Muzikinio reaktyvaus pluošto optinių žvaigždžių lubų montavimas: 11 žingsnių (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Norite dalelės galaktikos savo namuose? Sužinokite, kaip jis pagamintas žemiau!

Ilgus metus tai buvo mano svajonių projektas ir pagaliau jis baigtas. Tai užtruko gana ilgai, tačiau galutinis rezultatas buvo toks patenkinamas, kad esu tikras, kad tai buvo verta.

Šiek tiek apie projektą. Aš tai padariau visiškai „pasidaryk pats“, o tai leido man turėti visišką kūrybinę laisvę. Rezultatas - šiaurinio dangaus žvaigždynai, individualus žvaigždžių grupių valdymas IR nuotolinio valdymo pultu (ryškumas ir spalva), reaktyvumas muzikai, visiškai valdomas įlankos apšvietimas ir, svarbiausia, galimybė atnaujinti beveik viską šiame projekte. Norėdami tai pasiekti, aš pasirinkau „Arduino“kaip projekto platformą, nes turiu tam tikrų žinių apie programavimą. Dėl muzikos reaktyvumo MSQ7EQ mikroschema padarė apgaulę, internete yra daug išteklių. Bendravimui NRF24L01 naudojamas daug ir aš turėjau keletą atsarginių dalių, todėl jas naudojau. Daugelio šviesos diodų valdymui PCA9685 servo valdiklis puikiai tinka. Jei pageidaujate pigesnės ir lengvesnės šio projekto versijos, „Amazon“galite ieškoti žvaigždžių lubų rinkinių, tačiau jei nuspręsite visiškai pasidaryti „pasidaryk pats“su šiuo projektu, kaip ir aš, reikalingi šie įgūdžiai: · Kai kurios „Arduino“programavimo žinios; · Grandinių projektavimo ir litavimo įgūdžiai; · Kaip dirbti su AC.

Daugelis iš jūsų paprašėte projekto kainos. Man sunku duoti skaičių, nes turėjau daug medžiagos, ir tai labai priklauso nuo to, kiek nuspręsite tai padaryti patys, projekto dydis, ir tt, bet aš spėju, kad priklausomai nuo šių veiksnių jis gali siekti porą šimtų arba net 1000 USD. Dirbdamas kas antrą savaitgalį man prireikė metų, kad užbaigčiau šį projektą.

1 žingsnis: planavimas

Pirma, sprendimas turėtų būti priimtas, jei norima pats pasidaryti elektroninę dalį arba nusipirkti rinkinį. Norint sukurti grandines, reikia tam tikrų žinių apie „Arduino“ir pagrindinę elektroniką, taip pat yra didesnė tikimybė, kad kažkas negerai. „Amazon“galite rasti daugybę komplekto variantų ieškodami „Fiber Optic Star Ceiling Kit“arba bet kur kitur, yra daug galimybių. Bet jei kas nors nori visiškos kūrybinės laisvės ir projekto kontrolės, tada visas „pasidaryk pats“yra kelias.

Dabar, kai priimamas sprendimas dėl elektronikos, turėtumėte pagalvoti apie lubų struktūrą, žvaigždžių žemėlapio dydį ir žvaigždžių skaičių. Dėl anksčiau minėtų priežasčių pasirinkau įprastas kabančias gipso lubas. Kadangi mano atveju buvo sunku sumontuoti šviesolaidį (žemos lubos), nusprendžiau pasirinkti santykinai mažą žvaigždžių skaičių - ~ 1200, bet galutinis rezultatas vis tiek yra nuostabus, nesigailiu.

Dabar apie žvaigždžių modelio pasirinkimą. Aš gyvenu šiauriniame pusrutulyje, todėl pasirinkau dalį dangaus, kuris čia iš tikrųjų matomas. Žvaigždynų vaizdui gauti yra daugybė programų, aš naudoju „Celestia“kaip žinomame „Žvaigždžių žemėlapyje“. Žinoma, modelis neturi būti tikroviškas ir masto, nesivaržykite čia turėti visišką kūrybinę laisvę, internete galite rasti daug nuostabių modelių idėjų.

