نصب سقف ستاره فیبر نوری فعال موسیقی: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

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

آیا می خواهید یک قطعه از کهکشان در خانه خود داشته باشید؟ نحوه تهیه آن را در زیر بیابید!

سالها پروژه رویایی من بود و بالاخره به پایان رسید. زمان زیادی طول کشید تا تکمیل شود ، اما نتیجه نهایی آنقدر رضایت بخش بود که مطمئنم ارزشش را داشت.

کمی در مورد پروژه. من با این کار کاملاً DIY رفتم ، که به من اجازه داد آزادی خلاقیت کامل داشته باشم. نتیجه - صورت فلکی آسمان شمالی در مقیاس ، کنترل فردی خوشه های ستاره ای با ریموت IR (روشنایی و رنگ) ، واکنش پذیری نسبت به موسیقی ، نورپردازی کاملاً قابل کنترل و مهمتر از همه - امکان ارتقا تقریباً هر چیزی در این پروژه. برای دستیابی به همه اینها ، من آردوینو را به عنوان یک پلت فرم برای پروژه انتخاب کردم ، زیرا دانش برنامه نویسی دارم. برای واکنش پذیری موسیقی تراشه MSQ7EQ این ترفند را انجام داد ، منابع زیادی آنلاین برای آن وجود دارد. برای ارتباط ، NRF24L01 بسیار استفاده می شود و من چند قطعه یدکی داشتم ، بنابراین از آنها استفاده کردم. برای کنترل تعداد زیادی LED ، سروو کنترلر PCA9685 عالی عمل می کند. اگر شما نسخه ارزان تر و ساده تری از این پروژه را ترجیح می دهید ، می توانید در آمازون به دنبال ست های سقفی ستاره باشید ، اما اگر تصمیم دارید که مانند من به طور کامل با این پروژه کار کنید ، این مهارت ها مورد نیاز است: · برخی از دانش در برنامه نویسی آردوینو. · مهارت طراحی و لحیم کاری مدار. · نحوه کار با AC.

بسیاری از شما قیمت پروژه را درخواست کردید ، برای من سخت است که یک عدد بدهم ، زیرا مواد زیادی برای آن در اختیار داشتم و بستگی زیادی به این دارد که چقدر تصمیم می گیرید خودتان آن را انجام دهید ، اندازه پروژه ، و غیره ، اما من حدس می زنم که بسته به این عوامل می تواند تا چند صد یا 1000 دلار بالا باشد. در حالی که هر آخر هفته کار می کردم ، یک سال طول کشید تا این پروژه را به پایان برسانم.

مرحله 1: برنامه ریزی

اول ، اگر کسی بخواهد قطعه الکترونیکی را خودش تهیه کند یا یک کیت بخرد ، باید تصمیم گیری شود. برای ایجاد مدارها مقداری دانش در آردوینو و الکترونیک اساسی مورد نیاز است ، همچنین احتمال خرابی بیشتر وجود دارد. با جستجوی "فیبر نوری ستاره سقفی کیت" یا هر جای دیگر ، گزینه های زیادی وجود دارد ، می توانید بسیاری از گزینه های کیت را در آمازون پیدا کنید. اما اگر کسی آزادی خلاقیت کامل و کنترل پروژه را می خواهد ، DIY کامل راهی برای پیشرفت است.

اکنون که تصمیم گیری در مورد وسایل الکترونیکی گرفته شده است ، باید به ساختار سقف ، اندازه نقشه ستاره و تعداد ستاره ها فکر کنید. من به دلایلی که قبلاً ذکر شد با سقف گچی معمولی آویزان رفتم. از آنجا که در مورد من نصب فیبر نوری (سقف کم) سخت بود ، تصمیم گرفتم با تعداد نسبتاً کمی از ستاره ها 1200 پوند بروم ، اما نتیجه نهایی هنوز شگفت انگیز است ، در اینجا پشیمان نیستم.

حالا درباره انتخاب الگوی ستاره. من در نیمکره شمالی زندگی می کنم ، بنابراین قسمتی از آسمان را انتخاب کردم که در اینجا قابل مشاهده است. برنامه های زیادی برای به دست آوردن تصویر صورت های فلکی وجود دارد ، من از Celestia به عنوان دستورالعمل معروف "Star-Map" استفاده کردم. البته الگو لازم نیست واقع بینانه و در مقیاس باشد ، در اینجا از آزادی کامل خلاقیت برخوردار باشید ، می توانید ایده های شگفت انگیز زیادی را برای الگوهای آنلاین پیدا کنید.

ستاره هایی که با دایره های رنگی مختلف مشخص شده اند ، برای تمایز خوشه های ستاره ای با روشنایی تا حدودی مشابه هستند. من در این قسمت تلاش زیادی نکردم ، بنابراین بسیار دقیق نیست..

