ซิงค์ไฟ เพลง และไฟ: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เราทุกคนรู้ดีว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับงานสำคัญหลายอย่างในโรงพยาบาล โรงเรียน โรงงาน ทำไมไม่สนุกกับพวกเขาเช่นกัน

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะสร้างการระเบิดของไฟและแสง (ของ Led) ซึ่งตอบสนองต่อดนตรีเพื่อทำให้ดนตรีเป็นประสบการณ์ที่สนุกยิ่งขึ้น

เราจะใช้ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์เป็นส่วนประกอบหลักของน้ำยาฆ่าเชื้อซึ่งระเหยได้เร็วมากและไม่ทิ้งกลิ่นที่แรงเช่นนั้นไว้เบื้องหลังเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ และอากาศจะปราศจากเศษซากใดๆ หลังจากผ่านไปเพียงหนึ่งหรือสองนาที

เซอร์โวจะกระตุ้นขวดสเปรย์ที่บรรจุไอโซโพรพิลเพื่อให้เกิดการระเบิดของไฟ/เปลวไฟซึ่งถูกกระตุ้นโดยกระบอกฉีดยาซึ่งมีบิวเทนไหลออกมาจากขวด

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

รวบรวมเซอร์โว แถบไฟ LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เพื่อเริ่มต้นกับโครงสร้างนี้เพื่อให้ส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นมีความแม่นยำ

1. MG995 เซอร์โว 180 องศา* 8

2. Arduino นาโน*1

3, Stm32

4.ขวดสเปรย์ *4

5.แผ่นไม้

6. ไม้อัดกลม/ สี่เหลี่ยมผืนผ้า

7. แท่งโลหะสำหรับรองรับ

8. ท่ออควาเรียม

9. เขียงหั่นขนม

10. PCA9685 เซอร์โวไดร์เวอร์

11. คณะกรรมการ Perf

12. สายหัวต่อตัวผู้ถึงตัวผู้

13. พาวเวอร์ซัพพลายเขียงหั่นขนม

14. เพาเวอร์ซัพพลาย 5 แอมป์ 5-12 โวลต์

15. เข็มฉีดยา

16. IRFZ44N มอสเฟต *3

17. ด้ายตกปลา

18. DRV8825

19. NEMA 17 สเต็ปเปอร์มอเตอร์

ขั้นตอนที่ 2: เซอร์โว

ตกลงกันว่าเซอร์โวเป็นองค์ประกอบหลักของโครงการ เนื่องจากเป็นตัวกระตุ้นการยิงหรือทำให้เกิดเพลิงไหม้ ในการใช้ MG995 Servo การเสียบปลั๊กใน Arduino นั้นใช้งานได้โดยทั่วไป คุณสามารถค้นหาข้อมูลอ้างอิงมากมายเพื่อควบคุมเซอร์โวโดยใช้ Arduino เราจะใช้ไดรเวอร์เซอร์โว PCA9685 นอกเหนือจากเซอร์โวเพื่อให้การควบคุมง่ายขึ้น เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพ

เนื่องจากขวด Actuate One ของเซอร์โวสองตัวจึงควบคุมทั้งสองขวดพร้อมกันด้วยสัญญาณควบคุม/pwm (การปรับความกว้างพัลส์) เดียวกันจึงมีประสิทธิภาพมากกว่า ดังนั้นจึงเกิดปัญหาที่ทั้งสองหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาพร้อมกัน เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องแก้ไขเซอร์โวด้านขวาทั้งหมด

สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเปิดโดยเซอร์โวและย้อนกลับสายไฟที่นำไปสู่มอเตอร์และโพเทนชิออมิเตอร์สุดขั้วด้านซ้ายและขวา สิ่งนี้จะหลอกให้เซอร์โวทำให้มันเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาสำหรับสัญญาณที่ให้ทวนเข็มนาฬิกาและในทางกลับกัน

ตอนนี้ทั้งเซอร์โวสำหรับขวดที่กำหนดหมุนตามเข็มนาฬิกาและอีกอันทวนเข็มนาฬิกาเพื่อกดที่ขวดสเปรย์ผ่านสายเบ็ดที่แข็งแรง

