Kitaran Air Arduino Diorama: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Kami akan membuat diorama yang menghadirkan kitaran air, menggunakan Arduino dan beberapa motor untuk menambahkan pergerakan dan pencahayaan. Ia mempunyai nuansa sekolah - kerana ia sebenarnya adalah projek sekolah!

Senario persembahan adalah seperti berikut:

Matahari terbit pada waktu pagi [Satu motor servo menggerakkan matahari].

Air menguap dari laut [Motor stepper menaikkan "lembaran penyejatan"]

Awan terbentuk di langit [Motor stepper menurunkan awan kapas]

Hujan turun [Motor stepper menurunkan "lembaran hujan"]

Sementara itu, lampu (LED APA106) berubah warna untuk menandakan matahari terbit, langit mendung, kilat ketika hujan.

Bahan:

1. Arduino Uno
2. Motor dan pemandu Stepper 5V (x3)
3. Motor Servo (x1)
4. LED APA106 (x5)
5. Tiub Logam
6. Skru dan selak
7. Kertas, tulle, kapas
8. Pistol gam panas

Jadi, kita pergi!

Langkah 1: Bina Kotak

Kami telah membina kotak kayu, tetapi anda juga boleh menggunakan kadbod. Dimensi kotak adalah depan 40cm, kedalaman 25cm, tinggi 30cm.

Kami telah meletakkan penutup yang berguna dengan engsel, supaya dengan mengangkatnya lebih mudah untuk bekerja. Kami juga tidak memerlukan dinding belakang, jadi anda boleh melangkauinya dan hanya menggunakan kertas biru untuk langit, seperti yang ditunjukkan dalam foto.

Langkah 2: Pasang Motor

Kami akan memasang motor stepper di bahagian atas kotak, sehingga mereka berputar dan membungkus atau menutup tulle hujan, sejatan sejatan, dan awan.

Pertama kita perlu menggerudi lubang.

Gunakan kertas untuk membuat topeng motor, seperti yang ditunjukkan pada foto. Ini akan membolehkan anda menandakan lubang dengan betul [foto]. Bor, kemudian pasangkan motor dengan skru dan baut.

Langkah 3: Pasang Paksi

Untuk paksi, kami menggunakan tiub paip tembaga. Ukur jarak dengan mengambil kira kedalaman motor, tolak satu cm lagi, dan potong 3 keping.

Gunakan aci motor sebagai acuan, dan gunakan tang untuk menekan satu hujung tiub di sekelilingnya.

Kemudian gunakan skru sebagai acuan, dan lakukan perkara yang sama di hujung tiub yang lain.

Bor lubang di dinding lain, bertentangan dengan batang motor (mengukur jarak). Pasangkan paksi antara poros motor dan skru melalui lubang. Gunakan satu atau dua baut untuk menahan skru, dan cincin logam untuk membolehkan putaran sumbu lebih lancar, seperti yang ditunjukkan dalam foto.

Langkah 4: Lindungi Motor Servo

Gunakan sebilangan biru-tac di bawahnya, dan jalur logam dengan skru di atas untuk memasang motor servo di lantai. Ini akan digunakan untuk menaikkan sinar matahari, seperti yang ditunjukkan dalam foto.

Pastikan anda memasangkannya ke arah yang betul. (Sekiranya anda salah, itu bukan masalah besar, anda boleh mengeditnya dalam kod arduino.)

Gunakan jerami dan gam untuk memasang sinar matahari pada batang motor.

Langkah 5: Sambungkan Elektronik, Motor, LED

Arduino Uno mempunyai 14 pin digital. Kami memerlukan 4 pin untuk setiap pemandu motor stepper, satu pin untuk motor servo, ditambah satu pin untuk LED.

Anda dapat melihat sambungan asas dalam skema. 4 pin digital disambungkan ke pemacu. Anda memerlukan sumber kuasa yang berasingan untuk pemandu (dan motor), kerana motor menggunakan sedikit tenaga dan anda akan menghadapi masalah jika anda menghidupkannya dari Arduino. Anda boleh menggunakan pengecas dan kabel USB, memotongnya, menggunakan + 5V dan GND untuk menghidupkan motor. Anda juga perlu menyambungkan GND dari papan Arduino ke GND dari bekalan kuasa luaran, seperti yang ditunjukkan dalam skema.

Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2

Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1

Pin 8, * 10, 11, 12: Motor 0. Perhatikan bahawa kami menyimpan PIN 9 untuk motor Servo: di beberapa papan Arduino, hanya pin 9 dan 10 yang dapat menggerakkan Servo.

Sambungan motor servo cukup standard. Gunakan Pin Digital 9 untuk kawalan. Gunakan sumber kuasa luaran, sama seperti motor stepper, untuk menghidupkan servo (iaitu tidak seperti skema, di mana kuasa diambil dari papan Arduino.)

