Ciclul de apă Arduino Diorama: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Vom face o diorama care prezintă ciclul apei, folosind Arduino și câteva motoare pentru a adăuga mișcare și iluminare. Are un aer școlar - pentru că este de fapt un proiect școlar!

Scenariul de prezentare este următorul:

Soarele răsare dimineața [Un servomotor mișcă soarele].

Apa se evaporă din mare [Un motor pas cu pas ridică „foaia de evaporare”]

Nori se formează pe cer [Un motor pas cu pas scade norii de bumbac]

Ploaia cade [Un motor pas cu pas scade „foaia de ploaie”]

Între timp, luminile (LED-urile APA106) își schimbă culoarea pentru a semnifica răsăritul, cerul înnorat, fulgerele din timpul ploii.

Materiale:

1. Arduino Uno
2. Motoare pas cu pas 5V și drivere (x3)
3. Servomotor (x1)
4. LED-uri APA106 (x5)
5. Tub de metal
6. Șuruburi și șuruburi
7. Hârtii, tul, bumbac
8. Pistol de lipit fierbinte

Deci, plecăm!

Pasul 1: Construiește cutia

Am construit o cutie de lemn, dar puteți folosi și o cutie. Dimensiunile cutiei sunt 40cm față, 25cm adâncime, 30cm înălțime.

Am pus un capac la îndemână cu balamale, astfel încât ridicându-l să fie mai ușor de lucrat. De asemenea, nu avem nevoie de peretele din spate, așa că puteți sări peste asta și să folosiți doar niște hârtie albastră pentru cer, așa cum se arată în fotografie.

Pasul 2: Atașați motoarele

Vom atașa motoarele pas cu pas aproape de partea de sus a cutiei, astfel încât acestea să se rotească și să înfășoare în sus sau în jos tulul nostru de ploaie, tul de evaporare și nori.

Mai întâi trebuie să găurim găuri.

Folosiți o hârtie pentru a crea o mască a motorului, așa cum se arată pe fotografie. Acest lucru vă va permite să marcați corect găurile [foto]. Găuriți, apoi atașați motorul cu șuruburi și șuruburi.

Pasul 3: Atașați axele

Pentru axe, folosim tubulatura de cupru. Măsurați distanța ținând cont de adâncimea motorului, scoateți încă un cm și tăiați 3 bucăți.

Folosiți arborele motorului ca matriță și folosiți clești pentru a apăsa capătul tubului în jurul său.

Apoi folosiți un șurub ca matriță și faceți același lucru și pe celălalt capăt al tubului.

Găuriți o gaură la celălalt perete, opus arborelui motorului (măsurați distanțele). Fixați axa între arborele motorului și șurubul prin orificiu. Folosiți unul sau două șuruburi pentru a fixa șurubul și un inel metalic pentru a permite o rotație mai lină a axei, așa cum se arată în fotografie.

Pasul 4: Fixați servomotorul

Utilizați niște albastru-tac dedesubt și o bandă metalică cu șuruburi deasupra pentru a atașa servomotorul pe podea. Acesta va fi folosit pentru ridicarea soarelui, așa cum se arată în fotografie.

Asigurați-vă că îl atașați în direcția corectă. (Dacă faceți greșit, nu este o problemă uriașă, îl puteți edita doar în codul arduino.)

Folosiți un paie și lipici pentru a monta soarele pe arborele motorului.

Pasul 5: Conectați electronica, motoarele, LED-urile

Arduino Uno are 14 pini digitali. Avem nevoie de 4 pini pentru fiecare driver de motor pas cu pas, plus un pin pentru servomotor, plus un pin pentru LED-uri.

Puteți vedea conexiunea de bază în schemă. La șofer sunt conectați 4 pini digitali. Veți avea nevoie de o sursă de alimentare separată pentru driver (și motor), deoarece motoarele consumă destul de multă putere și veți avea probleme dacă le alimentați de la Arduino. Puteți utiliza un încărcător USB și un cablu, îl puteți tăia, utilizați + 5V și GND pentru a alimenta motorul. De asemenea, va trebui să conectați GND de pe placa Arduino la GND de la sursa de alimentare externă, așa cum se arată în schemă.

Pinul 0, 1, 2, 3: Motorul 2

Pinul 4, 5, 6, 7: Motorul 1

Pinul 8, * 10, 11, 12: Motor 0. Rețineți că salvăm PIN-ul 9 pentru motorul Servo: în unele plăci Arduino, numai pinii 9 și 10 pot conduce un Servo.

