Fire, Music and Lights Sync: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Vi ved alle, at elektronik bruges til mange vigtige opgaver på hospitaler, skoler, fabrikker. Hvorfor ikke også have det lidt sjovt med dem.

I denne instruktør laver jeg bursts af ild og lys (LED'er), som reagerer på musik for at gøre musik lidt sjovere til en oplevelse.

Vi bruger isopropylalkohol som hovedkomponent i et rensemiddel, der fordamper meget hurtigt og ikke efterlader en så kraftig lugt i forhold til andre brændstoffer, og luften er fri for rester efter bare et minut eller to.

Servoen aktiverer en sprøjteflaske fyldt med isopropyl for at få et brand/flammeudbrud, der udløses af en injektionssprøjte, der har butanstrøm, der kommer ud af den.

Trin 1: Materialer påkrævet

Saml nogle servoer, Led Strips og anden elektronik for at komme i gang med denne build for at være præcis, alle de nødvendige komponenter er

1. MG995 180 graders servoer* 8

2. Arduino Nano *1

3, Stm32

4. sprøjteflasker *4

5. træstrimler

6. Cirkulær/ rektangulær krydsfiner

7. Metalstænger til støtte

8. Akvarierør

9. Brødbræt

10. PCA9685 Servo Driver

11. Perf bord

12. Hovedtråde fra mand til mand

13. Strømforsyning til brødbræt

14. 5 Amp Strømforsyning 5-12 Volt

15. Injektionssprøjte

16. IRFZ44N Mosfet *3

17. Fisketråd

18. DRV8825

19. NEMA 17 Stepmotor

Trin 2: Servoer

Lad os blive enige om, at servoen er projektets hovedkomponent, da det er det, der aktiverer affyringen eller producerer ildudbrud. Hvis du vil bruge en MG995 -servo Hvis du tilslutter den til et arduino -værk, kan du generelt finde rigelige referencer til at styre en servo ved hjælp af arduino. Vi bruger en PCA9685 Servodriver ud over servoen for at gøre kontrollen lettere, hurtigere og mere effektiv.

Da Two Servo's Actuate One -flasken derfor styrer dem begge på én gang med det samme kontrol/pwm -signal (pulsbreddemodulation) er mere effektivt, er dette et problem, der både roterer med eller mod uret på samme tid. Så for at overvinde dette er vi nødt til at ændre alle de højre sidede servoer.

Dette kan gøres ved at åbne ved servoen og vende ledningerne op til motoren og potentiometerets ekstreme venstre og højre ledninger. Dette Tricker servoen til at få den til at bevæge sig med uret for et givet signal mod uret og omvendt.

Nu roterer både servoen for en given flaske med uret og den anden mod uret for at trykke på sprayflaskeudløseren gennem en stærk fiskelinje.

Trin 3: Montering af servoen

Servoen efter vellykket ændring (4 ud af 8) skal nu monteres. Jeg fandt det let at skære huller med en boremaskine med et cirkelsavbor monteret. Servokanten er omkring 2 cm, og derfor er det mest effektivt at skære den med et cirkelsavbor. Sørg for, at der er et mellemrum på 8-10 cm mellem hver servo, så det er let at tråde, udløse og placere flasken. Efter at have skåret hullerne fandt jeg det bedst at lime pistolen på toppen af servoen med en god limpistol og skubbe kanten af servoen ind i den afskårne kant. Denne skærings- og monteringsproces er lidt afhængig/ prøve- og fejlproces.

Det gule papir markerer de pletter, hvor hullet skal skæres, så servoens kanter glider ind. Den borede helhed kan gøres glattere med en almindelig lille boremaskine.

Trin 4: Makeshift Perf Board Servo Shield

At lave dette servoskærm gør ledninger og strømforsyning meget lettere og også let at foretage fejlfinding.

Tag otte sæt med 3 headerstifter og lod dem på et lille perf -bord, og sørg for at give lige meget plads imellem. Kortslut spændingen og jord gennem ledninger eller små metalstifter til hele otte servoer. Kort 2-2-2-2 sæt af PWM-benene på en måde, så de første 2 servoer modtager det samme PWM-signal de to næste og så videre.

At lave dette perf -bord er også afgørende, for selvom PCA9685 Servo -driveren giver fremragende IO til tilslutning af servoen, er driveren begrænset til 5V og angiveligt har nuværende begrænsninger. For at overvinde dette er dette perf board -skjold/PCB en meget god mulighed. Den anden grund er også, at servoen, der opererer i dette projekt, fungerer ved deres maksimale spændingskapacitet for højere drejningsmoment og ren sprøjteflaskepressning, derfor leverer vi 8V gennem dette provisoriske Servo Shield. Tilføj / Tilslut også en hanhovedledning til det første sæt servoer og så videre for at tilslutte den til driveren senere.

