Tulipalon, musiikin ja valojen synkronointi: 10 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Me kaikki tiedämme, että elektroniikkaa käytetään moniin tärkeisiin tehtäviin sairaaloissa, kouluissa ja tehtaissa. Miksi ei myöskään pitää hauskaa heidän kanssaan.

Tässä opetusohjelmassa aion tehdä tulipaloja ja valoja (ledit), jotka reagoivat musiikkiin, jotta musiikista tulee hieman hauskempi kokemus.

Käytämme isopropyylialkoholia desinfiointiaineen pääkomponenttina, joka haihtuu erittäin nopeasti eikä jätä niin voimakasta hajua muihin polttoaineisiin verrattuna ja ilma on vapaa kaikista jäämistä minuutin tai kahden kuluttua.

Servo käyttää isopropyylillä täytettyä suihkepulloa, jolloin muodostuu tulipalo/liekki, jonka laukaisee butaanivirtausruisku.

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit

Kerää joitakin servoja, led -nauhoja ja muuta elektroniikkaa, jotta voit aloittaa tämän rakenteen, jotta kaikki tarvittavat komponentit ovat tarkkoja

1. MG995 180 asteen servot* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. ruiskutuspullot *4

5. puun nauhat

6. Pyöreä/ suorakulmainen vaneri

7. Metallitangot tukeen

8. Akvaarioputket

9. Leipälauta

10. PCA9685 -servo -ohjain

11. Perf -lauta

12. Uros -uros -pääkaapelit

13. Leipälevyn virtalähde

14. 5 ampeerin virtalähde 5-12 volttia

15. Injektioruisku

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Kalastuslanka

18. DRV8825

19. NEMA 17 askelmoottori

Vaihe 2: Servot

Sovitaan, että servo on projektin pääkomponentti, koska se laukaisee tai tuottaa tulipaloja. MG995 -servon käyttäminen Kun kytket sen arduinoon, se toimii yleensä, löydät runsaasti viitteitä servon ohjaamiseen arduinolla. Käytämme servon lisäksi PCA9685 -servo -ohjainta hallinnan helpottamiseksi, nopeuttamiseksi ja tehostamiseksi.

Koska kaksi Servon Actuate One -pulloa ohjaa siksi molempia kerralla samalla control/pwm (pulssileveysmodulaatio) -signaalilla, on tehokkaampi, joten tämä aiheuttaa ongelman, että molemmat pyörivät myötä- tai vastapäivään samanaikaisesti. Joten tämän voittamiseksi meidän on muutettava kaikkia oikeanpuoleisia servoja.

Tämä voidaan tehdä avaamalla servo ja kääntämällä moottoriin johtavat johdot ja potentiometrin äärimmäiset vasen ja oikea johto. Tämä huijaa servon saamaan sen liikkumaan myötäpäivään saadakseen vastapäivään annetun signaalin ja päinvastoin.

Nyt tietyn pullon servot pyörivät myötäpäivään ja toinen vastapäivään painaakseen ruiskupullon liipaisinta vahvan siiman läpi.

Vaihe 3: Servojen asennus

Servot on nyt asennettava onnistuneen muutoksen jälkeen (4/8). Minusta oli helppo leikata reikiä porakoneella, johon oli kiinnitetty pyörösaha. Servoreuna on noin 2 cm, joten sen leikkaaminen pyörösahalla on tehokkain. Varmista, että kunkin servon välillä on 8-10 cm: n rako, jotta pullon kiertäminen, laukaiseminen ja asettaminen on helppoa. Nyt reikien leikkaamisen jälkeen huomasin, että on parasta liimata pistooli servon yläosaan hyvällä liimapistoolilla ja liu'uttaa servon reuna leikattuun reunaan. Tämä leikkaus- ja asennusprosessi on vähän riippuvainen/ kokeilu ja virheprosessi.

Keltainen paperi merkitsee kohdat, joissa reikä on leikattava niin, että servon reunat liukuvat sisään. Porattu kokonaisuus voidaan tasoittaa tavallisella pienellä poralla.