Conexiunea servomotorului este destul de standard. Utilizați pinul digital 9 pentru control. Utilizați sursa de alimentare externă, la fel ca pentru motoarele pas cu pas, pentru a alimenta servo (adică nu ca schema, unde puterea este preluată de pe placa Arduino.)

Designul cu LED APA106 ne permite să controlăm individual mai multe LED-uri cu un singur pin. Vom folosi pinul digital 13 (care este, de asemenea, conectat la LED-ul încorporat de pe placa Arduino). Conexiunea de bază poate fi văzută pe schemă. APA106 are patru pini. Cei doi pini din mijloc sunt pentru + 5V și GND. Apoi, conectăm DATA IN al primului LED la Pinul 13, DATA OUT al acestuia la DATA IN al doilea LED etc. Fiecare LED care urmează își ia semnalul DATA IN de la DATA OUT al precedentului. DATA OUT a ultimului LED poate fi lăsat neconectat.

S-ar putea să doriți să fixați LED-urile pe carcasă după ce faceți decorarea, astfel încât să puteți inspecta mai bine iluminatul. Alternativ, nu le puteți asigura, folosind clei fierbinte, și puteți instala decorațiunile după aceea.

Pasul 6: Codul Arduino

Iată o descriere a ceea ce face codul.

Răsărit: Servomotorul trece de la 10 la 50 de grade, viteza de 2 grade / sec, în timp ce iluminarea se schimbă de la roșu (zori) la alb (la prânz).

Vaporizare: un motor pas cu pas înfășoară axa unde este atașat tulul „vapori”, ridicându-l. Este posibil să trebuiască să ajustați numărul de ture, în funcție de dimensiunile dvs.

Nori: un motor pas cu pas derulează axa pentru a dezvălui norii. Culorile scenei se schimbă într-un cadru „ploios”.

Ploaie: un motor pas cu pas derulează axa tulului „ploaie”. Avem blițuri aleatorii, în care culoarea se schimbă în alb pentru o vreme - și apoi înapoi la „ploios”.

Resetarea sistemului: Luminile sunt stinse, iar apoi motoarele învârt înapoi axele, astfel încât sistemul să fie gata să facă o altă iterație când este conectat din nou.

Rețineți că am ales să avem doar o singură rulare și apoi o resetare, astfel încât să reducem la minimum șansa ca cineva să oprească acțiunea la mijloc. În acest caz, am avea tulle pe jumătate înfășurate pe axe, astfel încât sistemul să nu funcționeze corect.

Joacă-te puțin cu codul, înainte de a adăuga decorațiunile. Veți efectua reglaje fine mai târziu.

Pasul 7: Realizați și atașați decorațiunile și LED-urile

Am optat pentru o reprezentare 2.5D a unui peisaj. Este format din 4 straturi de peisaj, unul în spatele celuilalt. Există și un cer pe spate. Între cer și stratul din spate, cel cu munții, este locul în care se află soarele, atașat la servomotor.

Tulle de ploaie și evaporare sunt pliate și ascunse între celelalte straturi, când sunt în jos. Acestea sunt atașate la axele de deasupra prin fir.

Norii sunt mici bile de bumbac (cele folosite pentru demachiere sunt la îndemână), care sunt atașate independent pe axa norului prin fir. Înfășurați firul pe axă și, desfăcându-l, norii coboară.

LED-urile sunt conectate într-un lanț și lipite între straturi, mai întâi LED-ul din spate, astfel încât ulterior să fie conectat la placa Arduino.

Pentru ploaie, am tăiat bucăți mici de hârtie în formă de picătură de apă și am lipit-o pe un tul. În imagine puteți vedea că lipim ceva greutate, de exemplu. nuci mici, în spatele picăturilor de apă (și inele metalice în spatele „vaporilor”), astfel încât tulul este coborât de gravitație în loc să plutească în mijloc. Partea superioară și inferioară a tulului este înfășurată în jurul unui creion de bețișor, de asemenea pentru greutate. Această ultimă „atingere” dă o notă „copilărească” dioramei (aceasta a fost menită să arate ca un proiect pentru copii). Puteți folosi altceva, mai invizibil, pentru a adăuga greutate tulului, dacă doriți.

Pasul 8: Conectați Arduino și montați-l pe placă

Trebuie să conectați driverele motorului, servomotorul, LED-urile de pe Arduino. Pinii sunt notați în cod.

Puteți strânge Arduino și plăcile șoferului motorului pe carcasă, folosind clei fierbinte, și le puteți ascunde în spatele munților de hârtie. Utilizați o placă mică pentru a alimenta motoarele, de la o sursă externă. Cablurile de alimentare, pentru arduino și motoare, vor ieși din spate.

Faceți o reglare fină a codului și sunteți gata să plecați!

A se distra!