Trin 5: Butanflammen

For at tænde Isopropyl er en lille flamme direkte foran flasken nødvendig. Jeg forsøgte at eksperimentere med nichrome for at udløse alkoholen, men desværre virker det ikke, og selvom det gjorde det, var der problemer, jeg oplevede med det. Ved at gå videre med butanidéen har vi brug for fire små sprøjter og akvarierør. Tilslut dem alle til et enkelt rør gennem specielle adaptere / rørfittings. Den venstre del holder nu butanen, så der strømmer gas ind i sprøjterne. For at opnå dette har jeg lavet en trækasse/ hus, så en trinmotor med en gevindskrue/ stang kan skubbe mod butanen og holde gassen flydende.

Skær to krydsfinerplader på størrelse 1,25 gange størrelsen på din butan dåse, det ekstra træ herunder er til steppermotorens og stangen, der skubber mod dåsen. Tag to små krydsfiner omkring butanbeholderens diameter og bor/ søm dem, så butandåsen passer tæt mellem krydsfinerpladerne taget tidligere. Nu til den nederste del af dåsen fandt jeg det bedst at tage et firkantet/ rektangulært stykke krydsfiner på størrelse med bunden af butanen. Bor en centreret helhed og fugemasse /silikone en møtrik, så en gevindstang går igennem den. Skub butandåsen ind i forsamlingen, og læg en akrylplade med en centreret helhed boret, så dysen af butanbeholderen kan passere / røre ved den. Skub en sprøjte eller noget lignende i den øverste del af akryl, så hvis gasdåsen presser mod den, kommer gassen ud af sprøjten. Tilslut dette til de fire rør, der går til de fire forskellige sprøjter, der er placeret før flaskerne. Til husets nederste del skal du bruge skruer, der passerer gennem fjedrene, og forbinde det med træsamlingen, så hvis skruen strammes af trinmaskinen, går huset mod trinmaskinen og gør pressingen af Butan Can Easy let.

Din samling her for butan dåsen er udført.

Nu er vi nødt til at bringe rørene op gennem krydsfiner, der holder servoen. Bare bor huller på størrelse med radius af akvarierørene, før dem pænt op og tilslut sprøjterne. Tråd også fiskelinjen fra servoerne op af flasken og ned til den anden servo, så når der trykkes på servoen, trykkes flasken. Du kan klippe små lunde i sprøjteflaskens pressedel, så fiskelinjen ikke glider af og til.

Trin 6: Lys

For at gøre ethvert projekt visuelt Tiltalende lys er en afgørende del, tag strimler af RGB LED'er og skær 4 strimler med 9 LED'er, disse vil vikle rundt om flaskerne, der indeholder isopropyl, for at opnå den tilsigtede effekt. Tråd dem op i serier, og tag de sidste ledninger frem. Du har rød, grøn og blå og et positivt forspring med dig. De tændes, hvis du giver 12V til det positive bly og formaler den farve, du ønsker. Jording To farver på samme tid giver anledning til en anden farve, der kan henvises til hvor som helst gennem et farveskema på internettet.

At slå dem til og fra med en Arduino/ STM32 bliver vanskelig, da Arduino/ STM32 -mikrokontrolleren ikke kan tænde og slukke 12 volt. Så vi bruger 3 IRFZ44N Mosfet her for at tænde og slukke LED'erne, der svarer til musikken. Tag Mosfet og led den midterste terminal til den tilsvarende farve og dens yderste højre mod jorden og dens venstre terminal til mikrokontrolleren. Gentag dette også for de andre to farver.

At teste dem én gang med en simpel arduino blinkskitse er altid en god idé, bare skift pinkoden i blinkskitsen til den, du har forbundet mosfet.

Lim RGB's LED'er i en cirkulær formation ved at beholde sprayflasken som et indrykning. Jeg foreslår en tæt vikling omkring flasken og varmlimet til træbunden/krydsfiner. Dette gør også et sted, så flaskerne ikke bevæger sig eller falder, når tråden aktiverer at trykke på flasken.

