Planetariu activat prin sunet: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acest instructable a fost creat pentru a îndeplini cerințele de proiect ale Makecourse de la Universitatea din Florida de Sud (www.makecourse.com).

Acesta este planetariul meu activat de sunet. Funcția de bază a planetariului este de a activa cu prezența unui sunet puternic, cum ar fi o palpită, și de a recrea orbita lunii și a Pământului în jurul soarelui. Acesta este un proiect simplu și distractiv care poate fi recreat cu ușurință și va face o piesă decorativă și interactivă frumoasă de afișat.

În acest Instructable, voi explica cum să recreați acest planetariu discutând sistemul de angrenaje, configurarea generală și sistemul de control.

Pasul 1: Pasul 1: Piese și instrumente

Părți

• 1 carcasă electronică pentru serviciu greu DC-47P - 9,58 USD
• Wood Doll Head de ArtMinds®, 2,5 "- 2,49 USD
• Wood Doll Head de ArtMinds®, 2,25 "- 1,89 USD
• 3/8 "Diametru 6061 Aluminiu Rod rotund 24" Lungime T6511 Extrudat 0,375 inch Dia - 7,20 USD

Electronică

• Motor pas cu pas 5V DC 28BYJ-48 cu placa modulului de testare a driverului ULN2003 în 4 faze - 1,79 USD
• Modul senzor de sunet - 1,50 USD
• Placă de dezvoltare UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 pentru cablu Arduino + USB - 7,58 USD
• Mini panou - 5,69 USD
• Cablu mamă-mamă cu 4 pini - 3,84 USD
• Breadboard Jumper Wire 75pcs pachet - 4,99 USD

Instrumente și consumabile

• imprimantă 3d
• Bandă de măsurare
• Rulment cu bile de 3/8"
• Epoxidic de 5 minute
• Scobitor sau Agitator de unică folosință
• Tava de unica folosinta
• Ciocan
• Burghiu
• Ferăstrău de 4"
• Bandă ferăstrău
• Fișier de mână plat și curbat
• Vopsea acrilică și perii: albastru închis, verde închis, alb, galben

Software

Veți avea nevoie fie de Arduino IDE, fie de versiuni independente de AVR-GCC și AVRDude

Pasul 2: Pasul 2: Crearea sistemului de transmisie

Aici intră în joc imprimanta 3D. Va trebui să descărcați fișierele STL atașate la imprimarea 3D a angrenajelor și a unei baze care să țină angrenajele și tijele la locul lor. Proiectarea planetariului constă din 4 trepte: angrenajul motor (angrenajul de acționare), angrenajul Pământ (angrenajul condus), un angrenaj central mic și angrenajul Moon. Angrenajul motorului va fi atașat la motorul pas cu pas și va acționa angrenajul pământ. Angrenajul Lunii va fi deasupra angrenajului Pământului și va avea o tijă în centrul său, care va trece prin angrenajul Pământului. Acest lucru va face ca rotația Lunii să se întoarcă pe măsură ce rotația Pământului se rotește. Angrenajul central este folosit pentru a menține angrenajul Lunii în loc și va înconjura centrul angrenajului Pământului. Lanseta pentru Lună va trece prin uneltele Lunii, ceea ce va permite Lunii să călătorească în jurul Pământului, în timp ce Pământul și Luna călătoresc în jurul Soarelui. Pentru a economisi timp de imprimare, am folosit o umplutură de 5% pe bază. Această umplutură scăzută a făcut, de asemenea, baza foarte ușoară, ceea ce a fost benefic.

Pasul 3: Pasul 3: Pregătirea muncii

Pregătirea tijei

Odată ce totul este tipărit, va trebui să facem unele lucrări de pregătire pentru a ne pregăti planetele, tijele și incinta pentru instalare. În primul rând, va trebui să folosim ferăstrăul cu bandă pentru a tăia tija în trei părți. Unul ar trebui să fie de 5 ", unul este de 3", iar ultimul este de 1,5 ".

