Sound Activated Planetarium: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang itinuturo na ito ay nilikha bilang pagtupad sa kinakailangan ng proyekto ng Makecourse sa University of South Florida (www.makecourse.com).

Ito ang aking tunog na pinapagana ng planetarium. Ang pangunahing pag-andar ng planetarium ay upang buhayin na may pagkakaroon ng isang malakas na tunog, tulad ng isang palakpak, at muling likhain ang orbit ng buwan at Earth sa paligid ng araw. Ito ay isang masaya at simpleng proyekto na maaaring madaling likhain muli at gagawa ng magandang pandekorasyon at interactive na piraso upang maipakita.

Sa Instructable na ito, ipapaliwanag ko kung paano muling likhain ang planetarium na ito sa pamamagitan ng pagtalakay sa gear system, pangkalahatang pag-set up, at control system.

Hakbang 1: Hakbang 1: Mga Bahagi at Mga Tool

Mga Bahagi

• 1 DC-47P DC Series Malakas na duty ng Electronics Enclosure - $ 9.58
• Wood Doll Head ng ArtMinds®, 2.5 "- $ 2.49
• Wood Doll Head ng ArtMinds®, 2.25 "- $ 1.89
• 3/8 "Diameter 6061 Aluminium Round Rod 24" Haba T6511 Extruded 0.375 inch Dia - $ 7.20

Elektronika

• DC 5V Stepper Motor 28BYJ-48 Sa ULN2003 Driver Test Module Board 4-Phase - $ 1.79
• Sound Sensor Module - $ 1.50
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Development Board para sa Arduino + USB Cable - $ 7.58
• Mini breadboard - $ 5.69
• 4-pin Babae-Babae na kable - $ 3.84
• Breadboard Jumper Wire 75pcs pack - $ 4.99

Mga tool at kagamitan

• 3d printer
• Pagsukat ng Tape
• 3/8 "Ball Bearing
• 5 Minuto Epoxy
• Toothpick o Disposable Stirrer
• Itapon na tray
• Martilyo
• Drill
• 4 "Hole Saw
• Band Saw
• Flat at hubog na File ng Kamay
• Acrylic Paint & Brushes: maitim na asul, maitim na berde, puti, dilaw

Software

Kakailanganin mo ang Arduino IDE, o mga standalone na bersyon ng AVR-GCC at AVRDude

Hakbang 2: Hakbang 2: Paglikha ng Gear System

Dito nag-play ang 3D printer. Kakailanganin mong i-download ang mga nakalakip na mga file ng STL sa 3D i-print ang mga gears at isang base na hahawak sa mga gears at rods sa lugar. Ang disenyo ng planetarium ay binubuo ng 4 na gears: Ang motor gear (drive gear), ang Earth gear (driven gear), isang maliit na gitnang gear, at ang Moon gear. Ang gear ng Motor ay ikakabit sa stepper motor at ihahatid ang gear ng Earth. Ang gear ng Bulan ay nasa tuktok ng gear ng Earth at magkakaroon ng pamalo sa gitna nito na dadaan sa Earth gear. Ito ay magiging sanhi ng pag-on ng gear ng Buwan habang lumiliko ang gear ng Earth. Ginagamit ang gitnang gear upang hawakan ang gear ng Bulan at maglilibot sa gitna ng gear ng Earth. Ang tungkod para sa Buwan ay tatakbo sa pamamagitan ng gear ng Bulan na magpapahintulot sa buwan na maglakbay sa buong Earth habang kapwa ang Daigdig at ang Buwan ay naglalakbay sa paligid ng Araw. Upang makatipid sa oras ng pag-print, gumamit ako ng isang infill na 5% sa base. Ang mababang infill na ito ay gumawa din ng base napaka ilaw na kung saan ay kapaki-pakinabang.

Hakbang 3: Hakbang 3: Maghanda ng Trabaho

Rod prep

Kapag na-print na ang lahat, kailangan naming gumawa ng ilang prep na trabaho upang maihanda ang aming mga planeta, tungkod, at enclosure para sa pag-install. Una, kakailanganin naming gamitin ang band saw upang gupitin ang tungkod sa tatlong bahagi. Ang isa ay dapat na 5 ", ang isa ay 3", at ang huli ay 1.5 ".

