Arduino Water Cycle Diorama: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Teemme dioraman, joka esittelee vesikierron, käyttämällä Arduinoa ja joitain moottoreita liikkeen ja valaistuksen lisäämiseksi. Siinä on koulun tunne - koska se on itse asiassa kouluprojekti!

Esittelyskenaario on seuraava:

Aurinko nousee aamulla [Yksi servomoottori liikuttaa aurinkoa].

Vesi haihtuu merestä [Yksi askelmoottori nostaa "haihdutuslevyn"]

Taivaalle muodostuu pilviä [Yksi askelmoottori laskee puuvillapilviä]

Sade sataa [Yksi askelmoottori laskee "sateen"

Samaan aikaan valot (APA106 -LEDit) vaihtavat väriä merkitsemään auringonnousua, pilvistä taivasta ja salamoita sateen aikana.

Materiaalit:

1. Arduino Uno
2. 5 V askelmoottorit ja ohjaimet (x3)
3. Servomoottori (x1)
4. APA106 -LEDit (x5)
5. Metalliputki
6. Ruuvit ja pultit
7. Paperit, tylli, puuvilla
8. Kuuma liimapistooli

Joten, lähdetään!

Vaihe 1: Rakenna laatikko

Olemme rakentaneet puulaatikon, mutta voit käyttää myös pahvilaatikkoa. Laatikon mitat ovat 40 cm edestä, 25 cm syvyys, 30 cm korkeus.

Olemme laittaneet kätevän kannen, jossa on saranat, jotta nostaminen on helpompaa. Emme myöskään tarvitse takaseinää, joten voit ohittaa sen ja käyttää vain sinistä paperia taivaalle, kuten kuvassa näkyy.

Vaihe 2: Kiinnitä moottorit

Kiinnitämme askelmoottorit laatikon yläosan lähelle, jotta ne pyörivät ja kääritään ylös tai alas sade-, haihtumistylli ja pilvet.

Ensin meidän on porattava reikiä.

Käytä paperia luodaksesi moottorin naamion, kuten kuvassa näkyy. Näin voit merkitä reiät oikein [kuva]. Poraa ja kiinnitä moottori ruuveilla ja ruuveilla.

Vaihe 3: Kiinnitä akselit

Akseleissa käytämme kuparisia vesiputkia. Mittaa etäisyys ottaen huomioon moottorin syvyys, vähennä vielä yksi cm ja leikkaa 3 kappaletta.

Käytä moottorin akselia muotina ja paina pihdeillä putken toista päätä sen ympärille.

Käytä sitten ruuvia muottiin ja tee sama putken toisessa päässä.

Poraa reikä toiseen seinään, moottorin akselia vastapäätä (mittaa etäisyydet). Kiinnitä akseli moottorin akselin ja ruuvin väliin reiän läpi. Kiinnitä ruuvi yhdellä tai kahdella pultilla ja metallirenkaalla, jotta akseli pyörii tasaisemmin kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 4: Kiinnitä servomoottori

Kiinnitä servomoottori lattiaan käyttämällä alla olevaa sinistä tappia ja metallinauhaa ruuveilla. Tätä käytetään auringon nostamiseen, kuten kuvassa näkyy.

Varmista, että kiinnität sen oikeaan suuntaan. (Jos teet sen väärin, se ei ole valtava ongelma, voit muokata sitä arduino -koodissa.)

Kiinnitä aurinko moottorin akselille oljen ja liiman avulla.

Vaihe 5: Liitä elektroniikka, moottorit, LEDit

Arduino Unossa on 14 digitaalista nastaa. Tarvitsemme 4 nastaa jokaista askelmoottorin ohjainta varten sekä yhden nastan servomoottorille ja yhden tapin LED -valolle.

Näet perusliitännän kaaviosta. 4 digitaalista nastaa on kytketty ohjaimeen. Tarvitset erillisen virtalähteen kuljettajalle (ja moottorille), koska moottorit kuluttavat jonkin verran virtaa ja sinulla on ongelmia, jos käytät niitä Arduinosta. Voit käyttää USB -laturia ja -kaapelia, katkaista sen, käyttää +5 V: n ja GND: n virtaa moottoriin. Sinun on myös liitettävä GND Arduino -kortilta GND: hen ulkoisesta virtalähteestä kaavion mukaisesti.

Nasta 0, 1, 2, 3: Moottori 2

Nastat 4, 5, 6, 7: Moottori 1

Nasta 8, *10, 11, 12: Moottori 0. Huomaa, että tallennamme PIN 9 servomoottorille: joissakin Arduino -levyissä vain nastat 9 ja 10 voivat ajaa servoa.

Servomoottorin liitäntä on melko vakio. Käytä digitaalista nasta 9 ohjaukseen. Käytä ulkoista virtalähdettä, kuten askelmoottoreita, servon virtalähteeksi (eli ei kuten kaaviossa, jossa virta otetaan Arduino -kortilta).

