Uguns, mūzikas un gaismas sinhronizācija: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Mēs visi zinām, ka elektronika tiek izmantota daudziem svarīgiem uzdevumiem slimnīcās, skolās, rūpnīcās. Kāpēc gan neizklaidēties ar viņiem.

Šajā pamācībā es uzliesmošu uguni un gaismu (gaismas diodes), kas reaģē uz mūziku, lai padarītu mūziku mazliet jautrāku.

Mēs izmantosim izopropilspirtu kā galveno dezinfekcijas līdzekļa sastāvdaļu, kas ļoti ātri iztvaiko un neatstāj tik spēcīgu smaku, salīdzinot ar citām degvielām, un pēc minūtes vai divām gaiss ir atbrīvots no atlikumiem.

Servo iedarbina aerosola pudeli, kas piepildīta ar izopropilu, lai radītu ugunsgrēku/liesmu, ko iedarbina injekcijas šļirce ar butāna plūsmu.

1. darbība. Nepieciešamie materiāli

Apkopojiet dažus servo, LED sloksnes un citu elektroniku, lai sāktu darbu ar šo konstrukciju, lai būtu precīzi visi nepieciešamie komponenti

1. MG995 180 grādu servo* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Smidzināšanas pudeles *4

5. Koka sloksnes

6. Apļveida/ taisnstūrveida saplāksnis

7. Metāla stieņi atbalstam

8. Akvārija caurules

9. Maizes dēlis

10. PCA9685 servo draiveris

11. Perf dēlis

12. Vīriešu un vīriešu galvenes vadi

13. Maizes dēļa barošanas avots

14. 5 A barošanas avots 5-12 volti

15. Injekcijas šļirce

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Makšķerēšanas pavediens

18. DRV8825

19. NEMA 17 soļu motors

2. solis: Servo

Piekritīsim, ka servo ir projekta galvenā sastāvdaļa, jo tas izraisa ugunsgrēka izšaušanu vai radīšanu. Lai izmantotu MG995 servo Pievienojot to arduino, tas parasti darbojas, jūs varat atrast daudz atsauču, lai kontrolētu servo, izmantojot arduino. Mēs izmantosim servo draiveri PCA9685, lai padarītu vadību vieglāku, ātrāku un efektīvāku.

Tā kā divas Servo iedarbina vienu pudeli, tāpēc to abu vadīšana vienlaikus ar vienu un to pašu vadības/pwm (impulsa platuma modulācijas) signālu ir efektīvāka, tāpēc tas rada problēmu, ka abi vienlaikus griežas pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Tātad, lai to pārvarētu, mums ir jāpārveido visi labās puses servo.

To var izdarīt, atverot ar servo un apgriežot vadus, kas ved uz tā motoru, un potenciometra galējo un kreiso vadu. Tas trikus padara servo tā kustību pulksteņrādītāja virzienā, lai iegūtu signālu pretēji pulksteņrādītāja virzienam un otrādi.

Tagad abas konkrētās pudeles servo griežas pulksteņrādītāja virzienā, bet otra - pretēji pulksteņrādītāja virzienam, lai caur spēcīgu makšķerēšanas līniju nospiestu izsmidzināšanas pudeles sprūdu.

3. solis: Servo uzstādīšana

Servo pēc veiksmīgas modifikācijas (4 no 8) tagad ir jāuzstāda. Man šķita viegli izgriezt caurumus ar urbjmašīnu, kurai pievienots ripzāģa urbis. Servo mala ir aptuveni 2 cm, tāpēc visefektīvākā ir griešana ar ripzāģa urbi. Pārliecinieties, ka starp katru servo ir 8-10 cm atstarpe, lai pudeles vītņošana, palaišana un ievietošana būtu vienkārša. Tagad, atgriežot caurumus, es atklāju, ka vislabāk ir pielīmēt servo augšdaļu ar labu līmes pistoli un iebīdīt servo malu griezuma malā. Šis griešanas un montāžas process ir nedaudz atkarīgs/ izmēģinājuma un kļūdu process.