Planet Prep

Gagamitin namin ang mga ulo ng manika at tindig ng bola upang likhain ang ating Daigdig, Araw, at Buwan. Ang 1.5 "ulo ay gagamitin para sa Araw, ang 1.25" na ulo para sa Daigdig, at ang bola na nagdadala para sa Buwan. Una nais mong mag-drill ng mga butas sa patag na ilalim ng mga ulo ng manika gamit ang 3/8 "drill bit. Papayagan ka nitong ilakip ang mga planeta sa mga tungkod. Ngayon ay dumating ang kasiya-siyang bahagi, pagpipinta! Depende sa kung anong pinturang ginamit mo, maaaring kailanganin mong maglagay ng maraming mga coats upang makakuha ng isang buhay na kulay, lalo na kapag pagpipinta ang Araw at Buwan. Tandaan, mas mahusay na maglagay ng maraming manipis na coats kaysa sa pag-glob sa isang napaka makapal na amerikana. Ang isang makapal na amerikana ay maaaring maging sanhi ng pagtulo at kalooban tumagal ng mahabang panahon upang matuyo. Siguraduhing hayaang matuyo ang bawat manipis na amerikana bago magpatuloy. Ang Lupa ay ipininta malayang sandali. Kapag ang Buwan ay ganap na tuyo, Gamitin ang epoxy upang ilakip ito sa tungkod.

Enclosure prep

Kailangan naming gupitin ang isang butas sa takip ng enclosure upang payagan ang mga rod na malayang gumalaw. Para dito, kakailanganin mong gamitin ang 4 hole saw na nakakabit sa drill. Tandaan na ang butas ay kailangang mapunan mula sa gitna upang magbigay ng silid para sa stepper motor at motor gear. Gamitin ang iyong base bilang isang sanggunian upang matukoy kung saan gupitin ang butas at tiyaking nakasentro ito sa mga gilid ng enclosure.

Ngayon na ang iyong mga planeta, tungkod, at enclosure ay naka-prepped, handa ka na upang simulan ang pagtitipon!

Hakbang 4: Hakbang 4: Pangunahing Pagpupulong

Magsimula sa pamamagitan ng paglalagay ng iyong stepper motor sa inilaang puwang sa base. Siguraduhing i-tuck sa mga wire upang tumakbo sila pababa sa pamamagitan ng base at palabas sa ibaba. Susunod na ilagay ang gear ng Earth papunta sa extruded tube sa base. Nais mong iposisyon ang gear ng Earth upang lumutang ito sa itaas lamang ng base at hindi ito kuskusin kapag lumiliko. Ngayon ilagay ang gear ng Motor sa stepper motor upang ang gitna ng gear ay tumatakbo sa baras ng motor. Ang gear ng Motor at Earth gear ay dapat magkakasya nang maayos. Susunod, idagdag ang gitnang gear sa extruded tube. Ang gitnang gear ay magkakaroon ng isang masikip na magkasya sa extruded tube at kakailanganin na martilyo sa lugar.

Tandaan, napakahirap na alisin ang gitnang gear sa sandaling ma-martilyo ito sa lugar kung kaya tiyaking nakaposisyon mo ng sapat ang lahat sa ilalim nito bago magpatuloy. Nais mo ring mag-iwan ng isang maliit na silid sa pagitan ng gear ng Earth at ng Central gear upang hindi sila makagambala sa isa't isa.

Handa ka na ngayong idagdag ang iyong mga tungkod. Ang pamalo ng Araw ay papasok sa extruded tube sa base at ang tungkod ng Earth ay dadaan sa butas sa gear ng Earth. Muli, siguraduhin na walang rubbing sa pagitan ng mga parallel na bahagi. Pagkatapos ay inilalagay ang gear ng Moon sa paligid ng Earth rod, sa tuktok ng gear ng Earth. Ang pamalo ng Bulan ay pupunta sa pangalawang butas sa gear ng Bulan. Itaas ang iyong mga tungkod sa kani-kanilang mga planeta at handa ka nang magpatuloy sa circuit skema.

Hakbang 5: Hakbang 5: Circuit Schematic

Ang mga pangunahing bahagi ng eskematiko ay ang microcontroller, ang supply ng kuryente, ang stepper motor at driver board, at ang sound sensor.

Power Supply

Ang kapangyarihan ay ibinibigay ng isang 9V na baterya na nakakabit sa microcontroller.

Stepper Motor & Drive Board

Ang stepper motor ay konektado sa mga pin 8, 9, 10, at 11 sa microcontroller. Ang mga pin na ito ay ginagamit upang buhayin ang mga coil 1-4 ng stepper motor. Tinukoy ang mga ito bilang mga output sa sketch.

Sound Sensor

Ang sensor ng tunog ay nakakabit sa pin 4 sa microcontroller. Ito ay tinukoy bilang isang input sa sketch.

