Muusika reaktiivkiudoptiliste lagede paigaldamine: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Kas soovite tükikest galaktikast oma koju? Siit saate teada, kuidas see allpool on valmistatud!

Aastaid oli see minu unistuste projekt ja lõpuks sai see valmis. Selle valmimine võttis üsna kaua aega, kuid lõpptulemus oli nii rahuldav, et olen kindel, et see oli seda väärt.

Veidi projekti kohta. Ma tegin sellega täieliku isetegemise, mis võimaldas mul olla täielik loominguline vabadus. Tulemus - põhjataeva tähtkujud mastaabis, täheparvede individuaalne juhtimine IR -kaugjuhtimispuldiga (heledus ja värvid), reaktsioonivõime muusikale, täielikult juhitav lahevalgustus ja mis kõige tähtsam - võimalus selles projektis peaaegu kõike uuendada. Selle kõige saavutamiseks valisin projekti platvormiks Arduino, kuna mul on mõningaid teadmisi programmeerimisest. Muusikareaktiivsuse osas tegi MSQ7EQ kiip asja ära, selle jaoks on võrgus palju ressursse. Suhtlemiseks kasutatakse NRF24L01 palju ja mul oli paar varuosa, seega kasutasin neid. Suure hulga LED -de juhtimiseks töötab PCA9685 servokontroller suurepäraselt. Kui eelistate selle projekti odavamat ja lihtsamat versiooni, võite otsida tähelagede komplekte Amazonist, kuid kui otsustate selle projektiga täieliku isetegemisega tegeleda, nagu mina, siis on need oskused vajalikud: · Teatud teadmised Arduino programmeerimisest; · Vooluahela projekteerimis- ja jootmisoskus; · Kuidas töötada vahelduvvooluga.

Paljud teist küsisid projekti hinda. Mul on raske numbrit anda, kuna mul oli selle jaoks palju materjale ja see sõltub palju sellest, kui palju te otsustate seda ise teha, projekti suurus, jne, kuid ma arvan, et sõltuvalt nendest teguritest võib see olla nii paarsada kui ka 1000 dollarit. Igal teisel nädalavahetusel töötades kulus mul selle projekti lõpetamiseks aasta.

Samm: planeerimine

Esiteks tuleks teha otsus, kui soovitakse elektrooniline osa ise valmistada või komplekti osta. Vooluahelate tegemiseks on vaja mõningaid teadmisi Arduino ja põhielektroonika kohta, samuti on suurem tõenäosus, et midagi läheb valesti. Amazonist leiate palju komplektivalikuid, otsides otsingut „Fiber Optic Star Ceiling Kit” või mujalt, seal on palju võimalusi. Aga kui keegi soovib täielikku loomingulist vabadust ja kontrolli projekti üle, siis täielik DIY on üks viis.

Nüüd, kui elektroonika osas on otsus tehtud, peaksite mõtlema lae struktuurile, tähekaardi suurusele ja tähtede arvule. Eelmiste põhjuste tõttu läksin tüüpilise rippuva kipslaega. Kuna minu puhul oli fiiberoptika paigaldamine raske (madal lagi), otsustasin valida suhteliselt väikese tärnide arvu ~ 1200, kuid lõpptulemus on endiselt hämmastav, siin ei kahetse.

Nüüd tähemustri valimisest. Ma elan põhjapoolkeral, nii et valisin osa taevast, mis siin tegelikult nähtav on. Tähtkujude pildi saamiseks on palju rakendusi, ma kasutasin Celestiat nagu kuulsal "Tähekaardil" juhendatav. Loomulikult ei pea muster olema realistlik ja mastaapne, siin võib vabalt olla täielik loominguline vabadus, leiate veebist mustrite jaoks palju hämmastavaid ideid.

Erinevate värviringidega tähistatud tähed on mõnevõrra sarnase heledusega tähtede kogumite eristamiseks. Ma ei pingutanud selle osaga palju, nii et see pole ülitäpne..

Samm: materjalid

Nüüd, kui kõik on planeeritud, saab materjale tellida.

