Дыбыстық белсендірілген планетарий: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Бұл нұсқаулық Оңтүстік Флорида университетінің Makecourse жобасының талаптарын орындау үшін жасалған (www.makecourse.com).

Бұл менің дыбыспен белсендірілген планетарий. Планетарийдің негізгі функциясы - шапалақ сияқты қатты дыбыстың қатысуымен активтену және Ай мен Жердің күн айналасындағы орбитасын қайта құру. Бұл көңілді және қарапайым жоба, оны оңай жаңартуға болады және сәндік және интерактивті бөлікті көрсетеді.

Бұл нұсқаулықта мен редукторлар жүйесін, жалпы қондырғы мен басқару жүйесін талқылай отырып, осы планетарийді қалай қалпына келтіру керектігін түсіндіремін.

1 -қадам: 1 -қадам: Бөлшектер мен құралдар

Бөлшектер

• 1 DC -47P DC сериялы ауыр электронды корпус - 9,58 доллар
• Ағаш қуыршақ басы ArtMinds®, 2,5 дюйм - $ 2,49
• Ағаш қуыршақ басы ArtMinds®, 2,25 дюйм - $ 1,89
• 3/8 «Диаметрі 6061 Алюминий дөңгелек штангасы 24» Ұзындығы T6511 0,755 дюймдік экструзияланған диаметрі - $ 7,20

Электроника

• ULN2003 драйверін сынау модулінің 4 фазалы тақтасы бар тұрақты 5В тұрақты қозғалтқыш 28BYJ-48-$ 1.79
• Дыбыс сенсоры модулі - $ 1.50
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino + USB кабелі үшін даму тақтасы - $ 7.58
• Шағын нан тақтасы - $ 5,69
• 4 істікшелі әйел-әйел кабелі-3,84 доллар
• Breadboard Jumper Wire 75 дана пакет - $ 4.99

Құралдар мен жабдықтар

• 3D принтері
• Өлшеу таспасы
• 3/8 «Шарикті мойынтірек
• 5 минуттық эпоксидті
• Тіс тазалағыш немесе бір реттік араластырғыш
• Бір рет қолданылатын науа
• Балға
• Бұрғылау
• 4 «тесік аралау
• Band Saw
• Жазық және қисық қол файлы
• Акрил бояуы мен щеткалар: қара көк, қою жасыл, ақ, сары

Бағдарламалық қамтамасыз ету

Сізге Arduino IDE немесе AVR-GCC мен AVRDude автономды нұсқалары қажет болады

2 -қадам: 2 -қадам: редукторлық жүйені құру

Мұнда 3D принтері жұмыс істейді. Қосылған STL файлдарын берілісті 3D басып шығару үшін және редуктор мен шыбықтарды бекітетін негізге жүктеу қажет болады. Планетарий дизайны 4 берілістен тұрады: Қозғалтқыш беріліс (жетекші беріліс), Жер берілісі (жетекші беріліс), кіші орталық беріліс және Ай редукторы. Қозғалтқыш механизмі қадамдық қозғалтқышқа бекітіледі және Жердің берілісін басқарады. Ай редукторы Жер редукторының жоғарғы жағында болады және оның штангасы Жер шестернасынан өтетін болады. Бұл Жер редукторы айналған кезде Айдың редукторының бұрылуына әкеледі. Орталық беріліс Айдың берілісін орнында ұстау үшін пайдаланылады және Жердің берілісінің ортасында айналады. Айға арналған штанга Айдың редукторынан өтеді, бұл айдың Жерді айналып өтуіне мүмкіндік береді, ал Жер де, Ай да Күнді айналып өтеді. Басып шығару уақытын үнемдеу үшін мен базаға 5% толтыруды қолдандым. Бұл төмен толтыру негізді өте жеңіл етті, бұл пайдалы болды.

3 -қадам: 3 -қадам: Дайындық жұмыстары

Родты дайындау

Барлығы басып шығарылғаннан кейін, планеталарымызды, шыбықтарды және қоршауды орнатуға дайындау үшін бізге біраз дайындық жұмыстары қажет болады. Алдымен біз өзекшені үш бөлікке кесу үшін таспалы араны қолдануымыз керек. Біреуі 5 «, біреуі 3», ал соңғысы 1,5 «болуы керек.

