Zene reaktív száloptikai csillag mennyezetre szerelés: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Szeretne egy darabot a galaxisból otthonában? Az alábbiakban megtudhatja, hogyan készül!

Évekig ez volt az álomprojektem, és végül elkészült. Elég sok időt vett igénybe a befejezés, de a végeredmény annyira kielégítő volt, hogy biztos vagyok benne, hogy megérte.

Egy kicsit a projektről. Ezzel teljes barkácsoláson mentem keresztül, ami lehetővé tette számomra a teljes alkotói szabadságot. Az eredmény - az északi égbolt nagyságrendje, a csillaghalmazok egyéni vezérlése infravörös távirányítóval (fényerő és szín), a zenére való reakcióképesség, a teljesen szabályozható öbölvilágítás, és ami a legfontosabb - a projekt szinte minden fejlesztésének lehetősége. Mindezek elérése érdekében az Arduino -t választottam a projekt platformjaként, mivel ismereteim vannak a programozásról. A zenei reaktivitás tekintetében az MSQ7EQ chip megtette a trükköt, sok erőforrás található az interneten. Kommunikációhoz az NRF24L01 -et sokat használják, és volt néhány tartalékom, ezért azokat használtam. Számos LED vezérlésére a PCA9685 szervovezérlő kiválóan működik. Ha inkább ennek a projektnek az olcsóbb és egyszerűbb verzióját részesíti előnyben, kereshet csillagmennyezeti készleteket az amazonon, de ha úgy dönt, hogy teljes barkácsolást végez ezzel a projekttel, akárcsak én, akkor ezek a készségek szükségesek: · Némi ismeret az Arduino programozásban; · Áramkör -tervezési és forrasztási ismeretek; · Hogyan kell dolgozni az AC -vel.

Sokan kérdeztétek a projekt árát. Nehéz számot megadnom, mivel sok anyagom volt hozzá, és sok múlik azon, hogy mennyire dönt úgy, hogy maga csinálja, a projekt mérete, stb., de úgy gondolom, hogy ezeknek a tényezőknek a függvényében akár pár száz vagy akár 1000 dollár is lehet. Míg minden második hétvégén dolgoztam, egy évbe telt, mire befejeztem ezt a projektet.

1. lépés: Tervezés

Először is döntést kell hozni, ha valaki saját maga akarja elkészíteni az elektronikus alkatrészt vagy készletet vásárolni. Az áramkörök elkészítéséhez némi Arduino és alapvető elektronikai ismeretekre van szükség, emellett nagyobb az esélye annak, hogy valami baj lesz. Nagyon sokféle készletet talál az Amazonban, ha rákeres a „Fiber Optic Star Ceiling Kit” vagy bárhol máshol, rengeteg lehetőség van. De ha valaki teljes kreatív szabadságot és a projekt irányítását akarja, akkor a teljes barkácsolás jó út.

Most, amikor az elektronikával kapcsolatos döntés született, gondolnia kell a mennyezet szerkezetére, a csillagtérkép méretére és a csillagok számára. Az előzőekben említett okok miatt tipikus függő gipsz mennyezetet választottam. Mivel az én esetemben nehéz volt száloptikát telepíteni (alacsony mennyezet), úgy döntöttem, hogy viszonylag alacsony csillagszámmal megyek (~ 1200), de a végeredmény még mindig elképesztő, nem kell sajnálni.

Most a csillagminta kiválasztásáról. Északi féltekén élek, ezért az égnek azt a részét választottam, amely itt látható. Sok alkalmazás létezik a csillagképek képének megszerzéséhez, én a Celestia-t használtam, mint a híres „Csillag-térkép” utasításban. Természetesen a mintának nem kell reálisnak és méretarányosnak lennie, nyugodtan legyen itt teljes kreatív szabadsága, sok elképesztő ötletet találhat az interneten a mintákhoz.

A különböző színű körökkel jelölt csillagok némileg hasonló fényességű csillaghalmazok megkülönböztetésére szolgálnak. Nem nagyon erőltettem ezt a részt, így nem túl pontos..

2. lépés: Anyagok

Most, hogy minden meg van tervezve, az anyagok megrendelhetők.

