Синхронизация на огън, музика и светлини: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Всички знаем, че електрониката се използва за много важни задачи в болници, училища, фабрики. Защо да не се позабавлявате и с тях.

В тази инструкция ще правя изблици на огън и светлини (Led's), които реагират на музиката, за да направят музиката малко по -забавна от едно преживяване.

Ще използваме изопропилов алкохол като основен компонент на дезинфектант, който се изпарява много бързо и не оставя толкова силна миризма зад себе си в сравнение с други горива и въздухът се освобождава от остатъци само след минута или две.

Сервоприводът задейства бутилка със спрей, пълна с изопропил, за да произведе изблик на огън/пламък, който се задейства от инжекционна спринцовка, от която излиза поток бутан.

Стъпка 1: Необходими материали

Съберете някои серво, светодиодни ленти и друга електроника, за да започнете с тази конструкция, за да бъдем точни всички необходими компоненти са

1. MG995 180 градуса серво* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Пръскащи бутилки *4

5. Дървени ленти

6. Кръгъл/ правоъгълен шперплат

7. Метални пръти за опора

8. Аквариумни тръби

9. Платформа

10. Серво драйвер PCA9685

11. Perf board

12. Захранващи проводници от мъжки към мъжки

13. Захранване на платка

14. 5 Amp захранване 5-12 волта

15. Инжекционна спринцовка

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Риболовна нишка

18. DRV8825

19. Стъпков двигател NEMA 17

Стъпка 2: Серво

Нека се съгласим, че сервото е основният компонент на проекта, тъй като той задейства стрелбата или произвеждането на изстрели. За да използвате MG995 Servo Включването му в arduino работи като цяло, можете да намерите изобилие препратки за управление на серво с помощта на arduino. Ще използваме серво драйвер PCA9685 в допълнение към серво, за да направим управлението по -лесно, по -бързо и ефективно.

Тъй като две серво задействат една бутилка, следователно контролът и на двамата едновременно със същия сигнал за контрол/pwm (широчинно -импулсна модулация) е по -ефективен, следователно това представлява проблем, че и двете се въртят по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка едновременно. Така че, за да се преодолее това, ние трябва да променим всички дясно серво серво.

Това може да стане чрез отваряне чрез серво и обръщане на проводниците, водещи до неговия двигател и крайните ляви и десни проводници на потенциометъра. Това подвежда сервомотора да го накара да се движи по посока на часовниковата стрелка за даден сигнал обратно на часовниковата стрелка и обратно.

И двете серво за дадена бутилка се въртят по посока на часовниковата стрелка, а другата обратно на часовниковата стрелка, така че да натискат спусъка на спрей бутилката през силна въдица.

Стъпка 3: Монтиране на Servo

След успешна модификация на Servo (4 от 8) сега трябва да се монтират. Намирах лесно за изрязване на дупки с пробивна машина с прикрепена свредло с циркуляр. Серво ръбът е около 2 см, поради което отрязването му с циркуляр е най -ефективно. Уверете се, че има пролука от 8-10 см между всяко серво, за да има лесно врязване, задействане и поставяне на бутилката. Сега, след като изрязах дупките, открих, че е най -добре да залепя пистолета в горната част на сервото с добър тампон за лепило и да плъзна ръба на серво в изрязания ръб. Този процес на рязане и монтиране е малко зависим/ процес на проба и грешка.

Жълтата хартия маркира местата, където трябва да се отреже отворът, така че ръбовете на серво да се плъзгат навътре. Пробитото цяло може да се направи по -гладко с обикновена малка бормашина.

Стъпка 4: Makeshift Perf Board Servo Shield

Изработването на този серво щит прави окабеляването и захранването много по -лесно и също така лесно за отстраняване на неизправности.

Вземете осем комплекта от 3 щифта за заглавки и ги запоявайте на малка перфорирана дъска, като се уверите, че между тях има равно пространство. Намалете напрежението и земята чрез проводници или малки метални щифтове за всичките осем серво. Кратки 2-2-2-2 комплекта PWM щифтове по начин, че първите 2 сервоприемащи устройства получават един и същ ШИМ сигнал следващите два и така нататък.

