Brann, musikk og lys synkronisering: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Vi vet alle at elektronikk brukes til mange viktige oppgaver på sykehus, skoler, fabrikker. Hvorfor ikke ha det litt gøy med dem også.

I denne instruksjonsboken skal jeg lage brannskader og lys (led's) som reagerer på musikk for å gjøre musikken litt morsommere av en opplevelse.

Vi bruker isopropylalkohol som hovedkomponent i et rensemiddel som fordamper veldig raskt og ikke etterlater en så kraftig lukt i forhold til andre drivstoff, og luften er fri for rester etter bare et minutt eller to.

Servoen aktiverer en sprøyteflaske fylt med isopropyl for å lage et brannutbrudd/flamme som utløses av en injeksjonssprøyte som har butanstrøm som kommer ut av den.

Trinn 1: Nødvendig materiale

Samle noen servoer, Led Strips og annen elektronikk for å komme i gang med denne bygningen for å være presis, alle komponentene som trengs

1. MG995 180 graders servoer* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. sprayflasker *4

5. Wood Strips

6. Sirkulær/ rektangulær kryssfiner

7. Metallstenger for støtte

8. Akvariumrør

9. Brødbrett

10. PCA9685 Servodriver

11. Perf bord

12. Hodetråder fra mann til mann

13. Strømforsyning til brødbrett

14. 5 amp strømforsyning 5-12 volt

15. Injeksjonssprøyte

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Fisketråd

18. DRV8825

19. NEMA 17 Steppermotor

Trinn 2: Servo

La oss være enige om at servoen er hovedkomponenten i prosjektet, ettersom det er det som aktiverer avfyringen eller produserer brannskudd. For å bruke en MG995 -servo Hvis du plugger den inn i et arduino -verk, kan du generelt finne mange referanser for å kontrollere en servo ved hjelp av arduino. Vi bruker en PCA9685 Servodriver i tillegg til servoen for å gjøre kontrollen enklere, raskere og mer effektiv.

Siden Two Servo's Actuate One -flasken derfor styrer dem begge samtidig med det samme kontroll-/pwm -signalet (pulsbreddemodulering) er mer effektivt, og derfor gir dette et problem som både roterer med eller mot klokken samtidig. Så for å overvinne dette må vi endre alle høyresidede servoer.

Dette kan gjøres ved å åpne servoen og reversere ledningene som fører opp til motoren og potensiometeret ekstreme venstre og høyre ledninger. Dette lurer servoen til å bevege den med klokken for et gitt signal mot klokken og omvendt.

Nå roterer både servoen for en gitt flaske med klokken og den andre mot klokken for å trykke på sprayflaskeutløseren gjennom en sterk fiskesnøre.

Trinn 3: Montering av servoen

Servoen etter vellykket endring (4 av 8) må nå monteres. Jeg fant det enkelt å skjære hull med en boremaskin med en sirkelsagbor. Servokanten er rundt 2 cm, og derfor er det mest effektive å kutte den med en sirkelsagbor. Sørg for at det er et mellomrom på 8-10 cm mellom hver servo, slik at det er enkelt å tråde, utløse og plassere flasken. Nå, etter å ha kuttet hullene, fant jeg det best å lime pistolen på toppen av servoen med en god limpistol og skyve kanten av servoen inn i kuttkanten. Denne skjære- og monteringsprosessen er litt avhengig/ prøve- og feilprosess.

Det gule papiret markerer flekkene der hullet må kuttes slik at servokantene glir inn. Den borede helheten kan gjøres jevnere med en vanlig liten drill.

Trinn 4: Makeshift Perf Board Servo Shield

Å lage dette servoskjoldet gjør ledninger og strømforsyning mye enklere og også lett å feilsøke.

Ta åtte sett med 3 toppnål og lodd dem på et lite perf -bord, og sørg for å gi like plass mellom dem. Kortslutt spenningen og jord gjennom ledninger eller små metallpinner for hele åtte servoer. Kort 2-2-2-2 sett med PWM-pinnene på en måte at de to første servoene mottar det samme PWM-signalet de to neste og så videre.

Å lage dette perfbrettet er også avgjørende fordi selv om PCA9685 Servo -driveren gir utmerket IO for tilkobling av servoen, er driveren begrenset til 5V og angivelig har gjeldende begrensninger. For å overvinne dette er dette perf board -skjoldet/PCB et veldig godt alternativ. Den andre grunnen er også at servoen som opererer i dette prosjektet opererer med sin maksimale spenningskapasitet for høyere dreiemoment og ren sprayflaskepressing, derfor gir vi 8V gjennom dette provisoriske servoskjoldet. Legg også til / koble en hankabel til det første settet med servoer og så videre for å koble den til driveren senere.

