Sinhronizacija vatre, muzike i svjetla: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Svi znamo da se elektronika koristi za mnoge važne poslove u bolnicama, školama, tvornicama. Zašto se ne biste i malo zabavili s njima.

U ovom uputstvu ću praviti rafale vatre i svjetla (LED) koji reagiraju na muziku kako bi muzika postala još zabavnija za iskustvo.

Koristit ćemo izopropil alkohol kao glavnu komponentu sredstva za dezinfekciju koje vrlo brzo isparava i ne ostavlja tako snažan miris iza sebe u usporedbi s drugim gorivima, a zrak je čist od ostataka nakon samo minute ili dvije.

Servo aktivira bocu s raspršivačem napunjenu izopropilom kako bi nastao rafalni plamen koji se pokreće injekcijskom štrcaljkom iz koje izlazi protok butana.

Korak 1: Potrebni materijali

Prikupite neke servo, LED trake i drugu elektroniku da biste započeli s ovom verzijom, da budete precizni.

1. MG995 Servo 180 stupnjeva* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Boce sa raspršivačem *4

5. Drvene trake

6. Kružna/ pravokutna šperploča

7. Metalne šipke za podršku

8. Akvarijske cijevi

9. Breadboard

10. PCA9685 Servo upravljački program

11. Perf tabla

12. Muške žice zaglavlja

13. Breadboard napajanje

14. Napajanje od 5 Amp 5-12 volti

15. Štrcaljke za injekcije

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Ribolovni konac

18. DRV8825

19. NEMA 17 koračni motor

Korak 2: Servo

Složimo se da je servo glavna komponenta projekta jer pokreće paljbu ili rafalne paljbe. Korištenje servera MG995 Uključivanjem u arduino općenito možete pronaći brojne reference za upravljanje servo uređajem pomoću arduina. Koristit ćemo PCA9685 Servo upravljački program pored servo upravljača kako bismo upravljanje učinili lakšim, bržim i efikasnijim.

S obzirom da dva servo -a aktiviraju jednu bočicu, stoga je kontrola obojice odjednom sa istim signalom control/pwm (pulsno -širinska modulacija) efikasnija, stoga predstavlja problem koji se istovremeno rotira u smjeru kazaljke na satu ili u suprotnom smjeru. Dakle, da bismo ovo prevazišli, moramo izmijeniti sve servo servo -ormane sa desne strane.

To se može učiniti otvaranjem servo i preokretanjem žica koje vode do njegovog motora i krajnjih lijevih i desnih vodiča potenciometra. Ovo vara servo u kretanju u smjeru kazaljke na satu za signal u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i obrnuto.

Sada se i servo za datu bocu okreću u smjeru kazaljke na satu, a drugi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu tako da pritisnu okidač boce s raspršivačem kroz jaku ribarsku liniju.

Korak 3: Montiranje servo uređaja

Servo nakon uspješne izmjene (4 od 8) sada je potrebno montirati. Bilo mi je lako izrezati rupe pomoću bušilice sa pričvršćenom bušilicom za kružnu pilu. Servo rub je oko 2 cm pa je rezanje kružnom testerom najefikasnije. Uvjerite se da postoji razmak od 8-10 cm između svakog servo uređaja radi lakšeg provlačenja niti, aktiviranja i postavljanja boce. Sada, nakon što sam izrezao rupe, otkrio sam da je najbolje zalijepiti pištolj na vrh serva dobrim ubodom pištolja za ljepilo i gurnuti rub serva u izrezani rub. Ovaj proces rezanja i montaže pomalo ovisi/ Probni i greški.

Žuti papir označava tačke na kojima je potrebno izrezati rupu tako da se rubovi servo uvuku. Izbušena celina može se učiniti glatkom pomoću obične male bušilice.

Korak 4: Makeshift Perf Board servo štit

Izrada ovog servo štita čini ožičenje i napajanje mnogo lakšim, a također i rješavanjem problema.

Uzmite osam kompleta od 3 igle zaglavlja i lemite ih na malu ploču, pazeći da između njih ostavite jednak prostor. Skratite napon i masu kroz žice ili male metalne igle za čitavih osam servo pogona. Kratki 2-2-2-2 kompleti PWM pinova na način da prva 2 serva primaju isti PWM signal sljedeća dva itd.

Izrada ove perf ploče je također presudna jer, iako PCA9685 Servo upravljački program pruža odličan IO za povezivanje servo upravljačkog programa, on je ograničen na 5 V i navodno ima trenutna ograničenja. Da biste to prevladali, ovaj perf pločasti štit/PCB je vrlo dobra opcija. Drugi razlog je i to što servo pogoni u ovom projektu rade na svom maksimalnom naponskom kapacitetu za veći okretni moment i čiste presovanje boce s raspršivačem, stoga ćemo osigurati 8V kroz ovaj improvizirani servo štit. Također dodajte / spojite mušku žicu zaglavlja na prvi set servo -a i tako dalje kako biste je kasnije priključili na upravljački program.