مرحله 2: مواد

اکنون که همه چیز برنامه ریزی شده است ، می توان مواد را سفارش داد.

در این قسمت من مواد مورد نیاز برای سقف را فهرست نمی کنم ، زیرا بستگی به سیستم مورد استفاده و عوامل دیگر دارد. من از سیستم سقفی کناف استفاده کردم. ابزارها نیز همینطور هستند ، زیرا اکثر ابزارهایی که برای نصب سقف نیاز دارید. برای نصب ستارگان و وسایل الکترونیکی ، چندان مورد نیاز نیست ، لیست زیر را ببینید. بسیاری از قطعات را در مغازه های لوازم الکترونیکی محلی خریداری کردم و در AliExpress استراحت کردم ، زیرا آنجا بسیار ارزان تر است و در اکثر موارد کیفیت خوب است.

قطعات برای ستارگان و لوازم الکترونیکی:

· منبع تغذیه نوارهای LED بستگی به طول دارد ، منابع واقعا خوبی به صورت آنلاین برای انتخاب منبع تغذیه نوار LED وجود دارد. در مورد من ، منبع تغذیه سوئیچینگ 12V / 30A / 350W برای نوار شاید 15 متر داشتم. نوارها 14.4 وات بر متر بودند ، بنابراین مقدار زیادی برای ذخیره داشتم · منبع تغذیه دیودهای LED 3 واتی. باز هم بستگی به تعداد LED ها دارد ، اما در مورد من منبع تغذیه 5V / 7A / 35W برای 15 LED و خود آردوینو بود. اگر تصمیم دارید از LED های RGB استاندارد 5 میلی متری استفاده کنید ، این منبع تغذیه می تواند به میزان قابل توجهی قدرت کمتری داشته باشد و مدار بسیار ساده تر خواهد بود ، اما ستاره ها از روشنایی کمتری برخوردار خواهند بود.) LED تک برای کنترل یک خوشه ستاره است ، بنابراین مقدار بستگی به این دارد که چند ستاره را به طور جداگانه کنترل کنید. · نوارهای LED 12 ولت RGB. · فیبر نوری. خط ماهیگیری کار نمی کند میزان نیاز شما بستگی به تعداد ستاره ها / اندازه سقف / محل مدار دارد. من از فیبرهای ضخامت مختلف برای تأثیر بیشتر استفاده کردم. · تخته PCA9685. با یک برد 5 دیود LED RGB را می توان کنترل کرد. · 2 برابر Arduino Uno/Mega · 2 برابر NRF24L01. · کابل USB برای تغذیه آردوینو. 1 رایانه مخصوص تک رنگ نوار LED است. به خاطر داشته باشید که محدودیت طول نوار 5 متر است ، در صورت نیاز بیشتر ، به نوارهای جداگانه نیاز دارید. همچنین راه حل هایی برای اتصال نوارهای طولانی وجود دارد ، در صورت نیاز از آنها بخواهید یا گوگل کنید. · ترانزیستورهای 2N2222 (یا سایر NPN ها). هر ترانزیستور جداگانه با هر رنگ LED 3W مورد نیاز است. در مورد من 15x3. · مقاومت: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 برای R G B به ترتیب از هر LED 3W. 5-10k برای پایین کشیدن ، می تواند 0.25W باشد. · 10 خازن uF برای جداسازی NRF24L01. · نوعی ورق آلومینیومی برای رفع و خنک کننده LED 3W. · PCB برای مدارها. ، نوار چسب و سایر مواردی که در کارگاه معمول خود پیدا می کنید. · سیم های زیادی در ضخامت های مختلف. برای سیگنال PWM می توان از سیمهای ساده تخته نورد استفاده کرد ، اما آمپرهای زیادی در این سیمها جریان نمی یابد ، اما ضخامت نوارهای LED باید بسته به فاصله نوار LED تا مدار ، برای LED های 3W محاسبه شود.

قطعات جعبه کنترل از راه دور و تجزیه و تحلیل طیف:

· 1x MSGEQ7 ؛ · مقاومتها: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · خازنها: 1x 33 pF / 1x 0.01 µF / 1x 0.1 µF. تعداد زیادی سیم بورد یا هر سیم نازکی که دارید. · PCB کوچک. من از PROTO SHIELD استفاده کردم. · کیف کوچک برای Arduino UNO و مدار من از یک جعبه برش لیزری کوچک استفاده کردم. · قطعات دیگری وجود دارد که با مدار اصلی مشترک هستند. مقدار در لیست مدار اصلی گنجانده شده است.

ابزارهای نصب ستاره و ایجاد مدار:

· چسب شفاف که فیبرهای نوری را حل نمی کند. من از چسب کاغذ معمولی استفاده کردم · تجهیزات لحیم کاری · داشتن مولتی متر برای این پروژه مفید است · پیچ گوشتی · انبردست. باید ضخامت یکسانی با فیبر نوری داشته باشد.

