Synchronizace ohně, hudby a světel: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Všichni víme, že elektronika se používá pro mnoho důležitých úkolů v nemocnicích, školách, továrnách. Proč si s nimi také trochu užít.

V tomto Instructable budu dělat výbuchy ohně a světel (LED), které reagují na hudbu, aby hudba byla trochu zábavnější zážitek.

Jako hlavní součást dezinfekčního prostředku použijeme isopropylalkohol, který se velmi rychle odpařuje a ve srovnání s jinými palivy nezanechává tak silný zápach a vzduch je po minutě nebo dvou bez jakýchkoli zbytků.

Serva aktivují stříkací láhev naplněnou isopropylem, aby vytvořily výbuch ohně/plamene, který je spuštěn injekční stříkačkou, z níž vychází proud butanu.

Krok 1: Požadované materiály

Shromážděte některá serva, LED pásky a další elektroniku, abyste mohli začít s touto sestavou, aby byly přesné všechny potřebné součásti

1. MG995 180 stupňů Servo* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Postříkejte lahve *4

5. Dřevěné pásy

6. Kruhová/ obdélníková překližka

7. Kovové tyče pro podporu

8. Akvarijní potrubí

9. Breadboard

10. Ovladač serva PCA9685

11. Perfová deska

12. Vodiče hlavičky mezi muži a muži

13. Napájení na prkénko

14. 5 A napájecí zdroj 5-12 voltů

15. Injekční stříkačka

16. Mosfet IRFZ44N *3

17. Rybářská nit

18. DRV8825

19. Krokový motor NEMA 17

Krok 2: Servo

Shodneme se na tom, že servo je hlavní složkou projektu, protože aktivuje palbu nebo produkující výbuchy ohně. Chcete -li použít servo MG995 Zapojení do arduina funguje obecně, najdete mnoho odkazů na ovládání serva pomocí arduina. Ke snadnějšímu, rychlejšímu a efektivnějšímu ovládání budeme kromě serv použít také servo ovladač PCA9685.

Protože láhev Two Servo's Actuate One je tedy účinnější ovládat oba najednou stejným signálem řízení/pwm (modulace pulzní šířky), je proto problém, že se obě otáčejí ve směru nebo proti směru hodinových ručiček současně. Abychom to překonali, musíme upravit všechna pravostranná serva.

To lze provést otevřením servomotoru a obrácením vodičů vedoucích k motoru a krajním levým a pravým vodičem potenciometru. Toto trikuje servo, aby se pohybovalo po směru hodinových ručiček pro daný signál proti směru hodinových ručiček a naopak.

Nyní se servo pro danou láhev otáčí ve směru hodinových ručiček a druhé proti směru hodinových ručiček, aby přitlačilo na sprejovou láhev přes silnou rybářskou šňůru.

Krok 3: Montáž serv

Servo po úspěšné úpravě (4 z 8) nyní musí být namontováno. Zjistil jsem, že je snadné řezat otvory pomocí vrtačky s připojeným vrtákem pro kotoučové pily. Hrana serva je asi 2 cm, a proto je nejúčinnější řezání pomocí kotoučové pily. Ujistěte se, že mezi jednotlivými servy je mezera 8–10 cm, aby bylo umožněno snadné navlékání, spouštění a umístění láhve. Nyní, po vyříznutí otvorů, jsem zjistil, že je nejlepší lepit pistoli na vrchol serva dobrým tampónem na lepicí pistoli a zasunout okraj serva do oříznuté hrany. Tento proces řezání a montáže je trochu závislý/ proces pokusů a omylů.

Žlutý papír označuje skvrny, kde je třeba vyříznout otvor, aby se zasunuly okraje serva. Vyvrtaný celek může být hladší pomocí obyčejného malého vrtáku.

Krok 4: Servo štít štítu Perfektní Perf Board

Díky tomuto štítu servopohonu je zapojení a napájení mnohem snazší a také lze snadno odstraňovat problémy.

Vezměte osm sad 3 kolíků záhlaví a připájejte je na malou desku, abyste mezi nimi zajistili stejný prostor. Zkratujte napětí a uzemnění vodiči nebo malými kovovými kolíky pro všech osm serv. Krátké sady 2-2-2-2 kolíků PWM tak, aby první 2 serva přijímala stejný signál PWM další dvě atd.

Výroba této výkonné desky je také zásadní, protože ačkoliv ovladač PCA9685 Servo poskytuje vynikající IO pro připojení serv, ovladač je omezen na 5 V a údajně má aktuální omezení. Chcete -li to překonat, je tento štít/deska plošných spojů perfektní volbou. Dalším důvodem je také to, že servopohony pracující v tomto projektu pracují na své maximální kapacitě napětí pro vyšší točivý moment a čisté lisování stříkacích lahví, proto poskytneme 8V prostřednictvím tohoto provizorního Servo Shieldu. Také přidejte / připojte kabel záhlaví zástrčky k první sadě serv a tak dále, abyste jej mohli později připojit k ovladači.