Trinn 5: Butanflammen

For å lyse opp Isopropyl er det nødvendig med en liten flamme rett foran flasken. Jeg prøvde å eksperimentere med nichrome for å utløse alkoholen, men dessverre virker det ikke, og selv om det gjorde det, var det problemer jeg opplevde med det. For å fortsette med butanideen trenger vi fire små sprøyter og akvarierør. Koble alle fire til et enkelt rør gjennom spesielle adaptere / rørbeslag. Den venstre delen holder nå butanen slik at gass strømmer inn i sprøyter. For å oppnå dette har jeg laget en trekasse/ hus slik at en trinnmotor med en gjenget skrue/ stang kan skyve mot butanen og holde gassen flytende.

Klipp to kryssfinerplater på størrelse med 1,25 ganger størrelsen på butanboksen din, det ekstra treet nedenfor er for trinnmotoren og stangen som skyver mot boksen. Ta to små kryssfiner omtrent diameteren på butanboksen og bor/ spik dem slik at butanboksen sitter tett mellom kryssfinerplatene tatt tidligere. Nå for den nederste delen av boksen, fant jeg det best å ta et firkantet/ rektangulært stykke kryssfiner på størrelse med basen på butanen. Bor en sentrert helhet og tetningsmasse /silikon en mutter slik at en gjengestang går gjennom den. Skyv butanboksen inn i forsamlingen og legg en akrylplate med en sentrert helhet boret i tillegg slik at munnstykket på butanboksen kan passere / berør den. Skyv en sprøyte eller lignende i den øverste delen av akryl, slik at hvis boksen presser mot den, kommer gassen ut av sprøyten. Koble dette til de fire rørene som går til de fire forskjellige sprøyter som er plassert foran flaskene. For den nedre delen av huset bruker du skruer som passerer gjennom fjærene og kobler den til treverket slik at hvis skruen strammes av trinnet, går huset mot trinnet og gjør pressingen av Butan Can Easy.

Samlingen din her for butanboksen er ferdig.

Nå må vi bringe rørene opp gjennom kryssfiner som holder servoen. Bare bor hull i størrelsen på radiusen til akvariumrørene og ta dem pent opp og koble sprøytene. Tre også fiskesnoren fra servoene opp på flasken og ned til den andre servoen slik at når servoens aktivering blir flasken presset. Du kan klippe små lunder i pressdelen av sprayflasken slik at fiskesnøret ikke sklir av og til.

Trinn 6: Lys

For å gjøre ethvert prosjekt visuelt Tiltalende lys er en avgjørende del. Ta strimler med RGB LED -er og kutt 4 strimler med 9 LED -er, disse vil vikle rundt flaskene som inneholder isopropyl for å gi den tiltenkte effekten. Koble dem opp i serie og ta frem de siste ledningene. Du vil ha rødt, grønt og blått og en positiv ledelse med deg. De slår på hvis du gir 12V til den positive ledningen og maler fargen du vil ha. Jording To farger samtidig gir opphav til en annen farge som kan refereres hvor som helst gjennom et fargekart på internett.

Det blir vanskelig å slå dem på og av med en Arduino/ STM32, ettersom Arduino/ STM32 -mikrokontrolleren ikke kan slå på og av 12 volt. Så vi bruker 3 IRFZ44N Mosfet her for å slå LED -lampene på og av som tilsvarer musikken. Ta Mosfet og led opp den midterste terminalen til den tilsvarende fargen og dens ekstreme høyre mot bakken og den venstre terminalen til mikrokontrolleren. Gjenta dette også for de andre to fargene.

Å teste dem en gang med en enkel arduino blinkskisse er alltid en god idé, bare endre pin -nummeret i blinkskissen til den du har koblet til mosfet.

Lim RGBs LED -er i en sirkulær formasjon ved å beholde sprayflasken som et innrykk. Jeg foreslår en tett vikling rundt flasken og varmlimt til trebunnen/kryssfiner. Dette gjør også et sted slik at flaskene ikke beveger seg eller faller når tråden aktiverer å trykke på flasken.

