Music Reactive Fiber Optic Star Ceiling Installation: 11 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Nais mo ba ang isang piraso ng kalawakan sa iyong bahay? Alamin kung paano ito ginawa sa ibaba!

Sa loob ng maraming taon ito ang aking pangarap na proyekto at sa wakas Natapos na ito. Ito ay tumagal ng ilang oras upang makumpleto, ngunit ang resulta ay napakasisiya na sigurado akong sulit ito.

Medyo tungkol sa proyekto. Napuno ako ng DIY kasama nito, na pinapayagan akong magkaroon ng buong malayang kalayaan. Ang resulta - mga konstelasyong hilagang kalangitan sa sukat, indibidwal na pagkontrol ng mga kumpol ng bituin na may IR remote (ningning at kulay), reaktibiti sa musika, ganap na makokontrol na ilaw ng cove, at pinakamahalaga - posibilidad na mag-upgrade ng halos anumang bagay sa proyektong ito. Upang makamit ang lahat ay pinili ko ang Arduino bilang isang platform para sa proyekto dahil mayroon akong kaunting kaalaman sa pagprograma. Para sa reaktibitiya ng musika ay ginawa ng chip ng MSQ7EQ, maraming mga mapagkukunan sa online para dito. Para sa komunikasyon, ang NRF24L01 ay ginagamit ng marami at mayroon akong kaunting matipid, kaya ginamit ko sila. Para sa pagkontrol ng isang malaking bilang ng mga LEDs PCA9685 servo controller ay mahusay na gumagana. Kung mas gusto mo ang isang mas mura at mas madaling bersyon ng proyektong ito maaari kang maghanap ng mga star ceiling kit sa amazon, ngunit kung magpasya kang pumunta sa DIY sa proyektong ito, tulad ng sa akin, kinakailangan ang mga kasanayang ito: · Ang ilang kaalaman sa Arduino na programa; · Mga kasanayan sa disenyo ng circuit at paghihinang; · Paano upang gumana sa AC.

Marami sa inyo ang humiling ng presyo ng proyekto, Mahirap para sa akin na magbigay ng isang numero dahil marami akong mga materyales para dito at depende ito sa kung magkano ang napagpasyahan mong gawin ito sa iyong sarili, laki ng proyekto, atbp, ngunit hulaan ko depende sa mga kadahilanang ito ay maaaring maging mas mababa sa isang pares ng daang o kasing taas ng isang 1000 $. Habang nagtatrabaho bawat iba pang mga katapusan ng linggo kinuha ako rougover isang taon upang matapos ang proyektong ito.

Hakbang 1: Pagpaplano

Una, dapat magpasya kung nais ng isang gumawa ng elektronikong bahagi o bumili ng kit. Ang ilang kaalaman sa Arduino at pangunahing mga electronics ay kinakailangan upang gawin ang mga circuit, mayroon ding mas mataas na pagkakataon na may mali. Maaari kang makahanap ng maraming mga pagpipilian sa kit sa amazona sa pamamagitan ng paghahanap ng "Fiber Optic Star Ceiling Kit" o saanman, maraming mga pagpipilian. Ngunit kung ang isang tao ay nagnanais ng buong malikhaing kalayaan at kontrol sa proyekto, kung gayon ang buong DIY ay isang paraan upang pumunta.

Ngayon ang desisyon na iyon ay ginawa sa electronics, dapat mong isipin ang tungkol sa istraktura ng kisame, laki ng star map at bilang ng mga bituin. Nagpunta ako kasama ang karaniwang nakabitin na kisame ng dyipsum dahil sa mga kadahilanang nabanggit dati. Dahil sa aking kaso mahirap mag-install ng fiber optics (mababang kisame) napagpasyahan kong pumunta na may mababang mababang bilang ng mga bituin ~ 1200, ngunit ang resulta ay nakakagulat pa rin, walang mga pagsisisihan dito.

