Arduino ciklus vodenog ciklusa: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Napravit ćemo dioramu koja prikazuje vodeni ciklus, koristeći Arduino i neke motore za dodavanje pokreta i osvjetljenja. Ima školski osjećaj - jer to je zapravo školski projekt!

Scenarij prezentacije je sljedeći:

Sunce izlazi ujutro [Jedan servo motor pomiče sunce].

Voda isparava iz mora [Jedan koračni motor podiže "ploču za isparavanje"]

Na nebu se stvaraju oblaci [Jedan koračni motor spušta oblake pamuka]

Kiša pada [Jedan koračni motor spušta "kišnu oblogu"]

U međuvremenu, svjetla (LED diode APA106) mijenjaju boju označavajući izlazak sunca, oblačno nebo i munje tijekom kiše.

Materijali:

1. Arduino Uno
2. 5V koračni motori i upravljački programi (x3)
3. Servo motor (x1)
4. APA106 LED diode (x5)
5. Metalna cijev
6. Vijci i vijci
7. Papiri, til, pamuk
8. Pištolj za vruće ljepilo

Pa idemo!

Korak 1: Izgradite kutiju

Izgradili smo drvenu kutiju, ali možete koristiti i karton. Dimenzije kutije su sprijeda 40 cm, dubina 25 cm, visina 30 cm.

Stavili smo zgodan poklopac sa šarkama, tako da je podizanjem lakše raditi. Također, stražnji zid nam zapravo ne treba, pa to možete preskočiti i samo upotrijebiti neki plavi papir za nebo, kao što je prikazano na fotografiji.

Korak 2: Priključite motore

Priključit ćemo koračne motore blizu vrha kutije, tako da se okreću i omotavaju gore ili dolje po našem kišnom tilu, tilu za isparavanje i oblacima.

Prvo moramo izbušiti rupe.

Papirom stvorite masku motora, kao što je prikazano na fotografiji. To će vam omogućiti pravilno označavanje rupa [fotografija]. Izbušite, a zatim pričvrstite motor vijcima i vijcima.

Korak 3: Pričvrstite osi

Za osi koristimo bakrenu vodovodnu cijev. Izmjerite udaljenost uzimajući u obzir dubinu motora, oduzmite još jedan cm i izrežite 3 komada.

Osovinu motora upotrijebite kao kalup, a kliještima pritisnite jedan kraj cijevi oko nje.

Zatim upotrijebite vijak kao kalup, a isto učinite i na drugom kraju cijevi.

Izbušite rupu na drugom zidu, nasuprot osovine motora (izmjerite udaljenosti). Osigurajte os između vratila motora i vijka kroz otvor. Za pričvršćivanje vijka upotrijebite jedan ili dva vijka i metalni prsten kako biste omogućili glatko okretanje osi, kao što je prikazano na fotografiji.

Korak 4: Osigurajte servo motor

Upotrijebite blue-tac ispod i metalnu traku s vijcima iznad za pričvršćivanje servo motora na pod. Ovo će se koristiti za podizanje sunca, kao što je prikazano na fotografiji.

Priključite ga u pravom smjeru. (Ako učinite pogrešno, to nije veliki problem, možete ga samo urediti u arduino kodu.)

Slamom i ljepilom postavite sunce na osovinu motora.

Korak 5: Spojite elektroniku, motore, LED diode

Arduino Uno ima 14 digitalnih pinova. Za svaki pokretač koračnog motora potrebna su nam 4 pina, plus jedan za servo motor, plus jedan za LED diode.

Osnovnu vezu možete vidjeti u shemi. Na upravljački program spojena su 4 digitalna pina. Za vozača (i motor) trebat će vam zaseban izvor napajanja, jer motori troše dosta energije i imat ćete problema ako ih napajate iz Arduina. Možete koristiti USB punjač i kabel, izrezati ga, koristiti +5V i GND za napajanje motora. Također ćete morati spojiti GND s Arduino ploče na GND iz vanjskog izvora napajanja, kao što je prikazano na shemi.

Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2

Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1

Pin 8, *10, 11, 12: Motor 0. Imajte na umu da spremamo PIN 9 za servo motor: na nekim Arduino pločama samo pinovi 9 i 10 mogu pokretati servo.

Priključak servo motora prilično je standardan. Za upravljanje koristite digitalni pin 9. Upotrijebite vanjski izvor napajanja, isti kao i za koračne motore, za napajanje servo -a (tj. Ne kao na shemi, gdje se energija uzima s Arduino ploče.)

