Sinkronizacija vatre, glazbe i svjetla: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Svi znamo da se elektronika koristi za mnoge važne zadatke u bolnicama, školama, tvornicama. Zašto se ne biste i malo zabavili s njima.

U ovom Instructable napravit ću rafalne vatre i svjetla (Led's) koje reagiraju na glazbu kako bi glazba postala još zabavnija za iskustvo.

Koristit ćemo izopropil alkohol kao glavnu komponentu sredstva za dezinfekciju koje vrlo brzo isparava i ne ostavlja tako snažan miris u usporedbi s drugim gorivima, a zrak je čist od ostataka nakon samo minute ili dvije.

Servo aktivira bocu s raspršivačem napunjenu izopropilom kako bi nastao rafalni plamen koji se pokreće injekcijskom štrcaljkom iz koje izlazi protok butana.

Korak 1: Potrebni materijali

Prikupite neke servo, LED trake i drugu elektroniku kako biste započeli s ovom gradnjom, točnije sve potrebne komponente su

1. MG995 Servo 180 stupnjeva* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. Boce s raspršivačem *4

5. Drvene trake

6. Kružna/ pravokutna šperploča

7. Metalne šipke za potporu

8. Cijevi za akvarij

9. Oglasna ploča

10. Servo upravljački program PCA9685

11. Perf ploča

12. Muške žice zaglavlja

13. Napajanje Breadboard -a

14. Napajanje od 5 Amp 5-12 volti

15. Štrcaljke za injekcije

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Ribarska nit

18. DRV8825

19. NEMA 17 koračni motor

Korak 2: Servo

Složimo se da je servo glavna komponenta projekta jer pokreće ispaljivanje ili stvaranje rafala. Korištenje servera MG995 Uključivanjem u arduino općenito možete pronaći brojne reference za upravljanje servo -om pomoću arduina. Koristit ćemo PCA9685 Servo upravljački program osim servo upravljača kako bismo upravljanje učinili lakšim, bržim i učinkovitijim.

Budući da dva servo -a aktiviraju jednu bočicu, stoga je upravljanje njima obojicom odjednom s istim signalom control/pwm (modulacija širine impulsa) učinkovitije, stoga predstavlja problem koji se istovremeno rotira u smjeru kazaljke na satu ili u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Dakle, da bismo to prevladali, moramo izmijeniti sve servo servo upravljače s desne strane.

To se može učiniti otvaranjem servo uređaja i preokretanjem žica koje vode do njegovog motora te krajnjih lijevih i desnih vodiča potenciometra. Time se servo pretvara da se pomakne u smjeru kazaljke na satu za signal koji je u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i obrnuto.

Sada se i servo za datu bocu okreću u smjeru kazaljke na satu, a drugi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu tako da pritisnu okidač boce s raspršivačem kroz jaku ribarsku liniju.

Korak 3: Montiranje servo uređaja

Servo nakon uspješne izmjene (4 od 8) sada je potrebno montirati. Bilo mi je lako izrezati rupe bušilicom s pričvršćenom bušilicom za kružnu pilu. Servo rub je oko 2 cm pa je rezanje kružnom bušilicom najučinkovitije. Uvjerite se da postoji razmak od 8-10 cm između svakog servo uređaja radi lakšeg provlačenja niti, aktiviranja i postavljanja boce. Sada, nakon što sam izrezao rupe, otkrio sam da je najbolje zalijepiti pištolj na vrh serva dobrim ubodom pištolja za ljepilo i gurnuti rub serva u izrezani rub. Ovaj postupak rezanja i montaže pomalo ovisi/ Pokus i greška.

Žuti papir označava mjesta na kojima je potrebno izrezati rupu tako da se rubovi servo uvlače. Izbušena cjelina može se učiniti glatkijom običnom malom bušilicom.

Korak 4: Makeshift Perf Board servo štit

Izrada ovog servo štita čini ožičenje i napajanje mnogo lakšim, a također i rješavanjem problema.

Uzmite osam kompleta od 3 igle zaglavlja i lemite ih na malu perf ploču pazeći da između njih ostavite jednak prostor. Skratite napon i masu kroz žice ili male metalne igle za čitavih osam servo pogona. Kratki 2-2-2-2 kompleti PWM pinova na način da prva 2 serva primaju isti PWM signal sljedeća dva, i tako dalje.

Izrada ove perf ploče također je ključna jer, iako PCA9685 Servo upravljački program pruža izvrsne IO za povezivanje servo upravljačkog programa, ograničen je na 5 V i navodno ima trenutna ograničenja. Da biste to prevladali, ovaj perf pločasti štit/PCB vrlo je dobra opcija. Drugi razlog je i to što servo pogoni u ovom projektu rade na svom maksimalnom naponskom kapacitetu za veći okretni moment i čisti prešanje boce s raspršivačem, stoga ćemo osigurati 8V kroz ovaj improvizirani servo štit. Također dodajte / spojite mušku žicu zaglavlja na prvi skup servo -a i tako dalje kako biste je kasnije priključili na upravljački program.