Planet Prep

Vom folosi capetele păpușii și rulmentul cu bile pentru a crea Pământul, Soarele și Luna. Capul de 1,5 "va fi folosit pentru Soare, capul de 1,25" pentru Pământ și rulmentul cu bile pentru Lună. Mai întâi doriți să faceți găuri în fundul plat al capetelor păpușii folosind burghiul de 3/8 ". Acest lucru vă va permite să atașați planetele la tije. Acum vine partea distractivă, pictând! În funcție de ce vopsea utilizați, este posibil să fie nevoie să aplicați mai multe straturi pentru a obține o culoare vibrantă, mai ales atunci când vopsiți Soarele și Luna. Amintiți-vă, este mai bine să aplicați mai multe straturi subțiri decât să le lipiți pe un strat foarte gros. Un strat gros va provoca picături și va provoca să se usuce mult timp. Asigurați-vă că lăsați fiecare strat subțire să se usuce complet înainte de a continua. Pământul a fost vopsit cu mâna liberă. Odată ce Luna este complet uscată, folosiți epoxidicul pentru a-l atașa la tijă.

Pregătirea incintei

Trebuie să tăiem o gaură în capacul incintei pentru a permite tijelor să se miște liber. Pentru aceasta, va trebui să utilizați ferăstrăul cu găuri de 4 atașat burghiului. Amintiți-vă că gaura trebuie să fie decalată de la centru pentru a oferi spațiu motorului pas cu pas și a angrenajului motorului. Utilizați baza ca referință pentru a determina unde să tăiați orificiul și asigurați-vă că este centrat cu marginile incintei.

Acum că planetele, tijele și incinta sunt pregătite, sunteți gata să începeți asamblarea!

Pasul 4: Pasul 4: Asamblarea principală

Începeți prin așezarea motorului pas cu pas în fanta alocată din bază. Asigurați-vă că introduceți firele, astfel încât acestea să curgă în jos prin bază și în jos. Apoi așezați angrenajul Pământ pe tubul extrudat de pe bază. Doriți să poziționați angrenajul Pământ, astfel încât să plutească chiar deasupra bazei și să nu se frece pe el când se rotește. Acum puneți angrenajul motorului pe motorul pas cu pas, astfel încât centrul angrenajului să treacă prin arborele motorului. Angrenajul motorului și cel al pământului ar trebui să se potrivească frumos. Apoi, adăugați angrenajul central în tubul extrudat. Angrenajul central va avea o potrivire foarte strânsă pe tubul extrudat și va trebui să fie ciocănit în poziție.

Rețineți, este foarte dificil să scoateți angrenajul central odată ce este ciocănit, așa că asigurați-vă că ați poziționat în mod adecvat totul sub el înainte de a continua. De asemenea, doriți să lăsați un spațiu mic între angrenajul Pământ și angrenajul central, astfel încât să nu interfereze unul cu celălalt.

Acum sunteți gata să vă adăugați lansetele. Lanseta Soarelui va intra în tubul extrudat de pe bază, iar tija Pământului va trece prin gaura din angrenajul Pământului. Din nou, asigurați-vă că nu există frecare între părțile paralele. Angrenajul Lunii este apoi plasat în jurul tijei Pământului, deasupra angrenajului Pământului. Lanseta Lunii va intra în orificiul secundar de pe angrenajul Lunii. Completați tijele cu planetele respective și sunteți gata să treceți la schema circuitului.

Pasul 5: Pasul 5: Schema circuitului

Părțile principale ale schemei sunt microcontrolerul, sursa de alimentare, motorul pas cu pas și placa șoferului și senzorul de sunet.

Alimentare electrică

Alimentarea este furnizată de o baterie de 9V care se atașează la microcontroler.

Motor pas cu pas și placă de acționare

Motorul pas cu pas este conectat la pinii 8, 9, 10 și 11 de pe microcontroler. Acești pini sunt utilizați pentru a activa bobinele 1-4 ale motorului pas cu pas. Acestea sunt definite ca rezultate în schiță.