Hakbang 6: Hakbang 6: ang Arduino Sketch

Tulad ng naunang nabanggit, ang mga pin na 8 -11 ay konektado sa drive board (kalasag) at paganahin ang mga coil 1-4 ng stepper motor. Ang sensor ng tunog ay konektado sa pin 4. Natukoy ko ang isang oras ng pagkaantala ng 8 ms upang makagawa ng isang maaasahang turn rate ng stepper motor. Sa pag-setup, tinukoy ko ang mga motor pin bilang mga output at ang sound sensor pin bilang isang input. Ang sound sensor ay nababasa sa pangunahing loop ng isang variable ng status names statusSensor. Kapag ang isang ingay ay napansin, ang sensor ng katayuan ay sa pamamagitan ng itatakda sa 1. Magsisimula ito sa pag-pasulong ng motor sa loob ng 300 mga hakbang. Ginagamit ang isang habang loop upang mabilang ang mga hakbang. Kung ang isang bagong tunog ay napansin, ang bilang ay muling simulang sanhi ng motor upang lumiko sa isang mas mahabang tagal ng panahon. Kung hindi nakita ang tunog, hihinto ang motor sa pagliko pagkatapos ng 300 mga hakbang. Mangyaring tingnan ang nakalakip na video para sa karagdagang impormasyon.

Tandaan: Maaari mong itakda ang anumang bilang ng mga hakbang upang paikutin ang motor. Natagpuan ko na ang 300 mga hakbang ay nagbubunga ng halos 30 segundo ng paggalaw. Huwag mag-atubiling baguhin ang bilang ng hakbang kung nais mong tumakbo ang planetarium para sa isang mas mahaba o mas maikling panahon.

Hakbang 7: Hakbang 7: Assembly ng Enclosure

Ang natitira lamang ngayon ay ilagay ang lahat ng mga bahagi sa enclosure. Nalaman ko na ito ay pinakamadali at mabisang nagamit gamit ang mga velcro strips. Unang linya sa ilalim ng enclosure gamit ang kawit (magaspang na bahagi). Susunod na linya sa ilalim ng iyong breadboard, microcontroller, sound sensor, motor, kalasag sa motor, at baterya gamit ang loop (malambot na gilid). Magdagdag ng isang loop sa tuktok ng breadboard upang hawakan ang motor sa lugar. Maaari mo nang ligtas na ilagay ang bawat natitirang sangkap sa enclosure. Upang ikabit ang base, gupitin muna ang dalawang piraso ng loop na bahagyang mas malaki ang haba at lapad kaysa sa mahabang gilid ng base. Ikabit ang bawat strip sa mahabang bahagi ng enclosure na nakaposisyon sa isang paraan na papayagan ang stepper motor gear na maging buong sarado at ang gear ng Earth upang magkasya nang maayos sa loob ng butas na pinutol mula sa takip ng enclosure. Ang minahan ay inilagay ng humigit-kumulang na 1 mula sa tuktok ng enclosure. Susunod na maglakip ng dalawang magkatugma na mga kawit sa mahabang gilid ng base. Maaari mo na ngayong ilakip ang iyong base sa enclosure. Pinili kong itaas ang base sa ganitong paraan upang magbigay ng silid para sa circuitry sa ilalim.

Ang iyong planetarium ay kumpleto na ngayon at handa nang gamitin! Siguraduhin na ang iyong baterya ay konektado sa microcontroller, ilapat ang mga turnilyo sa enclosure, at hayaan ang magandang malakas na ingay. Dapat mong makita ang iyong planetaryong nagsimulang lumipat.

Tandaan: para sa mas mahusay na pagtuklas ng tunog, isabit ang iyong sensor ng tunog sa isa sa mga dingding ng enclosure malapit sa gupitin sa talukap ng mata.

Hakbang 8: Pangwakas na Pangungusap

Bagaman ito ay isang simpleng proyekto, ang kaalamang nakuha ko mula rito ay napakahalaga. Natutunan ko ang lahat tungkol sa pagmomodelo ng 3D, pag-coding ng mga microcontroller, pag-edit ng video, pagpaplano ng proyekto at marami pang iba. Nagkamit din ako ng higit na paggalang sa mga tagadisenyo ng produkto dahil maraming pag-iisip at pagsisikap na napupunta sa pagdidisenyo ng isang bagay at buhayin ang mga disenyo. Maraming pagsubok at error at maraming paglutas ng problema. Nakatutuwang isali ang sarili ko sa proseso.

Inaasahan kong nasiyahan ka sa itinuturo na ito!