Изработването на тази перф платка също е от решаващо значение, тъй като въпреки че PCA9685 Servo драйверът осигурява отлично IO за свързване на серво, драйверът е ограничен до 5V и се предполага, че има текущи ограничения. За да преодолеете това, този перфориран щит/печатна платка е много добър вариант. Другата причина е, че сервомоторите, работещи в този проект, работят с максималния си капацитет на напрежение за по -висок въртящ момент и чисто натискане на бутилката с пръскане, следователно ще осигурим 8V чрез този импровизиран серво щит. Също така добавете / свържете мъжки кабел за заглавка към първия набор от сервоустройства и така нататък, за да го свържете по -късно с драйвера.

Стъпка 5: Бутановият пламък

За да запалите изопропила е необходим малък пламък точно пред бутилката. Опитах се да експериментирам с нихром, за да задействам алкохола, но за съжаление не работи и дори и да имаше, имах проблеми, които изпитах с него. Продължавайки с идеята за бутан, се нуждаем от четири малки спринцовки и аквариумни тръби. Свържете всичките четири от тях в една тръба чрез специални адаптери / тръбни фитинги. Останалата част сега държи бутана така, че газът да се влива в спринцовките. За да постигна това, направих дървена кутия/ корпус, така че стъпков двигател с резбован винт/ прът да може да натисне бутана и да поддържа потока на газа.

Нарежете два листа от шперплат с размер 1,25 пъти по -голям от размера на вашата бутанова кутия, допълнителното дърво по -долу е за стъпковия двигател и пръта, които ще се натискат към кутията. Вземете два малки шперплата с диаметъра на кутията с бутан и ги пробийте/ забийте така, че бутанът да може да приляга плътно между листовете от шперплат, взети по -рано. Сега за долната част на кутията намерих най -добре да взема квадратно/ правоъгълно парче шперплат с размерите на основата на бутана. Пробийте центрирана цяла и уплътнителна /силиконова гайка, така че през нея да минава резбован прът. Плъзнете кутията с бутан в монтажа и поставете акрилен плот с центрирана цяла пробита, така че дюзата на кутията с бутан да премине / докосне я. Плъзнете спринцовка или нещо подобно в горната част на акрила, така че ако кутията да я притисне, газът ще излезе от спринцовката. Свържете това към четирите тръби, които отиват към четирите различни спринцовки, поставени преди бутилките. За долната част на корпуса използвайте винтове, които преминават през пружините и го свържете към дървения възел, така че ако винтът е затегнат от стъпалото, корпусът отива към стъпката и улеснява натискането на бутана.

Вашето сглобяване тук за кутията с бутан е направено.

Сега трябва да изведем тръбите нагоре през шперплата, който държи серво, Просто пробийте дупки с размера на радиуса на аквариумните тръби, изведете ги внимателно и свържете спринцовките. Също така прокарайте въдицата от сервотехниката нагоре към бутилката и надолу към другото серво, така че при задействане на серво бутилката да се натисне. Можете да изрежете малки горички в пресната част на спрей бутилката, така че въдицата да не се плъзга от време на време.

Стъпка 6: Светлини

За да направите всеки проект визуално привлекателните светлини са решаваща част, вземете ленти от RGB светодиоди и изрежете 4 ленти от 9 светодиода, които ще обгърнат бутилките, съдържащи изопропила, така че да донесат желания ефект. Свържете ги последователно и извадете последните проводници. Ще имате червено, зелено и синьо и положителна преднина със себе си. Те се захранват, ако осигурите 12V към положителния проводник и шлифовате желания от вас цвят. Заземяване Два цвята едновременно пораждат различен цвят, който може да бъде посочен навсякъде чрез цветова диаграма в интернет.

Включването и изключването им с Arduino/ STM32 става сложно, тъй като микроконтролерът Arduino/ STM32 не може да включва и изключва 12 волта. Така че ще използваме 3 IRFZ44N Mosfet тук, за да включим и изключим светодиодите, съответстващи на музиката. Вземете Mosfet и свържете средния терминал със съответния цвят, а крайният му десен към земята, а левият му извод към микроконтролера. Повторете това и за другите два цвята.

Тестването им веднъж с обикновена arduino мигаща скица винаги е добра идея, просто променете номера на пина в мигащата скица на този, който сте свързали с MOSFET.

Залепете светодиодите на RGB в кръгла форма, като държите спрей бутилката като отстъп. Предлагам плътно увиване около бутилката и горещо залепено към дървената основа/шперплат. Това също прави място, така че бутилките да не се движат или да падат, когато нишката задейства натискането на бутилката.

