Ääniaktivoitu planetaario: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä ohje on luotu täyttämään Etelä -Floridan yliopiston Makecourse -projektin vaatimus (www.makecourse.com).

Tämä on minun ääni aktivoitu planetaario. Planetaarion perustoiminto on aktivoida voimakkaan äänen, kuten taputuksen, läsnä ollessa ja luoda uudelleen kuun ja maan kiertorata auringon ympäri. Tämä on hauska ja yksinkertainen projekti, joka voidaan helposti luoda uudelleen ja josta tulee mukava koristeellinen ja interaktiivinen pala näytettäväksi.

Tässä ohjeessa selitän, miten planetaario luodaan uudelleen, keskustelemalla vaihteistojärjestelmästä, yleisestä kokoonpanosta ja ohjausjärjestelmästä.

Vaihe 1: Vaihe 1: Osat ja työkalut

Osat

• 1 DC -47P DC -sarjan raskaan sarjan elektroniikkakotelo - 9,58 dollaria
• ArtMinds® Wood Doll Head, 2,5 " - 2,49 dollaria
• WoodMoll Head ArtMinds®, 2,25 " - 1,89 dollaria
• 3/8 "halkaisija 6061 alumiininen pyöreä sauva 24" pituus T6511 puristettu 0,375 tuuman halkaisija - 7,20 dollaria

Elektroniikka

• DC 5V askelmoottori 28BYJ-48 ULN2003-ohjaimen testimoduulilevyllä, 4-vaiheinen-1,79 dollaria
• Äänianturimoduuli - 1,50 dollaria
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino + USB -kaapelin kehityskortti - 7,58 dollaria
• Mini leipälauta - 5,69 dollaria
• 4-nastainen naaras-naaraskaapeli-3,84 dollaria
• Breadboard Jumper Wire 75kpl pakkaus - 4,99 dollaria

Työkalut ja tarvikkeet

• 3D tulostin
• Mittanauha
• 3/8 "kuulalaakeri
• 5 minuutin epoksi
• Hammastikku tai kertakäyttöinen sekoitin
• Kertakäyttöinen lokero
• Vasara
• Porata
• 4 "reikäsaha
• Vannesaha
• Litteä ja kaareva käsiviila
• Akryylimaali ja siveltimet: tummansininen, tummanvihreä, valkoinen, keltainen

Ohjelmisto

Tarvitset joko Arduino IDE: n tai erilliset AVR-GCC- ja AVRDude-versiot

Vaihe 2: Vaihe 2: Vaihdejärjestelmän luominen

Tässä 3D -tulostin tulee peliin. Sinun on ladattava liitteenä olevat STL -tiedostot, jotta voit tulostaa hammaspyörät ja alustan, joka pitää hammaspyörät ja tangot paikallaan. Planetaariorakenne koostuu neljästä vaihteesta: moottorivaihteisto (käyttövaihde), maavaihde (vetopyörä), pieni keskivaihteisto ja kuunvaihde. Moottorin hammaspyörä kiinnitetään askelmoottoriin ja ajaa maavaihdetta. Kuun hammaspyörä on maanpyörän päällä ja sen keskellä on tanko, joka kulkee maanvaihteen läpi. Tämä saa kuun hammaspyörän kääntymään maanpyörän kääntyessä. Keskivaihdetta käytetään pitämään kuun hammaspyörä paikallaan ja se kiertää maanvaihteen keskikohtaa. Kuun sauva kulkee kuun hammaspyörän läpi, jonka avulla kuu voi kiertää maan ympäri, kun taas sekä maa että kuu kiertävät aurinkoa. Tulostusajan säästämiseksi käytin pohjassa 5% täyttöä. Tämä alhainen täyttö teki myös alustasta erittäin kevyen, mikä oli hyödyllistä.

Vaihe 3: Vaihe 3: Valmistelutyö

Vavan valmistelu

Kun kaikki on tulostettu, meidän on tehtävä joitakin valmistelutöitä saadaksemme planeetat, tangot ja kotelon valmiiksi asennettavaksi. Ensinnäkin meidän on käytettävä vannesahaa leikata sauva kolmeen osaan. Yksi pitäisi olla 5 ", toinen 3" ja viimeinen 1,5 ".