ขั้นตอนที่ 3: การติดตั้ง Servo's

หลังจากการปรับเปลี่ยนเซอร์โวสำเร็จ (4 จาก 8) ตอนนี้จำเป็นต้องติดตั้ง ฉันพบว่าง่ายต่อการตัดรูด้วยเครื่องเจาะที่ติดดอกสว่านเลื่อยวงเดือน ขอบเซอร์โวอยู่ที่ประมาณ 2 ซม. ดังนั้นการตัดด้วยดอกสว่านเลื่อยวงเดือนจึงมีประสิทธิภาพสูงสุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีช่องว่างระหว่างเซอร์โวแต่ละตัว 8-10 ซม. เพื่อให้ร้อยเกลียว เรียก และจัดวางขวดได้ง่าย ตอนนี้ หลังจากตัดรู ฉันพบว่าเป็นการดีที่สุดที่จะติดกาวที่ด้านบนของเซอร์โวด้วยปืนกาวที่ดีและเลื่อนขอบของเซอร์โวเข้าไปในคมตัด กระบวนการตัดและติดตั้งนี้ขึ้นอยู่กับบิต/ กระบวนการทดลองและข้อผิดพลาด

กระดาษสีเหลืองทำเครื่องหมายจุดที่จำเป็นต้องตัดรูเพื่อให้ขอบของเซอร์โวเลื่อนเข้าไป ส่วนที่เจาะทั้งหมดสามารถทำให้เรียบขึ้นได้ด้วยสว่านขนาดเล็กธรรมดา

ขั้นตอนที่ 4: Makeshift Perf Board Servo Shield

การทำเซอร์โวชิลด์นี้ทำให้การเดินสายไฟและการจ่ายไฟง่ายขึ้นมากและแก้ปัญหาได้ง่ายด้วย

นำหมุดส่วนหัวจำนวน 8 ชุด ชุดละ 3 ชุดมาบัดกรีบนบอร์ดขนาดเล็กเพื่อให้แน่ใจว่ามีช่องว่างเท่ากัน ลัดวงจรแรงดันไฟฟ้าและกราวด์ผ่านสายไฟหรือหมุดโลหะขนาดเล็กสำหรับเซอร์โวทั้งแปดตัว พิน PWM 2-2-2-2 ชุดสั้นในลักษณะที่เซอร์โว 2 ตัวแรกได้รับสัญญาณ PWM เดียวกันในสองอันถัดไปเป็นต้น

การทำบอร์ดที่สมบูรณ์แบบนี้เป็นสิ่งสำคัญเช่นกันเพราะแม้ว่าไดรเวอร์ PCA9685 Servo จะให้ IO ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อมต่อเซอร์โว แต่ไดร์เวอร์นั้นถูกจำกัดที่ 5V และคาดว่าจะมีข้อจำกัดในปัจจุบัน เพื่อเอาชนะบอร์ดป้องกัน/PCB ที่สมบูรณ์แบบนี้เป็นตัวเลือกที่ดีมาก อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ การทำงานของเซอร์โวในโครงการนี้ทำงานที่ความจุแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับแรงบิดที่สูงขึ้นและการกดขวดสเปรย์ที่สะอาด ดังนั้นเราจะให้ 8V ผ่าน Servo Shield ชั่วคราวนี้ เพิ่ม / เชื่อมต่อสายส่วนหัวชายกับเซอร์โวชุดแรกและอื่น ๆ เพื่อเชื่อมต่อกับไดรเวอร์ในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 5: เปลวไฟบิวเทน

ในการจุดไฟให้ไอโซโพรพิลนั้นจำเป็นต้องใช้เปลวไฟเล็กๆ ตรงหน้าขวด ฉันพยายามทดลองกับ nichrome เพื่อกระตุ้นแอลกอฮอล์ แต่น่าเสียดายที่มันไม่ได้ผลและถึงแม้ว่ามันจะเกิดปัญหาขึ้นก็ตาม ก้าวต่อไปด้วยแนวคิดเกี่ยวกับบิวเทน เราต้องการหลอดฉีดยาขนาดเล็กสี่หลอดและท่อในตู้ปลา เชื่อมต่อทั้งสี่เข้ากับท่อเดียวผ่านอะแดปเตอร์พิเศษ / อุปกรณ์ท่อ ส่วนที่เหลือตอนนี้กำลังถือบิวเทนเพื่อให้ก๊าซไหลเข้าสู่หลอดฉีดยา เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ฉันได้ทำกล่องไม้/ ตัวเรือน เพื่อให้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีสกรู/แกนแบบเกลียวสามารถดันบิวเทนและทำให้แก๊สไหลได้