Žvaigždės, pažymėtos skirtingais spalvų apskritimais, skirtos šiek tiek panašaus ryškumo žvaigždžių grupėms. Į šią dalį nesistengiau labai daug, todėl ji nėra labai tiksli..

2 žingsnis: medžiagos

Dabar, kai viskas suplanuota, medžiagas galima užsisakyti.

Šioje dalyje nenurodysiu medžiagų, reikalingų pačioms luboms, nes tai priklauso nuo naudojamos sistemos ir kitų veiksnių. Aš naudoju „Knauf“lubų sistemą. Tas pats pasakytina apie įrankius, nes daugumą įrankių, kurių jums reikės luboms montuoti. Žvaigždžių ir elektronikos įrengimui nereikia tiek daug, žr. Žemiau esantį sąrašą. Daugelį dalių pirkau vietinėse elektronikos parduotuvėse ir ilsiuosi „AliExpress“, nes ten daug pigiau, o kokybė daugeliu atvejų yra gera.

Žvaigždžių ir elektronikos dalys:

· LED juostų maitinimo šaltinis priklauso nuo ilgio, internete yra keletas tikrai gerų šaltinių, skirtų pasirinkti LED juostos maitinimo šaltinį. Mano atveju turėjau 12V / 30A / 350W perjungimo maitinimo šaltinį gal 15 metrų juostos. Juostelės buvo 14,4 W/m, todėl turėjau daug rezervo · Maitinimas 3W LED diodams. Vėlgi, tai priklauso nuo to, kiek šviesos diodų naudojama, bet mano atveju maitinimas buvo 5V / 7A / 35W 15 šviesos diodų ir paties „Arduino“. Jei nuspręsite naudoti 5 mm standartinius RGB šviesos diodus, šis maitinimo šaltinis gali būti žymiai mažiau galingas, o grandinė bus daug paprastesnė, tačiau žvaigždės mažiau ryškios.). Vienas LED yra skirtas valdyti vieną žvaigždžių grupę, todėl kiekis priklauso nuo to, kiek žvaigždžių norite valdyti atskirai. · 12 V RGB LED juostelės. · Skaidulinė optika. Žvejybos linija neveikia. Kiek jums reikia, priklauso nuo žvaigždžių skaičiaus / lubų dydžio / kur yra grandinė. Didesniam efektui panaudojau kelis skirtingo storio pluoštus. · PCA9685 plokštės. Su viena plokšte galima valdyti 5 RGB LED diodus. · 2x „Arduino Uno/Mega“· 2x NRF24L01. · USB kabelis „Arduino“maitinimui. 1 vnt skirtas vienos spalvos LED juostelėms. Atminkite, kad juostos ilgio riba yra ~ 5 metrai, jei jums reikia daugiau, jums reikės atskirų juostelių. Taip pat yra būdų, kaip sujungti ilgas juosteles, jei reikia, paklauskite arba „Google“. · 2N2222 tranzistoriai (arba kiti NPN). Kiekvienam 3 W šviesos diodui reikia atskiro tranzistoriaus. Mano atveju 15x3. · Rezistoriai: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 atitinkamai kiekvieno 3W LED R G B. 5-10k, norint nuleisti, gali būti 0,25W. · 10 uF kondensatorių, skirtų NRF24L01 atsiejimui., lipnią juostelę ir kitus daiktus, kuriuos rasite įprastose dirbtuvėse. · Daug įvairių storių laidų. PWM signalui gali būti naudojami paprasti laidiniai laidai, per kuriuos nesiekia daug stiprintuvų, tačiau LED juostų storis turėtų būti apskaičiuojamas atsižvelgiant į atstumą nuo LED juostos iki grandinės, tas pats 3W šviesos diodams.