Trin 7: Elektronik og ledninger

Ledningerne er ret enkle. Jeg vedhæftede også et kredsløbsdiagram nedenfor til din reference. Grundlæggende er PWM -ledninger fra Servodriveren fastgjort til de 8 servomotorer, hvor 4 af dem er vendt. Jeg har brugt en arduino og en STM32 som mikrokontroller. Arduino er til styring af sprøjtningen og STM32 er til styring af lysene. Jeg har brugt en STM32, så farvekortene for særlig musik er bedre, da en STM32 har bedre specifikationer og kan udføre bedre fourier -transformationer, hvilket resulterer i et bedre lys. Brug af en arduino ville heller ikke udgøre et problem, men ser måske lidt dårligt ud i forhold til at bruge en stm32, som kan udføre bedre beregninger.

Trin 8: Kode

Som enhver del af et projekt med en mikrokontroller er koden den vigtigste del. Nedenfor er koden for dette projekt. Du er velkommen til at justere eller foretage ændringer, der passer til dine behov. Pin -nummer, der svarer til koden, er nævnt i selve koden.

Sprøjtningen '' Kode '' Er dybest set en Arduino programmeret af en computer til at udløse en spray, når noget i Arduino's serielle skærm er skrevet, vi har kombinationer fra '' a '' - '' p '' hvor '' a '' udløser en spray/ Burst of Fire og '' o '' udløser alle fire flasker til sprøjtning, '' p '' er en forsinkelse på 500 sekunder. Bursts kan styres ved at angive en række af disse tegn i den serielle skærm (kontinuerligt).

Den anden kode er til skift af LED'er med STM32. Det udfører Fourier Transforms to React til en given musik og producerer den tilsigtede smukke farveændrende effekt.

Den sidste kode er for Butan Stepper Motor, der bruger DRV 8825 Stepper driver til at dreje en skrue, der skubber op mod dåsen for at tænde for gassen. Selvom du også kan dreje skruen / kobleren manuelt for at skubbe dåsen mod den øverste akryl, der udløser / åbner gassen til sprøjterne placeret foran flaskerne.

Trin 9: Succes

Vores projekt er endelig færdigt.

Vedhæftet er videoen, der viser sin demonstration:)

Trin 10: Tips, tricks og forslag

Forsigtig: Da dette projekt involverer faktisk brand både som den vigtigste tilsigtede effekt og også har butan, skal du være forsigtig. Isopropylalkohol er også et farligt kemikalie og skal udvises forsigtighed.

1. Dette projekt, selvom det reagerer på branden, er faktisk ikke automatiseret fuldstændigt, da en person skal give input til en seriel skærm for faktisk at udløse flammerne. Dette kan let forbedres med en python/ enhver algoritme, der kan kortlægge en hel sang fra input '' a '' til '' p '' og præsentere den for Arduino for at gøre den automatiseret.

2. Tilføj et Kapton Heat tape til flasken, der indeholder Isopropyl, for at undgå at varme flaskehætterne/ beskadige sprayen på flasken.

3. En slags sikkerhedssensor kan tilføjes til hele bygningen, f.eks. HC-SR04 eller nærhedssensoren for at stoppe gasstrømmen og sprøjtningsprocessen, når en person står i nærheden af projektet, og det er farligt at udløse en flamme.

4. Strømforsyning bruges Kan minimeres med Buck- eller Boost-omformere til at have 8V (5A) (til servoen), 23-40v (til trinmotoren), 5v (til Arduino og Stm32) og 12V (Til lyset).

5. Jeg har ikke præsenteret skemaer for trinmotoren eller DRV8825, da det er en ganske enkelt driver, der driver motoren, og der er også rigelige ressourcer på internettet til rådighed for at forbinde den til stepperen og en mikrokontroller. Selvom jeg har angivet den tilsvarende kode, brugte jeg to knapper til at styre trinmotoren med uret og mod uret, så ved at trykke på knappen med uret skubbes skruen mod dåsen og ved at trykke på knappen mod uret sænkes dåsen i huset, så gas reduceres/ Cutoff.

6. Sørg for korrekt jordforbindelse på tværs af strømforsyningen for at undgå utilsigtede output og hikke i bygningen. Du kan også designe et printkort til montering af mikrokontrolleren og elektronikken for at gøre det lettere.

7. Dette projekt kan også bruges som en desinfektionsdispenser, og flaskerne har Isopropyl i, hvilket kan give en smule sanitet.

8. Ilden skal faktisk tændes af en lighter, for at undgå dette kan vi bruge nichromtråd til at gøre belysningsprocessen endnu enklere og computer/ mikrokontroller betjenes.