Дуу идэвхжүүлсэн планетариум: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү зааварчилгааг Өмнөд Флоридагийн их сургуулийн Макекурсын төслийн шаардлагыг биелүүлэх зорилгоор бүтээсэн болно (www.makecourse.com).

Энэ бол миний дуу идэвхжүүлсэн планетариум юм. Планетариумын үндсэн үүрэг бол алга таших гэх мэт чанга дуугаар идэвхжиж, сар, дэлхийн тойрог замыг нарны эргэн тойронд сэргээх явдал юм. Энэ бол хөгжилтэй, энгийн төсөл бөгөөд үүнийг хялбархан сэргээж, гоёл чимэглэлийн, интерактив хэсэг болгон харуулах болно.

Энэхүү гарын авлагад би арааны систем, ерөнхий тохиргоо, хяналтын системийн талаар ярилцаж энэ гаригийг хэрхэн яаж сэргээх талаар тайлбарлах болно.

Алхам 1: Алхам 1: Эд анги, багаж хэрэгсэл

Эд анги

• 1 DC -47P DC цувралын хүнд даацын электроникийн хаалт - 9.58 доллар
• Модон хүүхэлдэй толгой ArtMinds®, 2.5 инч - 2.49 доллар
• Модон хүүхэлдэй толгой ArtMinds®, 2.25 " - 1.89 доллар
• 3/8 "Диаметр 6061 Хөнгөн цагаан дугуй саваа 24" Урт T6511 0.375 инчийн диаметртэй шахмал - 7.20 доллар

Электроник

• DC 5V Stepper Motor 28BYJ-48 ULN2003 драйвер тестийн модулийн самбар 4 фазтай-1.79 доллар
• Дууны мэдрэгч модуль - $ 1.50
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino + USB кабелийн хөгжлийн самбар - $ 7.58
• Мини талхны самбар - 5.69 доллар
• 4-зүү Эмэгтэй-Эмэгтэй кабель-$ 3.84
• Breadboard Jumper Wire 75 ширхэг багц - $ 4.99

Хэрэгсэл ба хангамж

• 3D хэвлэгч
• Хэмжих соронзон хальс
• 3/8 "Бөмбөг агуулсан
• 5 минутын эпокси
• Шүдний оо эсвэл нэг удаагийн хутгуур
• Нэг удаагийн тавиур
• Алх
• Өрөмдлөг
• 4 "Нүхний харсан
• Хамт харсан
• Хавтгай ба муруй гар файл
• Нийлэг будаг ба сойз: хар хөх, хар ногоон, цагаан, шар

Програм хангамж

Танд Arduino IDE эсвэл AVR-GCC ба AVRDude-ийн бие даасан хувилбарууд хэрэгтэй болно

Алхам 2: Алхам 2: Арааны системийг бий болгох

Энд 3D принтер ажиллах болно. Та хавсаргасан STL файлуудыг араа болон саваа байрлуулах суурийг 3D хэвлэхээр татаж авах хэрэгтэй болно. Планетариумын загвар нь 4 араанаас бүрдэнэ: Хөдөлгүүрийн араа (хөтөч араа), Дэлхий араа (хөтлөгчтэй араа), жижиг төв араа, Сарны араа. Мотор араа нь stepper моторт бэхлэгдэх бөгөөд дэлхийн араа жолоодох болно. Сарны араа нь дэлхийн арааны дээд талд байх бөгөөд төв хэсэгт нь дэлхийн араагаар дамжих саваа байх болно. Энэ нь Дэлхий араа эргэх үед Сарны араа эргэх болно. Төв араа нь сарны араагаа барихад ашиглагддаг бөгөөд дэлхийн арааны төвийг тойрох болно. Сарны саваа нь сарны араагаар дамжин өнгөрөх бөгөөд ингэснээр сар дэлхийг тойрон аялах боломжтой болно. Хэвлэх цагийг хэмнэхийн тулд би суурин дээрээ 5% -ийн дүүргэлтийг ашигласан. Энэхүү бага дүүргэлт нь суурийг маш хөнгөн болгосон нь ашигтай байв.

Алхам 3: Алхам 3: Бэлтгэл ажил

Род бэлтгэх

Бүх зүйлийг хэвлэсний дараа бид гариг, саваа, бүрхүүлээ суурилуулахад бэлэн болгохын тулд бэлтгэл ажил хийх шаардлагатай болно. Нэгдүгээрт, бид тууз хөрөө ашиглан саваа гурван хэсэгт хуваах хэрэгтэй болно. Нэг нь 5 ", нэг нь 3", сүүлчийнх нь 1.5 "байх ёстой.

