Arduino ciklus vodenog ciklusa: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Napravit ćemo dioramu koja prikazuje vodeni ciklus, koristeći Arduino i neke motore za dodavanje pokreta i osvjetljenja. Ima školski osjećaj - jer je to zapravo školski projekt!

Scenarij prezentacije je sljedeći:

Sunce izlazi ujutro [Jedan servo motor pokreće sunce].

Voda isparava iz mora [Jedan koračni motor podiže "ploču za isparavanje"]

Na nebu se stvaraju oblaci [Jedan koračni motor spušta oblake pamuka]

Kiša pada [Jedan koračni motor spušta "kišnu oblogu"]

U međuvremenu, svjetla (LED diode APA106) mijenjaju boju označavajući izlazak sunca, oblačno nebo i munje tokom kiše.

Materijali:

1. Arduino Uno
2. 5V koračni motori i upravljački programi (x3)
3. Servo motor (x1)
4. APA106 LED diode (x5)
5. Metal Tube
6. Vijci i vijci
7. Papiri, til, pamuk
8. Pištolj za vruće ljepilo

Pa, idemo!

Korak 1: Izgradite kutiju

Izgradili smo drvenu kutiju, ali možete koristiti i karton. Dimenzije kutije su sprijeda 40 cm, dubina 25 cm, visina 30 cm.

Stavili smo zgodan poklopac sa šarkama, tako da je podizanjem lakše raditi. Također, stražnji zid nam zapravo ne treba, pa to možete preskočiti i samo upotrijebiti plavi papir za nebo, kao što je prikazano na fotografiji.

Korak 2: Priključite motore

Prikačićemo koračne motore blizu vrha kutije, tako da se okreću i omotavaju gore ili dolje kroz naš kišni til, til za isparavanje i oblake.

Prvo moramo izbušiti rupe.

Pomoću papira stvorite masku motora, kao što je prikazano na fotografiji. Ovo će vam omogućiti da pravilno označite rupe [fotografija]. Izbušite, a zatim pričvrstite motor vijcima i vijcima.

Korak 3: Pričvrstite osi

Za osi koristimo bakrenu vodovodnu cijev. Izmjerite udaljenost uzimajući u obzir dubinu motora, oduzmite još jedan cm i izrežite 3 komada.

Osovinu motora koristite kao kalup, a kliještima pritisnite jedan kraj cijevi oko nje.

Zatim upotrijebite vijak kao kalup, a isto učinite i na drugom kraju cijevi.

Izbušite rupu na drugom zidu, nasuprot osovine motora (izmjerite udaljenosti). Osigurajte os između vratila motora i vijka kroz otvor. Za pričvršćivanje vijka upotrijebite jedan ili dva vijka, a metalni prsten za lakše okretanje osi, kao što je prikazano na fotografiji.

Korak 4: Osigurajte servo motor

Upotrijebite blue-tac ispod i metalnu traku s vijcima iznad za pričvršćivanje servo motora na pod. Ovo će se koristiti za izlazak sunca, kao što je prikazano na fotografiji.

Priključite ga u pravom smjeru. (Ako učinite pogrešno, to nije veliki problem, možete ga samo urediti u arduino kodu.)

Pomoću slamke i ljepila postavite sunce na osovinu motora.

Korak 5: Povežite elektroniku, motore, LED diode

Arduino Uno ima 14 digitalnih pinova. Za svaki pokretač koračnog motora potrebna su nam 4 pina, plus jedan za servo motor, plus jedan za LED diode.

Osnovnu vezu možete vidjeti na shemi. 4 digitalna pina su spojena na upravljački program. Za vozača (i motor) trebat će vam zaseban izvor napajanja, jer motori troše dosta energije i imat ćete problema ako ih napajate iz Arduina. Možete koristiti USB punjač i kabel, odrezati ga, koristiti +5V i GND za napajanje motora. Također ćete morati spojiti GND s Arduino ploče na GND iz vanjskog izvora napajanja, kao što je prikazano na shemi.

Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2

Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1

Pin 8, *10, 11, 12: Motor 0. Imajte na umu da spremamo PIN 9 za servo motor: na nekim Arduino pločama samo pinovi 9 i 10 mogu pokretati servo motor.

Veza servo motora je prilično standardna. Za upravljanje koristite digitalni pin 9. Upotrijebite vanjski izvor napajanja, isti kao i za koračne motore, za napajanje servo -a (tj. Ne kao na shemi, gdje se energija uzima s Arduino ploče.)

