Planetarium Diaktifkan Bunyi: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Instruksional ini dibuat untuk memenuhi keperluan projek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

Ini adalah planetarium yang diaktifkan oleh suara saya. Fungsi asas planetarium adalah mengaktifkan dengan adanya suara yang kuat, seperti tepukan, dan mencipta orbit bulan dan Bumi di sekitar matahari. Ini adalah projek yang menyeronokkan dan sederhana yang dapat dibuat dengan mudah dan akan menjadikan hiasan dan interaktif yang menarik untuk dipaparkan.

Dalam Instructable ini, saya akan menerangkan cara membuat planetarium ini dengan membincangkan sistem gear, susunan umum, dan sistem kawalan.

Langkah 1: Langkah 1: Bahagian dan Alat

Bahagian

• 1 Lekapan Elektronik Tugas Berat Seri DC-47P DC - $ 9.58
• Kepala Boneka Kayu oleh ArtMinds®, 2,5 "- $ 2,49
• Kepala Boneka Kayu oleh ArtMinds®, 2,25 "- $ 1,89
• 3/8 "Diameter 6061 Aluminium Rod Bulat 24" Panjang T6511 Extruded 0,375 inci Dia - $ 7,20

Elektronik

• DC 5V Stepper Motor 28BYJ-48 Dengan ULN2003 Modul Ujian Pemandu Papan 4-Fasa - $ 1.79
• Modul Sensor Bunyi - $ 1.50
• Papan Pembangunan UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 untuk Arduino + USB Cable - $ 7.58
• Papan roti mini - $ 5.69
• Kabel Perempuan-Perempuan 4-pin - $ 3.84
• Pek Breadboard Jumper Wire 75pcs - $ 4,99

Alat & Bekalan

• Pencetak 3D
• Pita pengukur
• Bantalan Bola 3/8"
• Epoxy 5 Minit
• Pengikat Gigi atau Pengadun Sekali Pakai
• Dulang boleh guna
• Tukul
• Gerudi
• Lubang Gergaji 4"
• Gergaji puting
• Fail Tangan Rata dan Melengkung
• Cat & Berus Akrilik: biru tua, hijau tua, putih, kuning

Perisian

Anda memerlukan sama ada Arduino IDE, atau versi mandiri AVR-GCC dan AVRDude

Langkah 2: Langkah 2: Membuat Sistem Gear

Di sinilah pencetak 3D dimainkan. Anda perlu memuat turun fail STL yang dilampirkan untuk mencetak gear 3D dan pangkalan yang akan menahan gear dan batang di tempatnya. Reka bentuk planetarium terdiri daripada 4 roda gigi: Gear Motor (gear penggerak), gear Bumi (gear didorong), gear pusat kecil, dan gear Bulan. Gear Motor akan dipasang pada motor stepper dan akan menggerakkan gear Bumi. Gear Bulan akan berada di atas gear Bumi dan akan mempunyai batang di tengahnya yang akan melalui gear Bumi. Ini akan menyebabkan gear Bulan berpusing ketika gear Bumi berpusing. Gear Tengah digunakan untuk menahan gigi Bulan di tempat dan akan mengelilingi pusat gear Bumi. Batang untuk Bulan akan bergerak melalui roda Bulan yang membolehkan bulan bergerak mengelilingi Bumi sementara Bumi dan Bulan bergerak mengelilingi Matahari. Untuk menjimatkan masa mencetak, saya menggunakan penambahan sebanyak 5% di pangkalan. Isi yang rendah ini juga menjadikan asasnya sangat ringan yang bermanfaat.

Langkah 3: Langkah 3: Persiapan Kerja

Persediaan rod

Setelah semuanya dicetak, kita perlu melakukan kerja persiapan untuk menyediakan planet, batang, dan kandang kita untuk pemasangan. Pertama, kita perlu menggunakan gergaji pita untuk memotong batang menjadi tiga bahagian. Satu mestilah 5 ", satu adalah 3", dan yang terakhir adalah 1.5 ".