ตัดแผ่นไม้อัดสองแผ่นที่มีขนาดประมาณ 1.25 เท่าของขนาดบิวเทนของคุณ ไม้พิเศษด้านล่างมีไว้สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์และก้านที่จะดันเข้ากับกระป๋อง นำไม้อัดขนาดเล็กสองอันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของบิวเทนกระป๋องแล้วเจาะ/ตอกตะปูเพื่อให้บิวเทนพอดีพอดีระหว่างแผ่นไม้อัดที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ ตอนนี้สำหรับส่วนล่างของกระป๋อง ฉันพบว่าควรใช้ไม้อัดสี่เหลี่ยม/สี่เหลี่ยมขนาดเท่าฐานของบิวเทน เจาะทั้งส่วนที่อยู่ตรงกลางและเคลือบหลุมร่องฟัน / ซิลิโคนน็อตเพื่อให้แกนเกลียวผ่านเข้าไป เลื่อนบิวเทนเข้าไปในแอสเซมบลีและใส่ท็อปอะครีลิกโดยให้รูตรงกลางทั้งหมดเช่นกันเพื่อให้หัวฉีดของบิวเทนสามารถผ่าน / สัมผัสได้ เลื่อนเข็มฉีดยาหรือสิ่งที่คล้ายกันไปที่ส่วนบนของอะคริลิกเพื่อว่าถ้าสามารถกดทับได้ แก๊สจะออกมาจากหลอดฉีดยา ต่อท่อนี้เข้ากับท่อสี่ท่อที่เชื่อมต่อกับกระบอกฉีดยาสี่กระบอกที่วางไว้หน้าขวด สำหรับส่วนล่างของตัวเรือน ให้ใช้สกรูที่ลอดผ่านสปริงและต่อเข้ากับชุดไม้ เพื่อที่ว่าถ้าขันสกรูแน่นด้วยตัวเหยียบ ตัวเรือนจะไปทางสเต็ปและทำให้การกด Butane Can Easy

การประกอบของคุณที่นี่สำหรับบิวเทนสามารถทำได้

ตอนนี้ เราจำเป็นต้องนำท่อขึ้นผ่านไม้อัดที่ยึดเซอร์โวไว้ เพียงแค่เจาะรูขนาดรัศมีของท่อในตู้ปลาที่นำขึ้นผ่านอย่างเรียบร้อยและต่อหลอดฉีดยา ร้อยสายเบ็ดจากเซอร์โวขึ้นขวดและลงไปที่เซอร์โวตัวอื่นเพื่อที่ว่าเมื่อเซอร์โวกระตุ้นขวดจะถูกกด คุณสามารถตัดสวนเล็กๆ ในส่วนกดของขวดสเปรย์ เพื่อไม่ให้สายเบ็ดหลุดเป็นบางครั้ง

ขั้นตอนที่ 6: ไฟ

ในการสร้างโครงการใด ๆ ที่มองเห็นได้ ไฟที่ดึงดูดสายตาเป็นส่วนสำคัญ นำแถบ RGB Led และ Cut 4 แถบจาก 9 Led's มาพันรอบขวดที่บรรจุไอโซโพรพิลเพื่อให้ได้ผลตามที่ตั้งใจไว้ ต่อเป็นอนุกรมและดึงสายไฟสุดท้ายออกมา คุณจะมีสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และเป็นผู้นำที่ดีกับคุณ พวกมันจะเปิดขึ้นหากคุณจ่ายไฟ 12V ให้กับตะกั่วที่เป็นบวกและกราวด์สีที่คุณต้องการ การต่อสายดิน สองสีในเวลาเดียวกันทำให้เกิดสีที่แตกต่างกันซึ่งสามารถอ้างอิงได้ทุกที่ผ่านแผนภูมิสีบนอินเทอร์เน็ต