Dizajn APA106 LED omogućuje nam individualnu kontrolu nekoliko LED dioda sa samo jednim pinom. Koristit ćemo Digital Pin 13 (koji je također spojen na ugrađenu LED diodu na Arduino ploči). Osnovna veza može se vidjeti na shemi. APA106 ima četiri pina. Dva srednja pina služe za +5V i GND. Zatim povezujemo DATA IN prve LED diode na pin 13, njene DATA OUT sa DATA IN druge LED diode itd. Svaka sljedeća LED dioda uzima svoj DATA IN signal iz DATA OUT prethodnog. DATA OUT posljednje LED diode se može ostaviti nepovezan.

Možda ćete htjeti pričvrstiti LED diode na kućištu nakon ukrašavanja, kako biste mogli bolje pregledati osvjetljenje. Alternativno, možete ih pričvrstiti vrućim ljepilom i nakon toga postaviti ukrase.

Korak 6: Arduino kod

Ovdje je opis onoga što kôd radi.

Izlazak sunca: Servo motor ide od 10 do 50 stepeni, brzina 2 stepena/sek, dok se osvjetljenje mijenja iz crvenkastog (zora) u bijelo (podne).

Isparavanje: Koračni motor namotava os, gdje je pričvršćen til za "pare", podižući je. Možda ćete morati prilagoditi broj zavoja, ovisno o vašim dimenzijama.

Oblaci: Koračni motor odmotava os da bi otkrio oblake. Boje scene se mijenjaju u "kišovitu" postavku.

Kiša: Koračni motor odmotava os "tišine" tila. Imamo nasumične bljeskove, gdje se boja neko vrijeme mijenja u bijelu - a zatim se vraća u "kišovitu".

Resetiranje sistema: Svjetla su isključena, a zatim motori okreću osi unatrag, tako da je sistem spreman za ponovnu iteraciju kada se ponovo uključi.

Imajte na umu da smo se odlučili za samo jedno pokretanje, a zatim resetiranje, tako da minimiziramo šansu da netko zaustavi sistem usred akcije. U tom slučaju, tilove bismo imali polunamotane na osi, tako da sistem ne bi radio ispravno.

Igrajte se malo s kodom, prije nego što dodate ukrase. Kasnije ćete izvršiti fina podešavanja.

Korak 7: Napravite i pričvrstite ukrase i LED diode

Odlučili smo se za 2.5D prikaz krajolika. Sastoji se od 4 sloja pejzaža, jedan iza drugog. Na poleđini se nalazi i nebo. Između neba i stražnjeg sloja, onog s planinama, nalazi se sunce, pričvršćeno na servo motor.

Tile za kišu i isparavanje presavijene su i skrivene između ostalih slojeva, kada su spuštene. Pričvršćuju se na gornje osi navojem.

Oblaci su male pamučne kuglice (koje se koriste za uklanjanje šminke dobro dođu), koje se nezavisno pričvršćuju na os oblaka pomoću niti. Omotate konac po osi, a odmotavanjem oblaci se spuštaju.

LED diode su povezane u lanac i zalijepljene između slojeva, prvo LED na stražnjoj strani, tako da se kasnije povezuju s Arduino pločom.

Za kišu smo izrezali male komade papira u obliku kapljice i zalijepili ih na til. Na slici možete vidjeti da lijepimo neku težinu, npr. male orahe, iza kapi vode (i metalne prstenove iza "para"), tako da se til spušta gravitacijom umjesto da lebdi u sredini. Gornji i donji dio tila omotan je olovkom štapićem, također za težinu. Ovaj posljednji "dodir" daje "djetinjastu" notu diorami (ovo je trebalo izgledati kao dječji projekat). Možete koristiti nešto drugo, nevidljivije, da dodate težinu tilu, ako želite.

Korak 8: Spojite Arduino i montirajte ga na ploču

Morate spojiti upravljačke programe motora, servo motor, LED diode na Arduino. Igle su označene u kodu.

Arduino i ploče upravljačkih programa motora možete nagrijati vrućim ljepilom i sakriti ih iza papirnih planina. Za napajanje motora koristite vanjsku ploču iz vanjskog izvora. Kablovi za napajanje, za arduino i motore, izlazit će sa stražnje strane.

Uradite malo fino podešavanje koda i spremni ste!

Zabavi se!