Persediaan Planet

Kami akan menggunakan kepala boneka dan bantalan bola untuk membuat Bumi, Matahari, dan Bulan kita. Kepala 1.5 "akan digunakan untuk Matahari, kepala 1.25" untuk Bumi, dan bantalan bola untuk Bulan. Mula-mula anda ingin mengebor lubang ke bahagian bawah kepala boneka dengan menggunakan bit gerudi 3/8 ". Ini akan membolehkan anda melekatkan planet ke batang. Sekarang datang bahagian yang menyeronokkan, melukis! Bergantung pada cat yang anda gunakan, anda mungkin perlu mengenakan beberapa lapisan untuk mendapatkan warna yang cerah, terutamanya ketika mengecat Matahari dan Bulan. Ingat, lebih baik memakai beberapa lapisan nipis daripada melekap pada satu lapisan yang sangat tebal. Lapisan tebal kemungkinan akan menyebabkan titisan dan kehendak mengambil masa yang lama untuk kering. Pastikan setiap lapisan nipis kering sepenuhnya sebelum meneruskan. Bumi dicat secara bebas. Setelah Bulan kering sepenuhnya, Gunakan epoksi untuk memasangkannya ke batang.

Persediaan Penutup

Kita perlu memotong lubang di penutup kandang untuk membolehkan batang bergerak bebas. Untuk ini, anda perlu menggunakan gergaji lubang 4 yang dilekatkan pada gerudi. Ingat bahawa lubang itu perlu diimbangi dari pusat untuk memberi ruang kepada motor dan gear motor stepper. Gunakan pangkalan anda sebagai rujukan untuk menentukan ke mana potong lubang dan pastikan bahagian tengahnya terletak di tepi kandang.

Setelah planet, batang, dan kandang anda disiapkan, anda sudah bersedia untuk mula memasang!

Langkah 4: Langkah 4: Perhimpunan Utama

Mulakan dengan meletakkan motor stepper anda ke slot yang diperuntukkan di pangkalan. Pastikan memasukkan wayar sehingga melintasi dasar dan keluar dari bawah. Seterusnya letakkan gear Bumi ke tiub yang diekstrusi di pangkalan. Anda mahu meletakkan gear Bumi sehingga melayang tepat di atas pangkalan dan tidak akan menggosoknya semasa berpusing. Sekarang letakkan gear Motor ke motor stepper sehingga pusat gear berjalan melalui poros motor. Gear Motor dan Bumi mesti sesuai dengan baik. Seterusnya, tambahkan gear Tengah ke tiub yang diekstrusi. Gear pusat akan dipasang dengan ketat pada tiub yang diekstrusi dan perlu dipalu ke tempatnya.

Perhatikan, sangat sukar untuk melepaskan gear Pusat setelah dipalu ke tempatnya, jadi pastikan anda telah meletakkan semua yang betul di bawahnya sebelum meneruskannya. Anda juga ingin meninggalkan sedikit ruang antara gear Bumi dan gear Pusat agar tidak saling mengganggu antara satu sama lain.

Anda sekarang sudah bersedia untuk menambah joran anda. Batang Matahari akan masuk ke tiub yang diekstrusi di pangkalan dan batang Bumi akan melalui lubang pada gear Bumi. Sekali lagi, pastikan bahawa tidak ada gosokan di antara bahagian selari. Gear Bulan kemudian diletakkan di sekitar batang Bumi, di atas gear Bumi. Batang Bulan akan masuk ke lubang sekunder pada gear Bulan. Turunkan rod anda dengan planet masing-masing dan anda sudah bersedia untuk beralih ke skema litar.

Langkah 5: Langkah 5: Skema Litar

Bahagian utama skema adalah mikrokontroler, bekalan kuasa, motor stepper dan papan pemacu, dan sensor bunyi.

Bekalan Kuasa

Kuasa dibekalkan oleh bateri 9V yang melekat pada mikrokontroler.

Stepper Motor & Drive Board

Motor stepper disambungkan ke pin 8, 9, 10, dan 11 pada mikrokontroler. Pin ini digunakan untuk mengaktifkan gegelung 1-4 motor stepper. Mereka ditakrifkan sebagai output dalam lakaran.