Krok 5: Butanový plamen

K rozsvícení isopropylu je nutný malý plamen přímo před lahví. Zkoušel jsem experimentovat s nichromem, abych spustil alkohol, ale bohužel to nefunguje, a i když ano, byly s tím problémy. Pokračujeme v myšlence na butan a potřebujeme čtyři malé stříkačky a akvarijní dýmky. Připojte všechny čtyři k jedné trubce pomocí speciálních adaptérů / potrubní tvarovky. Část vlevo nyní drží butan tak, že plyn proudí do stříkaček. Abych toho dosáhl, vyrobil jsem dřevěnou skříňku/ pouzdro, aby krokový motor se závitovým šroubem/ tyčí mohl tlačit proti butanu a udržovat tok plynu.

Odřízněte dva překližkové listy o velikosti 1,25násobku velikosti vaší butanové plechovky, další dřevo níže je určeno pro krokový motor a tyč, které budou tlačit proti plechovce. Vezměte dvě malé překližky o průměru butanové plechovky a vyvrtejte je/ přibijte, aby se butan mohl pohodlně vejít mezi listy překližky odebrané dříve. Nyní pro spodní část plechovky jsem zjistil, že je nejlepší vzít čtvercový/ obdélníkový kus překližky o velikosti základny butanu. Vyvrtejte středový celek a utěsněte /silikonujte matici tak, aby jím prošla závitová tyč. Zasuňte butanovou plechovku do sestavy a položte také akrylovou špičku s vyvrtaným středem, aby tryska butanové nádoby prošla / Dotkněte se jí. Zasuňte stříkačku nebo něco podobného do horní části akrylátu, takže pokud na ni plechovka přitlačí, plyn ze stříkačky vyjde. Připojte to ke čtyřem trubkám vedoucím ke čtyřem různým stříkačkám umístěným před lahvemi. Pro spodní část pouzdra použijte šrouby, které procházejí pružinami, a připojte jej ke dřevěnému sestavení, takže pokud je šroub utažen pomocí krokového pedálu, pouzdro jde směrem ke stepperu a lisování butanové plechovky je snadné.

Vaše montáž zde pro butanovou plechovku je hotová.

Nyní potřebujeme vynést potrubí přes překližku, která drží servo. Stačí vyvrtat otvory o velikosti poloměru akvarijních trubek, aby byly úhledně vyvedeny nahoru a připojeny stříkačky. Rovněž navlékněte rybářskou šňůru od serva nahoru k lahvi a dolů k druhému servu tak, aby při stisknutí servopohonu byla láhev stlačena. V lisovací části stříkací láhve můžete řezat malé háje, aby se rybářská šňůra občas neklouzala.

Krok 6: Světla

Chcete -li, aby byl jakýkoli projekt vizuálně atraktivními světly, je zásadní součástí, vezměte proužky RGB LED a ořízněte 4 proužky 9 LED, které se zabalí kolem lahví obsahujících isopropyl, aby přinesly zamýšlený efekt. Zapojte je do série a vytáhněte konečné dráty. Budete mít červenou, zelenou a modrou a pozitivní náskok. Napájí se, pokud dodáte 12V na kladný vodič a uzemníte požadovanou barvu. Uzemnění Dvě barvy současně dávají vzniknout jiné barvě, na kterou lze odkazovat kdekoli prostřednictvím tabulky barev na internetu.

Jejich zapínání a vypínání pomocí Arduino/ STM32 je obtížné, protože mikrokontrolér Arduino/ STM32 nemůže zapínat a vypínat 12 voltů. Takže zde použijeme 3 IRFZ44N Mosfety, abychom mohli zapnout a vypnout LED diody odpovídající hudbě. Vezměte Mosfet a připojte prostřední terminál k odpovídající barvě a jeho krajní pravou směrem k zemi a jeho levý terminál k mikrokontroléru. Opakujte to i pro další dvě barvy.

Jednou je otestovat pomocí jednoduchého arduino mrknutí skici je vždy dobrý nápad, stačí změnit číslo PINu v mrknutí na ten, ke kterému jste připojili mosfet.

Přilepte LED diody RGB v kruhovém útvaru tak, že rozprašovač ponecháte jako odsazení. Navrhuji těsný obal kolem láhve a za tepla přilepený k dřevěnému podkladu/překližce. To také vytváří místo, takže lahve se nepohybují nebo nespadají, když nit aktivuje stisknutí láhve.