Ngayon tungkol sa pagpili ng pattern ng bituin. Nakatira ako sa hilagang hemisphere, kaya't pumili ako ng bahagi ng kalangitan na makikita talaga dito. Maraming mga app upang makuha ang larawan ng mga konstelasyon, ginamit ko ang Celestia tulad ng sa sikat na "Star-Map" na itinuturo. Siyempre ang pattern ay hindi dapat maging makatotohanan at sa sukatan, huwag mag-atubiling magkaroon ng ganap na malayang kalayaan dito, maaari kang makahanap ng maraming kamangha-manghang mga ideya sa online para sa mga pattern.

Ang mga bituin na minarkahan ng iba't ibang mga bilog ng kulay ay para sa pagkakaiba ng mga kumpol ng mga bituin na may medyo katulad na ningning. Hindi ako naglagay ng labis na pagsisikap sa bahaging ito, kaya't hindi ito masyadong tumpak..

Hakbang 2: Mga Kagamitan

Ngayon na nakaplano ang lahat, maaaring mag-order ng mga materyales.

Sa bahaging ito hindi ako maglilista ng mga materyales na kinakailangan para sa kisame mismo, dahil depende ito sa ginamit na system at iba pang mga kadahilanan. Gumamit ako ng ceiling system ni Knauf. Parehas na para sa mga tool, dahil ang karamihan sa mga tool na kakailanganin mong i-install ang kisame. Para sa pag-install ng mga bituin at electronics, hindi gaanong kinakailangan, tingnan ang listahan sa ibaba. Maraming mga bahagi na binili ko sa mga lokal na tindahan ng electronics at nagpapahinga sa AliExpress, dahil mas mura ito doon at ang kalidad ay mabuti sa karamihan ng mga kaso.

Mga bahagi para sa mga bituin at electronics:

· Ang supply ng kuryente para sa LED strips ay nakasalalay sa haba, mayroong ilang talagang mahusay na mga mapagkukunan sa online partikular para sa pagpili ng LED strip power supply. Sa aking kaso mayroon akong 12V / 30A / 350W paglipat ng suplay ng kuryente para sa marahil 15 metro ng strip. Ang mga strip ay 14.4W / m, kaya't marami akong nakalaan para sa reserba. · Power supply para sa 3W LED diode. Muli, depende ito sa kung gaano karaming mga LED ang ginagamit, ngunit sa aking kaso ang supply ng kuryente ay 5V / 7A / 35W para sa 15 LEDs at Arduino mismo. Kung magpasya kang pumunta sa 5mm karaniwang RGB LEDs kaysa sa supply ng kuryente na ito ay maaaring maging mas kaunting mas malakas at ang circuit ay magiging mas simple, ngunit ang mga bituin ay hindi gaanong maliwanag.). Ang Single LED ay para sa pagkontrol ng isang kumpol ng mga bituin, kaya't ang dami ay nakasalalay sa kung gaano karaming mga bituin ang nais mong kontrolin nang magkahiwalay. · 12V RGB LED Strips. · Fiber optika. Hindi gumagana ang linya ng pangingisda. Kung magkano ang kailangan mo ay nakasalalay sa bilang ng mga bituin / laki ng kisame / kung nasaan ang circuit. Gumamit ako ng ilang magkakaibang mga hibla ng kapal para sa higit na epekto. · Mga board ng PCA9685. Sa solong board 5 RGB LED diode ay maaaring makontrol. · 2x Arduino Uno / Mega. · 2x NRF24L01. · USB cable para sa pagpapatakbo ng Arduino. · IRL540N lohika mosfets, dami depende sa kung gaano karaming mga LED strips ang ginagamit. Ang 1 pc ay para sa solong kulay ng solong LED strip. Tandaan na ang limitasyon sa haba ng strip ay ~ 5 metro, kung kailangan mo ng higit pa, kakailanganin mo ng magkakahiwalay na piraso. Mayroon ding mga workaround para sa pagkonekta ng mahabang mga piraso, huwag magtanong o mag-google kung kinakailangan. · 2N2222 transistors (o iba pang mga NPN). Paghiwalayin ang transistor ay kinakailangan bawat 3W na kulay ng LED. Sa aking kaso 15x3. · Mga Resistor: 2W 10R / 2W 6R8 / 2W 6R8 para sa R G B ng bawat 3W LED ayon sa pagkakabanggit. 5-10k para sa pull down, maaaring 0.25W. · 10 uF capacitors para sa NRF24L01 decoupling. · Ilang uri ng aluminyo plate para sa 3W LED na pag-aayos at paglamig. · PCBs para sa mga circuit. · Breadboard para sa pagsubok. · Ilang mga random na turnilyo, playwud, duct tape at iba pang mga bagay na mahahanap mo sa iyong tipikal na pagawaan. · Maraming mga wire sa iba't ibang mga kapal. Para sa signal ng PWM simpleng mga wire ng breadboard ay maaaring magamit, hindi gaanong mga amp ang dumadaloy sa mga wire na ito, ngunit para sa mga LED strips kapal dapat kalkulahin depende sa distansya mula sa LED strip sa circuit, pareho para sa 3W LEDs.