Reka bentuk LED APA106 membolehkan kita mengawal beberapa LED secara individu dengan hanya satu pin. Kami akan menggunakan Digital Pin 13 (yang juga disambungkan ke LED terbina dalam papan Arduino). Sambungan asas dapat dilihat pada skema. APA106 mempunyai empat pin. Dua pin tengah adalah untuk + 5V dan GND. Kemudian, kami menyambungkan DATA IN LED pertama ke Pin 13, DATA OUT ke DATA IN LED kedua, dan lain-lain. Setiap LED yang seterusnya mengambil isyarat DATA IN dari DATA OUT yang sebelumnya. DATA OUT LED terakhir boleh dibiarkan tidak bersambung.

Anda mungkin mahu mengamankan LED pada casing setelah membuat hiasan, supaya anda dapat memeriksa pencahayaan dengan lebih baik. Sebagai alternatif, anda tidak boleh menyimpannya dengan menggunakan lem panas, dan pasangkan hiasan selepas itu.

Langkah 6: Kod Arduino

Berikut adalah penerangan mengenai apa yang dilakukan oleh kod tersebut.

Matahari terbit: Motor servo bergerak dari 10 hingga 50 darjah, kelajuan 2 darjah / saat, sementara pencahayaan berubah dari merah-ish (subuh) menjadi putih (tengah hari).

Pengewapan: Motor stepper menggulung sumbu di mana tulle "wap" terpasang, menaikkannya. Anda mungkin perlu menyesuaikan jumlah giliran, bergantung pada dimensi anda.

Awan: Motor stepper melepaskan sumbu untuk mendedahkan awan. Warna pemandangan berubah menjadi tetapan "hujan".

Hujan: Motor stepper melepaskan sumbu tulle "hujan". Kami mempunyai kilatan rawak, di mana warna berubah menjadi putih sebentar - dan kemudian kembali ke "hujan".

Tetapan semula sistem: Lampu mati, dan kemudian motor memutar kembali sumbu, sehingga sistem siap melakukan lelaran lain apabila dipasang kembali.

Perhatikan bahawa kami memilih untuk hanya menjalankan satu, dan kemudian menetapkan semula, sehingga kami meminimumkan kemungkinan seseorang menghentikan sistem pertengahan sistem. Sekiranya demikian, kita akan meletakkan tulle separuh berliku pada sumbu, jadi sistem tidak akan berjalan dengan betul.

Main dengan sedikit kodnya, sebelum menambah hiasan. Anda akan membuat penyesuaian penyesuaian kemudian.

Langkah 7: Buat dan Pasang Hiasan dan LED

Kami telah memilih perwakilan landskap 2.5D. Ia terdiri daripada 4 lapisan landskap, satu di belakang yang lain. Terdapat juga langit di belakang. Di antara langit dan lapisan belakang, yang dengan gunung, adalah tempat matahari berada, terpasang pada motor servo.

Hujan - dan penyejatan - tulle dilipat dan disembunyikan di antara lapisan lain, ketika turun. Mereka dilekatkan pada sumbu di atas dengan benang.

Awannya adalah bola kapas kecil (yang digunakan untuk membuat solek berguna), yang dipasang secara bebas pada sumbu awan dengan benang. Anda membungkus utas pada sumbu, dan dengan membongkarnya awan akan turun.

LED disambungkan dalam rantai dan terpaku di antara lapisan, LED pertama di belakang, sehingga kemudian disambungkan ke papan Arduino.

Untuk hujan, kami memotong kepingan kecil kertas berbentuk titisan air dan menempelkannya pada tulle. Di dalam gambar anda dapat melihat bahawa kami merekatkan berat badan, i.g. kacang kecil, di belakang tetesan air (dan cincin logam di belakang "uap"), sehingga tulle diturunkan oleh graviti dan bukannya melayang di tengah. Bahagian atas dan bawah tulle dililit pensil sumpit, juga untuk berat badan. "Sentuhan" terakhir ini memberikan catatan "kekanak-kanakan" kepada diorama (ini dimaksudkan untuk kelihatan seperti projek kanak-kanak). Anda boleh menggunakan yang lain, lebih tidak kelihatan, untuk menambah berat badan pada tulle, jika anda mahu.

Langkah 8: Sambungkan Arduino dan Pasang di Papan

Anda perlu menyambungkan pemacu motor, motor servo, LED di Arduino. Pin dicatatkan dalam kod.

Anda boleh meletakkan Arduino dan papan pemandu motor di casing tersebut, menggunakan gam panas, dan menyembunyikannya di belakang gunung kertas. Gunakan papan roti kecil untuk menghidupkan motor, dari sumber luaran. Kabel kuasa, untuk arduino dan motor, akan keluar dari belakang.

Lakukan beberapa penyesuaian dalam kod, dan anda sudah bersedia!

Berseronok!