Гаригийн бэлтгэл

Бид хүүхэлдэйний толгой, бөмбөг холхивчийг ашиглан Дэлхий, Нар, Сараа бүтээх болно. 1.5 "толгойг Наранд, 1.25" Дэлхийг, Сарны хувьд бөмбөгийг ашиглах болно. Эхлээд та хүүхэлдэйний толгойн хавтгай ёроолд 3/8 инчийн өрөмдлөг ашиглан нүх өрөмдөхийг хүсч байна. Энэ нь гаригуудыг саваагаар холбох боломжийг танд олгоно. Одоо хөгжилтэй хэсэг болох зураг зурах болно! Та ямар будаг хэрэглэж байгаагаас хамаарна. Илүү тод өнгө авахын тулд та хэд хэдэн давхарга түрхэх хэрэгтэй болж магадгүй, ялангуяа Нар, Сарыг будахдаа. Нэг зузаан бүдүүн дээр өмсөхөөс хэд хэдэн нимгэн давхаргыг түрхсэн нь дээр гэдгийг санаарай. Хатаахад маш удаан хугацаа шаардагддаг. Үргэлжлүүлэхийн өмнө нимгэн бүрхүүл бүрийг бүрэн хатаана. Дэлхийг гараар будсан. Сарыг бүрэн хатаасны дараа эпокси ашиглан саваагаар бэхлээрэй.

Хаалганы бэлтгэл

Саваа чөлөөтэй хөдөлж байхын тулд бид хашлагын тагны нүхийг хайчилж авах хэрэгтэй. Үүний тулд та өрөмдлөгт бэхлэгдсэн 4 инчийн нүхийг ашиглах шаардлагатай болно. Нүхийг төвөөс офсет хийж, stepper мотор болон моторын араа байрлуулах шаардлагатай гэдгийг санаарай. Хаана хийхээ тодорхойлохын тулд суурийг лавлагаа болгон ашиглаарай. нүхийг хайчилж, хашлагын ирмэгээр төвтэй эсэхийг шалгаарай.

Одоо таны гараг, саваа, хашлага бэлэн болсон тул та угсарч эхлэхэд бэлэн боллоо!

Алхам 4: Алхам 4: Үндсэн чуулган

Stepper мотороо суурин дээр байрлуулсан үүрэнд хийж эхэл. Утасыг суурин дундуур, ёроол руу урсахаар шургуулсан эсэхийг шалгаарай. Дараа нь дэлхийн араагаа суурийн шахмал хоолой дээр байрлуул. Та дэлхийн араагаа суурийн дээгүүр хөвж, эргүүлэхдээ үрэхгүй байхаар байрлуулахыг хүсч байна. Одоо мотор араагаа stepper мотор дээр байрлуул, ингэснээр арааны төв нь хөдөлгүүрийн босоо амаар дамжина. Мотор ба газардуулгын хэрэгсэл нь хоорондоо сайн зохицсон байх ёстой. Дараа нь шахсан хоолойд Төв араа нэмнэ. Төвийн араа нь шахагдсан хоолойд маш нягт бэхлэгдсэн байх бөгөөд түүнийг алхаар цохих шаардлагатай болно.

Анхаарна уу, араагаа цохиж авсны дараа салгах нь маш хэцүү тул үргэлжлүүлэхээсээ өмнө доор нь байгаа бүх зүйлийг зохих ёсоор байрлуулсан эсэхийг шалгаарай. Та мөн дэлхийн араа ба төв араа хооронд бага зэрэг зай үлдээхийг хүсч байна, ингэснээр тэд бие биедээ саад болохгүй.

Та одоо саваа нэмэхэд бэлэн боллоо. Нарны саваа нь суурийн шахмал хоолой руу орох бөгөөд дэлхийн саваа нь дэлхийн арааны нүхээр дамжин өнгөрөх болно. Дахин хэлэхэд зэрэгцээ хэсгүүдийн хооронд үрэлт байхгүй эсэхийг шалгаарай. Сарны араа дараа нь дэлхийн савааны эргэн тойронд, дэлхийн арааны дээд хэсэгт байрлуулна. Сарны саваа нь сарны арааны хоёрдогч нүх рүү орох болно. Саваагаа тус тусад нь гаригаар нь тавиад хэлхээний схем рүү шилжихэд бэлэн боллоо.

Алхам 5: Алхам 5: Хэлхээний схем

Схемийн үндсэн хэсгүүд нь микроконтроллер, тэжээлийн хангамж, stepper мотор ба жолоочийн самбар, дууны мэдрэгч юм.

Цахилгаан хангамж

Эрчим хүчийг микроконтроллерт холбосон 9В батерейгаар хангадаг.

Stepper Motor & Drive Board

Stepper мотор нь микроконтроллер дээрх 8, 9, 10, 11 -р зүүтэй холбогддог. Эдгээр тээглүүр нь stepper моторын 1-4 ороомгийг идэвхжүүлэхэд ашиглагддаг. Тэдгээрийг ноорог дээрх гаралт гэж тодорхойлдог.