Nuotolinio valdymo pulto ir spektro analizatoriaus dalys:

· 1x MSGEQ7; · Rezistoriai: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Kondensatoriai: 1x 33 pF / 1x 0,01 µF / 1x 0,1 µF. · Šiluminė pasta procesoriams. · IR nuotolinio valdymo pultas ir imtuvo diodas. · A daug laidų ar bet kokių plonų laidų, kuriuos turite. · Maža PCB. Aš naudoju PROTO SHIELD. · Mažas dėklas „Arduino UNO“ir grandinei. Naudojau mažą lazeriu supjaustytą dėžutę. · Yra ir kitų dalių, kurios yra bendros su pagrindine grandine. Kiekis yra įtrauktas į pagrindinį grandinių sąrašą.

Žvaigždžių montavimo ir grandinės kūrimo įrankiai:

· Skaidrus klijai, netirpinantys optinių skaidulų. Naudojau pagrindinius popieriaus klijus. · Litavimo įranga. · Multimetras yra naudingas šiam projektui. · Atsuktuvas. · Žnyplės. · Avelė ar kažkas panašaus (aš naudoju plieninę vielą) skylėms įkišti į lubas. Turi būti tokio pat storio kaip optinis pluoštas.

3 žingsnis: lubų montavimas

Šiame žingsnyje aš nesileisiu į detales, čia yra daugybė medžiagos, kaip sumontuoti pakabinamas lubas, ir nesu šios temos ekspertas. Pasirinktas metodas yra sudėtingesnis nei daugelio žmonių pasirinktas skydelis su žvaigždėmis. Tačiau taip darydami turime kokybiškas pakabinamas lubas, kurios dienos šviesoje atrodo visiškai normaliai, jokių plokščių ir nieko.

Dėl elektronikos nusprendžiau pridėti priežiūros liuką ne taip matomoje gipso lubų dalyje.

Užpildas ir gruntavimas atliekamas šiame etape, tačiau dažymas atliekamas montuojant pluoštus.

4 žingsnis: šviesolaidžio montavimas

Ši dalis užėmė daugiau nei tikėtasi … Po daugybės improvizacijų nusprendėme, kad mūsų atveju geriausias būdas prijungti šviesolaidį yra su meškere ir meškerės linija, paaiškinimą rasite mano šedevro eskizuose. Dabar, kai žiūriu į šią idėją, atrodo juokinga, bet kam nepatinka koks nors iššūkis.

Keletas pastabų:

· Rekomenduoju klijuoti pluoštus jų skylėse, kad jie tikrai liktų vietoje. Klijai turi būti skaidrūs ir nereaguoti su pluošto medžiaga. Aš naudoju pagrindinius popieriaus klijus.

· Gręžti nereikia. Skylės gipso lubose gali būti paprasčiausiai iškištos yla ar pan., Tik įsitikinkite, kad jos atitinka šviesolaidžio skersmenį.

· Norėdami rasti tikslią konkrečių žvaigždžių padėtį ant lubų, naudoju senosios mokyklos matavimo juostą.. kad ji. Jis nebuvo 100% tikslus, bet gana artimas. Lubos buvo per didelės, kad būtų galima atspausdinti žvaigždžių žemėlapį.

5 žingsnis: lubų apdaila: dažymas

Mes dažėme optinius pluoštus, todėl jie nėra matomi, kai jie nenaudojami. Atlikta tokiu būdu atrodo, kad esate tipiškos pakabinamos lubos. Mes dažėme dviem sluoksniais, o pluoštų ryškumas yra beveik vienodas.

6 žingsnis: sukurkite bandymo grandinę

Pati grandinė nėra tokia sudėtinga ir man veikė iš karto, tačiau visada gera ją išbandyti prieš montuojant, o šioje yra daug litavimo, todėl yra rizika. Be to, protinga išbandyti grandinės versiją būsimiems atnaujinimams, nes esu tikras, kad niekas nenori trumpai sujungti to, ko įdiegimas į lubas užtruko kelias dienas.

Bandymo versijoje turiu omenyje vieną ar dvi PCA9685 plokštes, NRF24L01 ir maitinimo šaltinius, prijungtus prie „Arduino“. Visa tai gali būti ant duonos lentų. Tas pats pasakytina apie IR nuotolinę grandinę, tiesiog pridėkite daiktų prie duonos lentos, pažiūrėkite, ar ji veikia. Be to, siūlyčiau lituoti kelis 3W šviesos diodus bandymams.

