Geluidsgeactiveerd planetarium - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de Makecourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com).

Dit is mijn geluid geactiveerd planetarium. De basisfunctie van het planetarium is om te activeren met de aanwezigheid van een hard geluid, zoals een klap, en de baan van de maan en de aarde rond de zon na te bootsen. Dit is een leuk en eenvoudig project dat gemakkelijk opnieuw kan worden gemaakt en een mooi decoratief en interactief stuk zal zijn om weer te geven.

In deze Instructable zal ik uitleggen hoe je dit planetarium kunt recreëren door het versnellingssysteem, de algemene opstelling en het besturingssysteem te bespreken.

Stap 1: Stap 1: Onderdelen en gereedschappen

Onderdelen

• 1 DC-47P DC-serie zware elektronicabehuizing - $ 9,58
• Houten poppenhoofd van ArtMinds®, 2,5 "- $ 2,49"
• Houten poppenhoofd van ArtMinds®, 2,25" - $ 1,89
• 3/8 "Diameter 6061 aluminium ronde staaf 24" lengte T6511 geëxtrudeerd 0,375 inch dia - $ 7,20

Elektronica

• DC 5V Stappenmotor 28BYJ-48 Met ULN2003 Driver Test Module Board 4-Phase - $1.79
• Geluidssensormodule - $ 1,50
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 ontwikkelbord voor Arduino + USB-kabel - $ 7,58
• Mini-broodplank - $ 5,69
• 4-pins vrouw-vrouwelijke kabel - $ 3,84
• Breadboard Jumper Wire 75-delig pak - $ 4,99

Gereedschap & Benodigdheden

• 3D-printer
• Meetlint
• 3/8 "Kogellager
• 5 minuten epoxy
• Tandenstoker of wegwerproerder
• Wegwerpbakje
• Hamer
• Oefening
• 4 "gatenzaag
• Lintzaag
• Platte en gebogen handvijl
• Acrylverf en penselen: donkerblauw, donkergroen, wit, geel

Software

Je hebt ofwel de Arduino IDE nodig, ofwel standalone versies van AVR-GCC en AVRDude

Stap 2: Stap 2: Het versnellingssysteem maken

Hier komt de 3D-printer om de hoek kijken. U moet de bijgevoegde STL-bestanden downloaden om de tandwielen in 3D te printen en een basis die de tandwielen en staven op hun plaats houdt. Het planetariumontwerp bestaat uit 4 versnellingen: het motortandwiel (aandrijftandwiel), het aardtandwiel (aangedreven tandwiel), een klein centraal tandwiel en het maantandwiel. Het motortandwiel wordt aan de stappenmotor bevestigd en drijft het aardtandwiel aan. Het maantandwiel zit bovenop het aardtandwiel en heeft een staaf in het midden die door het aardtandwiel gaat. Dit zorgt ervoor dat het maanwiel draait terwijl het aardetandwiel draait. Het centrale tandwiel wordt gebruikt om het maanwiel op zijn plaats te houden en zal rond het midden van het aardewiel gaan. De staaf voor de maan zal door het maanwiel lopen, waardoor de maan rond de aarde kan reizen terwijl zowel de aarde als de maan rond de zon reizen. Om printtijd te besparen, heb ik een vulling van 5% op de basis gebruikt. Deze lage vulling maakte de basis ook erg licht, wat gunstig was.

Stap 3: Stap 3: voorbereidend werk

Staafvoorbereiding

Zodra alles is afgedrukt, moeten we wat voorbereidend werk doen om onze planeten, staven en behuizing klaar te maken voor installatie. Eerst moeten we de lintzaag gebruiken om de staaf in drie delen te zagen. De ene moet 5 inch zijn, de andere is 3 inch en de laatste is 1,5 inch.