การสลับเปิดและปิดด้วย Arduino/ STM32 นั้นยุ่งยาก เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino/STM32 ไม่สามารถเปิดและปิด 12 โวลต์ได้ ดังนั้น เราจะใช้ IRFZ44N Mosfet 3 ตัวที่นี่ เพื่อเปิดและปิดไฟ Led ตามเสียงเพลง นำ Mosfet ไปต่อที่ขั้วกลางเพื่อให้ได้สีที่ตรงกัน และให้สุดทางขวาสุดไปที่พื้นและขั้วด้านซ้ายของมันไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำซ้ำสำหรับอีกสองสีเช่นกัน

การทดสอบเพียงครั้งเดียวด้วยภาพสเก็ตช์ Arduino Blink แบบง่ายๆ เป็นความคิดที่ดีเสมอ เพียงแค่เปลี่ยนหมายเลขพินใน Blink Sketch เป็นหมายเลขที่คุณเชื่อมต่อมอสเฟต

กาว LED ของ RGB ในรูปแบบวงกลมโดยเก็บขวดสเปรย์ไว้เยื้อง ฉันขอแนะนำให้ห่อขวดให้แน่นและติดกาวร้อนกับฐานไม้/ไม้อัด นอกจากนี้ยังทำให้มีจุดเพื่อไม่ให้ขวดเคลื่อนหรือตกลงมาเมื่อด้ายกระตุ้นการกดบนขวด

ขั้นตอนที่ 7: อิเล็กทรอนิกส์และการเดินสายไฟ

การเดินสายค่อนข้างง่าย ฉันยังแนบแผนภาพวงจรด้านล่างเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง โดยทั่วไปแล้ว สาย PWM จากไดรเวอร์เซอร์โวจะต่อเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ 8 ตัว โดยที่ 4 ตัวจะกลับด้าน ฉันใช้ Arduino และ STM32 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ใช้สำหรับควบคุมการฉีดพ่นและ STM32 ใช้สำหรับควบคุมไฟ ฉันใช้ STM32 เพื่อให้การจับคู่สีสำหรับเพลงบางเพลงดีขึ้นเนื่องจาก STM32 มีสเปกที่ดีกว่าและสามารถแปลงฟูริเยร์ได้ดีขึ้นส่งผลให้มีแสงที่ดีขึ้น การใช้ Arduino จะไม่ก่อให้เกิดปัญหา แต่อาจดูแย่เล็กน้อยเมื่อเทียบกับการใช้ stm32 ซึ่งสามารถคำนวณได้ดีกว่า

ขั้นตอนที่ 8: รหัส

โค้ดเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในฐานะส่วนหนึ่งของโปรเจ็กต์ที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ รับด้านล่างเป็นรหัสสำหรับโครงการนี้ ปรับแต่งหรือเปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการ หมายเลขพินที่สอดคล้องกับรหัสนั้นระบุไว้ในรหัสเอง

การฉีดพ่น '' รหัส '' นั้นเป็น Arduino ที่ตั้งโปรแกรมโดยคอมพิวเตอร์เพื่อเรียกสเปรย์เมื่อมีการพิมพ์บางอย่างในจอภาพอนุกรมของ Arduino เรามีชุดค่าผสมจาก ''a'' - ''p'' โดยที่ ''a'' ทริกเกอร์หนึ่งสเปรย์/ Burst of Fire และ ''o'' ทริกเกอร์ทั้งสี่ขวดให้พ่น ''p'' คือดีเลย์ 500 วินาที สามารถควบคุม Bursts ได้โดยการใส่สตริงของอักขระเหล่านี้ในมอนิเตอร์แบบอนุกรม (ต่อเนื่อง)

รหัสอื่นใช้สำหรับสลับ Led's โดย STM32 มันทำการแปลงฟูริเยร์เพื่อตอบสนองต่อเพลงที่กำหนดและสร้างเอฟเฟกต์การเปลี่ยนสีที่สวยงามตามที่ตั้งใจไว้

รหัสสุดท้ายมีไว้สำหรับ Butane Stepper Motor ซึ่งใช้ไดรเวอร์ DRV 8825 Stepper เพื่อหมุนสกรูที่ดันขึ้นกับกระป๋องเพื่อเปิดแก๊ส แม้ว่าคุณจะสามารถหมุนสกรู/ตัวต่อแบบแมนนวลเพื่อดันกระป๋อง Against the Upper acrylic ซึ่งกระตุ้น / เปิดแก๊สไปยังกระบอกฉีดยาที่วางอยู่ด้านหน้าขวด