Sensor Bunyi

Sensor suara dipasang pada pin 4 pada mikrokontroler. Ia ditakrifkan sebagai input dalam lakaran.

Langkah 6: Langkah 6: Lakaran Arduino

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pin 8 -11 disambungkan ke papan pemacu (perisai) dan akan mengaktifkan gegelung 1-4 motor stepper. Sensor suara disambungkan ke pin 4. Saya telah menentukan masa kelewatan 8 ms untuk menghasilkan kadar putaran yang boleh dipercayai oleh motor stepper. Dalam persediaan, saya telah menentukan pin motor sebagai output dan pin sensor bunyi sebagai input. Sensor suara dibaca dalam gelung utama oleh pemboleh ubah status namaSensor. Apabila bunyi dikesan, sensor status akan ditetapkan ke 1. Ini akan mula memutar motor ke depan selama 300 langkah. Gelung sementara digunakan untuk mengira langkah. Sekiranya bunyi baru dikesan, kiraan akan dimulakan semula menyebabkan motor berpusing untuk jangka masa yang lebih lama. Sekiranya tidak terdengar bunyi, motor akan berhenti berpusing setelah 300 langkah. Sila lihat video yang dilampirkan untuk maklumat lebih lanjut.

Catatan: Anda boleh mengatur sebilangan langkah agar motor berpusing. Saya dapati 300 langkah menghasilkan pergerakan sekitar 30 saat. Jangan ragu untuk meningkatkan jumlah langkah jika anda mahu planetarium berjalan untuk jangka masa yang lebih lama atau lebih pendek.

Langkah 7: Langkah 7: Perhimpunan Kandang

Yang tinggal sekarang adalah memasukkan semua komponen ke dalam kandang. Saya dapati bahawa ini dapat dicapai dengan mudah menggunakan helai velcro. Garis pertama bahagian bawah kandang dengan cangkuk (sisi kasar). Baris seterusnya di bahagian bawah papan roti, mikrokontroler, sensor bunyi, motor, pelindung motor, dan bateri dengan gelung (sisi lembut). Tambahkan gelung ke bahagian atas papan roti untuk menahan motor di tempatnya. Anda kini boleh meletakkan setiap komponen yang tersisa di dalam kandang dengan selamat. Untuk melekatkan pangkal, potong terlebih dahulu dua kepingan gelung yang panjang dan lebarnya sedikit lebih besar daripada sisi pangkal panjang. Pasang setiap jalur ke sisi panjang kandang yang diposisikan dengan cara yang membolehkan gear motor stepper tertutup sepenuhnya dan gear Bumi dapat dipasang dengan baik di dalam lubang yang terpotong dari penutup penutup. Tambang diletakkan kira-kira 1 dari bahagian atas kandang. Seterusnya pasangkan dua cangkuk yang sesuai dengan sisi panjang pangkal. Anda sekarang boleh memasang pangkal anda ke kandang. Saya memilih untuk menaikkan pangkalan dengan cara ini untuk memberi ruang kepada litar di bawahnya.

Planetarium anda kini dipasang sepenuhnya dan siap digunakan! Pastikan bateri anda disambungkan ke mikrokontroler, pasangkan skru ke kandang, dan biarkan bunyi kuat. Anda mesti melihat planetarium anda mula bergerak.

Catatan: untuk pengesanan bunyi yang lebih baik, pasangkan sensor bunyi anda ke salah satu dinding kandang di dekat penutup yang terpotong.

Langkah 8: Ucapan Akhir

Walaupun ini adalah projek sederhana, pengetahuan yang saya perolehi dari itu sangat berharga. Saya telah mempelajari semua mengenai pemodelan 3D, pengekodan mikrokontroler, penyuntingan video, perancangan projek dan banyak lagi. Saya juga lebih menghormati pereka produk kerana terdapat banyak pemikiran dan usaha untuk merancang sesuatu dan menghidupkan reka bentuk tersebut. Banyak percubaan dan kesilapan dan banyak penyelesaian masalah. Sangat seronok untuk melibatkan diri saya dalam proses ini.

Semoga anda menikmati pengajaran ini!