Дууны мэдрэгч

Дууны мэдрэгчийг микроконтроллер дээрх 4 -р зүү дээр хавсаргасан болно. Үүнийг ноорог дээрх оролт гэж тодорхойлдог.

Алхам 6: Алхам 6: Arduino Sketch

Өмнө дурьдсанчлан, 8 -11 тээглүүр нь хөтчийн самбар (бамбай) -тай холбогдсон бөгөөд stepper моторын 1-4 ороомгийг идэвхжүүлнэ. Дууны мэдрэгч нь зүү 4 -т холбогдсон байна. Stepper мотороор найдвартай эргэх хурдыг гаргахын тулд би 8 мс хоцрох хугацааг тодорхойлсон. Тохиргоонд би мотор тээглүүрийг гаралт, дуу мэдрэгчийн зүүг оролт гэж тодорхойлсон. Дууны мэдрэгчийг үндсэн давталтад statusSensor статусын хувьсагчийн нэрээр уншдаг. Дуу чимээ илрэх үед статус мэдрэгчийг 1 болгож тохируулна. Ингэснээр хөдөлгүүрийг 300 алхам урагш эргүүлж эхэлнэ. Алхамыг тоолохын тулд хэсэг хугацааны давталт ашигладаг. Хэрэв шинэ дуу илэрсэн бол тоолуур дахин асах бөгөөд энэ нь моторыг удаан хугацаанд асаахад хүргэдэг. Хэрэв дуу чимээ илрээгүй бол хөдөлгүүр 300 алхам хийсний дараа эргэхээ болино. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг хавсаргасан видеог үзнэ үү.

Тэмдэглэл: Та моторыг эргүүлэх хэдэн алхам хийх боломжтой. 300 алхам нь 30 орчим секундын хөдөлгөөнийг өгдөг болохыг би олж мэдсэн. Хэрэв та планетариумыг илүү урт эсвэл богино хугацаанд ажиллуулахыг хүсч байвал алхамуудын тоог өөрчилж болно.

Алхам 7: Алхам 7: Хашлага угсрах

Одоо үлдсэн бүх зүйл бол бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хайрцагт оруулах явдал юм. Үүнийг velcro тууз ашиглан хамгийн хялбар бөгөөд үр дүнтэй гүйцэтгэсэн болохыг олж мэдсэн. Нэгдүгээрт, хашааны ёроолыг дэгээгээр (барзгар тал). Дараа нь талхны самбар, микроконтроллер, дууны мэдрэгч, мотор, моторын бамбай, батерейны доод хэсгийг гогцоотой (зөөлөн тал). Моторыг байрлуулахын тулд талхны тавцангийн дээд хэсэгт гогцоо нэмнэ үү. Та одоо үлдсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг хашлага дотор найдвартай байрлуулж болно. Суурийг бэхлэхийн тулд эхлээд суурийн урт талаас арай том урт, өргөнтэй гогцооны хоёр хэсгийг хайчилж ав. Тууз бүрийг хашлагын урт талд хавчаарын моторын араа бүрэн хаалттай, газрын араа нь хаалтын тагнаас хайчилж авсан нүхэнд сайн багтахаар байрлуулна. Уурхайг хашааны дээд хэсгээс ойролцоогоор 1 зайд байрлуулсан. Дараа нь суурийн урт талд хоёр тохирох дэгээ бэхлээрэй. Та одоо баазаа хашлага дээр холбож болно. Би суурийг ийм байдлаар дээш өргөхөөр шийдсэн. доорх хэлхээ.

Таны планетарийг бүрэн угсарч, ашиглахад бэлэн боллоо! Таны батерей микроконтроллерт холбогдсон эсэхийг шалгаад боолтыг хашлага дээр тавиад сайхан чанга дуу чимээ гаргаарай. Та гаригийнхаа хөдөлж эхлэхийг харах ёстой.

Тэмдэглэл: Дуу чимээг илүү сайн илрүүлэхийн тулд дууны мэдрэгчээ таган доторх тасалгааны ойролцоох хашлагын хананд холбоно уу.

Алхам 8: Эцсийн тайлбар

Хэдийгээр энэ бол энгийн төсөл боловч миний олж авсан мэдлэг үнэлж баршгүй юм. Би 3D загварчлал, микроконтроллер кодлох, видео засварлах, төсөл төлөвлөх гэх мэт олон зүйлийг мэдэж авсан. Бүтээгдэхүүн зохион бүтээгчдийг илүү их хүндэлдэг болсон, учир нь аливаа зүйлийг зохион бүтээх, эдгээр загварыг амьдралд хэрэгжүүлэхийн тулд маш их хүчин чармайлт шаардагддаг. Маш олон туршилт, алдаа, маш олон асуудлыг шийдвэрлэх. Энэ үйл явцад өөрийгөө оролцуулах нь хөгжилтэй байсан.

Энэхүү зааварчилгаа танд таалагдсан гэж найдаж байна!