Senzor de sunet

Senzorul de sunet este atașat pinului 4 de pe microcontroler. Este definit ca o intrare în schiță.

Pasul 6: Pasul 6: schița Arduino

După cum sa menționat anterior, pinii 8 -11 sunt conectați la placa de acționare (ecran) și vor activa bobinele 1-4 ale motorului pas cu pas. Senzorul de sunet este conectat la pinul 4. Am definit un timp de întârziere de 8 ms pentru a obține o rată de rotație fiabilă de către motorul pas cu pas. În configurare, am definit pinii motorului ca ieșiri și pinul senzorului de sunet ca intrare. Senzorul de sunet este citit în bucla principală de o variabilă de stare denumită statusSensor. Când este detectat un zgomot, senzorul de stare va fi setat la 1. Acest lucru va începe rotirea motorului înainte pentru 300 de pași. O buclă while este utilizată pentru a număra pașii. Dacă este detectat un sunet nou, numărul va reporni, determinând rotirea motorului pentru o perioadă mai lungă de timp. Dacă nu este detectat sunetul, motorul se va opri din rotire după 300 de pași. Vă rugăm să consultați videoclipul atașat pentru mai multe informații.

Notă: Puteți seta orice număr de pași pentru ca motorul să se întoarcă. Am constatat că 300 de pași produc aproximativ 30 de secunde de mișcare. Simțiți-vă liber să modificați numărul de trepte dacă doriți ca planetariul să funcționeze pentru o perioadă mai lungă sau mai scurtă de timp.

Pasul 7: Pasul 7: Ansamblul incintei

Tot ce a mai rămas acum este să introduceți toate componentele în incintă. Am constatat că acest lucru a fost realizat cel mai ușor și eficient folosind benzi de velcro. Întâiați linia inferioară a carcasei cu cârligul (partea aspră). Urmează linia de jos a panoului de control, microcontrolerului, senzorului de sunet, motorului, ecranului motorului și bateriei cu bucla (partea moale). Adăugați o buclă în partea de sus a panoului pentru a ține motorul în poziție. Acum puteți plasa în siguranță fiecare componentă rămasă în incintă. Pentru a atașa baza, decupați mai întâi două bucăți ale buclei, care sunt puțin mai mari în lungime și lățime decât laturile lungi ale bazei. Atașați fiecare bandă pe partea lungă a carcasei poziționată într-un mod care să permită angrenajul motorului pas cu pas să fie complet închis și angrenajul de împământare să se potrivească frumos în orificiul care a fost decupat din capacul carcasei. Mine au fost plasate la aproximativ 1 de la partea superioară a incintei. Apoi atașați două cârlige potrivite la laturile lungi ale bazei. Acum puteți atașa baza la incintă. Am ales să ridic baza în acest mod pentru a oferi spațiu pentru circuitele dedesubt.

Planetariul dvs. este acum complet asamblat și gata de utilizare! Asigurați-vă că bateria este conectată la microcontroler, aplicați șuruburile pe carcasă și lăsați un zgomot puternic. Ar trebui să vezi că planetariul tău începe să se miște.

Notă: pentru o detecție mai bună a sunetului, conectați senzorul de sunet la unul dintre pereții carcasei în apropierea tăieturii din capac.

Pasul 8: Observații finale

Deși acesta a fost un proiect simplu, cunoștințele pe care le-am câștigat din acesta sunt de neprețuit. Am învățat totul despre modelarea 3D, codificarea microcontrolerelor, editarea video, planificarea proiectelor și multe altele. De asemenea, am câștigat mult mai mult respect pentru designerii de produse, deoarece există o mulțime de gânduri și eforturi care se referă la proiectarea ceva și aducerea acestor modele la viață. O mulțime de încercări și erori și o mulțime de rezolvare a problemelor. A fost distractiv să mă implic în acest proces.

Sper că ți-a plăcut acest instructable!