Hang aktivált planetárium: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez az oktatóanyag a Dél -Floridai Egyetem Makecourse (www.makecourse.com) projektkövetelményének teljesítésével jött létre.

Ez az én hanggal aktivált planetáriumom. A planetárium alapvető funkciója az, hogy hangos hang, például tapsolás hatására aktiválódjon, és újra létrehozza a Hold és a Föld pályáját a Nap körül. Ez egy szórakoztató és egyszerű projekt, amely könnyen újrateremthető, és szép dekoratív és interaktív darabot fog megjeleníteni.

Ebben az utasításban elmagyarázom, hogyan lehet újra létrehozni ezt a planetáriumot a hajtóműrendszer, az általános beállítás és a vezérlőrendszer megvitatásával.

1. lépés: 1. lépés: Alkatrészek és eszközök

Alkatrészek

• 1 DC -47P DC sorozat nagyteljesítményű elektronikai háza - 9,58 dollár
• Wood Doll Head az ArtMinds® -től, 2,5 " - 2,49 dollár
• Fa babafej az ArtMinds® -től, 2,25 " - 1,89 dollár
• 3/8 "átmérőjű 6061 alumínium kerek rúd 24" hosszúságú T6511 extrudált 0,375 hüvelyk átmérő - 7,20 $

Elektronika

• DC 5V léptetőmotor 28BYJ-48 ULN2003 illesztőprogram-tesztmodul-táblával, 4 fázisú-1,79 USD
• Hangérzékelő modul - 1,50 dollár
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 fejlesztőlap Arduino + USB kábelhez - 7,58 dollár
• Mini kenyeretábla - 5,69 USD
• 4 tűs női-női kábel-3,84 USD
• Breadboard Jumper Wire 75db csomag - 4,99 $

Eszközök és kellékek

• 3d nyomtató
• Mérőszalag
• 3/8 "golyóscsapágy
• 5 perces epoxi
• Fogpiszkáló vagy eldobható keverő
• Eldobható tálca
• Kalapács
• Fúró
• 4 "lyukfűrész
• Szalagfűrész
• Lapos és ívelt kézi reszelő
• Akril festék és ecsetek: sötétkék, sötétzöld, fehér, sárga

Szoftver

Szüksége lesz vagy az Arduino IDE-re, vagy az AVR-GCC és az AVRDude önálló verzióira

2. lépés: 2. lépés: A fogaskerékrendszer létrehozása

Itt jön szóba a 3D nyomtató. A mellékelt STL fájlokat le kell töltenie a fogaskerekek és a fogaskerekek helyén tartó alapjának 3D nyomtatásához. A planetárium kialakítása 4 fogaskerékből áll: a Motor fogaskerékből (hajtómű), a Föld fogaskerékből (hajtott fogaskerék), egy kis központi fogaskerékből és a Hold fogaskerékből. A Motor fogaskerék a léptetőmotorhoz lesz rögzítve, és a Föld fogaskerék hajtja. A Hold fogaskerék a Föld fogaskerék tetején lesz, és egy rúd lesz a közepén, amely átmegy a Föld fogaskerékén. Emiatt a Hold fogaskereke forogni fog, ahogy a Föld fogaskerék. A Központi fogaskerék a Hold fogaskerekének a helyén tartására szolgál, és körbejárja a Föld fogaskerék közepét. A Hold rúdja áthalad a Hold fogaskerékén, amely lehetővé teszi, hogy a Hold körbejárja a Földet, míg a Föld és a Hold a Nap körül. A nyomtatási idő megtakarítása érdekében 5% -os feltöltést használtam az alapra. Ez az alacsony feltöltés az alapot is nagyon könnyűvé tette, ami előnyös volt.

3. lépés: 3. lépés: Előkészítő munka

Rúd előkészítés

Miután mindent kinyomtatottunk, előkészítő munkát kell végeznünk, hogy bolygóinkat, rúdjainkat és burkolatainkat telepítésre készen állítsuk. Először a szalagfűrészt kell használnunk, hogy a rudat három részre vágjuk. Az egyik legyen 5 ", az egyik 3", az utolsó pedig 1,5 ".

