همگام سازی آتش ، موسیقی و چراغ: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

همه ما می دانیم که وسایل الکترونیکی برای بسیاری از کارهای مهم در بیمارستان ها ، مدارس ، کارخانه ها استفاده می شود. چرا کمی هم با آنها سرگرم نشوید.

در این دستورالعمل من انفجارهایی از آتش و چراغ ها (Led's) را ایجاد می کنم که با موسیقی واکنش نشان می دهند تا موسیقی کمی سرگرم کننده تر شود.

ما از الکل ایزوپروپیل به عنوان م Compلفه اصلی یک ضدعفونی کننده استفاده می کنیم که خیلی سریع تبخیر می شود و در مقایسه با سایر سوخت ها چنین بوی قوی را پشت سر نمی گذارد و هوا فقط پس از یک یا دو دقیقه از باقی مانده پاک می شود.

سروو یک بطری اسپری پر از ایزوپروپیل را فعال می کند تا یک آتش سوزی/شعله ایجاد کند که توسط یک سرنگ تزریقی که جریان بوتان از آن خارج می شود ایجاد می شود.

مرحله 1: مواد مورد نیاز

برای شروع کار با این ساختار ، به طور دقیق تمام اجزای مورد نیاز را جمع آوری کنید

1. MG995 180 درجه سرو* 8

2. آردوینو نانو *1

3 ، Stm32

4. اسپری بطری *4

5. نوارهای چوبی

6. تخته سه لا دایره ای/ مستطیلی

7. میله های فلزی برای پشتیبانی

8. لوله های آکواریوم

9. تخته نان

10. درایور سروو PCA9685

11. تخته پرفکت

12. سیمهای هدر نر به نر

13. منبع تغذیه Breadboard

14. منبع تغذیه 5 آمپر 5-12 ولت

15. سرنگ تزریقی

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. نخ ماهیگیری

18. DRV8825

19. موتور پله ای NEMA 17

مرحله 2: سروو

بیایید موافقت کنیم که سروو جزء اصلی پروژه است زیرا باعث شلیک یا ایجاد انفجار آتش می شود. برای استفاده از سرو MG995 وصل کردن آن در آردوینو به طور کلی می توانید منابع زیادی برای کنترل سروو با استفاده از آردوینو پیدا کنید. ما علاوه بر سروو ، از یک درایور سرو PCA9685 استفاده می کنیم تا کنترل را آسان تر ، سریعتر و کارآمدتر کنیم.

از آنجا که بطری Two Servo's Actuate One هر دو را با یک سیگنال کنترل/pwm (تعدیل عرض پالس) یکسان کنترل می کند ، کارآمدتر است ، بنابراین این مشکلی را ایجاد می کند که هر دو در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخند. بنابراین برای غلبه بر این ما باید همه سرووهای سمت راست را تغییر دهیم.

این را می توان با باز کردن سروو و معکوس کردن سیم های منتهی به موتور آن و سیم های پتانسیومتر شدید سمت چپ و راست انجام داد. این باعث می شود سروو در جهت حرکت عقربه های ساعت برای سیگنال داده شده در جهت عقربه های ساعت حرکت کند و برعکس.

اکنون ، هر دو سرو برای یک بطری معکوس در جهت عقربه های ساعت می چرخند و دیگری در جهت عقربه های ساعت می چرخند تا بر روی ماشه بطری اسپری از طریق یک خط ماهیگیری قوی فشار بیاورند.

مرحله 3: نصب سروو

سروو پس از اصلاح موفقیت آمیز (4 از 8) اکنون باید نصب شود. به نظرم بریدن سوراخ ها با دستگاه حفاری که مته مته اره ای به آن متصل شده بود بسیار آسان بود. لبه سروو حدود 2 سانتی متر است ، بنابراین برش آن با یک مته اره مدور کارآمدترین است. اطمینان حاصل کنید که بین هر سروو 8 تا 10 سانتی متر فاصله وجود داشته باشد تا بتوانید بتری را به راحتی رشته ، محرک و قرار دهید. در حال حاضر ، پس از برش سوراخ ها ، بهترین کار این است که تفنگ را در بالای سروو با یک چسب تفنگ چسب خوب چسبانده و لبه سروو را به لبه برش خورده بچسبانم. این روند برش و نصب کمی وابسته است/ فرایند آزمایش و خطا.

