Heli aktiveeritud planetaarium: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See juhend oli loodud Lõuna -Florida ülikooli Makecourse'i projektinõude täitmiseks (www.makecourse.com).

See on minu heli aktiveeritud planetaarium. Planetaariumi põhiülesanne on aktiveerida valju heli, näiteks plaksutusega, ja taastada Kuu ja Maa orbiit ümber päikese. See on lõbus ja lihtne projekt, mida saab hõlpsasti taasluua ja mis teeb kuvamiseks kena dekoratiivse ja interaktiivse tüki.

Selles juhendis selgitan, kuidas seda planetaariumi uuesti luua, arutades käigukasti, üldise seadistuse ja juhtimissüsteemi üle.

1. samm: 1. samm: osad ja tööriistad

Osad

• 1 DC -47P DC seeria raskeveokite elektroonika korpus - 9,58 dollarit
• ArtMinds® puunukupea, 2,5 " - 2,49 dollarit
• ArtMinds® puunukupea, 2,25 " - 1,89 dollarit
• 3/8 "läbimõõt 6061 alumiiniumist ümmargune varras 24" pikkus T6511 pressitud 0,375 tolli dia - 7,20 dollarit

Elektroonika

• DC 5V samm-mootor 28BYJ-48 koos ULN2003 juhi testimooduli plaadiga 4-faasiline-1,79 dollarit
• Helianduri moodul - 1,50 dollarit
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino + USB -kaabli arendusplaat - 7,58 dollarit
• Mini leivalaud - 5,69 dollarit
• 4-kontaktiline naissoost kaabel-3,84 dollarit
• Leivaplaadi hüppaja traat 75 tk pakk - 4,99 dollarit

Tööriistad ja tarvikud

• 3D printer
• Mõõdulint
• 3/8 "kuullaager
• 5 -minutiline epoksü
• Hambaork või ühekordselt kasutatav segaja
• Ühekordselt kasutatav salv
• Hammer
• Puurida
• 4 "augusaag
• Bändisaag
• Lameda ja kumera käega viil
• Akrüülvärvid ja pintslid: tumesinine, tumeroheline, valge, kollane

Tarkvara

Teil on vaja kas Arduino IDE-d või AVR-GCC ja AVRDude eraldiseisvaid versioone

2. samm: 2. samm: käigukasti loomine

Siin tuleb mängu 3D -printer. Peate alla laadima lisatud STL -failid, et printida käigud ja alus, mis hoiab hammasrattaid ja vardaid paigas. Planetaariumi disain koosneb neljast käigust: Mootori käik (ajam), Maahammasratas (ajam), väike keskne käik ja Kuu käik. Mootori käik kinnitatakse samm -mootori külge ja see juhib maakera. Kuu käik asub Maa hammasratta peal ja selle keskel on varras, mis läheb läbi Maa hammasratta. See paneb Kuu hammasratta pöörlema, kui Maa hammasratas pöörab. Keskmist käiku kasutatakse Kuu hammasratta paigal hoidmiseks ja see liigub ümber Maa hammasratta keskpunkti. Kuu varras jookseb läbi Kuu hammasratta, mis võimaldab Kuul ümber Maa liikuda, samal ajal kui Maa ja Kuu liiguvad ümber Päikese. Trükiaja kokkuhoiuks kasutasin aluse täitmist 5%. See madal täitmine muutis aluse ka väga kergeks, mis oli kasulik.

3. samm: 3. samm: ettevalmistustöö

Varda ettevalmistus

Kui kõik on trükitud, peame tegema mõned ettevalmistustööd, et planeedid, vardad ja ümbris paigaldamiseks valmis saada. Esiteks peame varda lõikamiseks kolmeks osaks kasutama lintsaega. Üks peaks olema 5 ", üks 3" ja viimane 1,5 ".

Planeedi ettevalmistus

Me kasutame oma Maa, Päikese ja Kuu loomiseks nukupead ja kuullaagrit. 1,5 "pead kasutatakse Päikese jaoks, 1,25" pead Maa jaoks ja kuullaagrit Kuuks. Kõigepealt tahate 3/8 "puuriga puurida auke nukupeade tasasesse põhja. See võimaldab teil planeedid varraste külge kinnitada. Nüüd tuleb lõbus osa, värvimine! Sõltuvalt sellest, millist värvi kasutate, erksavärvi saamiseks peate võib -olla mitu kihti kandma, eriti Päikese ja Kuu värvimisel. Pidage meeles, et parem on kanda mitu õhukest kihti kui ühe väga paksu kihiga. Paks kiht põhjustab tõenäoliselt tilkumist ja enne kui jätkate, laske igal õhukesel kihil täielikult kuivada. Maa värviti vabakäeliselt. Kui Kuu on täiesti kuiv, kasutage varda külge kinnitamiseks epoksüüdi.

Korpuse ettevalmistus

Peame korpuse kaanes välja lõikama augu, et vardad saaksid vabalt liikuda. Selleks peate kasutama külviku külge kinnitatud 4 -tollist augusaega. Pidage meeles, et auk tuleb nihutada keskelt, et anda ruumi samm -mootorile ja mootori käigule. Kasutage oma alust viitena, et määrata, kuhu lõigake auk ja veenduge, et see oleks korpuse servadega keskel.

Nüüd, kui teie planeedid, vardad ja ümbris on ette valmistatud, olete valmis kokkupanekut alustama!