Ebben a részben nem sorolom fel a mennyezethez szükséges anyagokat, mivel ez a használt rendszertől és egyéb tényezőktől függ. A Knauf mennyezeti rendszerét használtam. Ugyanez vonatkozik a szerszámokra is, mert a legtöbb eszköz a mennyezet felszereléséhez szükséges. A csillagok és az elektronika telepítéséhez nem kell sok, lásd az alábbi listát. Sok alkatrészt a helyi elektronikai üzletekben vásároltam, és az AliExpressben pihenek, mivel ott sokkal olcsóbb, és a legtöbb esetben jó a minőség.

Alkatrészek csillagokhoz és elektronikához:

· A LED szalagok tápellátása a hosszúságtól függ, az interneten vannak igazán jó források kifejezetten a LED szalag tápegység kiválasztásához. Az én esetemben 12V / 30A / 350W kapcsoló tápegységem volt, talán 15 méter szalagra. A szalagok 14,4 W/m voltak, így sok tartalékom volt · Tápellátás 3 W -os LED diódákhoz. Ismét attól függ, hogy hány LED -et használnak, de az én esetemben a tápegység 5V / 7A / 35W volt 15 LED és maga az Arduino számára. Ha úgy dönt, hogy 5 mm -es szabványos RGB LED -eket használ, akkor ez a tápegység jelentősen gyengébb lehet, és az áramkör sokkal egyszerűbb lesz, de a csillagok kevésbé fényesek.). Az egyetlen LED egy csillaghalmaz vezérlésére szolgál, így a mennyiség attól függ, hogy hány csillagot szeretne külön irányítani. · 12 V -os RGB LED -szalagok. · Szálas optika. A horgászzsinór nem működik. A szükséges mennyiség a csillagok számától / a mennyezet méretétől / az áramkör helyétől függ. A nagyobb hatás érdekében kevés különböző vastagságú szálat használtam · PCA9685 lapok. Egyetlen táblával 5 RGB LED dióda vezérelhető. · 2x Arduino Uno/Mega. · 2x NRF24L01. · USB -kábel az Arduino tápellátásához. 1 db egyszínű LED -szalaghoz használható. Ne feledje, hogy a szalag hossza ~ 5 méter, ha többre van szüksége, akkor külön csíkokra lesz szüksége. Vannak megoldások a hosszú csíkok összekapcsolására is, ha szükséges, kérdezze meg vagy google -olja. · 2N2222 tranzisztorok (vagy más NPN -ek). Minden 3W -os LED színhez külön tranzisztor szükséges. Az én esetemben 15x3. · Ellenállások: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 minden 3W LED RGB -jéhez. 5-10k a lehúzáshoz, lehet 0,25W. · 10 uF kondenzátor az NRF24L01 leválasztásához. · Valamilyen alumínium lemez 3W LED rögzítéshez és hűtéshez., ragasztószalagot és egyéb dolgokat, amelyeket a tipikus műhelyében talál. · Sok vezeték különböző vastagságban. A PWM jelhez egyszerű kenyeretábla vezetékek használhatók, ezekben a vezetékekben nem sok erősítő áramlik, de a LED szalagok vastagságát a LED -szalag és az áramkör közötti távolság függvényében kell kiszámítani, ugyanaz a 3W -os LED -eknél.

A távirányító doboz és a spektrumanalizátor alkatrészei:

· 1x MSGEQ7; · Ellenállások: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Kondenzátorok: 1x 33 pF / 1x 0,01 µF / 1x 0,1 µF. sok kenyérsütő vezetéket vagy bármilyen vékony vezetéket. · Kis PCB. PROTO SHIELD -t használtam. · Kis tok az Arduino UNO -hoz és az áramkörhöz. Egy kicsi lézervágó dobozt használtam. · Vannak más alkatrészek is, amelyek közösek a főáramkörrel. A mennyiség szerepel a fő áramköri listában.

Eszközök csillagszereléshez és áramkör létrehozásához:

· Átlátszó ragasztó, amely nem oldja fel az optikai szálakat. Alapvető papírragasztót használtam. · Forrasztóberendezés. · A multiméter hasznos ebben a projektben. · Csavarhúzó. · Fogó. Ugyanolyan vastagságúnak kell lennie, mint az optikai szálnak.