Стъпка 7: Електроника и окабеляване

Окабеляването е доста просто Приложих и електрическа схема по -долу за ваше сведение. По принцип PWM проводниците от серво драйвера са прикрепени към 8 -те серво мотора, в които 4 от тях са обърнати. Използвал съм arduino и STM32 като микроконтролер. Arduino е за управление на пръскането, а STM32 е за управление на светлините. Използвал съм STM32, така че цветовите карти за конкретна музика са по -добри, тъй като STM32 има по -добри спецификации и може да изпълнява по -добри преобразувания на Фурие, което води до по -добри светлинни. Използването на arduino също не би създало проблем, но може да изглежда малко лошо в сравнение с използването на stm32, който може да извършва по -добри изчисления.

Стъпка 8: Код

Както всяка част от проект с микроконтролер, кодът е най -важната част. По -долу е даден кодът за този проект. Чувствайте се свободни да ощипвате или да правите промени според вашите нужди. ПИН номерът, съответстващ на кода, се споменава в самия код.

Разпръскващият '' код '' е по същество Arduino, програмиран от компютър, за да задейства спрей, когато нещо в серийния монитор на Arduino е въведено, имаме комбинации от '' a '' - '' p '' където '' a '' задейства едно пръскане/ взрив на огън и „o“задейства всичките четири бутилки за пръскане, „p“е забавяне от 500 секунди. Бързовете могат да бъдат контролирани чрез даване на низ от тези знаци в серийния монитор (непрекъснато).

Другият код е за превключване на светодиоди от STM32. Той изпълнява преобразувания на Фурие, за да реагира на дадена музика и да създаде желания красив ефект на промяна на цвета.

Последният код е за бутановия стъпков двигател, който използва стъпков драйвер DRV 8825, за да завърти винт, който натиска срещу кутията, за да включи газа. Въпреки че можете също да завъртите винта / съединителя ръчно, за да натиснете кутията срещу горния акрил, който задейства / отваря газа към спринцовките, поставени пред бутилките.

Стъпка 9: Успех

Нашият проект най -накрая е завършен.

Приложено е видеото, което показва своята демонстрация:)

Стъпка 10: Съвети, трикове и предложения

Внимание: Тъй като този проект включва действителен пожар както като основен очакван ефект, така и с бутан, моля бъдете внимателни. Изопропиловият алкохол също е опасен химикал и трябва да се внимава.

1. Този проект, въпреки че реагира на пожара, всъщност не е напълно автоматизиран, тъй като човек трябва да даде вход на сериен монитор, за да задейства действително пламъците. Това може лесно да се подобри с python/ всеки алгоритъм, който може да картографира цяла песен от въвеждане '' a '' до '' p '' и да я представи на Arduino, за да я направи автоматизирана.

2. Добавете Kapton Heat tape към бутилките, съдържащи изопропила за всеки случай, за да избегнете загряване на капачките на бутилките/ повреждане на спрея на бутилката.

3. Към цялата конструкция може да се добави някакъв тип сензор за безопасност, като HC-SR04 или сензор за близост, за да се спре потока на газ и процеса на пръскане, когато човек стои близо до проекта и е опасно да се задейства пламък.

4. Използваното захранване Може да бъде сведено до минимум с Buck или Boost преобразуватели, за да има 8V (5A) (за сервомоторите), 23-40v (за стъпковия двигател), 5v (за Arduino и Stm32) и 12V (За светлините).

5. Не съм представил схеми на стъпков двигател или DRV8825 като неговия сравнително прост драйвер, който задвижва двигателя, а също така са налични и изобилие от ресурси в интернет за свързването му към степпера и микроконтролера. Въпреки че съм предоставил съответния код. Използвах два бутона за управление на часовниковата стрелка и въртенето на стъпковия механизъм обратно на часовниковата стрелка, така че натискането на бутона по посока на часовниковата стрелка избутва винта към кутията и натискането на бутона обратно на часовниковата стрелка намалява кутията в корпуса, така че газът се намалява/ прекъсва.

6. Осигурете подходящо заземяване на захранващите устройства, за да избегнете нежелани изходи и хълцане в изграждането. Можете също така да проектирате печатна платка за монтиране на микроконтролера и електрониката, за да улесните.

7. Този проект може да се използва и като дозатор за дезинфекция, както и бутилките да съдържат изопропил в тях, което може да осигури доста добра хигиена.

8. Огънят трябва да бъде действително запален от запалка, за да избегнем това, можем да използваме нихромова жица, за да направим процеса на осветление още по -опростен и да работи с компютър/ микроконтролер.