Mga bahagi para sa remote-control box at spectrum analyzer:

· 1x MSGEQ7; · Mga Resistor: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Mga Capacitor: 1x 33 pF / 1x 0.01 µF / 1x 0.1 µF. · Thermal paste para sa mga CPU. · IR remote control at diode ng receiver. · A maraming mga wire ng tinapay o anumang manipis na mga wire na mayroon ka. · Maliit na PCB. Gumamit ako ng PROTO SHIELD. · Maliit na kaso para sa Arduino UNO at sa circuit. Gumamit ako ng isang maliit na kahon ng hiwa ng laser. · Mayroong iba pang mga bahagi na ibinahagi sa pangunahing circuit. Dami ay kasama sa pangunahing listahan ng circuit.

Mga tool para sa pag-install ng bituin at paglikha ng circuit:

· I-clear ang pandikit na hindi natunaw ang mga hibla ng optic. Gumamit ako ng pangunahing pandikit ng papel. · Mga kagamitan sa paghihinang. · Ang multimeter ay kapaki-pakinabang para sa proyektong ito. · Screwdriver. · Mga Plier. Dapat ay kapareho ng kapal ng fiber optic.

Hakbang 3: Pag-install ng Ceiling

Hindi ko bibigyan ng detalye ang hakbang na ito, mayroong isang toneladang materyal kung paano mag-install ng nakasabit na kisame at hindi ako dalubhasa sa paksang ito. Ang diskarte na pinili ko ay mas kumplikado kaysa sa isang panel na may mga diskarte na bituin na pinili ng maraming tao. Ngunit sa paggawa sa ganitong paraan, mayroon kaming kalidad na nakabitin na kisame na sa liwanag ng araw ay mukhang ganap na normal, walang mga panel, walang anuman.

Para sa electronics nagpasya akong idagdag ang pagpapanatili ng hatch sa hindi gaanong nakikita na bahagi ng kisame ng dyipsum.

Ang paglalapat ng tagapuno at priming ay tapos na sa hakbang na ito, ngunit ang pagpipinta ay tapos na kapag na-install ang mga hibla.

Hakbang 4: Pag-install ng Fiber Optics

Ang bahaging ito ay tumagal ng higit sa inaasahan … Matapos ang maraming mga improvisation, naayos namin na sa aming kaso ang pinakamahusay na paraan upang mag-wire fiber optics ay ang isang poste ng pangingisda at isang loop ng pangingisda, tingnan ang aking mga sketch ng obra maestra para sa isang paliwanag. Ngayon na tiningnan ko ang ideyang ito mukhang nakakatawa, ngunit sino ang hindi gusto ng ilang hamon.

Ilang tala:

· Inirerekumenda kong i-pandikit ang mga hibla sa kanilang mga butas, kaya't mananatili sila sa lugar na sigurado. Ang pandikit ay dapat na malinaw at hindi tumutugon sa materyal ng hibla. Gumamit ako ng pangunahing pandikit ng papel.

