Synchronizácia ohňa, hudby a svetiel: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Všetci vieme, že elektronika sa používa na mnoho dôležitých úloh v nemocniciach, školách, továrňach. Prečo sa aj s nimi trochu nezabaviť.

V tomto návode budem robiť výbuchy ohňa a svetiel (LED), ktoré reagujú na hudbu, aby bola hudba o niečo zábavnejšia.

Izopropylalkohol použijeme ako hlavnú zložku dezinfekčného prostriedku, ktorý sa veľmi rýchlo odparuje a v porovnaní s inými palivami nezanecháva taký silný zápach a vzduch je bez akýchkoľvek zvyškov už po minúte alebo dvoch.

Servá aktivujú rozprašovač naplnený izopropylom, aby sa spustil oheň/plameň, ktorý je spustený injekčnou striekačkou, z ktorej vychádza prúd butánu.

Krok 1: Potrebný materiál

Zhromaždite niektoré servá, led pásy a inú elektroniku, aby ste mohli začať s touto zostavou, aby boli presné všetky potrebné komponenty.

1. MG995, 180 stupňové servo* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Postrekujte fľaše *4

5. Pásy na drevo

6. Kruhová/ obdĺžniková preglejka

7. Kovové tyče na podporu

8. Akvarijné rúry

9. Breadboard

10. Ovládač serva PCA9685

11. Perf doska

12. Drôty hlavičky medzi mužmi a mužmi

13. Napájací zdroj na dosky

14. 5 A napájací zdroj 5-12 voltov

15. Injekčná striekačka

16. Mosfet IRFZ44N *3

17. Rybárska niť

18. DRV8825

19. Krokový motor NEMA 17

Krok 2: Servo

Dohodnime sa, že servo je hlavnou súčasťou projektu, pretože spúšťa vypaľovanie alebo vytváranie výbuchov ohňa. Použitie serva MG995 Zapojenie do arduina funguje všeobecne, nájdete množstvo odkazov na ovládanie serva pomocou arduina. Aby bola kontrola jednoduchšia, rýchlejšia a efektívnejšia, budeme okrem servov používať aj servo ovládač PCA9685.

Pretože fľaša Two Servo's Actuate One ovláda obidve naraz pomocou rovnakého signálu riadenia/pwm (modulácia pulznej šírky) je účinnejšia, predstavuje to problém, že sa obe otáčajú v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek súčasne. Aby sme to prekonali, musíme upraviť všetky pravostranné servá.

To sa dá dosiahnuť otvorením servomotora a obrátením vodičov vedúcich k motoru a krajných ľavých a pravých potenciometrov. Toto nakloní servo tak, aby sa pohybovalo v smere hodinových ručičiek pre daný signál proti smeru hodinových ručičiek a naopak.

Teraz sa servá pre danú fľašu otáčajú v smere hodinových ručičiek a druhé proti smeru hodinových ručičiek, aby stlačili spúšť sprejovej fľaše cez silnú rybársku šnúru.

Krok 3: Montáž servov

Servo po úspešnej úprave (4 z 8) teraz treba namontovať. Prišlo mi ľahké vyrezávať otvory vŕtačkou s pripevneným vrtákom do kotúčovej píly. Okraj serva je asi 2 cm, preto je najúčinnejšie jeho rezanie kotúčovou pílou. Uistite sa, že medzi každým servom je medzera 8-10 cm, aby bolo ľahké navliekanie, spúšťanie a vkladanie fľaše. Teraz, po vyrezaní otvorov, som zistil, že je najlepšie nalepiť pištoľ na vrch serva dobrým tampónom na lepiacu pištoľ a zasunúť okraj serva do orezaného okraja. Tento proces rezania a montáže je trochu závislý/ procesu pokusov a omylov.

Žltý papier označuje škvrny, kde je potrebné vyrezať otvor, aby sa zasunuli okraje serva. Vŕtaný celok je možné vyhladiť obyčajným malým vrtákom.

Krok 4: Servo štít štítu Perfektnej dosky

Vďaka vytvoreniu tohto servopohonu je oveľa jednoduchšie zapojenie a napájanie a tiež je ľahko odstrániteľné.

Vezmite osem súprav 3 kolíkov záhlavia a spájkujte ich na malej doske, aby medzi nimi bol rovnaký priestor. Zkratujte napätie a uzemnenie pomocou drôtov alebo malých kovových kolíkov pre všetkých osem serv. Krátke sady 2-2-2-2 kolíkov PWM tak, aby prvé 2 servá dostali rovnaký signál PWM ďalšie dva a tak ďalej.

Výroba tejto výkonnej dosky je tiež zásadná, pretože hoci ovládač serva PCA9685 poskytuje vynikajúce IO na pripojenie servo, ovládač je obmedzený na 5 V a údajne má aktuálne obmedzenia. Aby ste to prekonali, je tento štít/doska plošných spojov perf veľmi dobrou možnosťou. Ďalším dôvodom je aj to, že servopohony pracujúce v tomto projekte pracujú na svojej maximálnej napäťovej kapacite pre vyšší krútiaci moment a čisté lisovanie striekacích fliaš, preto poskytneme 8 V prostredníctvom tohto provizórneho servo štítu. Tiež pridajte / pripojte kábel Male Header k prvej sérii serv a tak ďalej, aby ste ho neskôr mohli pripojiť k ovládaču.