APA106 -LED -suunnittelun avulla voimme ohjata useita LED -valoja erikseen yhdellä tapilla. Käytämme Digital Pin 13: ta (joka on myös kytketty Arduino-kortin sisäänrakennettuun LED-valoon). Peruskytkentä näkyy kaaviossa. APA106: ssa on neljä nastaa. Kaksi keskitappia ovat +5V ja GND. Liitämme sitten ensimmäisen LEDin DATA IN nastaan 13, sen DATA OUT toisen LEDin DATA IN -järjestelmään jne. Jokainen seuraava LED ottaa DATA IN -signaalin edellisen DATA OUT -liitännästä. Viimeisen LEDin DATA OUT voidaan jättää kytkemättä.

Haluat ehkä kiinnittää kotelon LEDit sisustuksen jälkeen, jotta voit tarkastella valaistusta paremmin. Vaihtoehtoisesti voit kiinnittää ne ei kuumaliimalla ja asentaa koristeet sen jälkeen.

Vaihe 6: Arduino -koodi

Tässä on kuvaus siitä, mitä koodi tekee.

Auringonnousu: Servomoottori kääntyy 10-50 asteeseen, nopeus 2 astetta sekunnissa, kun taas valaistus muuttuu punaisesta (aamunkoitto) valkoiseksi (keskipäivä).

Höyrystyminen: Askelmoottori kääntää akselia, johon "höyryjen" tylli on kiinnitetty, nostaen sitä. Sinun on ehkä säädettävä kierrosten määrää mittojen mukaan.

Pilvet: Askelmoottori avaa akselin ja paljastaa pilvet. Kohtauksen värit muuttuvat "sateiseksi".

Sade: Askelmoottori avaa "sateen" tylli -akselin. Meillä on satunnaisia välähdyksiä, joissa väri muuttuu hetkeksi valkoiseksi - ja sitten takaisin "sateiseksi".

Järjestelmän nollaus: Valot sammuvat ja moottorit kääntävät sitten akselit taaksepäin niin, että järjestelmä on valmis suorittamaan uuden iteraation, kun se kytketään uudelleen.

Huomaa, että olemme valinneet vain yhden ajon ja sitten nollauksen, jotta minimoimme mahdollisuuden, että joku pysäyttää järjestelmän kesken toiminnon. Siinä tapauksessa tyllit olisivat puoliksi käämittyneet akseleille, joten järjestelmä ei toimisi oikein.

Pelaa koodilla vähän ennen koristeiden lisäämistä. Teet hienosäätöjä myöhemmin.

Vaihe 7: Tee ja kiinnitä koristeet ja LEDit

Olemme valinneet 2.5D -esityksen maisemasta. Se koostuu neljästä maisemakerroksesta, toistensa takana. Takaosassa on myös taivas. Aurinko sijaitsee taivaan ja takakerroksen välissä, vuorilla, ja se on kiinnitetty servomoottoriin.

Sade- ja haihtumistyllit taitetaan alas ja piilotetaan muiden kerrosten väliin. Ne on kiinnitetty yllä oleviin akseleihin kierteellä.

Pilvet ovat pieniä puuvillapalloja (joita käytetään meikinpoistoon), jotka on kiinnitetty itsenäisesti pilven akselille langalla. Kierrät langan akselille ja avaamalla sen pilvet laskeutuvat.

LEDit on kytketty ketjuun ja liimattu kerrosten väliin, ensin LED takana, niin että se liitetään myöhemmin Arduino -korttiin.

Sateen vuoksi leikkasimme pienet palat vesipisaran muotoista paperia ja liimasimme sen tyllille. Kuvasta näet, että liimaamme jonkin verran painoa, esim. pieniä muttereita vesipisaroiden takana (ja metallirenkaat "höyryjen" takana), niin että tylli pudotetaan painovoiman avulla sen sijaan, että se leijuisi keskellä. Tyllin ylä- ja alaosa on kääritty syömäpuikon lyijykynän ympärille, myös painon vuoksi. Tämä viimeinen "kosketus" antaa "lapsellisen" nuotin dioraamalle (tämän oli tarkoitus näyttää lasten projektilta). Voit käyttää jotain muuta, näkymättömämpää, lisätäksesi tyllin painoa, jos haluat.

Vaihe 8: Yhdistä Arduino ja kiinnitä se taululle

Sinun on kytkettävä Arduinon moottorin ohjaimet, servomoottori, LEDit. Nastat on merkitty koodiin.

Voit kasata kotelon Arduinon ja moottorin ohjainlevyt kuumalla liimalla ja piilottaa ne paperivuorten taakse. Käytä pientä leipälautaa moottorien syöttämiseen ulkoisesta lähteestä. Virtajohdot, arduino ja moottorit, menevät ulos takaa.

Hienosäädä koodia ja olet valmis!

Pidä hauskaa!