Vaihe 4: Tee Shift Perf Board Servo Shield

Tämän servosuojuksen tekeminen helpottaa johdotusta ja virtalähdettä ja helpottaa vianetsintää.

Ota kahdeksan sarjaa, joissa on 3 otsikkotappia ja juota ne pienelle läpilevylevylle varmistaen, että niiden välissä on yhtä paljon tilaa. Oikosulje jännite ja maadoita johtimien tai pienten metallisten nastojen kautta koko kahdeksan servon. Lyhyt 2-2-2-2 sarjaa PWM-nastoja siten, että kaksi ensimmäistä servoa vastaanottavat saman PWM-signaalin seuraavat kaksi jne.

Tämän peruskortin tekeminen on myös ratkaisevan tärkeää, koska vaikka PCA9685 Servo -ohjain tarjoaa erinomaisen IO: n servon liittämiseen, ohjain on rajoitettu 5 V: iin ja sillä on oletettavasti nykyisiä rajoituksia. Tämän voittamiseksi tämä perf -levyn suoja/PCB on erittäin hyvä vaihtoehto. Myös toinen syy on se, että tässä projektissa toimivat servot toimivat suurimmalla jännitekapasiteetillaan suuremman vääntömomentin ja puhtaan ruiskupullon puristuksen vuoksi, joten tarjoamme 8 V: n tämän väliaikaisen servosuojuksen kautta. Lisää / liitä myös uroskaapelin johto ensimmäiseen servosarjaan ja niin edelleen, jotta se voidaan kytkeä ohjaimeen myöhemmin.

Vaihe 5: Butaaniliekki

Isopropyylin sytyttämiseksi tarvitaan pieni liekki suoraan pullon eteen. Yritin kokeilla nikromia alkoholin laukaisemiseksi, mutta valitettavasti se ei toimi, ja vaikka se onnistuikin, minulla oli ongelmia sen kanssa. Jatketaan butaani -ajatuksella, ja tarvitsemme neljä pientä ruiskua ja akvaarioputket. Liitä ne kaikki yhteen putkeen erityisten sovittimien / putkiliittimien kautta. Vasen osa pitää nyt butaania niin, että kaasu virtaa ruiskuihin. Tämän toteuttamiseksi olen tehnyt puulaatikon/ kotelon, jotta askelmoottori, jossa on kierreruuvi/ sauva, voi työntää butaania vasten ja pitää kaasun virtaavana.

Leikkaa kaksi vanerilevyä, joiden koko on noin 1,25 kertaa butaanipurkin koko, alla oleva ylimääräinen puu on tarkoitettu askelmoottorille ja tangolle, joka painaa tölkkiä vasten. Ota kaksi pientä vaneria noin butaanipurkin halkaisijasta ja poraa/ naulaa ne niin, että butaani mahtuu tiiviisti aikaisemmin otettujen vanerilevyjen väliin. Nyt tölkin alaosasta huomasin, että on parasta ottaa neliömäinen/ suorakulmainen vaneripala, joka on butaanin pohjan kokoinen. Poraa keskitetty kokonaisuus ja tiiviste /silikoni mutteri niin, että kierretanko menee sen läpi. Liu'uta butaanipullo kokoonpanoon ja aseta akryylipää, jossa on myös porattu kokonaisuus, niin että butaanipullon suutin kulkee / koskettaa sitä. Liu'uta ruisku tai jotain vastaavaa akryylin yläosaan niin, että jos tölkki painaa sitä vasten, kaasu tulee ulos ruiskusta. Liitä tämä neljään putkeen, jotka menevät neljään eri ruiskuun ennen pulloja. Käytä kotelon alaosassa ruuveja, jotka kulkevat jousien läpi ja kytke se puukokoonpanoon siten, että jos ruuvi kiristetään askelmalla, kotelo menee askelmaa kohti ja tekee butaanipurkin puristamisesta helppoa.

