लिए बटन को प्रदूषित करना और एलईडी परिवर्तन का कारण बन सकती है, जबकि ऑडियो खेल रहा है (सर्विस बटन में इंटरप्ट का उपयोग करने के लिए एक विकल्प होता है)। कुछ जगहों पर हमने क्लिप को एक ही फाइल में मर्ज करके (अक्सर नाम में "कॉम्बो" के साथ) ऑडियो को सरल बनाया। कि खेल के संचालन के एक दृश्य की पृष्ठभूमि से बचने की जरूरत है।

एप्लिकेशन में "मोड" बटन द्वारा नियंत्रित ऑपरेशन के 4 मोड हैं: मैनुअल, स्वचालित, प्रश्नोत्तरी और सेटिंग्स। मैनुअल मोड में, अप और डाउन एरो और सिलेक्ट का उपयोग लीजेंड पर एलिमेंट्स को हाइलाइट करने और यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि वे मैप पर कहां हैं। आइटम के साथ जुड़े हुए चुनिंदा नाटकों को दबाकर ऑडियो चलाया जाता है। स्वचालित मोड किंवदंती के माध्यम से स्वचालित रूप से चक्र करेगा। सिलेक्ट अभी भी काम करेगा लेकिन ऊपर या नीचे की ओर जाने से मैनुअल मोड पर वापस आ जाएगा। क्विज मोड उपयोगकर्ताओं को वर्मोंट तथ्यों पर प्रश्नोत्तरी देगा और उन्हें प्रत्येक प्रश्न का उत्तर देने के लिए अप और डाउन का उपयोग करने और एक किंवदंती आइटम चुनने के लिए चयन करने की आवश्यकता है। सेटिंग्स मोड ऑटो शटऑफ समय को 5 मिनट से 60 मिनट तक बदलने की अनुमति देता है। शक्ति के संरक्षण के लिए डिफ़ॉल्ट 5 मिनट है। राज्य गीत और पक्षी गीत बटन को मैनुअल या स्वचालित मोड में चुना जा सकता है। "ऑफ" बटन परियोजना को बंद कर देता है (आपको वास्तविक शटडाउन शुरू होने से पहले जमानत देने के लिए कुछ संभावना देता है)। "ऑन" बटन का उपयोग बिजली बनाने के लिए किया जाता है (लेकिन यह वास्तव में एक आपातकालीन शटडाउन करेगा यदि फिर से दबाया जाता है - जिस तरह से पोलोलु स्विच मॉड्यूल काम करता है) की एक कलाकृति।

एप्लिकेशन अत्यधिक "हाइलाइट" सूची के साथ संचालित है, जो एक साथ खेलने के लिए ध्वनियों, रंगों और संबद्ध रोशनी को देता है। एक "प्रश्नोत्तरी" सूची प्रश्नोत्तरी सवालों और जवाबों की एक सूची देती है।

पाइथन को संरचित करना ताकि डेटा को संपादित करने के माध्यम से अधिकांश अनुकूलन हो सकें, यह उन बच्चों के लिए अधिक सुलभ है, जो स्वयं विवरण तैयार कर सकते हैं (हमारे दूसरे ग्रेडर ने, नीचे वीडियो देखें क्योंकि वह अपने कस्टम डेटा में प्रवेश करने के लिए Adafruit WebIDE का उपयोग करता है)। बाकी सभी कोड मॉड्यूलर (हम शायद बेहतर कर सकते थे) को ध्यान में रखते हुए बच्चों को सभी अधिक जटिल इंटरैक्शन के बारे में सोचने की आवश्यकता के बिना कुछ तर्क (प्रश्नोत्तरी अनुभाग के लिए कहना) में योगदान करना आसान बनाता है।

बोर्ड को कैप्शन और ग्लूइंग तत्वों का पारंपरिक पोस्टर कार्य

इलेक्ट्रॉनिक तत्वों से परे, पोस्टर में बोर्ड पर बढ़ते फोटो और मुद्रित सामग्री के सभी पारंपरिक पहलू थे। हम इंकजेट ने लेबल को सफेद या पारदर्शी पूर्ण पृष्ठ स्टिकर पेपर पर मुद्रित किया और फिर किंवदंती और उत्पाद लेबल के लिए उन्हें काट दिया। हमारी बेटी भी पोस्टर पर ग्लू मेपल लीव्स (ग्लूमल में मेपल सिरप और मेपल सिरप के कारण) को चमकाने के विचार के साथ आई थी। इसने नीचे की तरफ पेंच छेद के एक जोड़े को छिपाने में मदद की और जहां तारों ने किंवदंती से नक्शे तक पुल किया। बोर्ड में चिपकाने / चमकाने वाले तत्वों में से कुछ तत्वों का एक गाढ़ा वीडियो है:

अधिक विवरण में इलेक्ट्रॉनिक्स को देखते हुए

आइए पहले बाड़े में घटकों के लेआउट पर एक नज़र डालें। बाईं ओर पाई के लिए बढ़ते स्थिति है जो सीधे बाहर की तरफ नेटवर्क जैक के साथ जुड़ती है - जो वेबाइड के साथ कार्यक्रम को समायोजित करने के लिए आसान है। सही वक्ता भी वहाँ फिट बैठता है (बोर्ड के सामने का सामना करने पर यह सही होगा) बाहरी पावर जैक को नेटवर्क जैक के विपरीत स्पीकर के नीचे टक किया गया है। आप उस छेद को भी देख सकते हैं जो कि लीज केबल के नीचे एलईडी केबल और 6-कंडक्टर बटन कॉर्ड को कैरी करता है।

केंद्र में वर्मा-प्रोटो बोर्ड है जिसमें सोल्डरिंग के अधिकांश कार्य शामिल हैं। हम इसे नीचे दिए गए लेआउट में देखेंगे। आप बाईं ओर देख सकते हैं कि रिबन केबल पाई से जुड़ा हुआ है।

दाईं ओर हमारे पास दो बैटरी पैक हैं। 5 "डी" कोशिकाएं पाई और एलईडी स्ट्रैंड को शक्ति देती हैं। 3 "एए" कोशिकाएं ऑडियो एम्पलीफायर को पावर देती हैं (ताकि मुख्य आपूर्ति से अलग किया जा सके)। दायीं ओर बाईं ओर स्पीकर है। कुल मिलाकर यह काफी चुस्त-दुरुस्त है, लेकिन यह पोस्टर को स्थिर रखता है - लकड़ी को काउंटर-वेट और सामने की तरफ एलईडी के रूप में - और गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को कम रखता है।

नीचे दी गई तस्वीर वर्मा-प्रोटो बोर्ड के बढ़े हुए दृश्य को दिखाती है। बस रिबन कनेक्टर के दाईं ओर स्तर कनवर्टर है। RF रिसीवर बोर्ड जो कि इसके ठीक ऊपर लंबवत बैठता है, 5 वोल्ट पर संचालित होता है और स्तर शिफ्टर RF रिसीवर बोर्ड के 4 डिजिटल आउटपुट को Pi के लिए 3.3 वोल्ट स्तर में परिवर्तित करता है। पिनआउट बहुत अच्छी तरह से मेल खाते हैं, इसलिए एक 7 पिन सॉकेट स्तर कनवर्टर के साथ एक ही पिन साझा कर सकता है (आरएफ रिसीवर, एम्पलीफायर, और वोल्टेज नियामक के साथ Perma- प्रोटो की दूसरी तस्वीर हटा दें)।

बोर्ड के केंद्र में पोलोलु स्विच मॉड्यूल है जो सिस्टम को एक क्षणिक स्विच पावर देता है। यह बाहरी शक्ति या 5 "डी" कोशिकाओं द्वारा प्रदान किए गए वोल्टेज को सीधे संचालित करता है। एक 5 वोल्ट नियामक वैकल्पिक रूप से एक जम्पर और पीसीबी टर्मिनलों (शीर्ष पर हरा बोर्ड) के माध्यम से पैच किया जाता है। यदि आप एक विनियमित बाहरी 5 वोल्ट की आपूर्ति करते हैं तो केवल यही मामला उपयोग नहीं करेगा। मुख्य रूप से क्योंकि यह एक 5 वोल्ट रिले था (पावर मॉड्यूल के दाईं ओर) का उपयोग मुख्य पावर ऊपर आने पर इसकी अलग आपूर्ति के माध्यम से ऑडियो एम्पलीफायर पर बिजली यात्रा करने के लिए किया जाता है। यह मूल रूप से अलगाव प्रदान कर रहा है, इसलिए ऑडियो एम्पलीफायर की संभावित पावर स्पाइक्स पाई को नीचे नहीं लाएगा। एम्पलीफायर ही बोर्ड के दूर दाईं ओर रिले के दाईं ओर सॉकेट में फिट बैठता है। एम्पलीफायर को सॉकेट करने से वक्ताओं और amp को एक इकाई के रूप में निकालना आसान हो जाता है। एम्पलीफायर में लाभ को नियंत्रित करने के लिए एक जम्पर भी शामिल है।