کاغذ زرد نقاطی را که در آن سوراخ باید بریده شود مشخص می کند تا لبه های سروو به داخل لغزند. کل سوراخ شده را می توان با یک مته کوچک معمولی صاف تر کرد.

مرحله 4: سروو شیلد پرفیش پرفیش

ساخت این سپر سروو سیم کشی و تغذیه را بسیار ساده تر می کند و همچنین عیب یابی آن آسان است.

هشت ست از 3 پین هدر بردارید و آنها را روی یک تخته کوچک چسبانده و مطمئن شوید که بین آنها فضای مساوی وجود دارد. ولتاژ و زمین را از طریق سیم یا پین های فلزی کوچک برای کل Eight Servo کوتاه کنید. 2-2-2-2 مجموعه کوتاه از پین های PWM به گونه ای که 2 سروو اول سیگنال PWM مشابهی را در دو بعدی دریافت کنند و غیره.

ساخت این برد پرفورمنس نیز بسیار مهم است زیرا اگرچه درایور PCA9685 Servo IO فوق العاده ای را برای اتصال سروو ارائه می دهد ، درایور محدود به 5 ولت است و ظاهراً محدودیت های فعلی دارد. برای غلبه بر این ، این محافظ صفحه برد/PCB گزینه بسیار خوبی است. همچنین دلیل دیگر این است که سرووها در این پروژه در حداکثر ظرفیت ولتاژ خود برای گشتاور بیشتر و فشار دادن بطری اسپری تمیز کار می کنند ، بنابراین ما 8V را از طریق این سپر موقت سروو ارائه می دهیم. همچنین یک سربرگ Male Header Wire را به اولین مجموعه سرووها و غیره اضافه یا وصل کنید تا بعداً به راننده متصل شود.

مرحله 5: شعله بوتان

برای روشن کردن ایزوپروپیل ، شعله کوچکی در جلوی بطری لازم است. من سعی کردم با nichrome آزمایش کنم تا الکل را فعال کند ، اما متأسفانه این کار نمی کند و حتی اگر این مشکل وجود داشت ، من مشکلی با آن داشتم. با ایده بوتان به چهار سرنگ کوچک و لوله آکواریوم نیاز داریم. هر چهار لوله را از طریق آداپتورهای مخصوص / اتصالات لوله به یک لوله وصل کنید. قسمت چپ در حال حاضر بوتان را طوری نگه می دارد که گاز به داخل سرنگ ها سرازیر می شود. برای دستیابی به این هدف ، من یک جعبه/ محفظه چوبی ساخته ام تا یک موتور پله ای با پیچ/ میله رزوه ای بتواند به بوتان فشار آورد و گاز را در جریان نگه دارد.

دو ورق تخته سه لا به اندازه 1.25 برابر اندازه قوطی بوتان خود ببرید ، چوب اضافی زیر برای موتورهای پله ای و میله ای است که به قوطی فشار می آورد. دو تخته سه لا کوچک به قطر قوطی بوتان بردارید و آنها را سوراخ کنید/ میخ کنید تا بوتان بین ورقه های تخته سه لا که قبلاً گرفته شده است محکم جا بگیرد. در حال حاضر برای قسمت پایین قوطی ، بهترین کار این است که یک تخته سه لا مربع/ مستطیل شکل به اندازه پایه بوتان بردارم. یک مهره کامل و مهر و موم کننده /سیلیکون را طوری سوراخ کنید که میله ای نخ دار از آن عبور کند. قوطی بوتان را به داخل مجموعه بکشید و یک قسمت اکریلیک با یک مرکز مته سوراخ شده نیز قرار دهید تا نازل قوطی بوتان عبور کند / آن را لمس کنید. سرنگ یا چیزی مشابه آن را در قسمت بالای اکریلیک بکشید تا اگر قوطی به آن فشار آورد گاز از سرنگ خارج شود. این را به چهار لوله وصل کنید و به چهار سرنگ مختلف که قبل از بطری ها قرار داده شده ، وصل کنید. برای قسمت پایینی محفظه از پیچ هایی استفاده کنید که از فنر عبور کرده و آن را به مجموعه چوب وصل می کنند به طوری که در صورت محکم شدن پیچ توسط پله ، محفظه به سمت پله می رود و فشار دادن بوتان را آسان می کند.

مونتاژ شما در اینجا برای قوطی بوتان انجام شده است.