Trinn 7: Elektronikk og ledninger

Ledningene er ganske enkle. Jeg har også vedlagt et kretsdiagram nedenfor for din referanse. I utgangspunktet er PWM -ledninger fra Servodriver festet til de 8 servomotorene der 4 av dem er reversert. Jeg har brukt en arduino og en STM32 som mikrokontroller. Arduino er for å kontrollere sprøytingen og STM32 er for å kontrollere lysene. Jeg har brukt en STM32 slik at fargekartene for bestemt musikk er bedre ettersom en STM32 har bedre spesifikasjoner og kan utføre bedre fourier -transformasjoner som resulterer i et bedre lys. Å bruke en arduino ville heller ikke utgjøre et problem, men det kan se litt dårlig ut sammenlignet med å bruke en stm32 som kan utføre bedre beregninger.

Trinn 8: Kode

Som enhver del av et prosjekt med en mikrokontroller er koden den viktigste delen. Nedenfor er koden for dette prosjektet. Føl deg fri til å tilpasse eller gjøre endringer som passer dine behov. Pin -nummer som tilsvarer koden er nevnt i selve koden.

Sprøytingen '' Kode '' Er i utgangspunktet en Arduino programmert av en datamaskin for å utløse en spray når noe i Arduinos serielle skjerm skrives inn, vi har kombinasjoner fra '' a '' - '' p '' hvor '' a '' utløser en spray/ Burst of Fire og '' o '' utløser alle fire flasker for å spraye, '' p '' er en forsinkelse på 500 sekunder. Burstene kan kontrolleres ved å gi en streng av disse tegnene i den serielle skjermen (kontinuerlig).

Den andre koden er for veksling av Led's med STM32. Den utfører Fourier Transforms to React to a given Music og produserer den tiltenkte vakre fargeskiftende effekten.

Den siste koden er for Butan Stepper Motor som bruker DRV 8825 Stepper driver for å skru en skrue som skyver opp mot boksen for å slå på gassen. Selv om du også kan skru skruen / koblingen manuelt for å skyve boksen mot den øvre akryl som utløser / åpner gassen til sprøyter som er plassert foran flaskene.

Trinn 9: Suksess

Prosjektet vårt er endelig ferdig.

Vedlagt er videoen som viser sin demonstrasjon:)

Trinn 10: Tips, triks og forslag

Forsiktig: Siden dette prosjektet innebærer faktisk brann både som den viktigste tiltenkte effekten og også har butan, vær forsiktig. Isopropylalkohol er også en farlig kjemikalie og må utvises forsiktighet.

1. Dette prosjektet, selv om det reagerer på brannen, er faktisk ikke automatisert helt ettersom en person må gi innspill til en seriell skjerm for å faktisk utløse flammene. Dette kan enkelt forbedres med en python/ hvilken som helst algoritme som kan kartlegge en hel sang fra input '' a '' til '' p '' og presentere den for Arduino for å gjøre den automatisert.

2. Legg en Kapton Heat tape til flasken som inneholder Isopropyl for sikkerhets skyld for å unngå oppvarming av flaskehettene/ skade på sprayen på flasken.

3. En type sikkerhetssensor kan legges til hele bygget, for eksempel HC-SR04 eller nærhetssensoren for å stoppe gassstrømmen og sprøytingsprosessen når en person står i nærheten av prosjektet, og det er farlig å utløse en flamme.

4. Strømforsyning brukes Kan minimeres med Buck- eller Boost-omformere for å ha 8V (5A) (for servoen), 23-40v (for trinnmotoren), 5v (for Arduino og Stm32) og 12V (For lysene).

5. Jeg har ikke presentert skjemaer for steppermotoren eller DRV8825 som en ganske enkelt driver som driver motoren, og det er også mange ressurser på internett tilgjengelig for å koble den til trinnmaskinen og en mikrokontroller. Selv om jeg har oppgitt den tilhørende koden, brukte jeg to knapper for å styre trinnvis motoren med og mot klokken slik at ved å trykke på knappen med klokken skyves skruen mot boksen og ved å trykke på knappen mot urviseren senkes boksen i huset slik at gass er redusert/ Cutoff.

6. Sørg for riktig jording på tvers av strømforsyningen for å unngå utilsiktede utganger og hikke i bygningen. Du kan også designe en PCB for å montere mikrokontrolleren og elektronikken for å gjøre det enklere.

7. Dette prosjektet kan også brukes som en desinfeksjonsdispenser, i tillegg til at flaskene har isopropyl i dem, noe som kan gi god hygiene.

8. Brannen må faktisk tennes av en lighter, for å unngå dette kan vi bruke nikromtråd for å gjøre belysningsprosessen enda enklere og datamaskinen/ mikrokontrolleren betjenes.