ขั้นตอนที่ 9: สำเร็จ

โครงการของเราเสร็จสิ้นในที่สุด

สิ่งที่แนบมาคือวิดีโอที่แสดงการสาธิต:)

ขั้นตอนที่ 10: เคล็ดลับ เคล็ดลับและข้อเสนอแนะ

ข้อควรระวัง: เนื่องจากโปรเจ็กต์นี้เกี่ยวข้องกับไฟจริงทั้งในลักษณะที่ตั้งใจไว้หลักและมีบิวเทนด้วย โปรดใช้ความระมัดระวัง ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ยังเป็นสารเคมีอันตรายและต้องระมัดระวัง

1. โครงการนี้แม้ว่าจะตอบสนองต่อไฟจริง ๆ แล้วไม่ใช่โดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากบุคคลต้องป้อนข้อมูลไปยังจอภาพแบบอนุกรมเพื่อจุดไฟจริง สิ่งนี้สามารถปรับปรุงได้อย่างง่ายดายด้วย python/ อัลกอริธึมใดๆ ที่สามารถแมปเพลงทั้งหมดจากอินพุต ''a'' ถึง ''p'' และนำเสนอต่อ Arduino เพื่อให้เป็นอัตโนมัติ

2. เพิ่มเทปความร้อน Kapton ลงในขวดที่มีไอโซโพรพิล เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความร้อนกับฝาขวด/ทำให้สเปรย์ของขวดเสียหาย

3.สามารถเพิ่ม Safety Sensor บางชนิดให้กับโครงสร้างทั้งหมดได้ เช่น HC-SR04 หรือ Proximity Sensor เพื่อหยุดการไหลของก๊าซและกระบวนการฉีดพ่นเมื่อมีคนยืนอยู่ใกล้โครงการและทำให้เกิดเปลวไฟได้

4. พาวเวอร์ซัพพลายที่ใช้ สามารถลดขนาดได้ด้วยตัวแปลง Buck หรือ Boost ให้มี 8V (5A) (สำหรับเซอร์โว) 23-40v (สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์) 5v (สำหรับ Arduino และ Stm32) และ 12V (สำหรับไฟ)

5. ฉันไม่ได้นำเสนอแผนผังของสเต็ปเปอร์มอเตอร์หรือ DRV8825 เนื่องจากเป็นไดร์เวอร์ที่ค่อนข้างเรียบง่ายซึ่งขับเคลื่อนมอเตอร์ และยังมีแหล่งข้อมูลมากมายบนอินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมต่อกับสเต็ปเปอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ แม้ว่าฉันได้ให้รหัสที่สอดคล้องกันแล้ว ฉันใช้สองปุ่มเพื่อควบคุมตามเข็มนาฬิกาและการหมุนทวนเข็มนาฬิกาของสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยที่การกดปุ่มตามเข็มนาฬิกาจะดันสกรูเข้ากับกระป๋องและกดปุ่มทวนเข็มนาฬิกาเพื่อลดกระป๋องในตัวเรือนเพื่อให้แก๊ส ลดลง/ตัดยอด

6. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการต่อสายดินอย่างเหมาะสมทั่วทั้งแหล่งจ่ายไฟเพื่อหลีกเลี่ยงเอาต์พุตที่ไม่ได้ตั้งใจและการสะดุดในบิลด์ คุณยังสามารถออกแบบ PCB เพื่อติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ง่ายขึ้น

7. โครงการนี้สามารถใช้เป็นเครื่องจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้อได้เช่นเดียวกับขวดที่มีสารไอโซโพรพิลในตัวซึ่งสามารถให้การสุขาภิบาลที่ยุติธรรม

8. ไฟจะต้องจุดไฟจริงด้วยไฟแช็ก เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เราสามารถใช้ลวดนิกโครมเพื่อทำให้กระบวนการให้แสงสว่างง่ายขึ้นและใช้คอมพิวเตอร์/ไมโครคอนโทรลเลอร์