Dzeltenais papīrs iezīmē vietas, kur jāizgriež caurums, lai servo malas iebīdītu iekšā. Izurbto veselumu var padarīt gludāku ar parastu mazu urbi.

4. solis: veiciet Shift Perf Board servo vairogu

Šī servo vairoga izgatavošana ievērojami atvieglo elektroinstalāciju un barošanu, kā arī viegli novērš problēmas.

Paņemiet astoņus, 3 galvenes tapu komplektus un pielodējiet tos uz nelielas perforācijas plāksnes, nodrošinot vienādu atstarpi starp tām. Īssavieno spriegumu un zemējumu caur vadiem vai mazām metāla tapām visiem astoņiem servo. Īsi 2-2-2-2 PWM tapu komplekti tā, lai pirmie 2 servos saņemtu to pašu PWM signālu nākamajos divos utt.

Šīs perforatora izveidošana ir arī ļoti svarīga, jo, lai gan PCA9685 servo draiveris nodrošina lielisku IO servo savienošanai, draiveris ir ierobežots līdz 5 V, un tam, domājams, ir pašreizējie ierobežojumi. Lai to pārvarētu, šis plātņu vairogs/PCB ir ļoti laba iespēja. Arī otrs iemesls ir tas, ka šajā projektā darbināmā servo sistēma darbojas ar maksimālo spriegumu, lai nodrošinātu lielāku griezes momentu un tīru smidzināšanas pudeles nospiešanu, tāpēc mēs nodrošināsim 8 V caur šo improvizēto servo vairogu. Arī pievienojiet / pievienojiet vīriešu galvenes vadu pirmajam servo komplektam un tā tālāk, lai to vēlāk pievienotu vadītājam.

5. solis: Butāna liesma

Lai izgaismotu izopropilu, ir nepieciešama neliela liesma tieši pudeles priekšā. Es mēģināju eksperimentēt ar nihromu, lai iedarbinātu alkoholu, bet diemžēl tas nedarbojas, un pat ja tas notika, man bija problēmas ar to. Turpinot ar butāna ideju, mums ir vajadzīgas četras mazas šļirces un akvārija caurules. Savienojiet visus četrus ar vienu cauruli, izmantojot īpašus adapterus / cauruļu veidgabalus. Kreisā daļa tagad tur butānu tā, lai šļircēs ieplūst gāze. Lai to paveiktu, es esmu izgatavojis koka kasti/ korpusu, lai pakāpiena motors ar skrūvi/ vītņotu vītni varētu stumties pret butānu un noturēt gāzi.

Izgrieziet divas saplākšņa loksnes, kuru izmērs ir aptuveni 1,25 reizes lielāks par butāna bundžas izmēru. Turpmāk norādītā papildu koksne ir paredzēta pakāpju motoram un stienim, kas spiedīs pret kārbu. Paņemiet divus mazus saplākšņus, kas ir apmēram butāna kannas diametrs, un urbiet/ naglojiet tos tā, lai butāns cieši pieguļ starp iepriekš paņemtām saplākšņa loksnēm. Tagad par kārbas apakšējo daļu es uzskatu, ka vislabāk ir ņemt kvadrātveida/ taisnstūra formas saplākšņa gabalu, kas ir butāna pamatnes izmērs. Izurbiet centrētu veselumu un hermētiķi /silikonu uzgriezni tā, lai caur to izietu vītņots stienis. Iebīdiet butāna kārbu montāžā un ielieciet akrila virsmu ar izurbtu veselu centru tā, lai butāna kannas sprausla izietu / pieskarieties tai. Bīdiet šļirci vai kaut ko līdzīgu akrila augšējā daļā tā, lai, ja kārba spiež pret to, gāze izplūst no šļirces. Pievienojiet to četrām caurulēm pie četrām dažādām šļircēm, kas novietotas pirms pudelēm. Korpusa apakšējai daļai izmantojiet skrūves, kas iziet cauri atsperēm, un pievienojiet to koka montāžai tā, ka, ja skrūve ir pievilkta ar pakāpienu, korpuss iet uz pakāpiena pusi un atvieglo butāna kannas nospiešanu.

Jūsu asambleja butāna kārbai ir pabeigta.