3. lépés: A mennyezet felszerelése

Ebben a lépésben nem részletezem a részleteket, rengeteg anyag található a függő mennyezet beszereléséről, és nem vagyok szakértő ebben a témában. Az általam választott megközelítés bonyolultabb, mint a sok csillaggal rendelkező panel, amit sokan választanak. De ilyen módon minőségi függő mennyezetet kapunk, amely napfényben teljesen normálisnak tűnik, nincsenek panelek, nincs semmi.

Az elektronika esetében úgy döntöttem, hogy karbantartó nyílást helyezek el a gipsz mennyezetének nem annyira látható részén.

A töltőanyag felhordása és az alapozás ebben a lépésben történik, de a festés a szálak telepítésekor történik.

4. lépés: Száloptika telepítése

Ez a rész a vártnál többet vett igénybe … Sok rögtönzés után megállapítottuk, hogy esetünkben a legjobb módszer a száloptika huzalozására a horgászbot és a horgászzsinór, lásd a remekművázlataimat. Most, hogy ránézek erre az ötletre, nevetségesnek tűnik, de kinek nem tetszik valami kihívás.

Néhány megjegyzés:

· Azt javaslom, hogy a lyukakba ragasztják a szálakat, így biztosan a helyükön maradnak. A ragasztónak átlátszónak kell lennie, és nem reagálhat a szálanyaggal. Alap papírragasztót használtam.

· Fúrás nem szükséges. A mennyezeten lévő gipszben lévő lyukakat egyszerűen ki lehet piszkálni egy csavarral vagy bármi hasonlóval, csak ügyeljen arra, hogy illeszkedjen az optikai szál átmérőjéhez.

· Az egyes csillagok pontos helyzetének meghatározásához a mennyezeten old school mérőszalagot használtam.. hogy azt. Nem volt 100% pontos, de nagyon közel. A mennyezet túl nagy volt ahhoz, hogy méretarányosan ki lehessen nyomtatni a csillagtérképet.

5. lépés: Mennyezeti befejezés: festés

Az optikai szálakat átfestettük, így használaton kívül nem láthatók. Így elkészítve úgy néz ki, mint egy tipikus függő mennyezet. Két rétegben festettünk, és a szálak fényessége szinte azonos.

6. lépés: Tesztáramkör készítése

Maga az áramkör nem olyan bonyolult, és számomra rögtön működött, de mindig jó tesztelni a telepítés előtt, és ebben sok forrasztás van, tehát fennáll a kockázat. Ezenkívül okos dolog az áramkör verziójának tesztelése a jövőbeni frissítésekhez, mivel biztos vagyok benne, hogy senki sem akar rövidre zárni valamit, aminek a telepítése napokig tartott a mennyezetbe.

A tesztverzióhoz egy vagy két PCA9685 kártyát, NRF24L01 -et és az Arduino -hoz csatlakoztatott tápegységeket értek. Mindez lehet a kenyértáblákon. Ugyanez vonatkozik az IR távoli áramkörre is, csak tegyen hozzá dolgokat a kenyértáblához, hátha működik. Ezenkívül javaslom néhány 3W -os LED forrasztását teszteléshez.

7. lépés: Arduino kód

A könyvtárak és egyéb hasznos linkek a „Hasznos információk” részben találhatók. A kód magyarázatához nézze meg a kód megjegyzéseit.

A kód létrehozásához sok erőforrást használtam fel, ezek egy része a „Hasznos információk” részben található, de mivel több mint egy évvel ezelőtt befejeztem ezt a projektet, mire úgy döntöttem, hogy tanulságosat írok, nem találtam meg az összeset az erőforrások és néhány link, amit mentettem, sajnos már nem működtek. Tehát ha valakinek segítségre van szüksége a kóddal kapcsolatban, szóljon hozzászólásban, mindent megteszek.

A kódban meglehetősen bonyolult funkciót talál a LED villogásához. Annak érdekében, hogy kellemesebbnek tűnjön, a légzésre vonatkozó oktatóanyagot használtam: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ Az emberi szemek nem érzékelik a fényt lineárisan, így ha a LED fényerő lineáris növelését használja, nem tűnik túl természetesnek.