4. samm: 4. samm: põhikomplekt

Alustuseks asetage samm -mootor aluses eraldatud pilusse. Tõmmake juhtmed kindlasti sisse, nii et need jooksevad läbi aluse ja alt välja. Seejärel asetage Maa hammasratas aluse pressitud torule. Soovite paigutada Maa hammasratta nii, et see hõljuks veidi aluse kohal ega pööraks seda hõõrudes. Nüüd asetage mootori käik samm -mootorile nii, et hammasratta keskpunkt jookseb läbi mootori võlli. Mootori ja maa käik peaksid kenasti kokku sobima. Seejärel lisage pressitud torule keskne käik. Keskne käik sobib pressitud torule väga tihedalt ja tuleb haamriga paika lüüa.

Pange tähele, et keskmist käiku on väga raske eemaldada, kui see on paika löödud, nii et veenduge, et olete enne jätkamist kõik selle alla paigutanud. Samuti soovite jätta väikese ruumi Maahammasratta ja Keskkäigukasti vahele, et need üksteist ei segaks.

Nüüd olete valmis oma vardad lisama. Päikesevarras läheb põhjas olevasse pressitud torusse ja Maa varras läheb läbi Maa hammasratta augu. Jällegi veenduge, et paralleelsete osade vahel ei hõõrutaks. Seejärel asetatakse Kuu hammasratas ümber Maa varda, Maa hammasratta peale. Kuu varras läheb Kuu hammasratta sekundaarsesse auku. Täitke oma vardad nende planeetidega ja olete valmis liikuma skeemi skeemi juurde.

5. samm: 5. samm: vooluahela skeem

Skeemi põhiosad on mikrokontroller, toiteallikas, samm -mootor ja juhtplaat ning heliandur.

Toiteallikas

Toiteallikaks on 9 V aku, mis kinnitatakse mikrokontrolleri külge.

Samm -mootor ja ajamiplaat

Sammumootor on ühendatud mikrokontrolleri tihvtidega 8, 9, 10 ja 11. Neid tihvte kasutatakse samm-mootori mähiste 1-4 aktiveerimiseks. Need on visandis määratletud väljunditena.

Heliandur

Heliandur on kinnitatud mikrokontrolleri tihvti 4 külge. See on visandis määratletud sisendina.

6. samm: 6. samm: Arduino visand

Nagu varem mainitud, on tihvtid 8-11 ühendatud ajamiplaadiga (kilp) ja aktiveerivad samm -mootori mähised 1-4. Heliandur on ühendatud tihvtiga 4. Olen määranud viiteaja 8 ms, et saada samm -mootorist usaldusväärne pöördekiirus. Seadistuses olen määratlenud mootori tihvtid väljunditena ja helianduri tihvti sisendina. Heliandurit loeb põhisilmus olekumuutuja nimega statusSensor. Kui tuvastatakse müra, seatakse olekuandur väärtusele 1. See hakkab mootorit 300 sammu võrra edasi pöörama. Sammude lugemiseks kasutatakse mõnda aega tsüklit. Kui tuvastatakse uus heli, algab loendamine uuesti ja mootor pöörleb pikemaks ajaks. Kui heli ei tuvastata, peatub mootor pärast 300 sammu. Lisateabe saamiseks vaadake lisatud videot.

Märkus. Mootori pöörlemiseks saate määrata suvalise arvu samme. Leidsin, et 300 sammu annab umbes 30 sekundit liikumist. Muutke julgelt sammude arvu, kui soovite, et planetaarium töötaks pikemat või lühemat aega.

Samm 7: samm 7: korpuse kokkupanek

Nüüd jääb üle vaid kõik komponendid korpusesse panna. Leidsin, et seda oli kõige lihtsam ja tõhusam teha takjaribade abil. Joondage esmalt korpuse põhi konksuga (kare pool). Järgmisena joondage silmusega (pehme külg) oma leivalaua, mikrokontrolleri, helianduri, mootori, mootorikilbi ja aku põhi. Lisage silmus leivaplaadi ülaossa, et hoida mootorit paigal. Nüüd saate turvaliselt paigutada kõik ülejäänud komponendid korpusesse. Aluse kinnitamiseks lõigake kõigepealt välja kaks silmusetükki, mille pikkus ja laius on veidi pikemad kui aluse pikad küljed. Kinnitage iga riba korpuse pikale küljele nii, et see võimaldaks samm -mootoriga hammasratta täielikult suletud ja maandusmehhanism mahuks kenasti korpuse kaanest välja lõigatud auku. Minu oma asetati korpuse ülaosast umbes 1 tolli kaugusele. Seejärel kinnitage kaks sobivat konksu aluse pikkade külgede külge. Nüüd saate oma aluse korpuse külge kinnitada. Valisin aluse sel viisil üles tõstmise, et ruumi vooluring all.

Teie planetaarium on nüüd täielikult kokku pandud ja kasutamiseks valmis! Veenduge, et aku on mikrokontrolleriga ühendatud, keerake korpusele kruvid ja laske valju müra. Te peaksite nägema, kuidas teie planetaarium hakkab liikuma.

Märkus: parema heli tuvastamise jaoks ühendage heliandur kaane väljalõike lähedal asuva korpuse ühe seina külge.

8. etapp: viimased märkused

Kuigi see oli lihtne projekt, on sellest saadud teadmised hindamatud. Olen õppinud kõike 3D -modelleerimise, mikrokontrollerite kodeerimise, videotöötluse, projektide planeerimise ja palju muu kohta. Olen saavutanud ka palju rohkem lugupidamist tootekujundajate vastu, sest millegi kujundamisel ja nende kujunduste elustamisel läheb palju mõtlemist ja vaeva. Palju katseid ja vigu ning palju probleemide lahendamist. Oli lõbus end sellesse protsessi kaasata.

Loodan, et teile meeldis see õpetlik!