在工程開發專案(無論是業餘或專業)成果在網路上接受眾人喝采之前、在令人興奮的新點子可能「爆紅」之前,可能都只是某個工程師獨自一人天馬行空的想像;這些日子以來,我們總是可以看到傑出的「創客(Maker)」們打造出優秀的作品,而就算那些都是個別工程師的獨特開發作品,它們可能只是為了解決某些普通問題的常見題材,卻充分展現了世界各地工程師們獨特的想像力與創意。

以下我們將鎖定幾個所有工程師可能都會想要解決的問題,不過這些題目儘管我們想過、卻會把它們視為優先選擇;老實說,筆者還不曾遇過正在進行類似開發的工程師,因為大多數人覺得這種題材太老掉牙。隨便到網路上搜尋這類題目,你也會發現在過去幾年來有大量類似作品甚至產品問世…

或許它們已經賺不了大錢,但這些題材的開發案仍然值得投入、也仍然在創客社群中佔有一席之地;事實上,它們被視為開始第一個DIY設計案的、很不錯的出發點,因為不需要掌控陡峭的學習曲線,也能替未來的開發工作提供堅實的基礎。而其實回溯到10或15年前,它們有大多數還都是不可能的任務,但現在卻是如此簡單。

自己會割草的自動割草機

首先是德國工程師Andreas Haeuser用3D列印打造的Ardumower割草機器人,類似的割草機器人開發案可能數都數不清,但這一個看起來是最簡單的──試著想像把一台掃地機器人放到草地上,它的運作原理跟真空吸塵器有點像,只是對象不是地板。

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Ardumower仰賴邊界線柵欄(boundary wired fence,BMW)來導航,而且其硬體架構非常簡單直接──配備一對12V減速馬達(geared motor)作為動力傳動系統,一個12V直流馬達驅動3D列印製作的刀片式切割器;整個系統由Arduino Uno以及採用開放源碼軟體的主機板控制。它內建可充電12V鎳氫電池,充一次電能割大約500平方公尺範圍的草皮。

氣墊滑板就是可以這麼簡單

下面這個由Tom’s Workshop打造的氣墊滑板(Hoverboard/Hovercraft)感覺很容易…但踩上去好像有點危險?它用固定在膠合板上的30cc Flymo吹葉機(leaf blower)引擎提供升力,並配備一根彎折90度的管子把空氣往下推。

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有信來的時候會發簡訊給你的信箱

創客社群網站Instructables成員Nicole Grimwood設計的智慧信箱,會在實體信件送達的時候發出簡訊到使用者的手機;信箱平台是以Arduino Uno、GPRS/GSM擴充板、預付SIM卡、光探測器、按鍵式開關,一對歐姆電阻以及電池組成。

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這個信箱平台在偵測到特定的光量──也就是信箱被郵差打開時透進來的光線──時會通知Arduino主機發送簡訊通知給使用者;平台的設定非常簡單,只要按下紅色開關按鈕就可以啟動或關閉系統。

自動百葉窗

自動開關(智慧)百葉窗在這個物聯網(IoT)時代不是新鮮玩意兒,但是應該很少有像是BRUH Automation這種只花15美元就可以自己打造的;這種自動百葉窗採用NodeMCU CH340控制經修改的MG995伺服馬達,連結一個小瓶子用來開關窗子。

其主體結構連結在一個木框上,並以鋁製C型夾固定於窗戶邊緣;在快速安裝經修改的MQTT軟體之後,還能用Android平台的MQTT應用程式(抱歉,iOS目前不支援),以手機無線遙控開關百葉窗。

自動水耕植物栽培系統

自動化水耕植物栽培系統(hydroponics systems)也是一個非常老掉牙的題材,Instructables網站成員Austin Simonson所開發的Hyduino自動水耕平台,利用Arduino Mega 2560,讓你可以在家自己種植營養無毒蔬菜。

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該系統主機板控制LED光源以及電磁閥,根據感光器以及水位偵測器讀數,讓植物獲得正確的光照以及灌溉水量,並可根據編程資訊提供的閾值進行調整;使用者可以透過一個LCD觸控螢幕設定數值,以維護植物的最佳生長環境。

對…又是大型遊戲機台!

最老掉牙的DIY項目莫過於電子遊戲機台──特別是有了Raspberry Pi之後,大概有上千種類似的開發項目問世;而Bob Clagett這位來自「I Like to Make Stuff」線上社群的朋友所開發的遊戲機台,號稱完全不需要寫程式。

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這是因為他用RPi Model B+執行RetroPi模擬器以及儲存現成遊戲的ROM來打造機台,所以不需要寫程式;Pi與一個IPAC-2控制板連結,上面是所有的自製按鈕與搖桿;一台Dell的液晶螢幕做為遊戲機顯示器,還能調整為顯示遊戲的原始解析度,讓機台感覺更有「復古」風。

很常見但仍然很實用的…鬧鐘

另一個被拿來開發超過千次、但仍然很實用的項目,就是模仿日出效果的鬧鐘;雖然有人可能比較喜歡用智慧燈泡來進行開發,但Jason Poel Smith這位Instructables網友是以一排會在一段時間內逐次點亮的小型LED燈,設計了一個迷你化方案。

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他的設計基本上是用一個以電阻/電容控制電路輸出的簡單照明控制電路,為了設定時間讓LED逐次點亮,該電路連結了一個簡易的計時器;雖然結構很簡單,卻是設計十分巧妙的作品,是非常適合做為創客入門項目的題材。

吧檯機器人幫你調一杯好喝的!

這是筆者自己的作品Drinkmotizer調酒機器人,幾乎可以量產了──我自己覺得;它是用Raspberry Pi Model B以及Arduino Uno打造,驅動一根長導桿讓杯子可移動至適當的飲料供應機下方;飲料供應機則是透12V DC汽車鎖致動器的重力來控制液體量。

自動化雷射水平儀是Maker的好幫手

Instructables網友Crispndry設計的自動雷射水平儀(laser level),為創客社群以及需要精準水平線的使用者提供好用的工具;這個作品是用一顆舊硬碟的軸承零件打造──磁頭軸承做為X軸,讀寫臂軸承做為Y軸──並以MDF板結合方型鋁管,將雷射連接於底部。所有部分組合成能利用可調整螺絲校準的加重鐘擺(weighted pendulum)結構。

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搞一台卡丁車其實很簡單

這是自1970年代以來,不排第一也排第二的熱門DIY項目──卡丁車(go-kart);如果你小時候不夠好命、沒有厲害的爸媽會幫你組一台,讓你在鄰居同學面前耍威風,那現在自己來吧…而且需要的材料越來越簡單,安全度也夠高。

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Instructables上有一群工程系學生組成的團隊Liquidhandwash,發表了他們以最簡單的方法打造的卡丁車成品,可以按著他們的方法一步步用最簡易的工具以及架構,包括割草機引擎、剎車盤…等等,製作一台你自己的卡丁車──現在就去試吧!

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Top 10 Universal Projects Every Engineer Dreams Up,by Cabe Atwell)