Korak 5: Butanski plamen

Za paljenje izopropila potreban je mali plamen neposredno ispred boce. Pokušao sam eksperimentirati s nikromom kako bih izazvao alkohol, ali nažalost ne radi, pa čak i ako jest, bilo je problema s njim. Nastavljamo s idejom butana potrebne su nam četiri male štrcaljke i cijevi za akvarij. Spojite ih sve četiri u jednu cijev kroz posebne adaptere / cijevne armature. Lijevi dio sada drži butan tako da plin teče u štrcaljke. Da bih to postigao, napravio sam drvenu kutiju/ kućište tako da koračni motor s vijkom/ šipkom s navojem može pritisnuti butan i zadržati protok plina.

Izrežite dva lista šperploče veličine 1,25 puta veće od veličine vaše butan limenke, dodatno drvo ispod je za koračne motore i šipku koji će pritisnuti limenku. Uzmite dvije male šperploče otprilike promjera limenke s butanom i izbušite ih/ zakucajte tako da se butan dobro uklapa između prethodno uzetih listova šperploče. Što se tiče donjeg dijela limenke, bilo mi je najbolje uzeti četvrtasti/ pravokutni komad šperploče veličine baze od butana. Izbušite centriranu cijelinu i brtvilo /silikonsku maticu tako da šipka s navojem prolazi kroz nju. Gurnite limenku butana u sklop i stavite akrilnu ploču s centriranom cijelom bušilicom, tako da mlaznica kante butana može proći / dodirnuti je. Gurnite špricu ili nešto slično u gornji dio akrila, tako da ako limenka pritisne na nju, plin će izaći iz štrcaljke. Spojite ovo na četiri cijevi koje idu do četiri različite štrcaljke postavljene prije boca. Za donji dio kućišta upotrijebite vijke koji prolaze kroz opruge i spojite ga na drveni sklop tako da ako vijak stegne steper kućište ide prema steperu i olakšava pritiskanje butana.

Vaša montaža ovdje za konzervu butana je gotova.

Sada, moramo provesti cijevi kroz šperploču koja drži servo, samo izbušite rupe veličine radijusa cijevi za akvarij, uredno ih provucite i spojite štrcaljke. Također provucite ribarsku liniju od servo servo motora do boce i dolje do drugog servoa, tako da boca pritisne bocu kada se aktivira. Možete izrezati male šumarke u pritisnom dijelu boce s raspršivačem tako da ribarska linija povremeno ne klizi.

Korak 6: Svjetla

Da bi bilo koji projekt vizualno bio privlačan, svjetla su ključni dio. Uzmite trake od RGB LED -a i izrežite 4 trake od 9 LED -ova koje će omotati boce s izopropilom kako bi donijele željeni učinak. Ožičite ih u seriji i iznesite posljednje žice. Sa sobom ćete imati crvenu, zelenu i plavu boju i pozitivno vodstvo. Napajaju se ako na pozitivni vod priključite 12V i uzemlite željenu boju. Uzemljenje Dvije boje istodobno stvaraju drugu boju koja se može referencirati bilo gdje putem tablice boja na internetu.

Uključivanje i isključivanje s Arduino/ STM32 postaje lukavo jer mikrokontroler Arduino/ STM32 ne može uključiti i isključiti 12 volti. Dakle, ovdje ćemo koristiti 3 IRFZ44N Mosfeta kako bismo uključili i isključili LED diode u skladu s glazbom. Uzmite Mosfet i povežite srednji terminal odgovarajuće boje, a krajnji desni prema tlu, a njegov lijevi terminal do mikrokontrolera. Ponovite to i za ostale dvije boje.

Isprobati ih jednom s jednostavnom arduino blink skicom uvijek je dobra ideja samo promijenite broj pina u treptajućoj skici na onaj na koji ste povezali mosfet.

Ljepite RGB LED diode u kružnu formaciju držeći bočicu s raspršivačem kao uvlaku. Predlažem da čvrsto omotate bocu i vruće zalijepite na drvenu podlogu/šperploču. To također čini mjesto tako da se boce ne pomiču niti padaju kada konac aktivira pritisak na bocu.