Planet Prep

A babafejeket és golyóscsapágyakat használjuk Földünk, Napunk és Holdunk létrehozásához. Az 1,5 hüvelykes fejet a Nap, az 1,25 hüvelykes fejet a Föld, a golyóscsapágyat pedig a Hold fogja használni. Először lyukakat szeretne fúrni a babafejek lapos aljába a 3/8 -os fúró segítségével. Ez lehetővé teszi a bolygók rögzítését a rudakhoz. Most jön a szórakoztató rész, a festés! Attól függően, hogy milyen festéket használ, előfordulhat, hogy több réteget kell felvinni, hogy élénk színt kapjon, különösen a Nap és a Hold festésekor. Ne feledje, jobb, ha több vékony réteget visz fel, mint egy nagyon vastag rétegre. A vastag réteg valószínűleg csöpögést és hosszú ideig szárad. Ügyeljen arra, hogy minden vékony réteg teljesen megszáradjon, mielőtt folytatná. A Földet szabadkézzel festették. Ha a Hold teljesen száraz, használja az epoxit a rúdhoz.

A ház előkészítése

Ki kell vágnunk egy lyukat a ház fedelében, hogy a rudak szabadon mozoghassanak. Ehhez a fúróhoz rögzített 4 hüvelykes lyukfűrészt kell használnia. Ne feledje, hogy a lyukat középen kell eltolni, hogy helyet biztosítson a léptetőmotornak és a hajtóműnek. Használja az alapját referenciaként annak meghatározásához, hogy hol vágja le a lyukat, és győződjön meg arról, hogy középen van a burkolat széleivel.

Most, hogy a bolygók, rudak és a burkolat elő van készítve, készen áll az összeszerelés megkezdésére!

4. lépés: 4. lépés: Főszerelés

Kezdje azzal, hogy a léptetőmotort behelyezi az aljzat kijelölt nyílásába. Ügyeljen arra, hogy a vezetékeket úgy húzza be, hogy azok lejussanak az alapon és kifelé. Ezután helyezze a Föld fogaskereket az alapon lévő extrudált csőre. Úgy szeretné elhelyezni a Föld fogaskereket, hogy az közvetlenül a talp felett lebegjen, és ne dörzsölje rá forduláskor. Most helyezze a motor fogaskerekét a léptetőmotorra úgy, hogy a fogaskerék középpontja a motor tengelyén haladjon. A motor fogaskerék és a földi fogaskerék szépen illeszkedjen egymáshoz. Ezután adja hozzá a központi fogaskereket az extrudált csőhöz. A központi fogaskerék nagyon szorosan illeszkedik az extrudált csőre, és a helyére kell ütni.

Ne feledje, hogy nagyon nehéz eltávolítani a központi fogaskereket, ha a helyére van ütve, ezért győződjön meg róla, hogy megfelelően elhelyezett mindent alatta, mielőtt folytatja. Azt is szeretné, ha hagyna egy kis helyet a Föld fogaskerék és a Központi fogaskerék között, hogy ne zavarják egymást.

Most már készen áll a rudak hozzáadására. A Nap rúd az extrudált csőbe megy az alapon, a Föld rúd pedig a Föld fogaskerék lyukán. Ismét győződjön meg arról, hogy a párhuzamos részek között nincs dörzsölés. A Hold fogaskerekét ezután a Föld rúdja köré helyezzük, a Föld fogaskerék tetejére. A Hold rúd a Hold fogaskerék másodlagos lyukába megy. Töltse le a rudakat a megfelelő bolygókkal, és készen áll a kapcsolási rajzra.

5. lépés: 5. lépés: Áramköri rajz

A vázlat fő részei a mikrokontroller, a tápegység, a léptetőmotor és a vezérlőpanel, valamint a hangérzékelő.

Tápegység

Az áramellátást egy 9 V -os elem biztosítja, amely a mikrokontrollerhez csatlakozik.

Léptetőmotor és meghajtótábla

A léptetőmotor a mikrovezérlő 8, 9, 10 és 11 csapjaihoz van csatlakoztatva. Ezek a csapok a léptetőmotor 1-4 tekercsének aktiválására szolgálnak. Ezeket a vázlatban kimenetekként határozzák meg.