Dizajn APA106 LED omogućuje nam pojedinačno upravljanje s nekoliko LED dioda samo jednim pinom. Koristit ćemo Digital Pin 13 (koji je također spojen na ugrađenu LED diodu na Arduino ploči). Osnovna veza može se vidjeti na shemi. APA106 ima četiri pina. Dva srednja pina služe za +5V i GND. Zatim spojimo DATA IN prve LED diode na pin 13, njene DATA OUT na DATA IN druge LED diode itd. Svaka sljedeća LED dioda uzima svoj DATA IN signal iz DATA OUT prethodnog. DATA OUT posljednje LED diode se može ostaviti nepovezan.

Možda ćete htjeti pričvrstiti LED diode na kućištu nakon ukrašavanja, kako biste mogli bolje pregledati osvjetljenje. Alternativno, ne možete ih učvrstiti vrućim ljepilom i naknadno ugraditi ukrase.

Korak 6: Arduino kod

Ovdje je opis onoga što kôd radi.

Izlazak sunca: Servo motor ide od 10 do 50 stupnjeva, brzina 2 stupnja/sek, dok se osvjetljenje mijenja iz crvenkastog (zora) u bijelo (podne).

Isparavanje: Koračni motor zavija osi na kojoj je pričvršćen til "pare", podižući je. Možda ćete morati prilagoditi broj zavoja, ovisno o vašim dimenzijama.

Oblaci: Koračni motor odmotava os da bi otkrio oblake. Boje scene mijenjaju se u "kišovitu" postavku.

Kiša: Koračni motor odmotava os "tišine" tila. Imamo nasumične bljeskove, gdje se boja neko vrijeme mijenja u bijelu - a zatim se vraća u "kišovitu".

Resetiranje sustava: Svjetla su isključena, a zatim motori pomiču osi unatrag, tako da je sustav spreman za ponovnu iteraciju kada se ponovno uključi.

Imajte na umu da smo se odlučili za samo jedno pokretanje, a zatim resetiranje, tako da minimiziramo mogućnost da netko zaustavi sustav usred radnje. U tom slučaju imali bismo til napola namotan na osi, tako da sustav ne bi radio ispravno.

Poigrajte se malo s kodom, prije dodavanja ukrasa. Kasnije ćete izvršiti fina podešavanja.

Korak 7: Napravite i pričvrstite ukrase i LED diode

Odlučili smo se za 2.5D prikaz krajolika. Sastoji se od 4 sloja krajolika, jedan iza drugog. Na leđima je i nebo. Između neba i stražnjeg sloja, onog s planinama, nalazi se sunce, pričvršćeno na servo motor.

Tile za kišu i isparavanje presavijene su i skrivene između ostalih slojeva, kada su spuštene. Pričvršćeni su na gornje osi pomoću niti.

Oblaci su male pamučne kuglice (koje se koriste za uklanjanje šminke dobro dođu), koje se zasebno na osi oblaka pričvršćuju koncem. Omotate konac po osi, a odmotavanjem oblaci se spuštaju.

LED diode su spojene u lanac i zalijepljene između slojeva, prvo LED na stražnjoj strani, tako da je kasnije spojena na Arduino ploču.

Za kišu smo izrezali male komadiće papira u obliku kapljice i zalijepili ga na til. Na slici možete vidjeti da lijepimo neku težinu, npr. male matice, iza vodenih kapi (i metalni prstenovi iza "para"), tako da se til spušta gravitacijom umjesto da lebdi u sredini. Gornji i donji dio tila omotan je olovkom od štapića, također za težinu. Ovaj posljednji "dodir" daje "djetinjastu" notu diorami (ovo je trebalo izgledati kao dječji projekt). Možete upotrijebiti nešto drugo, nevidljivije, da dodate težinu tilu, ako želite.

Korak 8: Spojite Arduino i montirajte ga na ploču

Morate spojiti upravljačke programe motora, servo motor, LED diode na Arduino. Igle su označene u kodu.

Arduino i ploče upravljačkih programa motora možete nagrijati vrućim ljepilom i sakriti ih iza papirnatih planina. Za napajanje motora koristite vanjsku ploču iz vanjskog izvora. Kablovi za napajanje, za arduino i motore, izlazit će sa stražnje strane.

Uradite fino podešavanje koda i spremni ste!

Zabavi se!