8. lépés: Kábelezés és LED szalagok

Most a végső bekötés ideje van! Ha mindent tesztelnek és működnek, akkor ne legyen nagyon nehéz, csak sok azonos alkatrész forrasztása. Az áramkör rögzítéséhez rétegelt lemezt használtam a karbantartó nyílás méretéhez, így ha szükséges, könnyen eltávolíthatom az egész áramkört a mennyezetről. A szálakat kis műanyag vízvezeték csövekbe tettem, nagyjából 3 W -os méretű LED -ekbe, majd azonos méretű lyukakat fúrtam rétegelt lemezbe, és ezeket a csöveket behelyeztem a rétegelt lemezbe. Ezzel könnyen eltávolíthatom a szálakat a LED -ekről, ha szükséges, lásd a mellékelt képeket.

Ami a LED csíkokat illeti, azt javaslom, hogy hűtés céljából ragasztják őket alumínium profilokra, mert ezek a csíkok nagyon felforrósodnak.

9. lépés: Hibaelhárítás és finomhangolás

Tesztelted az áramkört, de most, hogy telepítve van, nem működik.. vagy valami nem úgy működik, ahogy kellene. Valószínűleg ez a forrasztása, mivel ha működött a tesztkörben, nincs ok arra, hogy néhány kivétellel most ne működjön. Remélem, hogy nem ez a helyzet nálad, de megosztok egy konkrét problémát, amelyet csak példaként tapasztaltam.

Amikor a LED csíkokat a legalacsonyabb értékre tompítottam, a csíkok leálltak vagy villogni kezdtek. Hosszú kutatás és hibaelhárítás után rájöttem, hogy a probléma az IRL540 lassú kapcsolása, és a megoldások egyszerűek: csökkentse a PCA -lemezek PWM -frekvenciáját 50 Hz -re. Többnyire megoldotta a problémát, most csak az alsó értékeknél látok villogást vagy problémákat, de nem számít, mivel nem használok ilyen alacsony értékeket. Ez a probléma akkor merült fel bennem, amikor úgy döntöttem, hogy lefényképezem a mennyezetet, mivel ilyen alacsony frekvencián villogni lehet a kamerákban, ez olyan, mint a tévé. Ennek a problémának a megoldására készítettem egy kis kenyérsütő áramkört 2N2222 tranzisztorokkal az IRL540 helyett, csak a felvételhez. Ezekkel a tranzisztorokkal a probléma megoldódott, és mivel viszonylag alacsony PWM értékben forgattam, a 2N2222s képes volt kezelni az áramot. Ha valakinek ugyanaz a problémája, bátran adaptálja a Totem - Pole áramkört, ez segíthet a problémán.

Most, hogy remélhetőleg minden a helyén van, és működik, finomhangolhatjuk a csillagok fényerejét, a zenére való reakcióképességet, a csillagfakulási módokat.

10. lépés: Hasznos információk és linkek

A kód írásához és az áramkör létrehozásához sok erőforrást használtam, ezek nagy része itt található, de mivel egy ideje befejeztem ezt a projektet, mire úgy döntöttem, hogy megosztom, nem találtam meg az összes forrást és néhány link, amit mentettem, sajnos már nem működött. Tehát ha valakinek segítségre van szüksége a kóddal vagy általában a projekttel kapcsolatban, szóljon hozzászólásban, mindent megteszek.

MSGEQ7

www.sparkfun.com/datasheets/Components/Gen…

www.baldengineer.com/msgeq7-simple-spectru…

rheingoldheavy.com/msgeq7-arduino-tutorial…

www.instructables.com/id/How-to-build-your…

Nrf24L01

arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Nrf24L01-2.4GH…

PCA9685

learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-dr…

github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…

IR távirányító

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

11. lépés: Frissítések

Jó lenne létrehozni egy alkalmazást a mennyezet szabályozására, esetleg az OpenHAB használatával a Raspberry PI -n, mivel a PCA9685 könnyen vezérelhető RPi -n keresztül.

Ha OpenHab -ot vagy más alternatívát használ, akkor lehetséges a mennyezet csatlakoztatása egy intelligens otthoni rendszerhez.

Első díj a 2020 -as Arduino versenyen