Tagad mums ir jāiznes caurules caur saplāksni, kurā ir servo. Vienkārši izurbiet caurumus akvārija cauruļu rādiusa lielumā un kārtīgi izvelciet tos un savienojiet šļirces. Uzvelciet makšķerauklu arī no servos uz augšu pudelē un uz leju līdz otram servo, lai, piespiežot servo, pudele tiktu nospiesta. Smidzināšanas pudeles preses daļā varat sagriezt nelielas birzis, lai makšķeraukla laiku pa laikam neslīdētu.

6. solis: gaismas

Lai vizuāli padarītu jebkuru projektu pievilcīgām gaismām, ir izšķiroša nozīme, paņemiet RGB Led sloksnes un sagrieziet 4 9 Led sloksnes, kas ietinās ap pudelēm, kurās ir izopropils, lai panāktu paredzēto efektu. Pievienojiet tos virknei un izvelciet pēdējos vadus. Jums būs sarkans, zaļš un zils un pozitīvs vads. Tie tiek ieslēgti, ja jūs pievienojat 12 V pozitīvajam vadam un noslīpējat vēlamo krāsu. Pamatojums Divas krāsas vienlaicīgi rada atšķirīgu krāsu, uz kuru var atsaukties jebkurā vietā, izmantojot krāsu diagrammu internetā.

To ieslēgšana un izslēgšana ar Arduino/ STM32 kļūst sarežģīta, jo Arduino/ STM32 mikrokontrolleris nevar ieslēgt un izslēgt 12 voltus. Tātad, mēs šeit izmantosim 3 IRFZ44N Mosfet, lai ieslēgtu un izslēgtu LED, kas atbilst mūzikai. Paņemiet Mosfet un pievelciet vidējo spaili līdz atbilstošajai krāsai un galēji pa labi pret zemi, bet kreiso spaili - pie mikrokontrollera. Atkārtojiet to arī pārējām divām krāsām.

Pārbaudīt tos vienreiz ar vienkāršu arduino mirgošanas skici vienmēr ir laba ideja, vienkārši nomainiet mirgošanas skices pin numuru uz to, kuru esat pievienojis mosfet.

Līmējiet RGB gaismas diodes apļveida formā, turot smidzināšanas pudeli kā ievilkumu. Es iesaku cieši aptīt pudeli un karsti pielīmēt pie koka pamatnes/saplākšņa. Tas arī padara vietu, lai pudeles nekustētos un nenokristu, kad pavediens iedarbina spiedienu uz pudeles.

7. solis: Elektronika un elektroinstalācija

Elektroinstalācija ir diezgan vienkārša, es arī zemāk pievienoju shēmu, lai jūs varētu izmantot. Būtībā PWM vadi no servo draivera ir piestiprināti pie 8 servodzinējiem, no kuriem 4 ir apgriezti. Kā mikrokontrolleru esmu izmantojis arduino un STM32. Arduino ir paredzēts smidzināšanas kontrolei, un STM32 ir paredzēts gaismas kontrolei. Esmu izmantojis STM32, lai krāsu attēlojumi konkrētai mūzikai būtu labāki, jo STM32 ir labākas specifikācijas un tie var veikt labākus četrkārtīgus pārveidojumus, kā rezultātā iegūst labāku gaismu. Arduino lietošana arī neradītu problēmas, bet varētu izskatīties nedaudz slikti, salīdzinot ar stm32 izmantošanu, kas var veikt labākus aprēķinus.

8. darbība: kods

Kā jebkurai projekta daļai ar mikrokontrolleri, kods ir vissvarīgākā daļa. Tālāk ir norādīts šī projekta kods. Jūtieties brīvi pielāgot vai veikt izmaiņas atbilstoši savām vajadzībām. PIN kods, kas atbilst kodam, ir minēts pašā kodā.

Izsmidzināšanas kods būtībā ir Arduino, ko dators ieprogrammē, lai aktivizētu izsmidzināšanu, kad tiek ierakstīts kaut kas Arduino sērijas monitorā, mums ir kombinācijas no '' a '' - '' p '' kur '' a '' iedarbina vienu izsmidzināšanu/ Ugunsgrēku un '' o '' iedarbina visas četras pudeles izsmidzināšanai, '' p '' ir aizkavēšanās 500 sekundes. Sarunas var kontrolēt, sērijveida monitorā (nepārtraukti) ievadot šo rakstzīmju virkni.