Planeet voorbereiding

We zullen de poppenhoofden en kogellagers gebruiken om onze aarde, zon en maan te creëren. De kop van 1,5 inch wordt gebruikt voor de zon, de kop van 1,25 inch voor de aarde en het kogellager voor de maan. Eerst boor je gaten in de platte onderkant van de poppenhoofden met behulp van de 3/8 boor. Hiermee kun je de planeten aan de staven bevestigen. Nu komt het leuke gedeelte, schilderen! Afhankelijk van welke verf je gebruikt, het kan nodig zijn om meerdere lagen aan te brengen om een levendige kleur te krijgen, vooral bij het schilderen van de zon en de maan. Denk eraan dat het beter is om meerdere dunne lagen aan te brengen dan om één hele dikke laag aan te brengen. Een dikke laag zal waarschijnlijk druppels veroorzaken en zal duurt lang om te drogen. Zorg ervoor dat u elke dunne laag volledig laat drogen voordat u verder gaat. De aarde is uit de vrije hand geverfd. Zodra de maan volledig droog is, gebruikt u de epoxy om deze aan de staaf te bevestigen.

Voorbereiding behuizing

We moeten een gat uitsnijden in het deksel van de behuizing zodat de staven vrij kunnen bewegen. Hiervoor moet u de gatenzaag van 4 inch gebruiken die aan de boor is bevestigd. Denk eraan dat het gat moet worden verschoven ten opzichte van het midden om ruimte te bieden aan de stappenmotor en de motoruitrusting. Gebruik uw basis als referentie om te bepalen waar u snijd het gat en zorg ervoor dat het gecentreerd is met de randen van de behuizing.

Nu je planeten, staven en behuizing zijn voorbereid, ben je klaar om te beginnen met monteren!

Stap 4: Stap 4: Hoofdmontage

Begin met het plaatsen van uw stappenmotor in de daarvoor bestemde sleuf in de basis. Zorg ervoor dat u de draden instopt zodat ze door de basis naar beneden en uit de bodem lopen. Plaats vervolgens het aardingswiel op de geëxtrudeerde buis op de basis. U wilt het aardingswiel zo plaatsen dat het net boven de basis zweeft en er niet tegenaan schuurt bij het draaien. Plaats nu het motortandwiel op de stappenmotor zodat het midden van het tandwiel door de as van de motor loopt. Het motortandwiel en het aardingstandwiel moeten mooi in elkaar passen. Voeg vervolgens het centrale tandwiel toe aan de geëxtrudeerde buis. Het centrale tandwiel zal zeer strak op de geëxtrudeerde buis passen en moet op zijn plaats worden gehamerd.

Let op, het is erg moeilijk om het centrale tandwiel te verwijderen als het eenmaal op zijn plaats is gehamerd, dus zorg ervoor dat je alles er goed onder hebt geplaatst voordat je verder gaat. Je wilt ook een beetje ruimte laten tussen het aardtandwiel en het centrale tandwiel zodat ze elkaar niet hinderen.

U bent nu klaar om uw hengels toe te voegen. De zonnestaaf gaat in de geëxtrudeerde buis op de basis en de aardstaaf gaat door het gat in het aardingswiel. Nogmaals, zorg ervoor dat er geen wrijving is tussen parallelle delen. Het maantandwiel wordt dan om de aardstaaf geplaatst, bovenop het aardtandwiel. De maanstaaf gaat in het secundaire gat op het maanwiel. Vul je hengels aan met hun respectievelijke planeten en je bent klaar om verder te gaan naar het circuitschema.

Stap 5: Stap 5: Schakelschema

De belangrijkste onderdelen van het schema zijn de microcontroller, de voeding, de stappenmotor en het driverbord en de geluidssensor.

Stroomvoorziening

De stroom wordt geleverd door een 9V-batterij die aan de microcontroller wordt bevestigd.

Stappenmotor en aandrijfbord

De stappenmotor is aangesloten op pinnen 8, 9, 10 en 11 op de microcontroller. Deze pinnen worden gebruikt om spoelen 1-4 van de stappenmotor te activeren. Ze worden gedefinieerd als uitgangen in de schets.