Hangérzékelő

A hangérzékelő a mikrovezérlő 4. tűjéhez van rögzítve. A vázlat bemenetként van definiálva.

6. lépés: 6. lépés: Arduino vázlat

Amint azt korábban említettük, a 8-11 -es csapok a meghajtó táblához vannak csatlakoztatva (pajzs), és aktiválják a léptetőmotor 1-4 tekercsét. A hangérzékelő a 4. tűhöz van csatlakoztatva. 8 ms késleltetési időt határoztam meg, hogy a léptetőmotor megbízható fordulatszámot biztosítson. A beállítás során a motorcsapokat kimenetként, a hangérzékelő csapját pedig bemenetként határoztam meg. A hangérzékelőt a status hurok nevű állapotváltozó olvassa a fő hurokban. Zaj észlelésekor az állapotérzékelő 1 -re áll. Ez 300 lépésben kezdi előre forgatni a motort. A while ciklus a lépések számlálására szolgál. Ha új hangot észlel, a számlálás újraindul, és a motor hosszabb ideig forog. Ha nem észlel hangot, a motor 300 lépés után leáll. További információért tekintse meg a mellékelt videót.

Megjegyzés: tetszőleges számú lépést állíthat be a motor forgásához. Azt tapasztaltam, hogy 300 lépés körülbelül 30 másodperces mozgást eredményez. Nyugodtan módosítsa a lépésszámot, ha azt szeretné, hogy a planetárium hosszabb vagy rövidebb ideig működjön.

7. lépés: 7. lépés: A ház összeszerelése

Most már nincs más hátra, mint az összes alkatrészt a házba helyezni. Azt tapasztaltam, hogy ezt tépőzáras szalagokkal lehetett a legkönnyebben és leghatékonyabban megvalósítani. Először a burkolat alját vonja be a kampóval (durva oldal). Kövesse a kenyérsütőlap, a mikrokontroller, a hangérzékelő, a motor, a motorvédő pajzs és az akkumulátor alját a hurokkal (puha oldal). Tegyen egy hurkot a kenyértábla tetejére, hogy a motort a helyén tartsa. Most már biztonságosan elhelyezheti az összes többi komponenst a házban. Az alap rögzítéséhez először vágja ki a hurok két darabját, amelyek hossza és szélessége valamivel nagyobb, mint az alap hosszú oldalai. Csatlakoztasson minden csíkot a szekrény hosszú oldalához oly módon, hogy lehetővé tegye a léptetőmotor fogaskerékének teljes lezárását, és a földelő fogaskerék illeszkedését a ház fedeléből kivágott lyukba. Az enyémeket körülbelül 1 -re helyezték el a szekrény tetejétől. Ezután rögzítsen két megfelelő horgot az alap hosszú oldalaihoz. Most rögzítheti az alapját a házhoz. Úgy döntöttem, hogy az alapot ilyen módon felemelem, hogy helyet biztosítsak a áramkör alatt.

A planetárium most teljesen összeszerelt és használatra kész! Győződjön meg arról, hogy az akkumulátor csatlakoztatva van a mikrokontrollerhez, csavarja be a burkolatot, és engedje el a hangos zajt. Látnia kell, hogy a planetárium mozogni kezd.

Megjegyzés: a jobb hangérzékelés érdekében akassza a hangérzékelőt a ház egyik falához, a fedél kivágása közelében.

8. lépés: Záró megjegyzések

Bár ez egy egyszerű projekt volt, a benne szerzett ismeretek felbecsülhetetlen értékűek. Mindent megtanultam a 3D modellezésről, a mikrokontrollerek kódolásáról, a videószerkesztésről, a projekttervezésről és még sok másról. Sokkal nagyobb tiszteletet szereztem a terméktervezők iránt is, mert sok gondolat és erőfeszítés folyik ahhoz, hogy valamit megtervezzünk és életre keltsünk. Sok próba és hiba és sok problémamegoldás. Jó volt magam bevonni a folyamatba.

Remélem tetszett ez az oktatható!