Planet Prep

Käytämme nuken päitä ja kuulalaakeria maapallon, auringon ja kuun luomiseen. 1,5 tuuman päätä käytetään Auringolle, 1,25 tuumaa Maalle ja kuulalaakeria Kuulle. Ensin haluat porata reikiä nukenpäiden tasaiselle pohjalle 3/8 poranterällä. Tämän avulla voit kiinnittää planeetat tankoihin. Nyt tulee hauska osa, maalaus! Riippuen käyttämästäsi maalista, saatat joutua levittämään useita kerroksia saadaksesi eloisan värin, varsinkin kun maalaat aurinkoa ja kuuta. Muista, että on parempi levittää useita ohuita kerroksia kuin pallot yhdellä erittäin paksulla kerroksella. Paksu kerros aiheuttaa todennäköisesti tippumista ja anna kuivua kauan. Varmista, että jokainen ohut kerros kuivuu kokonaan ennen kuin jatkat. Maa on maalattu vapaalla kädellä. Kun kuu on täysin kuiva, kiinnitä se epoksilla tankoon.

Kotelon valmistelu

Meidän on leikattava reikä kotelon kanteen, jotta tangot voivat liikkua vapaasti. Tätä varten sinun on käytettävä porakoneeseen kiinnitettyä 4 tuuman reikää. Muista, että reikä on siirrettävä keskeltä, jotta askelmoottorille ja moottorivaihteelle jää tilaa. Käytä tukikohtaa referenssinä määrittääksesi, mihin leikkaa reikä ja varmista, että se on keskellä kotelon reunoja.

Nyt kun planeetat, tangot ja kotelo on valmisteltu, olet valmis aloittamaan kokoonpanon!

Vaihe 4: Vaihe 4: Pääkokoonpano

Aloita asettamalla askelmoottori jalustan jaettuun paikkaan. Varmista, että työnnät johdot sisään niin, että ne kulkevat jalustan läpi ja pohjasta. Aseta seuraavaksi maadoitusvaihde alustan suulakepuristetun putken päälle. Haluat sijoittaa Earth -vaihteen niin, että se kelluu juuri jalustan yläpuolella eikä hankaa sitä kääntyessään. Aseta moottorin vaihde askelmoottorin päälle niin, että vaihteen keskikohta kulkee moottorin akselin läpi. Moottorivaihteen ja maavaihteen tulee sopia yhteen hienosti. Lisää seuraavaksi keskusvaihde suulakepuristettuun putkeen. Keskihammaspyörä istuu erittäin tiukasti suulakepuristettuun putkeen ja se on lyötävä paikoilleen.

Huomaa, että keskusvaihteen irrottaminen on erittäin vaikeaa, kun se on lyöty paikoilleen, joten varmista, että olet asettanut kaikki sen alle ennen jatkamista. Haluat myös jättää pienen tilan maanvaihteen ja keskusvaihteen väliin, jotta ne eivät häiritse toisiaan.

Olet nyt valmis lisäämään sauvat. Aurinkotanko menee pohjassa olevaan suulakepuristettuun putkeen ja maadoitussauva maavaihteen reiän läpi. Varmista vielä kerran, että yhdensuuntaisten osien välillä ei ole hankausta. Kuun hammaspyörä asetetaan sitten Maan sauvan ympärille, Maanpyörän päälle. Kuun sauva menee kuu -hammaspyörän toissijaiseen reikään. Lisää sauvat niiden planeetoilla ja olet valmis siirtymään piirikaavioon.

Vaihe 5: Vaihe 5: Piirikaavio

Kaavion pääosat ovat mikrokontrolleri, virtalähde, askelmoottori ja ohjainkortti sekä äänianturi.

Virtalähde

Virta saadaan 9 V: n paristosta, joka kiinnitetään mikro -ohjaimeen.

Askelmoottori ja käyttölauta

Askelmoottori on kytketty mikrokontrollerin nastoihin 8, 9, 10 ja 11. Näitä tappeja käytetään aktivoimaan askelmoottorin kelat 1-4. Ne määritellään luonnoksessa lähdöiksi.

