Skaņas aktivizēts planetārijs: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šī pamācība tika izveidota, izpildot Dienvidfloridas Universitātes Makecourse projekta prasības (www.makecourse.com).

Šis ir mans skaņas aktivizētais planetārijs. Planetārija pamatfunkcija ir aktivizēt ar skaļu skaņu, piemēram, aplaudēšanu, un atjaunot Mēness un Zemes orbītu ap sauli. Šis ir jautrs un vienkāršs projekts, ko var viegli atjaunot, un tas būs jauks dekoratīvs un interaktīvs gabals, ko parādīt.

Šajā pamācībā es paskaidrošu, kā atjaunot šo planetāriju, apspriežot pārnesumu sistēmu, vispārējo iestatīšanu un vadības sistēmu.

1. darbība: 1. darbība: detaļas un rīki

Daļas

• 1 DC -47P DC sērijas lieljaudas elektronikas korpuss - 9,58 ASV dolāri
• Koka lelles galva ar ArtMinds®, 2,5 " - 2,49 ASV dolāri
• Koka lelles galva ar ArtMinds®, 2,25 " - 1,89 ASV dolāri
• 3/8 "diametrs 6061 alumīnija apaļais stienis 24" garums T6511 presēts 0,375 collu diametrs - 7,20 ASV dolāri

Elektronika

• DC 5V pakāpju motors 28BYJ-48 ar ULN2003 vadītāja testa moduļa paneli, 4 fāzes-1,79 ASV dolāri
• Skaņas sensora modulis - 1,50 ASV dolāri
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino + USB kabeļa attīstības padome - 7,58 ASV dolāri
• Mini maizes dēlis - 5,69 ASV dolāri
• 4 kontaktu sieviešu un sieviešu kabelis-3,84 ASV dolāri
• Maizes dēļa džempera stieple 75 gab. Iepakojumā - 4,99 ASV dolāri

Instrumenti un piederumi

• 3D printeris
• Mērīšanas lente
• 3/8 "lodīšu gultnis
• 5 minūšu epoksīdsveķis
• Zobu bakstāmais vai vienreizējās lietošanas maisītājs
• Vienreizējās lietošanas paplāte
• Āmurs
• Urbis
• 4 "caurumu zāģis
• Lentzāģis
• Plakana un izliekta rokas vīle
• Akrila krāsa un otas: tumši zila, tumši zaļa, balta, dzeltena

Programmatūra

Jums būs nepieciešama Arduino IDE vai atsevišķas AVR-GCC un AVRDude versijas

2. darbība: 2. darbība: pārnesumu sistēmas izveide

Šeit parādās 3D printeris. Jums būs jālejupielādē pievienotie STL faili, lai 3D drukātu zobratus un pamatni, kas noturēs zobratus un stieņus. Planetārija dizains sastāv no 4 pārnesumiem: motora pārnesums (piedziņas pārnesums), zemes pārnesums (piedziņas pārnesums), neliels centrālais pārnesums un mēness pārnesums. Motora pārnesums tiks piestiprināts pie pakāpju motora un darbinās Zemes pārnesumu. Mēness zobrats atradīsies virs Zemes pārnesuma, un tā centrā būs stienis, kas iet caur Zemes pārnesumu. Tas novedīs pie Mēness zobrata griešanās, kad griežas Zemes zobrats. Centrālais pārnesums tiek izmantots, lai noturētu Mēness zobratu vietā, un tas apiet Zemes zobrata centru. Mēness stienis iet caur Mēness pārnesumu, kas ļaus Mēnesim apbraukt Zemi, kamēr gan Zeme, gan Mēness ap Sauli. Lai ietaupītu drukāšanas laiku, uz pamatnes izmantoju 5% pildījumu. Šis zemais piepildījums arī padarīja pamatni ļoti vieglu, kas bija izdevīgi.

3. darbība: 3. darbība: sagatavošanās darbs

Stieņa sagatavošana

Kad viss ir izdrukāts, mums būs jāveic daži sagatavošanas darbi, lai mūsu planētas, stieņi un korpuss būtu gatavi uzstādīšanai. Pirmkārt, mums būs jāizmanto lentzāģis, lai sagrieztu stieni trīs daļās. Vienam jābūt 5 ", vienam - 3", bet pēdējam - 1,5 ".