در حال حاضر ، ما باید لوله ها را از طریق تخته سه لا که سروو را نگه می دارد بالا بیاوریم ، فقط سوراخ هایی به اندازه شعاع لوله های آکواریوم را به آرامی از بین ببرید و سرنگ ها را به هم وصل کنید. همچنین خط ماهیگیری را از سروها به سمت بالا بطری و به طرف دیگر سروو بچسبانید به گونه ای که هنگام فعال شدن سرو سرو بطری فشرده شود. می توانید نخل های کوچک را در قسمت پرس بطری اسپری برش دهید تا گاهی اوقات خط ماهیگیری دچار لغزش نشود.

مرحله ششم: چراغ ها

برای جلوه دادن بصری هر پروژه چراغهای جذاب بخش مهمی هستند ، نوارهای RGB Led را بردارید و 4 نوار از 9 Led ببرید ، بطریهای حاوی ایزوپروپیل را بپیچانید تا جلوه مورد نظر را به دست آورید. آنها را به صورت سری وصل کنید و سیم های نهایی را بیرون بیاورید. قرمز ، سبز و آبی و یک امتیاز مثبت همراه خود خواهید داشت. اگر 12 ولت را به سرب مثبت وصل کنید و رنگ مورد نظر خود را آسیاب کنید ، قدرت آنها افزایش می یابد. پایه گذاری دو رنگ به طور همزمان باعث ایجاد رنگ متفاوتی می شود که می توان در هر جایی از طریق نمودار رنگ در اینترنت به آن اشاره کرد.

روشن و خاموش کردن آنها با Arduino/ STM32 مشکل است زیرا میکروکنترلر Arduino/ STM32 نمی تواند 12 ولت را روشن و خاموش کند. بنابراین ما از 3 IRFZ44N Mosfet در اینجا استفاده می کنیم تا Led ها را مطابق موسیقی روشن و خاموش کنید. Mosfet را بردارید و پایانه وسط را به رنگ مربوطه و راست راست آن را به سمت زمین و پایانه سمت چپ آن را به میکروکنترلر وصل کنید. این کار را برای دو رنگ دیگر نیز تکرار کنید.

آزمایش یکبار آنها با یک طرح پلک زدن ساده arduino همیشه ایده خوبی است فقط کافی است شماره پین موجود در طرح چشمک زدن را به شماره ای که mosfet را وصل کرده اید تغییر دهید.

با نگه داشتن بطری اسپری به صورت تورفت ، RGB's Led's را به شکل دایره ای بچسبانید. پیشنهاد می کنم دور بطری را محکم ببندید و روی پایه چوب/تخته سه لا چسب داغ بزنید. این امر همچنین باعث ایجاد لکه ای می شود که وقتی بطری ها با فشار دادن بطری به حرکت در می آیند ، بطری ها حرکت نمی کنند یا نمی افتند.

مرحله 7: الکترونیک و سیم کشی

سیم کشی بسیار ساده است ، همچنین یک نمودار مدار را در زیر برای مرجع شما پیوست کردم. اساساً سیمهای PWM از Servo Driver به 8 سروو موتور متصل شده اند که 4 مورد از آنها معکوس است. من از آردوینو و STM32 به عنوان میکروکنترلر استفاده کرده ام. آردوینو برای کنترل پاشش و STM32 برای کنترل چراغ ها است. من از STM32 استفاده کرده ام تا نگاشت رنگ ها برای موسیقی خاص بهتر باشد زیرا STM32 دارای مشخصات بهتری است و می تواند تغییرات چهارگانه بهتری را انجام دهد که منجر به نور بهتر می شود. استفاده از آردوینو نیز مشکلی ایجاد نمی کند اما در مقایسه با استفاده از stm32 که می تواند محاسبات بهتری انجام دهد ، کمی بد به نظر می رسد.

مرحله 8: کد

به عنوان هر قسمت از پروژه با میکروکنترلر ، کد مهمترین بخش است. در زیر کد این پروژه آمده است. با خیال راحت اصلاح کنید یا تغییراتی را بر اساس نیازهای خود ایجاد کنید. شماره کد مربوط به کد در خود کد ذکر شده است.