Планетаға дайындық

Біз қуыршақтың басы мен шарикті мойынтіректерді пайдаланып, Жерді, Күнді және Айды жасаймыз. 1,5 дюймдік бас Күн үшін, 1,25 дюймдік Жер үшін, ал Ай үшін шарикті подшипник қолданылады. Алдымен сіз қуыршақ бастарының тегіс түбіне тесіктерді 3/8 дюймдік бұрғымен бұрғыңыз келеді. Бұл планеталарды штангаларға бекітуге мүмкіндік береді. Енді қызықты бөлік, бояу келеді! Сіз қандай бояуды қолданатындығыңызға байланысты, Түсті бояу үшін сізге бірнеше қабат жағу қажет болуы мүмкін, әсіресе Күн мен Айды бояу кезінде. Есіңізде болсын, бір қалың жүнді кигеннен гөрі бірнеше жұқа қабатты қолданған дұрыс. Кептіру үшін көп уақыт қажет. Әр жұқа қабатты жалғастырмас бұрын толық құрғатыңыз. Жер қолмен боялды. Ай толық құрғағаннан кейін эпоксидті қолданып оны штангаға бекітіңіз.

Қоршауға дайындық

Біз шыбықтардың еркін қозғалуы үшін қоршау қақпағындағы тесікті кесіп алуымыз керек. Бұл үшін сізге бұрғылауға бекітілген 4 дюймдік араны қолдану қажет болады. Есікпен қозғалтқыш пен қозғалтқыштың беріліс орнын қамтамасыз ету үшін тесікті орталықтан ығысу керек екенін ұмытпаңыз. Қайда қою керектігін анықтау үшін негізді тірек ретінде пайдаланыңыз. тесікті кесіңіз және оның корпустың шеттерімен ортасында екеніне көз жеткізіңіз.

Енді сіздің планеталар, шыбықтар мен қоршау дайындалғаннан кейін, сіз құрастыруды бастауға дайынсыз!

4 -қадам: 4 -қадам: Негізгі жиналыс

Қадамдық моторды негіздегі бөлінген ұяға қоюдан бастаңыз. Сымдарды негізден төмен қарай өтетін етіп бекітіңіз. Содан кейін Жер редукторын негіздегі экструдталған түтікке қойыңыз. Сіз Жердің редукторын негіздің дәл үстінде қалатындай етіп орналастырғыңыз келеді және бұрылғанда оны ысқыламайды. Енді мотор тісті дөңгелектің ортасы қозғалтқыш білігінен өтетін етіп орнатыңыз. Қозғалтқыш пен жердегі беріліс бір -біріне жақсы сәйкес келуі керек. Содан кейін экструзияланған түтікке Орталық берілісті қосыңыз. Орталық редуктор экструзияланған түтікке өте тығыз бекітілген болады және оны балғамен бекіту керек.

Назар аударыңыз, орталық редукторды бекітіп алғаннан кейін оны алып тастау өте қиын, сондықтан жалғастырмас бұрын оның астына барлығын дұрыс орналастырғаныңызға көз жеткізіңіз. Сіз сондай -ақ Жер механизмі мен Орталық беріліс арасында бір -біріне кедергі жасамайтындай кішкене бөлме қалдырғыңыз келеді.

Сіз енді таяқшаларды қосуға дайынсыз. Күн таяқшасы негіздегі экструдталған түтікке түседі, ал Жер штангасы Жердің беріліс тесігінен өтеді. Тағы да, параллель бөліктер арасында ысқылау болмайтынына көз жеткізіңіз. Содан кейін Ай редукторы Жер штангасының айналасына, Жер берілісінің үстіне қойылады. Ай штангасы Ай редукторындағы қосалқы тесікке түседі. Таяқтарды тиісті планеталармен жабыңыз және сіз схемаға көшуге дайынсыз.

5 -қадам: 5 -қадам: Схеманың схемасы

Схеманың негізгі бөліктері - микроконтроллер, қуат көзі, қадамдық қозғалтқыш пен жүргізуші тақтасы, дыбыс датчигі.

Нәр беруші

Қуат микроконтроллерге қосылатын 9В батареямен қамтамасыз етіледі.

Қадамдық мотор мен жетек тақтасы

Қадамдық қозғалтқыш микроконтроллердегі 8, 9, 10 және 11 түйреуіштерге қосылады. Бұл түйреуіштер қадамдық қозғалтқыштың 1-4 катушкаларын белсендіру үшін қолданылады. Олар эскиздегі нәтижелер ретінде анықталады.