Krok 7: Elektronika a zapojení

Zapojení je velmi jednoduché. Níže jsem pro vaši informaci připojil schéma zapojení. V zásadě jsou PWM vodiče ze servopohonu připojeny k 8 servomotorům, ve kterých jsou 4 z nich obráceny. Jako mikrokontrolér jsem použil arduino a STM32. Arduino je pro ovládání postřiku a STM32 pro ovládání světel. Použil jsem STM32, takže mapování barev pro konkrétní hudbu je lepší, protože STM32 má lepší specifikace a může provádět lepší Fourierovy transformace, což má za následek lepší světlo. Použití arduina by také nepředstavovalo problém, ale mohlo by to vypadat trochu špatně ve srovnání s použitím stm32, který dokáže provádět lepší výpočty.

Krok 8: Kód

Jako každá část projektu s mikrokontrolérem je kód nejdůležitější částí. Níže je uveden kód tohoto projektu. Nebojte se vyladit nebo provést změny, které budou vyhovovat vašim potřebám. Číslo PIN odpovídající kódu je uvedeno v samotném kódu.

Postřik '' Kód '' je v podstatě Arduino naprogramované počítačem, aby spustilo sprej, když je něco napsáno do sériového monitoru Arduina, máme kombinace od '' a '' - '' p '' kde '' a '' spustí jeden nástřik/ Burst of Fire a '' o '' spustí všechny čtyři lahve k rozstřiku, '' p '' je zpoždění 500 sekund. Série lze ovládat zadáním řetězce těchto znaků do sériového monitoru (nepřetržitě).

Druhý kód je pro přepínání LED pomocí STM32. Provádí Fourierovy transformace reagující na danou hudbu a produkuje zamýšlený krásný efekt změny barvy.

Poslední kód je pro krokový motor Butan, který pomocí krokového ovladače DRV 8825 otáčí šroubem, který tlačí nahoru proti plechovce, aby zapnul plyn. Ačkoli můžete šroub / spojku otáčet také ručně a zatlačit plechovku proti hornímu akrylátu, který spouští / otevírá plyn do stříkaček umístěných před lahvemi.

Krok 9: Úspěch

Náš projekt je konečně hotový.

Přikládáme video, které ukazuje svoji ukázku:)

Krok 10: Tipy, triky a návrhy

Upozornění: Vzhledem k tomu, že tento projekt zahrnuje skutečný oheň jako hlavní zamýšlený efekt a také butan, buďte opatrní. Isopropylalkohol je také nebezpečná chemická látka a je třeba s ním zacházet opatrně.

1. Tento projekt, přestože reaguje na oheň, ve skutečnosti není zcela automatizován, protože osoba musí poskytnout vstup do sériového monitoru, aby skutečně spustila plameny. To lze snadno vylepšit pomocí pythonu/ libovolného algoritmu, který dokáže mapovat celou skladbu od vstupu '' a '' do '' p '' a prezentovat ji Arduinu, aby byla automatizovaná.

2. Pro případ, že se vyhnete zahřívání uzávěrů lahví/ poškození rozstřiku lahve, přidejte do lahví pásku Kapton Heat.

3. K celé sestavě lze přidat typ bezpečnostního senzoru, jako je HC-SR04 nebo senzor přiblížení k zastavení toku plynu a procesu postřiku, když osoba stojí v blízkosti projektu a je nebezpečné spustit plamen.

4. Použité napájecí zdroje Lze minimalizovat pomocí převodníků Buck nebo Boost, aby měly 8V (5A) (pro servo), 23-40v (pro krokový motor), 5v (pro Arduino a Stm32) a 12V (Pro světla).

5. Nepředstavil jsem schémata krokového motoru nebo DRV8825 jako jeho poměrně jednoduchého ovladače, který pohání motor, a také je k dispozici dostatek zdrojů na internetu pro připojení k krokovému a mikrokontroléru. I když jsem poskytl odpovídající kód. Použil jsem dvě tlačítka pro ovládání otáčení krokového motoru ve směru hodinových ručiček a proti směru hodinových ručiček tak, že stisknutím tlačítka ve směru hodinových ručiček zatlačíte šroub proti plechovce a stisknutím tlačítka proti směru hodinových ručiček snížíte plechovku v pouzdru tak, aby plyn se sníží/ Cutoff.

6. Zajistěte správné uzemnění napříč napájecími zdroji, abyste se vyhnuli nechtěným výstupům a škytavkám v sestavě. Můžete také navrhnout desku plošných spojů pro montáž mikrokontroléru a elektroniky, aby byla snazší.

7. Tento projekt může být také použit jako dávkovač dezinfekčního prostředku, stejně jako lahve mají v sobě isopropyl, který může poskytnout trochu sanitace.

8. Oheň musí být skutečně zapálen zapalovačem, abychom se tomu vyhnuli, můžeme použít nichromový drát, aby byl proces osvětlení ještě jednodušší a provozován počítačem/ mikrokontrolérem.