Korak 5: Butanski plamen

Za paljenje izopropila potreban je mali plamen ispred boce. Pokušao sam eksperimentirati s nichromom kako bih izazvao alkohol, ali nažalost ne radi, pa čak i ako jeste, ja sam imao problema s njim. Nastavljamo s idejom o butanu potrebna su nam četiri mala šprica i cijevi za akvarij. Spojite ih sve četiri u jednu cijev putem posebnih adaptera / fitinga za cijevi. Lijevi dio sada drži butan tako da plin teče u štrcaljke. Da bih to postigao, napravio sam drvenu kutiju/ kućište tako da koračni motor s vijkom/ šipkom s navojem može pritisnuti butan i zadržati protok plina.

Izrežite dva lista šperploče veličine 1,25 puta veće od veličine vaše limenke s butanom, dodatno drvo ispod je za koračni motor i šipku koji će pritisnuti limenku. Uzmite dvije male šperploče otprilike promjera limenke s butanom i izbušite ih/ zakucajte tako da se butan može čvrsto uklopiti između prethodno uzetih ploča šperploče. Što se tiče donjeg dijela limenke, smatrao sam da je najbolje uzeti kvadratni/ pravokutni komad šperploče veličine baze od butana. Izbušite centriranu cijelu cijev i brtvilo /silikonsku maticu tako da navojna šipka prolazi kroz nju. Gurnite limenku butana u sklop i stavite akrilnu ploču sa centriranom cijelom bušilicom, tako da mlaznica kante butana može proći / dodirnuti je. Gurnite špricu ili nešto slično u gornji dio akrila, tako da ako limenka pritisne na nju, plin će izaći iz štrcaljke. Spojite ovo na četiri cijevi koje idu do četiri različite štrcaljke postavljene prije boca. Za donji dio kućišta upotrijebite vijke koji prolaze kroz opruge i spojite ga na drveni sklop tako da ako je vijak zategnut korakom, kućište ide prema steperu i olakšava pritiskanje butana.

Vaša montaža ovdje za konzervu butana je gotova.

Sada moramo cijevi provući kroz šperploču koja drži servo pogon. Samo izbušite rupe veličine radijusa cijevi za akvarij, uredno ih provucite i spojite štrcaljke. Takođe provucite ribarsku liniju od servo servo motora do boce i dolje do drugog servoa, tako da se boca pritisne kada aktivira servo pogon. Možete izrezati male šumarke u pritisnutom dijelu boce s raspršivačem tako da ribarska linija povremeno ne klizi.

Korak 6: Svjetla

Da bi bilo koji projekt bio vizualno privlačan, svjetla su ključni dio. Uzmite trake RGB LED -a i izrežite 4 trake od 9 LED -ova, koje će se omotati oko boca koje sadrže izopropil kako bi donijele željeni učinak. Ožičite ih u seriji i iznesite posljednje žice. Sa sobom ćete imati crvenu, zelenu i plavu boju i pozitivno vodstvo. Napajaju se ako na pozitivni provodnik unesete 12V i brušite željenu boju. Uzemljenje Dvije boje istovremeno stvaraju drugu boju koja se može referencirati bilo gdje putem tablice boja na internetu.

Uključivanje i isključivanje pomoću Arduino/ STM32 postaje zeznuto jer Arduino/ STM32 mikrokontroler ne može uključiti i isključiti 12 volti. Dakle, mi ćemo koristiti 3 IRFZ44N Mosfeta ovdje kako bismo uključili i isključili LED diode u skladu sa muzikom. Uzmite Mosfet i povežite srednji terminal odgovarajuće boje, a krajnji desni prema tlu, a njegov lijevi terminal do mikrokontrolera. Ponovite ovo i za ostale dvije boje.

Isprobati ih jednom s jednostavnom arduino blink skicom uvijek je dobra ideja samo promijenite pin na blink skici na onaj na koji ste povezali mosfet.

Zalijepite RGB LED diode u kružnu formaciju držeći bočicu s raspršivačem kao uvlaku. Predlažem da čvrsto omotate bocu i vruće zalijepite na drvenu podlogu/šperploču. Ovo također čini mjesto tako da se boce ne pomiču niti padaju kada konac aktivira pritisak na bocu.