Kokoonpanosi täällä butaanipurkille on tehty.

Nyt meidän on saatettava putket ylös vanerin läpi, joka pitää servot. Poraa vain akvaarion putkien säteen kokoiset reiät ja vie ne siististi läpi ja yhdistä ruiskut. Kierrä myös siima servoista pullosta ylös ja alas toiselle servolle niin, että kun servon käyttö painetaan pulloa. Voit leikata pieniä lehtoja suihkupullon puristinosassa, jotta siima ei luista satunnaisesti.

Vaihe 6: Valot

Jos haluat tehdä projektista visuaalisen, houkuttelevat valot ovat ratkaiseva tekijä, ota RGB -ledien nauhat ja leikkaa 4 nauhaa yhdeksästä LED -valosta, jotka kiertyvät isopropyylipullojen ympärille halutun vaikutuksen aikaansaamiseksi. Yhdistä ne sarjaan ja tuo esiin viimeiset johdot. Sinulla on punainen, vihreä ja sininen sekä positiivinen johto. Ne kytkeytyvät päälle, jos syötät 12 V: n positiiviseen johtoon ja maadoitat haluamasi värin. Maadoitus Kaksi väriä samanaikaisesti saa aikaan eri värin, johon voidaan viitata missä tahansa Internetin värikartan kautta.

Niiden kytkeminen päälle ja pois päältä Arduino/ STM32: lla on hankalaa, koska Arduino/ STM32 -mikrokytkin ei voi kytkeä päälle ja pois 12 volttia. Joten käytämme 3 IRFZ44N Mosfetia täällä kytkeäksesi musiikkia vastaavat LEDit päälle ja pois. Ota Mosfet ja johda keskiliitin vastaavaan väriin ja äärimmäinen oikea kohti maata ja vasen liitin mikrokontrolleriin. Toista tämä myös muille kahdelle värille.

Niiden testaaminen kerran yksinkertaisella arduino -silmänräpäysluonnoksella on aina hyvä idea.

Liimaa RGB: n ledit pyöreään muotoon pitämällä suihkepullo sisennyksenä. Ehdotan tiukkaa käärettä pullon ympärille ja liimaamista kuumalla pohjalla/vanerilla. Tämä tekee myös täplän, jotta pullot eivät liiku tai putoa, kun lanka painaa pulloa.

Vaihe 7: Elektroniikka ja johdotus

Johdotus on melko yksinkertainen, liitin myös alla olevan piirikaavion viitteellesi. Pohjimmiltaan servo -ohjaimen PWM -johdot on kiinnitetty 8 servomoottoriin, joista 4 on käänteinen. Olen käyttänyt arduinoa ja STM32: ta mikro -ohjaimena. Arduino on tarkoitettu ruiskutuksen ohjaamiseen ja STM32 valojen ohjaamiseen. Olen käyttänyt STM32: ta niin, että tietyn musiikin värikartat ovat parempia, koska STM32: lla on paremmat tekniset tiedot ja ne voivat suorittaa parempia Fourier -muunnoksia, mikä johtaa parempaan valoon. Arduino -käyttö ei myöskään aiheuttaisi ongelmia, mutta saattaa näyttää hieman huonolta verrattuna stm32: n käyttöön, joka voi suorittaa parempia laskelmia.

Vaihe 8: Koodi

Kuten mikä tahansa projektin osa, jossa on mikro -ohjain, koodi on tärkein osa. Alla on tämän projektin koodi. Voit vapaasti säätää tai tehdä muutoksia tarpeidesi mukaan. Koodia vastaavat PIN -numerot mainitaan itse koodissa.

Ruiskutus '' Koodi '' on pohjimmiltaan Arduino, jonka tietokone on ohjelmoinut käynnistämään ruiskun, kun jotain Arduinon sarjamonitoria kirjoitetaan, meillä on yhdistelmiä '' a '' - '' p '' missä '' a '' laukaisee yhden ruiskutuksen/ Burst of Fire ja '' o '' laukaisee kaikki neljä pulloa ruiskutukseen, '' p '' on 500 sekunnin viive. Purskeita voidaan ohjata antamalla merkkijono sarjamonitorissa (jatkuvasti).