Otrs kods ir paredzēts, lai STM32 pārslēgtu Led. Tas veic Furjē transformācijas, lai reaģētu uz konkrētu mūziku un radītu paredzēto skaisto krāsu maiņas efektu.

Pēdējais kods ir paredzēts butāna pakāpju motoram, kas izmanto DRV 8825 pakāpju skrūvgriezi, lai pagrieztu skrūvi, kas spiež uz augšu pret kārbu, lai ieslēgtu gāzi. Lai gan jūs varat arī manuāli pagriezt skrūvi / savienotāju, lai piespiestu kannu pret augšējo akrilu, kas iedarbina / atver gāzi šļircēm, kas novietotas pudeļu priekšā.

9. solis: panākumi

Mūsu projekts beidzot ir pabeigts.

Pievienots video, kas parāda savu demonstrāciju:)

10. solis: padomi, triki un ieteikumi

Uzmanību: Tā kā šis projekts ietver faktisko ugunsgrēku kā galveno paredzēto efektu un tam ir arī butāns, lūdzu, esiet piesardzīgs. Izopropilspirts ir arī bīstama ķīmiska viela, un tas jāievēro piesardzīgi.

1. Šis projekts, lai gan reaģē uz uguni, patiesībā nav pilnībā automatizēts, jo personai ir jāsniedz ievads sērijveida monitoram, lai faktiski izraisītu liesmas. To var viegli uzlabot, izmantojot python/ jebkuru algoritmu, kas var iezīmēt visu dziesmu no ievades '' a '' līdz '' p '' un iesniegt to Arduino, lai padarītu to automatizētu.

2. Pievienojiet Kapton Heat lenti pudelēm, kas satur izopropilu, katram gadījumam, lai izvairītos no pudeles vāciņu sildīšanas/ pudeles aerosola bojāšanas.

3. Drošības sensora tipu var pievienot visai būvei, piemēram, HC-SR04 vai tuvuma sensoru, lai apturētu gāzes plūsmu un izsmidzināšanas procesu, kad persona stāv projekta tuvumā un ir bīstami izraisīt liesmu.

4. Izmantoto barošanas avotu var samazināt ar Buck vai Boost pārveidotājiem, lai tiem būtu 8V (5A) (servo), 23-40v (pakāpju motoram), 5v (Arduino un Stm32) un 12V (Gaismām).

5. Es neesmu iepazīstinājis ar soļu motora vai DRV8825 shēmām, jo tas ir diezgan vienkāršs draiveris, kas vada motoru, kā arī ir pieejami daudzi resursi internetā, lai to savienotu ar pakāpienu un mikrokontrolleri. Lai gan esmu norādījis atbilstošo kodu. Es izmantoju divas pogas, lai kontrolētu pakāpiena motora griešanos pulksteņrādītāja virzienā un pretēji pulksteņrādītāja virzienam tā, ka, nospiežot pogu pulksteņrādītāja virzienā, tiek piespiesta skrūve pret kārbu, un, nospiežot pogu pretēji pulksteņrādītāja virzienam, kārba tiek pazemināta korpusā tā, ka gāze ir samazināts/ izslēgts.

6. Nodrošiniet pareizu zemējumu visā barošanas avotā, lai izvairītos no nejaušas izvades un žagas, kas tiek veidotas. Jūs varat arī izveidot PCB, lai uzstādītu mikrokontrolleru un elektroniku, lai to atvieglotu.

7. Šo projektu var izmantot arī kā dezinfekcijas līdzekļa dozatoru, kā arī pudelēs ir izopropils, kas var nodrošināt nelielu sanitāro stāvokli.

8. Uguns ir faktiski jāaizdedzina ar šķiltavām, lai no tā izvairītos, mēs varam izmantot nihroma vadu, lai padarītu apgaismojuma procesu vēl vienkāršāku un darbinātu datoru/ mikrokontrolleru.