مرحله 3: نصب سقف

من در این مرحله به جزئیات نمی پردازم ، مطالب زیادی در مورد نحوه نصب سقف آویز وجود دارد و من در این زمینه متخصص نیستم. رویکردی که من انتخاب کردم پیچیده تر از رویکردی با ستارگان است که بسیاری از مردم انتخاب می کنند. اما با این کار ، ما سقف آویز با کیفیتی داریم که در نور روز کاملاً طبیعی به نظر می رسد ، بدون تابلو ، بدون هیچ چیز.

برای وسایل الکترونیکی تصمیم گرفته ام دریچه تعمیر و نگهداری را در قسمت نه چندان قابل رویت سقف گچی اضافه کنم.

اعمال پرکننده و پرایمینگ در این مرحله انجام می شود ، اما رنگ آمیزی هنگام نصب الیاف انجام می شود.

مرحله 4: نصب فیبر نوری

این قسمت بیش از حد انتظار انجام شد … پس از بداهه پردازی های فراوان ، ما به این نتیجه رسیدیم که در مورد ما بهترین راه برای سیم کشی فیبر نوری ، یک تیر ماهیگیری و یک حلقه خط ماهیگیری است ، برای توضیح به طرحهای شاهکار من مراجعه کنید. اکنون که به این ایده نگاه می کنم مسخره به نظر می رسد ، اما کسی که از برخی چالش ها خوشش نمی آید.

چند نکته:

· توصیه می کنم الیاف را در سوراخ های آنها بچسبانید ، بنابراین آنها مطمئناً در جای خود می مانند. چسب باید شفاف باشد و با مواد الیاف واکنش ندهد. من از چسب کاغذ معمولی استفاده کردم.

· حفاری لازم نیست. سوراخ های گچی سقف را می توان به سادگی با یک چوب یا هر چیز مشابهی سوراخ کرد ، فقط مطمئن شوید که با قطر فیبر نوری مطابقت داشته باشد.

· برای یافتن موقعیت دقیق ستاره های خاص بر روی سقف ، از نوار اندازه گیری مدرسه قدیمی استفاده کردم. 100٪ دقیق نبود ، اما بسیار نزدیک بود. سقف برای چاپ نقشه ستاره در مقیاس بسیار بزرگ بود.

مرحله 5: پایان سقف: نقاشی

ما روی فیبرهای نوری رنگ آمیزی کرده ایم ، بنابراین در صورت عدم استفاده قابل مشاهده نیستند. به این ترتیب به نظر می رسد که شما یک سقف آویزان معمولی هستید. ما در دو لایه رنگ آمیزی کردیم و روشنایی الیاف تقریباً یکسان است.

مرحله 6: ایجاد مدار آزمایش

مدار به خودی خود چندان پیچیده نیست و بلافاصله برای من کار می کند ، اما همیشه خوب است قبل از نصب آن را آزمایش کنید و لحیم کاری زیادی در این مدار وجود دارد ، بنابراین خطر در آنجا وجود دارد. همچنین ، آزمایش نسخه ای از مدار برای به روزرسانی های آینده هوشمند است ، زیرا مطمئن هستم هیچ کس نمی خواهد چیزی را که نصب آن در سقف چند روز طول کشید ، کوتاه کند.

برای نسخه آزمایشی منظور من یک یا دو برد PCA9685 ، NRF24L01 و منبع تغذیه متصل به آردوینو است. همه چیز می تواند روی تخته نان باشد. همین امر در مورد مدار از راه دور IR نیز صادق است ، فقط مواردی را به تخته نان اضافه کنید ، ببینید آیا کار می کند یا خیر. همچنین ، پیشنهاد می کنم چند LED 3W را برای آزمایش لحیم کنید.

مرحله 7: کد آردوینو

برای کتابخانه ها و سایر پیوندهای مفید به بخش "اطلاعات مفید" مراجعه کنید. برای توضیح کد به نظرات موجود در کد توجه کنید.

برای ایجاد این کد من از منابع زیادی استفاده کردم ، برخی از آنها در بخش "اطلاعات مفید" ذکر شده است ، اما از آنجا که بیش از یک سال پیش این پروژه را به پایان رساندم ، زمانی که تصمیم گرفتم مطالبی را برای آموزش بنویسم ، نتوانستم همه آنها را پیدا کنم. منابع و برخی از پیوندهایی که ذخیره کردم متأسفانه دیگر کار نمی کرد. بنابراین اگر کسی نیاز به راهنمایی در مورد کد دارد در نظرات به من اطلاع دهد ، من تمام تلاش خود را می کنم.

