Arduino Water Cycle Diorama: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Gagawa kami ng isang diorama na nagpapakita ng siklo ng tubig, gamit ang Arduino at ilang mga motor upang magdagdag ng paggalaw at pag-iilaw. Mayroon itong pakiramdam sa paaralan - sapagkat ito ay talagang isang proyekto sa paaralan!

Ang senaryo ng pagtatanghal ay ito:

Ang araw ay sumisikat sa umaga [Isang motor na servo ang gumagalaw sa araw].

Sumisaw ang tubig mula sa dagat [Itinaas ng isang stepper motor ang "sheet ng pagsingaw"]

Bumubuo ang mga ulap sa kalangitan [Ang isang stepper motor ay ibinababa ang mga cotton cloud]

Bumagsak ang ulan [Ibinaba ng isang stepper motor ang "sheet ng ulan"]

Samantala, ang mga ilaw (APA106 LEDs) ay nagbabago ng kulay upang ipahiwatig ang pagsikat ng araw, ang maulap na langit, ang mga kidlat habang umuulan.

Mga Materyales:

1. Arduino Uno
2. 5V Stepper Motors at driver (x3)
3. Servo Motor (x1)
4. APA106 LEDs (x5)
5. Tube ng Metal
6. Mga tornilyo at bolt
7. Mga papel, tulle, koton
8. Mainit na glue GUN

Kaya, umalis na tayo!

Hakbang 1: Buuin ang Kahon

Nakagawa kami ng isang kahon na gawa sa kahoy, ngunit maaari mo ring gamitin ang isang karton. Ang sukat ng kahon ay 40cm sa harap, lalim ng 25cm, taas na 30cm.

Naglagay kami ng isang madaling gamiting takip na may mga bisagra, upang sa pamamagitan ng pag-angat nito mas madaling gumana. Gayundin, hindi namin talaga kailangan ang likod na pader, kaya maaari mo itong laktawan at gamitin lamang ang ilang asul na papel para sa kalangitan, tulad ng ipinakita sa larawan.

Hakbang 2: Ikabit ang Mga Motors

Ikakabit namin ang mga stepper motor na malapit sa tuktok ng kahon, upang paikutin at ibalot o pababa ng aming tulle ng pag-ulan, pagsingaw na tulle, at mga ulap.

Una kailangan naming mag-drill ng mga butas.

Gumamit ng isang papel upang lumikha ng isang maskara ng motor, tulad ng ipinakita sa larawan. Papayagan ka nitong markahan nang tama ang mga butas [larawan]. Mag-drill, pagkatapos ay ilakip ang motor na may mga turnilyo at bolt.

Hakbang 3: Ikabit ang mga Axes

Para sa mga palakol, gumagamit kami ng tubong tubo ng tanso. Sukatin ang distansya na isinasaalang-alang ang lalim ng motor, ibawas ang isa pang cm, at gupitin ang 3 piraso.

Gumamit ng motor shaft bilang isang hulma, at gumamit ng mga pliers upang pindutin ang isang dulo ng tubo sa paligid nito.

Pagkatapos ay gumamit ng isang tornilyo bilang isang hulma, at gawin ang pareho sa kabilang dulo ng tubo.

Mag-drill ng isang butas sa kabilang pader, sa tapat ng motor shaft (sukatin ang distansya). I-secure ang axis sa pagitan ng motor shaft at ng turnilyo sa butas. Gumamit ng isa o dalawang mga bolt upang ma-secure ang tornilyo, at isang singsing na metal upang payagan ang mas maayos na pag-ikot ng axis, tulad ng ipinakita sa larawan.

Hakbang 4: I-secure ang Servo Motor

Gumamit ng ilang mga asul-tac sa ilalim, at isang metal strip na may mga turnilyo sa itaas upang ikabit ang servo motor sa sahig. Gagamitin ito para sa pagtaas ng araw, tulad ng ipinakita sa larawan.

Tiyaking ikabit mo ito sa tamang direksyon. (Kung mali mong gawin ito ay hindi isang malaking problema, maaari mo lamang itong i-edit sa arduino code.)

Gumamit ng isang dayami at pandikit upang mai-mount ang araw sa shaft ng motor.

Hakbang 5: Ikonekta ang Electronics, Motors, LEDs

Ang Arduino Uno ay may 14 digital pin. Kailangan namin ng 4 na pin para sa bawat stepper motor driver, kasama ang isang pin para sa servo motor, kasama ang isang pin para sa mga LED.

Maaari mong makita ang pangunahing koneksyon sa eskematiko. 4 na mga digital na pin ang konektado sa driver. Kakailanganin mo ng isang hiwalay na mapagkukunan ng kuryente para sa driver (at motor), dahil ang mga motor ay nakakakuha ng kaunting lakas at magkakaroon ka ng mga problema kung pinapagana mo sila mula sa Arduino. Maaari kang gumamit ng isang USB charger at cable, gupitin ito, gamitin ang + 5V at GND upang mapagana ang motor. Kakailanganin mo ring ikonekta ang GND mula sa Arduino board sa GND mula sa panlabas na supply ng kuryente, tulad ng ipinakita sa eskematiko. Ang mga koneksyon:

Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2

Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1

Pin 8, * 10, 11, 12: Motor 0. Tandaan na nagse-save kami ng PIN 9 para sa motor ng Servo: sa ilang mga board ng Arduino, ang mga pin lamang na 9 at 10 ang maaaring maghimok ng isang Servo.

Ang koneksyon ng servo motor ay medyo pamantayan. Gumamit ng Digital Pin 9 para sa kontrol. Gumamit ng panlabas na mapagkukunan ng kuryente, kapareho ng para sa mga stepper motor, upang mapagana ang servo (ibig sabihin ay hindi gusto, ang eskematiko, kung saan ang kuryente ay kinuha mula sa Arduino board.)