· Hindi kinakailangan ang pagbabarena. Ang mga butas sa dyipsum na kisame ay maaaring ma-poked gamit ang isang awl o anumang katulad, siguraduhin lamang na tumugma sa diameter ng optic fiber.

· Para sa paghahanap ng eksaktong mga posisyon ng mga tukoy na bituin sa isang kisame ginamit ko ang lumang paaralan sa pagsukat ng tape.. na ito. Hindi tumpak na 100%, ngunit medyo malapit. Masyadong malaki ang kisame upang mai-print ang star map sa sukat.

Hakbang 5: Tapos na sa kisame: Pagpipinta

Nagpinta kami ng higit sa mga fibre ng optic, kaya't hindi nakikita ang mga ito kapag hindi ginagamit. Tapos sa ganitong paraan mukhang ikaw ay karaniwang nakabitin na kisame. Nagpinta kami sa dalawang mga layer at ang ningning ng mga hibla ay halos pareho.

Hakbang 6: Paggawa ng Circuit sa Pagsubok

Ang circuit mismo ay hindi kumplikado at nagtrabaho para sa akin kaagad sa bat, ngunit palaging mahusay na subukan ito bago i-install at maraming pag-solder sa isang ito, kaya may panganib doon. Gayundin, matalino na magkaroon ng pagsubok sa isang bersyon ng circuit para sa mga pag-update sa hinaharap, dahil sigurado akong walang nais na mag-circuit ng isang bagay na tumagal ng ilang araw upang mai-install sa kisame.

Para sa pagsubok na bersyon ibig sabihin ko ng isa o dalawang PCA9685 board, NRF24L01, at mga power supply na konektado sa Arduino. Ang lahat ay maaaring nasa mga breadboard. Nalalapat ang pareho sa IR remote circuit, magdagdag lamang ng mga bagay-bagay sa breadboard, tingnan kung gumagana ito. Gayundin, magmumungkahi ako ng paghihinang ng ilang 3W LEDs para sa pagsubok.

Hakbang 7: Arduino Code

Para sa mga aklatan at iba pang kapaki-pakinabang na mga link tingnan ang seksyong "Kapaki-pakinabang na impormasyon". Para sa paliwanag sa code tingnan ang mga komento sa code.

Upang likhain ang code na ito Gumamit ako ng maraming mapagkukunan, ang ilan sa mga ito ay nakalista sa seksyong "Kapaki-pakinabang na impormasyon," ngunit dahil natapos ko ang proyektong ito higit sa isang taon na ang nakakalipas, sa oras na nagpasya akong magsulat ng itinuro, hindi ko makita ang lahat ng ang mga mapagkukunan at ilan sa mga link na nai-save ko, malungkot na hindi gumana. Kaya't kung may nangangailangan ng anumang tulong sa code ipaalam sa akin sa mga komento, gagawin ko ang aking makakaya.

Sa code makakahanap ka ng isang medyo kumplikadong pag-andar para sa LED blinking. Upang gawin itong mas kaaya-aya Gumamit ako ng isang tutorial para sa paghinga na humantong: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ Ang mga mata ng tao ay hindi nakikita ang ilaw sa isang linear na pamamaraan, kaya kung gumagamit ka ng linear na pagtaas sa LED brightness hindi ito natural.

Hakbang 8: Mga Kable at LED Strips

Ngayon na para sa pangwakas na mga kable! Kung ang lahat ay nasubok at gumagana ay hindi ito dapat maging napakahirap, ng maraming paghihinang ng magkatulad na mga bahagi. Para sa pag-aayos ng circuit ginamit ko ang playwud sa laki ng maintenance hatch, kaya kung may pangangailangan, madali kong matatanggal ang buong circuit mula sa kisame. Inilagay ko ang mga hibla sa maliit na mga tubo ng tubong plastik, halos sa laki ng 3W LEDs, pagkatapos ay drill ang parehong mga butas sa laki sa playwud at ipinasok ang mga tubo na ito sa playwud. Sa pamamagitan nito, madali kong matatanggal ang mga hibla mula sa mga LED kung kinakailangan, tingnan ang mga nakalakip na larawan.