Korak 7: Elektronika i ožičenje

Ožičenje je prilično jednostavno. Za vašu referencu dolje sam priložio i shemu spoja. U osnovi su PWM žice iz Servo upravljačkog programa pričvršćene na 8 servo motora u kojima su 4 od njih obrnuta. Koristio sam arduino i STM32 kao mikrokontroler. Arduino služi za kontrolu prskanja, a STM32 za upravljanje svjetlima. Koristio sam STM32 tako da su preslikavanja boja za određenu glazbu bolja jer STM32 ima bolje specifikacije i može izvesti bolje fourierove transformacije što rezultira boljim svjetlom. Korištenje arduina također ne bi predstavljalo problem, ali bi moglo izgledati malo loše u usporedbi s korištenjem stm32 koji može izvesti bolje izračune.

Korak 8: Kodiranje

Kao i svaki dio projekta s mikrokontrolerom, kod je najvažniji dio. Dolje je dat kod za ovaj projekt. Slobodno prilagodite ili unesite izmjene prema svojim potrebama. PIN broj koji odgovara kodu spominje se u samom kodu.

Kôd za raspršivanje je u osnovi Arduino programiran od strane računala da pokrene raspršivanje kada se nešto u Arduinovom serijskom monitoru otkuca, imamo kombinacije od '' a '' - '' p '' gdje '' a '' aktivira jedan sprej/ rafalnu paljbu i '' o '' aktivira sve četiri boce za raspršivanje, '' p '' je kašnjenje od 500 sekundi. Burstovi se mogu kontrolirati davanjem niza ovih znakova u serijski monitor (kontinuirano).

Drugi kod služi za prebacivanje Led -ova pomoću STM32. Izvodi Fourierove transformacije kako bi reagirao na zadanu glazbu i proizveo namjeravani lijepi efekt promjene boje.

Posljednji kôd je za koračni motor s butanom koji koristi DRV 8825 koračni pogon za okretanje vijka koji se gura protiv limenke za uključivanje plina. Iako također možete ručno okrenuti vijak / spojku kako biste gurnuli limenku protiv gornjeg akrila, koji aktivira / otvara plin do šprica postavljenih ispred boca.

Korak 9: Uspjeh

Naš projekt je konačno gotov.

U prilogu se nalazi video koji prikazuje svoju demonstraciju:)

Korak 10: Savjeti, trikovi i prijedlozi

Oprez: Budući da ovaj projekt uključuje stvarnu vatru i kao glavni namjeravani učinak te ima i butan, budite oprezni. Izopropilni alkohol također je opasna kemikalija i mora se biti oprezan.

1. Ovaj projekt, iako reagira na požar, zapravo nije potpuno automatiziran jer osoba mora dati ulaz serijskom monitoru da bi zapravo pokrenula plamen. To se može lako poboljšati pomoću pythona/ bilo kojeg algoritma koji može preslikati cijelu pjesmu od ulaza '' a '' do '' p '' i predstaviti je Arduinu kako bi bila automatizirana.

2. Dodajte Kapton Heat tape u boce koje sadrže izopropil za svaki slučaj kako biste izbjegli zagrijavanje čepova boce/ oštećenje spreja boce.

3. Nekoj vrsti sigurnosnog senzora može se dodati cijela konstrukcija, poput HC-SR04 ili senzora blizine za zaustavljanje protoka plina i procesa prskanja kada osoba stoji u blizini Projekta i opasno je pokrenuti plamen.

4. Korištenje napajanja Može se minimizirati s Buck ili Boost pretvaračima kako bi imali 8V (5A) (za servo), 23-40v (za koračni motor), 5v (za Arduino i Stm32) i 12V (Za svjetla).

5. Nisam predstavio sheme koračnog motora ili DRV8825 kao njegovog prilično jednostavnog upravljačkog programa koji pokreće motor, a također su dostupni i brojni resursi na internetu za povezivanje sa koračnim i mikrokontrolerom. Iako sam dao odgovarajući kôd. Koristio sam dvije tipke za upravljanje u smjeru kazaljke na satu i okretanju koračnog motora u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, tako da pritiskom na gumb u smjeru kazaljke na satu vijak gurne prema limenci, a pritiskom na gumb u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, limenka se spušta u kućište se smanjuje/ granica.

6. Osigurajte pravilno uzemljenje preko izvora napajanja kako biste izbjegli neželjene izlaze i štucanje u izgradnji. Također možete dizajnirati PCB za montažu mikrokontrolera i elektronike kako bi bilo lakše.

7. Ovaj se projekt može koristiti i kao raspršivač za dezinfekciju, kao i u bocama s izopropilom koji mogu pružiti prilično dobre sanitarne uvjete.

8. Vatru mora zapravo zapaliti upaljač, kako bismo to izbjegli, možemo upotrijebiti nikromiranu žicu kako bismo proces rasvjete učinili još jednostavnijim i upravljali računalom/ mikrokontrolerom.