Planētas sagatavošana

Mēs izmantosim leļļu galvas un lodīšu gultņus, lai izveidotu mūsu Zemi, Sauli un Mēnesi. 1,5 collu galva tiks izmantota Saulei, 1,25 collu galva - Zemei, bet lodīšu gultnis - Mēnesim. Vispirms jūs vēlaties urbt caurumus leļļu galviņu plakanajā apakšā, izmantojot 3/8 collu urbi. Tas ļaus jums piestiprināt planētas pie stieņiem. Tagad nāk jautrā daļa, krāsošana! Atkarībā no izmantotās krāsas var būt nepieciešams uzklāt vairākas kārtas, lai iegūtu spilgtu krāsu, it īpaši, krāsojot Sauli un Mēnesi. Atcerieties, ka labāk ir uzklāt vairākas plānas kārtas, nekā tas ir globāls uz viena ļoti bieza slāņa. nožūt ilgi. Noteikti ļaujiet katrai plānai kārtai pilnībā nožūt, pirms turpināt. Zeme tika krāsota ar brīvu roku. Kad Mēness ir pilnīgi sauss, izmantojiet epoksīdu, lai to piestiprinātu pie stieņa.

Korpusa sagatavošana

Mums ir jāizgriež caurums korpusa vākā, lai stieņi varētu brīvi pārvietoties. Šim nolūkam jums būs jāizmanto 4 collu zāģis, kas pievienots urbjmašīnai. Atcerieties, ka caurums ir jānovirza no centra, lai nodrošinātu vietu soļu motoram un motora pārnesumam. Izmantojiet savu bāzi kā atsauci, lai noteiktu, kur izgrieziet caurumu un pārliecinieties, ka tas ir centrēts ar korpusa malām.

Tagad, kad jūsu planētas, stieņi un iežogojums ir sagatavoti, jūs esat gatavs sākt montāžu!

4. darbība: 4. darbība: galvenā montāža

Sāciet, ievietojot pakāpju motoru atvēlētajā slotā pamatnē. Noteikti ievelciet vadus tā, lai tie izietu cauri pamatnei un izietu no apakšas. Pēc tam novietojiet Zemes pārnesumu uz pamatnes ekstrudētās caurules. Jūs vēlaties novietot Zemes pārnesumu tā, lai tas peldētu tieši virs pamatnes un, pagriežoties, to neberzētu. Tagad novietojiet motora pārnesumu uz soļu motora tā, lai pārnesuma centrs iet caur motora vārpstu. Motora pārnesumam un zemes pārnesumam vajadzētu labi saderēt kopā. Pēc tam ekstrudētajai caurulei pievienojiet centrālo pārnesumu. Centrālais pārnesums būs ļoti cieši pieguļošs ekstrudētajai caurulei, un tas būs jāiesita vietā.

Ņemiet vērā, ka ir ļoti grūti noņemt centrālo pārnesumu, kad tas ir iekauts vietā, tāpēc pirms turpināšanas pārliecinieties, ka esat pareizi novietojis visu zem tā. Jūs arī vēlaties atstāt nelielu vietu starp Zemes pārnesumu un centrālo pārnesumu, lai tie netraucētu viens otram.

Tagad jūs esat gatavs pievienot savus stieņus. Saules stienis nonāks ekstrudētajā caurulē uz pamatnes, un Zemes stienis iet caur caurumu Zemes pārnesumā. Vēlreiz pārliecinieties, ka starp paralēlām daļām nav berzes. Pēc tam Mēness zobrats tiek novietots ap Zemes stieni, virs Zemes zobrata. Mēness stienis nonāks Mēness pārnesuma sekundārajā caurumā. Papildiniet stieņus ar attiecīgajām planētām, un jūs esat gatavs pāriet uz shēmas shēmu.

5. darbība: 5. darbība: shēmas shēma

Shēmas galvenās daļas ir mikrokontrolleris, barošanas avots, pakāpju motors un vadītāja panelis, kā arī skaņas sensors.

Enerģijas padeve

Barošanu nodrošina 9 V akumulators, kas pievienojams mikrokontrolleram.

Stepper Motor & Drive Board

Stepper motors ir savienots ar mikrokontrollera tapām 8, 9, 10 un 11. Šīs tapas tiek izmantotas, lai aktivizētu soļu motora spoles 1-4. Skicē tie ir definēti kā izejas.