Selles osas ei loetle ma lae jaoks vajalikke materjale, kuna see sõltub kasutatavast süsteemist ja muudest teguritest. Kasutasin Knaufi laesüsteemi. Sama kehtib tööriistade kohta, sest enamik tööriistu, mida vajate lae paigaldamiseks. Tähtede ja elektroonika paigaldamiseks pole palju vaja, vt allolevat loendit. Paljud osad ostsin kohalikest elektroonikapoodidest ja puhkan AliExpressis, kuna seal on nii palju odavam ja kvaliteet on enamikul juhtudel hea.

Osad tähtedele ja elektroonikale:

· LED -ribade toiteallikas sõltub pikkusest, veebis on tõesti häid ressursse spetsiaalselt LED -riba toiteallika valimiseks. Minu puhul oli mul 12V / 30A / 350W lülitustoide võib -olla 15 meetri riba jaoks. Ribad olid 14,4W/m, seega oli mul varuks palju · · Toide 3W LED -dioodidele. Jällegi sõltub see sellest, kui palju LED -e kasutatakse, kuid minu puhul oli toiteallikaks 5V / 7A / 35W 15 LED -i ja Arduino enda jaoks. Kui otsustate kasutada 5 mm standardseid RGB -valgusdioode, võib see toiteallikas olla oluliselt vähem võimas ja vooluahel on palju lihtsam, kuid tähed on vähem eredad. · Tavalised anoodiga 3 W RGB -LED -id koos jahutusradiaatoriga (või teie tüüpilised 5 mm LED -id, kui heledus on väiksem)). Üks LED on mõeldud ühe täheparvi juhtimiseks, seega sõltub kogus sellest, kui palju tähti soovite eraldi juhtida. · 12 V RGB LED -ribad. · Kiudoptika. Õngenöör ei tööta. Kui palju vajate, sõltub tähtede arvust / lae suurusest / ahela asukohast. Suurema efekti saavutamiseks kasutasin vähe erineva paksusega kiude. · PCA9685 plaadid. Ühe plaadiga saab juhtida 5 RGB LED -dioodi. · 2x Arduino Uno/Mega. · 2x NRF24L01. · USB -kaabel Arduino toiteks. · IRL540N loogikaühendused, kogus sõltub LED -ribade arvust. 1 tk on mõeldud ühevärvilise LED -riba jaoks. Pidage meeles, et ribade pikkuse piirang on ~ 5 meetrit, kui vajate rohkem, vajate eraldi ribasid. Samuti on olemas lahendused pikkade ribade ühendamiseks, vajadusel küsige või googeldage. · 2N2222 transistorid (või muud NPN -id). Iga 3W LED -värvi jaoks on vaja eraldi transistorit. Minu puhul 15x3. · Takistid: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 iga 3W LED -i RGB jaoks vastavalt. Allalaadimiseks 5-10k, võib olla 0,25W. · 10 uF kondensaatorit NRF24L01 lahtiühendamiseks. · Mingi alumiiniumplaat 3W LED-i kinnitamiseks ja jahutamiseks. · Ahelate trükkplaadid. · Leivaplaat testimiseks., kleeplint ja muu kraam, mida leiate tavalisest töökojast · Palju erineva paksusega juhtmeid. PWM -signaali jaoks saab kasutada lihtsaid leivaplaadi juhtmeid, nende juhtmete kaudu ei voola palju amprit, kuid LED -ribade paksus tuleks arvutada sõltuvalt kaugusest LED -ribast vooluahelasse, sama 3W LED -ide puhul.

Kaugjuhtimispuldi ja spektraalanalüsaatori osad:

· 1x MSGEQ7; · Takistid: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Kondensaatorid: 1x 33 pF / 1x 0,01 µF / 1x 0,1 µF. · Termopasta protsessoritele. · IR -kaugjuhtimispult ja vastuvõtja diood. · A palju leivaplaadi juhtmeid või õhukesi juhtmeid · Väike trükkplaat. Kasutasin PROTO SHIELDi. · Väike ümbris Arduino UNO ja vooluringi jaoks. Kasutasin väikest laserlõigatud kasti. · Peavooluahelaga on jagatud ka teisi osi. Kogus on kantud põhiahelate loendisse.