Ang APA106 LED na disenyo ay nagpapahintulot sa amin na indibidwal na kontrolin ang maraming mga LEDS na may isang pin lamang. Gagamitin namin ang Digital Pin 13 (na konektado din sa built-in na LED sa Arduino board). Ang pangunahing koneksyon ay makikita sa eskematiko. Ang APA106 ay may apat na mga pin. Ang dalawang gitnang pin ay para sa + 5V at GND. Pagkatapos, ikonekta namin ang unang LED's DATA IN sa Pin 13, ang DATA OUT sa pangalawang LED's DATA IN, atbp. Ang bawat susunod na LED ay kumukuha ng signal ng DATA IN mula sa DATA OUT ng nakaraang. Ang huling LED's DATA OUT ay maaaring iwanang hindi konektado.

Maaaring gusto mong i-secure ang mga LED sa kaso pagkatapos mong gawin ang dekorasyon, upang mas mahusay mong masuri ang pag-iilaw. Bilang kahalili, maaari mong ma-secure ang mga ito hindi, gamit ang mainit na pandikit, at mai-install ang mga dekorasyon pagkatapos.

Hakbang 6: Ang Arduino Code

Narito ang isang paglalarawan ng kung ano ang ginagawa ng code.

Pagsikat ng araw: Ang motor na servo ay mula 10 hanggang 50 degree, bilis ng 2 degree / sec, habang ang ilaw ay nagbabago mula sa red-ish (madaling araw) hanggang sa puti (tanghali).

Vaporisation: Ang isang stepper motor na iikot ang axis kung saan nakakabit ang tulay na "vapors", tinaas ito. Maaaring kailanganin mong ayusin ang bilang ng mga liko, depende sa iyong mga sukat.

Mga Ulap: Ang isang stepper motor ay tinatanggal ang axis upang ibunyag ang mga ulap. Ang mga kulay ng eksena ay nagbago sa isang "maulan" na setting.

Ulan: Ang isang stepper motor ay inaalis ang "ulan" tulle axis. Mayroon kaming mga random flashes, kung saan ang kulay ay nagbabago sa puti nang ilang sandali - at pagkatapos ay bumalik sa "maulan".

Pag-reset ng system: Patay ang mga ilaw, at pagkatapos ay ipapabalik ng mga motor ang mga palakol, upang handa ang system na gumawa ng isa pang pag-ulit kapag naka-plug in muli.

Tandaan na pinili namin na magkaroon lamang ng isang solong pagpapatakbo, at pagkatapos ay isang pag-reset, upang mapaliit namin ang pagkakataon na may huminto sa mid-action ng system. Sa kasong iyon, magkakaroon kami ng mga tulle na kalahating hangin sa mga palakol, kaya't ang sistema ay hindi tatakbo nang tama.

Maglaro nang kaunti ang code, bago idagdag ang mga dekorasyon. Magagawa mo ang mga pagsasaayos ng fine-tuning sa paglaon.

Hakbang 7: Gumawa at Maglakip ng Mga Dekorasyon at mga LED

Pinili namin ang isang 2.5D na representasyon ng isang tanawin. Binubuo ito ng 4 na layer ng landscape, isa sa likod ng isa pa. Mayroon ding langit sa likuran. Sa pagitan ng kalangitan at ng likod na layer, ang may mga bundok, ay kung saan matatagpuan ang araw, na nakakabit sa servo motor.

Ang ulan- at ang pagsingaw- tulle ay nakatiklop at itinago sa pagitan ng iba pang mga layer, kapag bumaba. Ang mga ito ay nakakabit sa mga palakol sa itaas ng thread.

Ang mga ulap ay maliliit na cotton-ball (na ginagamit para sa de-makeup na madaling gamiting), na nakalakip nang nakapag-iisa sa cloud-axis ng thread. Binalot mo ang thread sa axis, at sa pamamagitan ng pag-unlock nito bumaba ang mga ulap.

Ang mga LED ay konektado sa isang kadena at nakadikit sa pagitan ng mga layer, unang LED sa likod, upang sa paglaon ay konektado ito sa Arduino board.

Para sa ulan, pinutol namin ang maliliit na piraso ng papel na hugis-waterdrop at nakadikit ito sa isang tulle. Sa larawan makikita mo na kola namin ang ilang timbang, ibig sabihin maliliit na mani, sa likod ng mga patak ng tubig (at mga singsing na metal sa likod ng "mga singaw"), upang ang tulle ay ibabagsak ng gravity sa halip na mag-hover sa gitna. Ang tuktok at ilalim ng tulle ay nakabalot sa isang lapis ng chopstick, din para sa timbang. Ang huling "hawakan" ay nagbibigay ng isang "parang bata" na tala sa diorama (ito ay sinadya upang magmukhang isang proyekto ng mga bata). Maaari kang gumamit ng ibang bagay, mas hindi nakikita, upang magdagdag ng timbang sa tulle, kung nais mo.

Hakbang 8: Ikonekta ang Arduino at I-mount Ito sa Lupon

Kailangan mong ikonekta ang mga driver ng motor, servo motor, LEDs sa Arduino. Ang mga pin ay nabanggit sa code.

Maaari mong i-mound ang Arduino at ang mga board ng driver ng motor sa kaso, gamit ang mainit na pandikit, at itago ang mga ito sa likod ng mga bundok ng papel. Gumamit ng isang maliit na breadboard upang mapagana ang mga motor, mula sa isang panlabas na mapagkukunan. Ang mga kable ng kuryente, para sa arduino at mga motor, ay lalabas mula sa likuran.

Gumawa ng ilang fine-tuning sa code, at nakatakda kang pumunta!

Magsaya ka!