Skaņas sensors

Skaņas sensors ir pievienots mikrokontrollera 4. tapai. Skicē tas ir definēts kā ievade.

6. darbība: 6. darbība: Arduino skice

Kā minēts iepriekš, tapas 8-11 ir savienotas ar piedziņas plati (vairogu) un aktivizēs pakāpju motora spoles 1-4. Skaņas sensors ir pievienots tapai 4. Esmu definējis 8 ms aizkaves laiku, lai panāktu pakāpiena motora uzticamu pagrieziena ātrumu. Iestatījumā esmu definējis motora tapas kā izejas un skaņas sensora tapu kā ieeju. Skaņas sensoru galvenajā cilpā nolasa statusa mainīgais ar nosaukumu statusSensor. Ja tiek konstatēts troksnis, statusa sensors būs iestatīts uz 1. Tas sāks pagriezt motoru uz priekšu par 300 soļiem. Soļu skaitīšanai tiek izmantota cikla cilpa. Ja tiek konstatēta jauna skaņa, skaitīšana atsāksies, izraisot motora pagriešanos uz ilgāku laiku. Ja netiek konstatēta skaņa, motors pārstāj griezties pēc 300 soļiem. Plašāku informāciju, lūdzu, skatiet pievienotajā video.

Piezīme: Jūs varat iestatīt neierobežotu soļu skaitu motora griešanai. Es atklāju, ka 300 soļi dod aptuveni 30 sekundes kustības. Jūtieties brīvi mainīt soļu skaitu, ja vēlaties, lai planetārijs darbotos ilgāku vai īsāku laiku.

7. darbība: 7. darbība: korpusa montāža

Tagad atliek tikai ievietot visas sastāvdaļas korpusā. Es atklāju, ka to bija visvieglāk un efektīvāk paveikt, izmantojot velcro sloksnes. Vispirms izklājiet korpusa apakšdaļu ar āķi (raupja puse). Tālāk rindojiet maizes dēļa, mikrokontrollera, skaņas sensora, motora, motora vairoga un akumulatora apakšējo daļu ar cilpu (mīkstā puse). Maizes dēļa augšpusē pievienojiet cilpu, lai turētu motoru vietā. Tagad jūs varat droši ievietot katru atlikušo sastāvdaļu korpusā. Lai piestiprinātu pamatni, vispirms izgrieziet divus cilpas gabalus, kas ir nedaudz lielāki garumā un platumā nekā pamatnes garās malas. Piestipriniet katru sloksni pie korpusa garās malas tā, lai tā varētu pilnībā noslēgt pakāpju motora pārnesumu un Zemes pārnesums labi ievietotos caurumā, kas tika izgriezts no korpusa vāka. Manējie tika novietoti aptuveni 1 collas attālumā no korpusa augšdaļas. Tālāk pamatnes garajām malām piestipriniet divus atbilstošus āķus. Tagad jūs varat piestiprināt pamatni pie korpusa. Es izvēlējos pacelt pamatni šādā veidā, lai nodrošinātu vietu shēma apakšā.

Jūsu planetārijs tagad ir pilnībā samontēts un gatavs lietošanai! Pārliecinieties, vai akumulators ir pievienots mikrokontrolleram, pievelciet skrūves korpusam un ļaujiet skaļi skaļi. Jums vajadzētu redzēt, kā jūsu planetārijs sāk kustēties.

Piezīme: lai labāk uztvertu skaņu, piestipriniet skaņas sensoru pie vienas no korpusa sienām vāka izgriezuma tuvumā.

8. darbība. Pēdējās piezīmes

Lai gan šis bija vienkāršs projekts, zināšanas, ko esmu guvis no tā, ir nenovērtējamas. Esmu uzzinājis visu par 3D modelēšanu, mikrokontrolleru kodēšanu, video rediģēšanu, projektu plānošanu un daudz ko citu. Esmu arī ieguvusi daudz lielāku cieņu pret produktu dizaineriem, jo ir daudz domu un pūļu, lai kaut ko izstrādātu un iedvesmotu šos dizainus. Daudz izmēģinājumu un kļūdu un daudz problēmu risinājumu. Bija jautri iesaistīties šajā procesā.

Ceru, ka jums patika šī pamācība!