Дыбыс сенсоры

Дыбыс сенсоры микроконтроллердегі 4 -істікке бекітілген. Ол эскиздегі кіріс ретінде анықталады.

6 -қадам: 6 -қадам: Arduino эскизі

Бұрын айтылғандай, 8 -11 түйреуіштері жетек тақтасына (қалқанға) қосылған және қадамдық қозғалтқыштың 1-4 катушкаларын іске қосады. Дыбыс сенсоры түйреуіш 4 -ке қосылған. Мен қадамдық қозғалтқыштың сенімді айналу жиілігін беру үшін 8 мс кідіріс уақытын анықтадым. Орнату кезінде мен қозғалтқыш түйреуіштерді шығыс ретінде, ал дыбыс сенсорының түйреуішін кіріс ретінде анықтадым. Дыбыс сенсоры негізгі циклде statusSensor күй айнымалысы арқылы оқылады. Шу анықталған кезде күй сенсоры 1 мәніне орнатылады. Бұл қозғалтқышты 300 қадамға алға айналдыра бастайды. Қадамдарды санау үшін уақытша цикл қолданылады. Егер жаңа дыбыс анықталса, санау қайта басталады, бұл қозғалтқыштың ұзақ уақытқа бұрылуына әкеледі. Егер дыбыс анықталмаса, қозғалтқыш 300 қадамнан кейін бұрылуды тоқтатады. Қосымша ақпарат алу үшін қоса берілген бейнені қараңыз.

Ескерту: Қозғалтқыштың айналуы үшін кез келген қадамды орнатуға болады. Мен 300 қадам шамамен 30 секунд қозғалыс беретінін білдім. Егер сіз планетарийдің ұзақ немесе қысқа уақыт жұмыс істеуін қаласаңыз, қадамдар санын өзгертуге болады.

7 -қадам: 7 -қадам: корпусты құрастыру

Енді барлық компоненттерді корпусқа салу ғана қалды. Мен мұны велкро жолақтарын қолдану арқылы оңай және тиімді түрде жүзеге асырылатынын білдім. Алдымен корпустың түбін ілмекпен (өрескел жағы) салыңыз. Келесі жолда нан тақтасының, микроконтроллердің, дыбыс сенсорының, мотордың, қозғалтқыштың қалқанының және ілгегі бар батареяның төменгі жағы (жұмсақ жағы). Қозғалтқышты орнында ұстау үшін тақтаның жоғарғы жағына ілмек қосыңыз. Енді сіз қалған әрбір компонентті қоршауға қауіпсіз орналастыра аласыз. Негізді бекіту үшін алдымен ұзындығы мен ені негіздің ұзын жақтарына қарағанда сәл үлкенірек ілмектің екі бөлігін кесіңіз. Әр жолақты корпустың ұзын жағына бекітіңіз, осылайша қадамдық қозғалтқыш беріліс қорабының толық қоршалуына мүмкіндік береді және қорап қақпағынан кесілген тесікке Жер редукторы жақсы орналасады. Менікі корпустың жоғарғы жағынан шамамен 1 дюйм қашықтықта орналастырылды. Содан кейін негіздің ұзын жақтарына сәйкес келетін екі ілгекті бекітіңіз. Енді сіз тіреуішті корпусқа бекітуіңізге болады. астында схема.

Сіздің планетарий қазір толық жиналып, пайдалануға дайын! Батареяңыздың микроконтроллерге қосылғанына көз жеткізіңіз, бұрандаларды корпусқа бекітіңіз және жақсы шу шығарыңыз. Сіз планетарийдің қозғала бастағанын көруіңіз керек.

Ескертпе: дыбысты жақсырақ анықтау үшін дыбыс сенсорын қақпақтың қиылған жеріне жақын корпустың бір қабырғасына жалғаңыз.

8 -қадам: Қорытынды ескертулер

Бұл қарапайым жоба болғанымен, одан алған білімім баға жетпес. Мен 3D модельдеу, микроконтроллерлерді кодтау, бейнені өңдеу, жобаны жоспарлау және тағы басқалар туралы бәрін білдім. Мен сондай -ақ өнім дизайнерлеріне деген құрметке ие болдым, өйткені бір нәрсені жобалауға және сол дизайнды өмірге әкелуге көп күш пен күш қажет. Көптеген сынақтар мен қателер және көптеген мәселелерді шешу. Бұл процеске өзімді тарту қызықты болды.

Сізге бұл нұсқаулық ұнады деп үміттенемін!