Toinen koodi on Ledien vaihtaminen STM32: n avulla. Se suorittaa Fourier -muunnoksia reagoimaan tiettyyn musiikkiin ja tuottamaan aiotun kauniin värinvaihtotehosteen.

Viimeinen koodi on butaaniaskelmoottorille, joka käyttää DRV 8825 -askelmoottoria kääntämään ruuvia, joka painaa ylös tölkkiä vasten kaasun käynnistämiseksi. Vaikka voit myös kääntää ruuvia / liitintä käsin työntääksesi tölkin ylempää akryylia vasten, joka laukaisee / avaa kaasun pullojen eteen asetettuihin ruiskuihin.

Vaihe 9: Menestys

Projektimme on vihdoin valmis.

Liitteenä on video, joka näyttää sen esittelyn:)

Vaihe 10: Vinkkejä, temppuja ja ehdotuksia

Varoitus: Koska tämä projekti sisältää todellista tulta sekä pääasiallisena vaikutuksena että sillä on myös butaania, ole varovainen. Isopropyylialkoholi on myös vaarallinen kemikaali, ja sitä on noudatettava varoen.

1. Vaikka tämä projekti reagoi tulipaloon, se ei itse asiassa ole täysin automatisoitu, koska henkilön on annettava syöttö sarjamonitorille, jotta liekit voidaan laukaista. Tätä voidaan helposti parantaa pythonilla/ millä tahansa algoritmilla, joka voi kartoittaa koko kappaleen syötteestä '' a '' - '' p '' ja esittää sen Arduinolle, jotta se automatisoituu.

2. Lisää Kapton Heat -teippi isopropyyliä sisältäviin pulloihin, jotta vältät pullon korkkien kuumentamisen/ pullon ruiskutuksen vahingoittumisen.

3. Jotain turva-anturin tyyppiä voidaan lisätä koko rakenteeseen, kuten HC-SR04 tai läheisyysanturi kaasun virtauksen ja ruiskutusprosessin pysäyttämiseksi, kun henkilö seisoo projektin lähellä ja on vaarallista laukaista liekki.

4. Käytetty virtalähde Voidaan minimoida Buck- tai Boost-muuntimilla siten, että niissä on 8V (5A) (servo), 23-40v (askelmoottori), 5v (Arduino ja Stm32) ja 12V (Valoja varten).

5. En ole esittänyt kaavioita askelmoottorista tai DRV8825: stä, koska se on melko yksinkertainen ohjain, joka käyttää moottoria, ja myös Internetissä on runsaasti resursseja sen kytkemiseksi askelmoottoriin ja mikro -ohjaimeen. Vaikka olen antanut vastaavan koodin. Käytin kahdella painikkeella askelmoottorin myötäpäivään ja vastapäivään kiertämistä siten, että myötäpäivään painaminen painaa ruuvia purkkia vasten ja vastapäivään painaminen alentaa tölkin kotelossa niin, että kaasua on pienempi/ katkaistu.

6. Varmista asianmukainen maadoitus kaikkialla virtalähteessä välttääksesi tahattomat lähdöt ja häiriöt rakennuksessa. Voit myös suunnitella piirilevyn mikro- ja elektroniikkalaitteiden asentamiseksi helpottamaan sitä.

7. Tätä projektia voidaan käyttää myös desinfiointiaineena, samoin kuin pulloissa on isopropyyliä, joka voi tarjota melko vähän hygieniaa.

8. Tulipalon on sytytettävä sytyttimellä, jotta voimme välttää tämän käyttämällä nikromijohdetta, joka tekee valaistusprosessista entistä yksinkertaisemman ja tietokone-/ mikro -ohjattavan.