Krok 5: Butánový plameň

Na zapálenie izopropylu je potrebný malý plameň priamo pred fľašou. Pokúsil som sa experimentovať s nichrómom, aby som spustil alkohol, ale bohužiaľ to nefunguje, a aj keď áno, vyskytli sa s ním problémy. Pokračujeme v myšlienke butánu a potrebujeme štyri malé striekačky a akváriové rúrky. Pripojte všetky štyri k jednej rúre pomocou špeciálnych adaptérov / potrubných tvaroviek. Zostávajúca časť teraz drží bután tak, aby plyn prúdil do striekačiek. Na dosiahnutie tohto cieľa som vyrobil drevenú skrinku/ puzdro, aby krokový motor so závitovou skrutkou/ tyčou mohol tlačiť na bután a udržiavať tok plynu.

Odrežte dva listy preglejky o veľkosti 1,25 -násobku veľkosti vašej butánovej plechovky, nižšie uvedené drevo je určené pre krokový motor a tyč, ktoré budú tlačiť proti plechovke. Vezmite dve malé preglejky o priemere butánovej plechovky a vyvŕtajte ich/ pribite, aby sa bután pohodlne zmestil medzi listy preglejky odobraté skôr. Teraz pre spodnú časť plechovky som zistil, že je najlepšie vziať štvorcový/ obdĺžnikový kus preglejky veľkosti základne butánu. Vyvŕtajte vycentrovaný celok a utesnite /silikónovú maticu tak, aby ním prešla závitová tyč. Zasuňte butánovú plechovku do zostavy a dajte tiež akrylový vrch so vŕtaným stredom, aby tryska butánovej plechovky prešla / Dotknite sa jej. Zasuňte injekčnú striekačku alebo niečo podobné do vrchnej časti akrylu, aby v prípade, že plechovka na ňu tlačí, plyn zo striekačky vyšiel. Pripojte to k štyrom rúrkam, ktoré vedú k štyrom rôznym striekačkám umiestneným pred fľašami. V spodnej časti puzdra použite skrutky, ktoré prechádzajú pružinami, a pripojte ho k drevenej zostave, takže ak je skrutka utiahnutá pomocou krokového pedála, teleso prejde k stepperu a lisovanie butánovej plechovky uľahčí.

Vaše zhromaždenie tu pre butánovú plechovku je hotové.

Teraz musíme vytiahnuť potrubie cez preglejku, ktorá drží servo. Stačí vyvŕtať otvory s veľkosťou polomeru akváriových potrubí, aby ste ich úhľadne vytiahli a spojili striekačky. Tiež navlečte rybársku šnúru od serva hore po fľaši a dole k druhému servu tak, aby pri stlačení servopohonu bola fľaša stlačená. V lisovacej časti fľaše s rozprašovačom môžete prerezať malé háje, aby sa rybárska šnúra občas nešmýkala.

Krok 6: Svetlá

Aby bol každý projekt vizuálne príťažlivým svetlom, sú rozhodujúcou súčasťou, vezmite pásy RGB LED a odstrihnite 4 pásy z 9 LED, ktoré sa omotajú okolo fliaš obsahujúcich izopropyl, aby priniesli zamýšľaný efekt. Zapojte ich do série a vyveďte konečné vodiče. Budete mať červenú, zelenú a modrú a pozitívny náskok so sebou. Napájajú sa, ak dodáte 12 V kladnému vodiču a uzemníte požadovanú farbu. Uzemnenie Dve farby súčasne poskytujú inú farbu, na ktorú je možné kdekoľvek odkazovať prostredníctvom farebnej schémy na internete.

Ich zapínanie a vypínanie pomocou Arduino/ STM32 je náročné, pretože mikrokontrolér Arduino/ STM32 nemôže zapínať a vypínať 12 voltov. Tu použijeme 3 Mosfety IRFZ44N, aby sme zapli a vypli LED diódy zodpovedajúce hudbe. Vezmite Mosfet a zapojte stredný terminál do zodpovedajúcej farby a úplne doprava k zemi a jeho ľavý terminál k mikrokontroléru. Opakujte to aj pre ostatné dve farby.

Raz ich otestovať pomocou jednoduchého arduino žmurknutia je vždy dobrý nápad. Stačí zmeniť číslo PINu v žmurknutí na číslo, ku ktorému ste pripojili mosfet.

Prilepte LED diódy RGB v kruhovom útvare tak, že rozprašovač ponecháte ako zarážku. Navrhujem tesný obal okolo fľaše a za tepla prilepený k drevenému základu/preglejke. Toto tiež vytvára miesto, takže fľaše sa nepohybujú ani nespadajú, keď niť aktivuje stlačenie fľaše.