Tulad ng para sa mga LED strip, iminumungkahi kong idikit ang mga ito sa mga profile ng aluminyo para sa paglamig, sapagkat ang mga piraso na ito ay medyo mainit.

Hakbang 9: Pag-troubleshoot at Pinong Pag-tune

Nasubukan mo na ang circuit, ngunit ngayon na naka-install na ito, hindi ito gumagana.. o may isang bagay na hindi gumagana tulad ng nararapat. Marahil ito ang iyong paghihinang dahil kung gumana ito sa test circuit, walang dahilan na hindi ito gumagana ngayon na may ilang mga pagbubukod. Inaasahan kong hindi ito ang kaso para sa iyo, ngunit magbabahagi ako ng isang partikular na problema na mayroon ako bilang isang halimbawa lamang.

Kapag pinapalabo ko ang mga LED strip sa pinakamababang halaga, ang mga piraso ay hihinto sa pagtatrabaho o magsimulang mag-flicker. Matapos ang loooong pagsasaliksik at pag-troubleshoot, nalaman ko na ang problema ay mabagal sa paglipat ng IRL540 at ang mga solusyon ay simpleng bawasan ang dalas ng PWM ng mga board ng PCA sa 50hz. Karamihan ay nalutas nito ang problema, ngayon lamang sa mga ibabang halaga na nakikita ko ang pagkutitap o mga problema, ngunit Hindi mahalaga dahil hindi ako gumagamit ng ganoong mababang halaga. Ang problemang ito ay bumalik sa akin nang magpasya akong kunan ng kisame ang kisame dahil sa sobrang mababang dalas na makikita mo ang pagkutitap sa mga camera, ito ay tulad ng filming tv. Upang malutas ang problemang ito, gumawa ako ng isang maliit na circuit ng tinapay na may 2N2222 transistors sa halip na IRL540, upang makunan lamang. Sa mga transistor na ito, nalutas ang problema at dahil sa kinukunan ko ang film sa medyo mababang halaga ng PWM, maaaring hawakan ng 2N2222s ang lakas. Kung ang isang tao ay may parehong problema, huwag mag-atubiling iakma ang Totem - Pole circuit, dapat itong makatulong sa problemang ito.

Ngayon na inaasahan na ang lahat ay nasa lugar nito at gumagana, maaari nating ibagay ang ningning ng bituin, reaktibiti sa musika, mga mode na kumukupas na bituin ng iba pa.

Hakbang 10: Kapaki-pakinabang na Impormasyon at mga Link

Upang isulat ang code at upang likhain ang circuit gumamit ako ng maraming mapagkukunan, ang karamihan sa mga ito ay nakalista dito, ngunit dahil natapos ko ang proyektong ito noong nakaraang oras, sa oras na nagpasya akong ibahagi ito, hindi ko makita ang lahat ng mga mapagkukunan at ilan sa mga link na nai-save ko, malungkot na hindi na gumana. Kaya't kung ang sinuman ay nangangailangan ng anumang tulong sa code o proyekto mismo sa pangkalahatan, ipaalam sa akin sa mga komento, gagawin ko ang aking makakaya.

MSGEQ7

www.sparkfun.com/datasheets/Components/Gen…

www.baldengineer.com/msgeq7-simple-spectru…

rheingoldheavy.com/msgeq7-arduino-tutorial…

www.instructables.com/id/How-to- build-your…

Nrf24L01

arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Nrf24L01-2.4GH…

PCA9685

learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-dr…

github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…

IR remote

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Hakbang 11: Mga Pag-upgrade

Ito ay magiging cool na upang lumikha ng isang app upang makontrol ang kisame, marahil gamit ang OpenHAB sa Raspberry PI, dahil ang PCA9685 ay madaling kontrolin sa pamamagitan ng RPi.

Kung ginagamit ang OpenHab o isang kahalili posible na ikonekta ang kisame sa isang smart home system.

Unang Gantimpala sa Arduino Contest 2020