Geluidssensor

De geluidssensor is bevestigd aan pin 4 op de microcontroller. Het wordt gedefinieerd als een invoer in de schets.

Stap 6: Stap 6: de Arduino Sketch

Zoals eerder vermeld, zijn pinnen 8 -11 verbonden met het aandrijfbord (afscherming) en zullen spoelen 1-4 van de stappenmotor worden geactiveerd. De geluidssensor is aangesloten op pin 4. Ik heb een vertragingstijd van 8 ms gedefinieerd om een betrouwbare draaisnelheid van de stappenmotor te verkrijgen. In de setup heb ik de motorpinnen gedefinieerd als uitgangen en de geluidssensorpin als invoer. De geluidssensor wordt in de hoofdlus gelezen door een statusvariabele met de naam statusSensor. Wanneer een geluid wordt gedetecteerd, wordt de statussensor ingesteld op 1. Hierdoor wordt de motor 300 stappen vooruit gedraaid. Een while-lus wordt gebruikt om de stappen te tellen. Als er een nieuw geluid wordt gedetecteerd, begint de telling opnieuw, waardoor de motor voor een langere periode draait. Als er geen geluid wordt gedetecteerd, stopt de motor na 300 stappen met draaien. Zie de bijgevoegde video voor meer informatie.

Opmerking: U kunt een willekeurig aantal stappen instellen om de motor te laten draaien. Ik ontdekte dat 300 stappen ongeveer 30 seconden beweging opleveren. Voel je vrij om het aantal stappen te wijzigen als je wilt dat het planetarium voor een langere of kortere tijd werkt.

Stap 7: Stap 7: Montage van de behuizing

Het enige dat u nu nog hoeft te doen, is alle componenten in de behuizing te plaatsen. Ik ontdekte dat dit het gemakkelijkst en effectiefst kon worden bereikt met behulp van klittenband. Lijn eerst de onderkant van de behuizing uit met de haak (ruwe kant). Lijn vervolgens de onderkant van uw breadboard, microcontroller, geluidssensor, motor, motorschild en batterij uit met de lus (zachte kant). Voeg een lus toe aan de bovenkant van het breadboard om de motor op zijn plaats te houden. U kunt nu elk overblijvend onderdeel veilig in de behuizing plaatsen. Om de basis te bevestigen, knipt u eerst twee stukken van de lus uit die in lengte en breedte iets groter zijn dan de lange zijden van de basis. Bevestig elke strip aan de lange zijde van de behuizing, zodanig dat het tandwiel van de stappenmotor volledig wordt ingesloten en het aardingswiel mooi past in het gat dat uit het deksel van de behuizing is gesneden. De mijne werden ongeveer 2,5 cm vanaf de bovenkant van de behuizing geplaatst. Bevestig vervolgens twee bijpassende haken aan de lange zijden van de basis. U kunt nu uw basis aan de behuizing bevestigen. Ik heb ervoor gekozen om de basis op deze manier omhoog te brengen om ruimte te bieden voor de circuit eronder.

Uw planetarium is nu volledig gemonteerd en klaar voor gebruik! Zorg ervoor dat je batterij is aangesloten op de microcontroller, breng de schroeven aan op de behuizing en laat een lekker hard geluid horen. Je zou je planetarium moeten zien bewegen.

Let op: voor een betere geluidsdetectie haak je de geluidssensor aan een van de wanden van de behuizing bij de uitsparing in het deksel.

Stap 8: Laatste opmerkingen

Hoewel dit een eenvoudig project was, is de kennis die ik heb opgedaan van onschatbare waarde. Ik heb alles geleerd over 3D-modellering, het coderen van microcontrollers, videobewerking, projectplanning en nog veel meer. Ik heb ook veel meer respect gekregen voor productontwerpers omdat er veel aandacht en moeite wordt gestoken in het ontwerpen van iets en het tot leven brengen van die ontwerpen. Veel vallen en opstaan en veel problemen oplossen. Het was leuk om mezelf bij het proces te betrekken.

Ik hoop dat je genoten hebt van deze instructable!