Tööriistad tähe paigaldamiseks ja vooluringi loomiseks:

· Läbipaistev liim, mis ei lahusta optilisi kiude. Kasutasin põhilist paberiliimi. · Jootmisseadmed. · Multimeeter on selle projekti jaoks kasulik. · Kruvikeeraja. · Tangid. · Awl või midagi sarnast (ma kasutasin terastraati) aukude torgamiseks lakke. Peaks olema sama paksusega kui kiudoptilised.

Samm: lae paigaldamine

Ma ei lase selles etapis üksikasjadesse, seal on palju materjali ripplae paigaldamise kohta ja ma ei ole selle teema ekspert. Minu valitud lähenemine on keerulisem kui tähtedega paneel, mida paljud inimesed valivad. Kuid sel viisil toimides on meil kvaliteetne ripplagi, mis näeb päevavalguses täiesti tavaline välja, ei paneele ega midagi.

Elektroonika jaoks olen otsustanud lisada hooldusluugi kipslae mitte nii nähtavasse ossa.

Selles etapis tehakse täiteaine ja kruntimine, kuid värvimine toimub kiudude paigaldamisel.

4. samm: fiiberoptika paigaldamine

See osa võttis oodatust rohkem aega … Pärast paljusid improvisatsioone oleme jõudnud järeldusele, et meie puhul on parim viis fiiberoptika ühendamiseks õnge ja õngenööri abil, selgituse leiate minu meistriteose visanditest. Nüüd, kui vaatan seda ideed, tundub see naeruväärne, kuid kellele ei meeldi mõni väljakutse.

Vähesed märkmed:

· Soovitan nende aukudesse kiud liimida, nii et need püsivad kindlasti paigal. Liim peaks olema selge ja mitte reageerima kiudmaterjaliga. Kasutasin põhilist paberiliimi.

· Puurimine pole vajalik. Kipslaes olevad augud saab lihtsalt nöörida vms või millegi sarnasega, veenduge, et see vastaks optilise kiu läbimõõdule.

· Konkreetsete tähtede täpse asukoha leidmiseks laes kasutasin vana kooli mõõdulinti.. et seda. Ei olnud 100% täpne, kuid üsna lähedal. Lagi oli tähtkaardi mõõtkavas printimiseks liiga suur.

5. samm: lae viimistlus: värvimine

Oleme optilised kiud üle värvinud, nii et kui neid ei kasutata, pole need nähtavad. Sel viisil tundub, et olete tüüpiline ripplagi. Värvisime kahes kihis ja kiudude heledus on peaaegu sama.

6. samm: katseringi tegemine

Vooluahel ise ei ole nii keeruline ja töötas minu jaoks kohe, kuid seda on alati hea enne installimist testida ja selles on palju jootmist, seega on seal oht. Samuti on tark testida vooluringi versiooni tulevaste värskenduste jaoks, kuna olen kindel, et keegi ei taha lühistada midagi, mille lae alla paigaldamiseks kulus mitu päeva.

Testversiooni puhul pean silmas ühte või kahte PCA9685 plaati, NRF24L01 ja Arduinoga ühendatud toiteallikaid. See kõik võib olla leivalaudadel. Sama kehtib ka IR kaugjuhtimisahela kohta, lihtsalt lisage asju leivalauale, vaadake, kas see töötab. Samuti soovitaksin testimiseks joota paar 3W LED -i.

Samm: Arduino kood

Raamatukogusid ja muid kasulikke linke leiate jaotisest „Kasulik teave”. Koodi selgitamiseks vaadake koodi kommentaare.

Selle koodi loomiseks kasutasin palju ressursse, mõned neist on loetletud jaotises „Kasulik teave”, kuid kuna ma lõpetasin selle projekti rohkem kui aasta tagasi, ei jõudnud ma selleks ajaks, kui otsustasin õpetliku kirjutada, kõiki leida ressursid ja mõned salvestatud lingid kahjuks enam ei töötanud. Nii et kui keegi vajab koodi osas abi, andke mulle kommentaarides teada, annan endast parima.

Koodist leiate LED -i vilkumise jaoks üsna keerulise funktsiooni. Et see meeldivam välja näeks, kasutasin hingamisõpetuse juhendit: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ Inimese silmad ei taju valgust lineaarselt, nii et kui kasutate LED -heleduse lineaarset suurenemist, ei tundu see väga loomulik.