Äänianturi

Äänianturi on kiinnitetty mikro -ohjaimen nastaan 4. Se määritellään luonnoksessa syötteeksi.

Vaihe 6: Vaihe 6: Arduino -luonnos

Kuten aiemmin mainittiin, nastat 8-11 on kytketty käyttökorttiin (suoja) ja aktivoivat askelmoottorin kelat 1-4. Äänianturi on kytketty nastaan 4. Olen määrittänyt 8 ms: n viiveajan, jotta askelmoottori saa luotettavan kierrosnopeuden. Asetuksissa olen määrittänyt moottorin nastat ulostuloiksi ja äänianturin nastan tuloksi. Äänianturi luetaan pääsilmukassa tilamuuttujan nimellä statusSensor. Kun kohina havaitaan, tila -anturi asetetaan arvoon 1. Tämä alkaa kääntää moottoria eteenpäin 300 askelta. Askelsilmukkaa käytetään vaiheiden laskemiseen. Jos uusi ääni havaitaan, laskenta käynnistyy uudelleen ja moottori pyörii pidemmän aikaa. Jos ääntä ei havaita, moottori lakkaa pyörimästä 300 askeleen jälkeen. Katso lisätietoja oheisesta videosta.

Huomautus: Voit asettaa moottorin pyörimään kuinka monta askelta tahansa. Huomasin, että 300 askelta tuottaa noin 30 sekuntia liikettä. Voit vapaasti muuttaa askelmäärääsi, jos haluat, että planetaario toimii pidemmän tai lyhyemmän ajan.

Vaihe 7: Vaihe 7: Kotelon kokoaminen

Nyt ei ole muuta kuin laittaa kaikki komponentit koteloon. Huomasin, että tämä tapahtui helpoimmin ja tehokkaimmin käyttämällä tarranauhoja. Kohdista kotelon pohja ensin koukulla (karkea puoli). Rivitä seuraavaksi leipälevyn pohja, mikrokontrolleri, äänianturi, moottori, moottorin suojus ja akku silmukalla (pehmeä puoli). Lisää silmukka leipälevyn yläosaan pitämään moottori paikallaan. Voit nyt sijoittaa kaikki jäljellä olevat komponentit turvallisesti koteloon. Pohjan kiinnittämiseksi leikkaa ensin kaksi silmukan osaa, jotka ovat pituudeltaan ja leveydeltään hieman suurempia kuin pohjan pitkät sivut. Kiinnitä jokainen nauha kotelon pitkälle sivulle siten, että askelmoottorin hammaspyörä voidaan sulkea kokonaan ja maadoitusvaihde mahtuu kauniisti kotelon kannen läpi leikatun reiän sisään. Omani oli sijoitettu noin 1 kotelon yläosasta. Kiinnitä seuraavaksi kaksi vastaavaa koukkua jalustan pitkille sivuille. Voit nyt kiinnittää jalkasi koteloon. Päätin nostaa pohjaa tällä tavalla, jotta tilaa piirit alla.

Planetaariumisi on nyt koottu ja käyttövalmis! Varmista, että akku on kytketty mikrokontrolleriin, kiinnitä ruuvit koteloon ja anna hyvän äänen. Sinun pitäisi nähdä planetaariosi alkavan liikkua.

Huomautus: paremman äänen havaitsemiseksi kytke äänianturi yhteen kotelon seinistä kannen aukon lähellä.

Vaihe 8: Viimeiset huomautukset

Vaikka tämä oli yksinkertainen projekti, siitä saamani tieto on korvaamatonta. Olen oppinut kaiken 3D -mallinnuksesta, mikrokontrollerien koodaamisesta, videon editoinnista, projektisuunnittelusta ja paljon muusta. Olen myös saanut paljon enemmän kunnioitusta tuotesuunnittelijoita kohtaan, koska on paljon ajateltavaa ja ponnisteltavaa suunnitella jotain ja tuoda nämä mallit elämään. Paljon kokeiluja ja virheitä ja paljon ongelmanratkaisua. Oli hauska ottaa itseni mukaan prosessiin.

Toivottavasti pidit tästä opettavaisesta!