फोटो में, RF एंटीना ऊपर कोइल्ड होता है। एंटीना को बॉक्स की पूरी लंबाई तक खींचकर रिसेप्शन में सुधार किया गया था - लेकिन रेंज अभी भी काफी कमजोर थी। मुझे यकीन नहीं है कि हम आरएफ रिसीवर को शामिल नहीं करेंगे अगर हम फिर से ऐसा करने के लिए थे। सुविधाओं के इस संयोजन (शक्ति, एलईडी किस्में, एम्पलीफायर, और संभवतः आरएफ) के साथ पाई के लिए एक बोर्ड डिजाइन करना उपयोगी होगा।

चूंकि यह परियोजना स्कूल में पहले से ही प्रदर्शित है, इसलिए मेरे पास यह काम नहीं है क्योंकि मैं यह लिख रहा हूं। मैंने लेआउट के कुछ को स्पष्ट करने के लिए नीचे एक उच्च-स्तरीय फ्रिटिंग ब्रेडबोर्ड आरेख को एक साथ रखा। मैंने वास्तव में एक एकीकृत Pi Perma- प्रोटो बोर्ड (लेकिन अभी तक फ्रिटिंग लाइब्रेरी में नहीं है) के लिए एक पाई कॉबलर को प्रतिस्थापित किया। इसमें बटन के लिए सभी मॉड्यूलर स्विच वायरिंग शामिल नहीं है। ऊपरी बाईं ओर दो पीसीबी स्क्रू टर्मिनल, पाई से ऑडियो चैनलों के लिए हैं। शीर्ष पर अन्य दो बाहरी 5 वोल्ट नियामक के लिए हैं। बाईं ओर नीचे दो एलईडी रिबन के लिए हैं (हालांकि हमने जिस एक का उपयोग किया है वह GNV लाइन के बगल में 5V है इसलिए हमारा स्क्रू टर्मिनल लेआउट है)। अगला टर्मिनल वह स्थान है जहाँ 5 "D" सेल पैक कनेक्ट होता है। अगले 3 तार वे हैं जहां बाहरी शक्ति कनेक्ट होती है - जब कुछ भी प्लग नहीं होता है, तो हरे रंग की तार जमीन से जुड़ी होती है और 7.5 वोल्ट की बैटरी को सक्षम करती है। अंतिम दो तार हैं जहां एम्पलीफायर शक्ति कनेक्ट होती है। आरेख पोलोलू # 750 स्विच तारों को भी नहीं दिखाता है जो मॉड्यूल के बीच से आते हैं (जहां एक स्विच सामान्य रूप से लगाया जा सकता है)। एसपीडीटी रिले पिनआउट ऐसा है जब मुख्य 5 वोल्ट की शक्ति रिले ट्रिप पर आती है और 4.5 वी आपूर्ति एम्पलीफायर पावर से जुड़ी होती है। एम्पलीफायर को बोर्ड से एक महिला हेडर पर ऊंचा किया जाता है ताकि इसे आसानी से हटाया जा सके। आरएफ रिसीवर मॉड्यूल लेवल कन्वर्टर के ऊपर दिखाए गए टर्मिनल स्ट्रिप में डॉक करता है। मॉड्यूल के अंतिम पिन का उपयोग नहीं किया जाता है और बोर्ड से संपर्क नहीं करने के लिए दूर झुका हुआ है।

खैर जो मेरे सबसे लंबे राइटअप में से एक है। मुझे आशा है कि मैंने उन लोगों के लिए पर्याप्त विवरण प्रदान किया है जो कुछ इसी तरह से निपटना चाहते हैं। हमारी बेटी के साथ इस तरह के एक जटिल प्रोजेक्ट पर काम करना एक बहुत ही अद्भुत अनुभव था - मैं अभी भी विभिन्न प्रकार के काम को देखती हूं जो उसने हमारे द्वारा लिए गए वीडियो को देखने के लिए किया था - लेकिन यह वास्तव में संभव है यदि यह काम कई हफ्तों में फैला हुआ है ।

SWB लैब्स पर मूल पोस्ट


स्कॉट बेनेट एक प्रौद्योगिकी कार्यकारी और सॉफ्टवेयर डेवलपर दिन और रात में एक शौकीन चावला निर्माता है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में डिग्री के साथ, उनके निर्माता ने इलेक्ट्रॉनिक्स के अपने प्यार को फिर से प्रेरित किया। घर के चारों ओर निर्माता वातावरण ने उनकी बेटी को भी प्रेरित किया है क्योंकि वे अधिक संयुक्त परियोजनाओं के लिए तत्पर हैं। स्कॉट उत्तरी वर्जीनिया में अपने परिवार के साथ रहते हैं। आप उनके ब्लॉग swblabs.com पर पा सकते हैं।

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