Samm: juhtmestik ja LED -ribad

Nüüd on viimane viimistlusaeg! Kui kõik on testitud ja töötab, ei tohiks see olla väga raske, vaid palju identsete osade jootmist. Vooluahela kinnitamiseks kasutasin hooldusluugi suurust vineeri, nii et kui vaja, võin kogu vooluahela lihtsalt laest eemaldada. Panin kiud väikestesse plastist torustikku, mille suurus oli ligikaudu 3 W, seejärel puurisin vineerisse sama suurusega augud ja sisestasin need torud vineeri. Seda tehes saan vajadusel LED -idelt kiud kergesti eemaldada, vt lisatud pilte.

Mis puutub LED -ribadesse, siis soovitan need jahutamiseks alumiiniumprofiilidele kleepida, sest need ribad lähevad üsna kuumaks.

9. samm: tõrkeotsing ja peenhäälestus

Olete vooluringi testinud, kuid nüüd, kui see on installitud, ei tööta see.. või midagi ei tööta nii nagu peaks. Tõenäoliselt on see teie jootmine, sest kui see testiahelas töötas, pole põhjust, et see mõne erandiga praegu ei tööta. Loodan, et see pole teie puhul nii, kuid jagan ühte konkreetset probleemi, mis mul näiteks oli.

Kui ma LED -ribasid madalaima väärtuseni hämardasin, lakkasid ribad töötamast või hakkasid vilkuma. Pärast pikaajalist uurimist ja tõrkeotsingut avastasin, et probleem oli IRL540 aeglane vahetamine ja lahendused olid lihtsad, vähendades PCA -plaatide PWM -sagedust 50 Hz -ni. See lahendas probleemi enamasti, nüüd näen ainult alumistes väärtustes vilkumist või probleeme, kuid see pole oluline, kuna ma ei kasuta nii madalaid väärtusi. See probleem tuli mulle tagasi, kui otsustasin lakke filmida, sest nii madala sagedusega näete kaamerates vilkumist, see on täpselt nagu televiisori filmimine. Selle probleemi lahendamiseks tegin IRL540 asemel 2N2222 transistoridega väikese leivaplaadi ahela, lihtsalt pildistamiseks. Nende transistoridega sai probleem lahendatud ja kuna filmisin suhteliselt madalate PWM -i väärtustega, said 2N2222s toitega hakkama. Kui kellelgi on sama probleem, kohandage julgelt Totemi - pooluse ahelat, see peaks sellest probleemist aitama.

Nüüd, kui loodetavasti on kõik omal kohal ja töötab, saame täppide heledust, muusikale reageerimisvõimet, tähtede hääbumisrežiime ja muud peenhäälestada.

Samm: kasulik teave ja lingid

Koodi kirjutamiseks ja vooluringi loomiseks kasutasin palju ressursse, enamik neist on siin loetletud, kuid kuna ma selle projekti mõni aeg tagasi lõpetasin, ei jõudnud ma selleks ajaks, kui otsustasin seda jagada, kõiki ressursse leida ja mõned salvestatud lingid kahjuks enam ei töötanud. Nii et kui keegi vajab koodi või projektiga üldiselt abi, andke mulle kommentaarides teada, annan endast parima.

MSGEQ7

www.sparkfun.com/datasheets/Components/Gen…

www.baldengineer.com/msgeq7-simple-spectru…

rheingoldheavy.com/msgeq7-arduino-tutorial…

www.instructables.com/id/How-to-build-your…

Nrf24L01

arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Nrf24L01-2.4GH…

PCA9685

learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-dr…

github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…

IR kaugjuhtimispult

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

11. samm: täiendamine

Lahe oleks luua ülemmäära juhtimiseks rakendus, võib -olla kasutada OpenHAB -i Raspberry PI -l, kuna PCA9685 saab RPi kaudu hõlpsasti juhtida.

Kui kasutatakse OpenHabi või mõnda muud alternatiivi, on võimalik lagi nutika kodu süsteemiga ühendada.

Esimene auhind Arduino konkursil 2020