Korak 7: Elektronika i ožičenje

Ožičenje je prilično jednostavno. Za vašu referencu dolje sam priložio i shemu spoja. U osnovi su PWM žice iz Servo drajvera pričvršćene na 8 servo motora u kojima su 4 od njih obrnuta. Koristio sam arduino i STM32 kao mikrokontroler. Arduino služi za kontrolu prskanja, a STM32 za upravljanje svjetlima. Koristio sam STM32 tako da su preslikavanja boja za određenu muziku bolja jer STM32 ima bolje specifikacije i može izvesti bolje furijerove transformacije što rezultira boljim svjetlosnim. Korištenje arduina također ne bi predstavljalo problem, ali bi moglo izgledati malo loše u odnosu na korištenje stm32 koji može izvesti bolje proračune.

Korak 8: Kodirajte

Kao i svaki dio projekta s mikrokontrolerom, kod je najvažniji dio. Dolje je dat kôd za ovaj projekat. Slobodno prilagodite ili unesite promjene prema svojim potrebama. PIN brojevi koji odgovaraju kodu navedeni su u samom kodu.

Kôd za raspršivanje je u osnovi Arduino programiran od strane računara da pokrene raspršivanje kada se otkuca nešto u Arduinovom serijskom monitoru, imamo kombinacije od '' a '' - '' p '' gdje '' a '' aktivira jedan sprej/ rafalnu paljbu i '' o '' aktivira sve četiri boce za raspršivanje, '' p '' je kašnjenje od 500 sekundi. Burstovi se mogu kontrolirati davanjem niza ovih znakova u serijski monitor (kontinuirano).

Drugi kod služi za prebacivanje LED -a pomoću STM32. Izvodi Fourierove transformacije kako bi reagirao na datu muziku i proizveo namjeravani lijepi efekt promjene boje.

Posljednji kôd je za koračni motor od butana koji koristi koračni pogon DRV 8825 za okretanje vijka koji se gura protiv limenke za uključivanje plina. Iako možete i ručno okrenuti zavrtanj / spojku da gurnete limenku na gornji dio akrila, koji aktivira / otvara plin do šprica postavljenih ispred boca.

Korak 9: Uspjeh

Naš projekat je konačno završen.

U prilogu se nalazi video koji prikazuje svoju demonstraciju:)

Korak 10: Savjeti, trikovi i prijedlozi

Oprez: Budući da ovaj projekt uključuje stvarnu vatru i kao glavni namjeravani učinak, te ima i butan, budite oprezni. Izopropil alkohol je takođe opasna hemikalija i mora se biti oprezan.

1. Ovaj projekt, iako reagira na požar, zapravo nije potpuno automatiziran jer osoba mora dati ulaz serijskom monitoru da bi zapravo pokrenula plamen. To se može lako poboljšati pomoću pythona/ bilo kojeg algoritma koji može preslikati cijelu pjesmu od ulaza '' a '' do '' p '' i predstaviti je Arduinu kako bi bila automatizirana.

2. Dodajte Kapton Heat traku u boce koje sadrže izopropil za svaki slučaj kako biste izbjegli zagrijavanje čepova boce/ oštećenje spreja boce.

3. Nekoj vrsti sigurnosnog senzora može se dodati cijela konstrukcija, poput HC-SR04 ili senzora blizine za zaustavljanje protoka plina i procesa prskanja kada osoba stoji u blizini Projekta i opasno je pokrenuti plamen.

4. Korištenje napajanja Može se minimizirati s Buck ili Boost pretvaračima kako bi imali 8V (5A) (za servo), 23-40v (za koračni motor), 5v (za Arduino i Stm32) i 12V (Za svjetla).

5. Nisam predstavio sheme koračnog motora ili DRV8825 kao prilično jednostavnog upravljačkog programa koji pokreće motor, a dostupni su i brojni resursi na internetu za povezivanje sa koračnim i mikrokontrolerom. Iako sam dao odgovarajući kôd. Koristio sam dva dugmeta za kontrolu u smjeru kazaljke na satu i rotacije koračnog motora u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, tako da pritiskom na gumb u smjeru kazaljke na satu vijak gurne prema limenci, a pritiskom na gumb u smjeru suprotnom od kazaljke na satu limenka se smanji u kućište se smanjuje/ granično.

6. Osigurajte pravilno uzemljenje preko izvora napajanja kako biste izbjegli neželjene izlaze i štucanje u izgradnji. Također možete dizajnirati PCB za montiranje mikrokontrolera i elektronike kako bi bilo lakše.

7. Ovaj se projekt može koristiti i kao raspršivač za dezinfekciju, kao i u bocama s izopropilom koji mogu pružiti prilično dobre sanitarne uvjete.

8. Vatru mora zapravo upaliti upaljač, kako bismo to izbjegli, možemo upotrijebiti nichrome žicu kako bismo proces rasvjete učinili još jednostavnijim i upravljali računarom/ mikrokontrolerom.