پاشش "" Code "اساساً یک آردوینو است که توسط کامپیوتر برنامه ریزی شده است تا هنگامی که چیزی در مانیتور سریال Arduino تایپ می شود ، اسپری را فعال کند ، ما ترکیبی از" a "" - "p" که در آن "" a "داریم یک اسپری/ Burst of Fire و "o" هر چهار بطری را اسپری می کند ، "p" 500 ثانیه تأخیر دارد. Bursts را می توان با قرار دادن رشته ای از این کاراکترها در مانیتور سریال (به طور مداوم) کنترل کرد.

کد دیگر مربوط به تغییر Led's توسط STM32 است. این برنامه تبدیل های فوریه را برای واکنش به یک موسیقی خاص انجام می دهد و جلوه تغییر رنگ زیبا را ایجاد می کند.

آخرین کد مربوط به موتور پله ای بوتان است که از راننده DRV 8825 Stepper برای پیچاندن پیچ استفاده می کند که گاز را روشن می کند. اگرچه شما همچنین می توانید پیچ / کوپلر را به صورت دستی بچرخانید تا قوطی را در برابر اکریلیک فوقانی فشار دهید که باعث فعال شدن / باز شدن گاز به سرنگ های قرار گرفته در جلوی بطری ها می شود.

مرحله نهم: موفقیت

پروژه ما بالاخره انجام شد

پیوست ویدئویی است که نمایش خود را نشان می دهد:)

مرحله دهم: نکات ، ترفندها و پیشنهادات

احتیاط: از آنجا که این پروژه شامل آتش واقعی هم به عنوان اثر اصلی مورد نظر است و هم دارای بوتان است لطفا احتیاط کنید. ایزوپروپیل الکل نیز یک ماده شیمیایی خطرناک است و باید احتیاط کرد.

1. این پروژه اگرچه در برابر آتش واکنش نشان می دهد ، در واقع به طور کامل خودکار نمی شود زیرا فرد باید به مانیتور سریالی ورودی دهد تا در واقع شعله ها را روشن کند. این را می توان به راحتی با پایتون/ هر الگوریتمی که بتواند یک آهنگ کامل را از ورودی '' '' به '' p 'ترسیم کرده و به Arduino ارائه دهد تا خودکار شود.

2. یک نوار Kapton Heat را به بطری حاوی ایزوپروپیل اضافه کنید تا در صورت عدم گرم شدن درپوش بطری/ آسیب رساندن به اسپری بطری جلوگیری شود.

3. نوعی سنسور ایمنی را می توان به کل ساختمان اضافه کرد مانند HC-SR04 یا سنسور مجاورت برای متوقف کردن جریان گاز و سم پاشی هنگامی که شخصی در نزدیکی پروژه ایستاده است و ایجاد شعله خطرناک است.

4. منبع تغذیه مورد استفاده را می توان با مبدل های Buck یا Boost به حداقل رساند تا دارای 8 ولت (5 آمپر) (برای سرو) ، 23-40 ولت (برای موتور پله ای) ، 5 ولت (برای آردوینو و Stm32) و 12 ولت (برای چراغ ها).

5. من طرحهای Stepper Motor یا DRV8825 را به عنوان یک درایور ساده که موتور را به حرکت در می آورد ارائه نکرده ام و همچنین منابع زیادی در اینترنت برای اتصال آن به پله و میکروکنترلر در دسترس است. اگرچه من کد مربوطه را ارائه کرده ام. من از دو دکمه برای کنترل عقربه های ساعت و چرخش موتور پله ای در جهت عقربه های ساعت استفاده کردم ، به گونه ای که با فشار دادن دکمه در جهت عقربه های ساعت ، پیچ را به قوطی فشار می دهد و با فشار دادن دکمه جهت عقربه های ساعت قوطی را در محفظه پایین می آورد تا گاز کاهش می یابد/ قطع

6. اطمینان از اتصال مناسب منبع تغذیه به منظور جلوگیری از هرگونه خروجی و سکسکه ناخواسته در ساخت ، همچنین می توانید یک PCB برای نصب میکروکنترلر و دستگاه های الکترونیکی طراحی کنید تا کار راحت تر شود.

7. این پروژه همچنین می تواند به عنوان یک ضدعفونی کننده ضدعفونی کننده استفاده شود و همچنین بطری ها دارای ایزوپروپیل هستند که می تواند کمی بهداشت را ارائه دهد.

8. آتش باید در واقع توسط یک فندک روشن شود ، برای جلوگیری از این امر می توانیم از سیم نیکروم برای ساده تر کردن فرآیند روشنایی و کار با رایانه/ میکروکنترلر استفاده کنیم.