Krok 7: Elektronika a zapojenie

Zapojenie je veľmi jednoduché. Tiež som pre vašu referenciu pripojil nižšie uvedenú schému zapojenia. V zásade sú vodiče PWM zo servopohonu pripevnené k 8 servomotorom, v ktorých sú 4 z nich obrátené. Ako mikrokontrolér som použil arduino a STM32. Arduino je na ovládanie postreku a STM32 na ovládanie svetiel. Použil som STM32, aby mapovanie farieb pre konkrétnu hudbu bolo lepšie, pretože STM32 má lepšie špecifikácie a môže vykonávať lepšie štvornásobné transformácie, čo vedie k lepšiemu svetlu. Použitie arduina by tiež nepredstavovalo problém, ale mohlo by to vyzerať trochu zle v porovnaní s použitím stm32, ktorý dokáže vykonávať lepšie výpočty.

Krok 8: Kód

Ako každá časť projektu s mikrokontrolérom je kód najdôležitejšou súčasťou. Nasleduje kód tohto projektu. Nebojte sa vyladiť alebo vykonať zmeny tak, aby vyhovovali vašim potrebám. Čísla pinov Zodpovedajúce kódu sú uvedené v samotnom kóde.

Postrek '' Kód '' je v podstate Arduino naprogramované počítačom na spustenie spreja pri zadaní niečoho do sériového monitora Arduina, máme kombinácie od '' a ' -' 'p' 'kde' 'a' ' spustí jeden sprej/ výbuch ohňa a '' o '' spustí všetky štyri fľaše na rozstrek, '' p '' je oneskorenie 500 sekúnd. Série je možné ovládať zadaním reťazca týchto znakov do sériového monitora (nepretržite).

Ďalší kód je na prepínanie LED diód STM32. Vykonáva Fourierove transformácie reagujúce na danú hudbu a produkuje zamýšľaný krásny efekt zmeny farby.

Posledný kód je pre krokový motor Butane, ktorý používa krokový ovládač DRV 8825 na otáčanie skrutky, ktorá zatlačí proti plechovke a zapne plyn. Aj keď môžete skrutku / spojku otočiť aj ručne, aby ste zatlačili plechovku proti hornému akrylátu, ktorý spustí / otvorí plyn do striekačiek umiestnených pred fľašami.

Krok 9: Úspech

Náš projekt je konečne hotový.

V prílohe je video, ktoré ukazuje svoju ukážku:)

Krok 10: Tipy, triky a návrhy

Upozornenie: Pretože tento projekt zahŕňa skutočný oheň ako hlavný zamýšľaný efekt a tiež bután, buďte opatrní. Izopropylalkohol je tiež nebezpečná chemická látka a musí sa s ním zaobchádzať opatrne.

1. Tento projekt, aj keď reaguje na oheň, v skutočnosti nie je úplne automatizovaný, pretože osoba musí poskytnúť informácie o sériovom monitore, aby skutočne spustil plamene. To sa dá ľahko vylepšiť pomocou pythonu/ akéhokoľvek algoritmu, ktorý dokáže zmapovať celú skladbu od vstupu „a“do „p“a predložiť ju Arduinu, aby bola automatizovaná.

2. Do fliaš obsahujúcich izopropyl pridajte pásku Kapton Heat, aby sa zabránilo zahrievaniu uzáverov fliaš/ poškodeniu spreja vo fľaši.

3. K celej zostave je možné pridať určitý typ bezpečnostného senzora, ako je napríklad HC-SR04 alebo snímač priblíženia, ktorý zastaví tok plynu a proces postreku, keď osoba stojí v blízkosti projektu a je nebezpečné spustiť plameň.

4. Použitý zdroj napájania Je možné minimalizovať pomocou prevodníkov Buck alebo Boost na 8 V (5 A) (pre servá), 23-40 V (pre krokový motor), 5 V (pre Arduino a Stm32) a 12 V (Za svetlá).

5. Nepredstavil som schému krokového motora alebo DRV8825 ako jeho celkom jednoduchého ovládača, ktorý poháňa motor, a tiež je k dispozícii množstvo zdrojov na internete na jeho pripojenie k stepperu a mikrokontroléru. Aj keď som poskytol zodpovedajúci kód. Použil som dve tlačidlá na ovládanie otáčania krokového motora v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek tak, že stlačením tlačidla v smere hodinových ručičiek zatlačíte skrutku proti plechovke a stlačením tlačidla proti smeru hodinových ručičiek spustíte plechovku v kryte tak, aby plyn je znížená/ Cutoff.

6. Zaistite správne uzemnenie napájacieho zdroja, aby ste predišli nechceným výstupom a škytavkám v zostave. Môžete tiež navrhnúť DPS na montáž mikrokontroléra a elektroniky, aby ste to uľahčili.

7. Tento projekt je možné použiť aj ako dávkovač dezinfekčného prostriedku, pretože fľaše obsahujú izopropyl, ktorý môže poskytnúť primeranú hygienu.

8. Oheň musí byť skutočne zapálený zapaľovačom, aby sa tomu zabránilo, môžeme použiť nichrómový drôt, aby bol proces osvetlenia ešte jednoduchší a ovládaný počítačom/ mikrokontrolérom.