در کد یک عملکرد نسبتاً پیچیده برای چشمک زدن LED پیدا خواهید کرد. برای دلپذیرتر جلوه دادن من از آموزش تنفس led استفاده کردم: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ چشم انسان نور را به صورت خطی درک نمی کند ، بنابراین اگر از افزایش خطی روشنایی LED استفاده می کنید ، طبیعی به نظر نمی رسد.

مرحله 8: سیم کشی و نوارهای LED

اکنون نوبت سیم کشی نهایی است! اگر همه چیز آزمایش شده و کار می کند ، نباید خیلی سخت باشد ، فقط لحیم کاری زیادی از قطعات یکسان است. برای تعمیر مدار از تخته سه لا در اندازه دریچه نگهداری استفاده کردم ، بنابراین در صورت نیاز می توانم به راحتی کل مدار را از سقف بردارم. من الیاف را در لوله های پلاستیکی کوچک لوله کشی ، تقریباً در اندازه LED های 3W قرار دادم ، سپس سوراخ هایی با اندازه یکسان در تخته سه لا ایجاد کردم و این لوله ها را به داخل تخته سه لا وارد کردم. با انجام این کار می توان به راحتی الیاف را از LED ها در صورت نیاز حذف کرد ، تصاویر پیوست را مشاهده کنید.

در مورد نوارهای LED ، پیشنهاد می کنم آنها را برای خنک شدن روی پروفیل های آلومینیومی بچسبانید ، زیرا این نوارها کاملا داغ می شوند.

مرحله 9: عیب یابی و تنظیم دقیق

شما مدار را آزمایش کرده اید ، اما اکنون که نصب شده است ، کار نمی کند.. یا چیزی آنطور که باید کار نمی کند. احتمالاً لحیم کاری شماست زیرا اگر در مدار آزمایش کار می کرد ، دلیلی وجود ندارد که اکنون با چند استثنا کار نکند. امیدوارم در مورد شما صادق نباشد ، اما من یک مشکل خاص را که به عنوان مثال داشتم بیان می کنم.

هنگامی که نوارهای LED را در کمترین مقدار قرار می دادم ، نوارها متوقف می شدند یا شروع به سوسو زدن می کردند. پس از تحقیقات زیاد و عیب یابی ، متوجه شدم که مشکل تعویض آهسته IRL540 است و راه حل ها ساده فرکانس PWM بردهای PCA را به 50 هرتز کاهش می دهد. بیشتر مشکل را حل کرد ، اکنون فقط در مقادیر پایینی می توانم سوسو یا مشکلات را ببینم ، اما مهم نیست زیرا من از چنین مقادیر پایینی استفاده نمی کنم. وقتی تصمیم گرفتم از سقف فیلم بگیرم ، این مشکل به ذهنم خطور کرد ، زیرا با چنین فرکانس پایینی می توانید در دوربین ها سوسو بزنید ، درست مثل فیلمبرداری از تلویزیون. برای حل این مشکل ، من یک مدار نان کوچک با ترانزیستورهای 2N2222 به جای IRL540 ایجاد کردم ، فقط برای ایجاد عکس. با استفاده از این ترانزیستورها ، مشکل حل شد و از آنجا که من در مقادیر نسبتاً پایینی از PWM فیلمبرداری می کردم ، 2N2222 می توانست قدرت را کنترل کند. اگر کسی همین مشکل را دارد ، با خیال راحت مدار Totem - Pole را تطبیق دهید ، باید به این مشکل کمک کند.

اکنون که امیدواریم همه چیز سرجای خودش باشد و کار کند ، می توانیم روشنایی ستاره ، واکنش پذیری به موسیقی ، حالتهای محو شدن ستاره را به خوبی تنظیم کنیم.

مرحله 10: اطلاعات مفید و پیوندها

برای نوشتن کد و ایجاد مدار از منابع زیادی استفاده کردم ، اکثر آنها در اینجا ذکر شده است ، اما از آنجا که این پروژه را چند وقت پیش به پایان رساندم ، زمانی که تصمیم گرفتم آن را به اشتراک بگذارم ، نتوانستم همه منابع را پیدا کنم و برخی از پیوندهایی که ذخیره کردم متأسفانه دیگر کار نمی کردند. بنابراین اگر کسی در مورد کد یا پروژه خود به طور کلی به کمک احتیاج دارد ، در نظرات به من اطلاع دهید ، من تمام تلاش خود را می کنم.

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…

ریموت IR

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

مرحله 11: ارتقاء

ایجاد برنامه ای برای کنترل سقف ، شاید استفاده از OpenHAB در Raspberry PI بسیار جالب باشد ، زیرا PCA9685 را می توان به راحتی از طریق RPi کنترل کرد.

در صورت استفاده از OpenHab یا جایگزین ، می توانید سقف را به یک سیستم خانه هوشمند متصل کنید.

جایزه اول در مسابقه آردوینو 2020