7 žingsnis: „Arduino“kodas

Bibliotekų ir kitų naudingų nuorodų ieškokite skyriuje „Naudinga informacija“. Norėdami paaiškinti kodą, žiūrėkite kodo komentarus.

Norėdami sukurti šį kodą, panaudojau daug išteklių, kai kurie iš jų yra išvardyti skiltyje „Naudinga informacija“, tačiau kadangi baigiau šį projektą daugiau nei prieš metus, kol nusprendžiau parašyti pamokomą, neradau visų ištekliai ir kai kurios išsaugotos nuorodos, deja, nebeveikia. Taigi, jei kam nors reikia pagalbos dėl kodo, praneškite man komentaruose, aš padarysiu viską.

Kode rasite gana sudėtingą LED mirksėjimo funkciją. Kad atrodytų maloniau, panaudojau kvėpavimo vadovą: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/Žmogaus akys nesuvokia šviesos linijiniu būdu, taigi, jei naudojate linijinį LED ryškumo padidėjimą, jis neatrodo labai natūraliai.

8 žingsnis: laidai ir šviesos diodų juostos

Dabar atėjo laikas baigti laidus! Jei viskas yra išbandyta ir veikia, tai neturėtų būti labai sunku, tik daug lydymosi identiškų dalių. Norėdami pritvirtinti grandinę, naudoju fanerą, kurios dydis yra priežiūros liukas, taigi, jei reikia, galiu lengvai pašalinti visą grandinę nuo lubų. Aš įdėjau pluoštus į mažus plastikinius vandentiekio vamzdžius, maždaug 3 W dydžio šviesos diodus, tada išgręžiau tokio paties dydžio skylutes faneroje ir įdėjau šiuos vamzdžius į fanerą. Tai darydamas galiu lengvai pašalinti pluoštus iš šviesos diodų, kai reikia, žiūrėkite pridėtas nuotraukas.

Kalbant apie LED juosteles, siūlau jas klijuoti ant aliuminio profilių aušinimui, nes šios juostelės gana įkaista.

9 veiksmas: trikčių šalinimas ir tikslus derinimas

Jūs išbandėte grandinę, bet dabar, kai ji įdiegta, ji neveikia.. arba kažkas neveikia taip, kaip turėtų. Tikriausiai tai yra jūsų litavimas, nes jei jis veikė bandymo grandinėje, nėra jokios priežasties, kad jis neveikia dabar, išskyrus keletą išimčių. Tikiuosi, kad jums taip nėra, bet kaip pavyzdį pasidalinsiu viena konkrečia problema, kurią turėjau.

Kai pritemdydavau šviesos diodų juosteles iki mažiausios vertės, juostelės nustodavo veikti arba pradėdavo mirgėti. Po ilgo tyrimo ir trikčių šalinimo sužinojau, kad problema buvo lėtas IRL540 perjungimas, o sprendimai buvo paprasti - sumažinti PCA plokščių PWM dažnį iki 50 Hz. Tai dažniausiai išsprendė problemą, dabar tik apatinėse vertėse matau mirgėjimą ar problemas, tačiau tai nesvarbu, nes nenaudoju tokių žemų verčių. Ši problema sugrįžo man, kai nusprendžiau filmuoti lubas, nes esant tokiam žemam dažniui, fotoaparatuose galite matyti mirgėjimą, tai lyg televizoriaus filmavimas. Norėdami išspręsti šią problemą, aš padariau nedidelę duonos plokštės grandinę su 2N2222 tranzistoriais, o ne IRL540, kad galėčiau fotografuoti. Su šiais tranzistoriais problema buvo išspręsta ir kadangi filmavau santykinai mažomis PWM vertėmis, 2N2222s galėjo valdyti galią. Jei kas nors turi tą pačią problemą, nedvejodami pritaikykite „Totem - Pole“grandinę, tai turėtų padėti išspręsti šią problemą.

Dabar, kai tikiuosi, kad viskas yra savo vietose ir veikia, galime tiksliai sureguliuoti žvaigždžių ryškumą, reaktyvumą muzikai, žvaigždžių išblukimo režimus ir dar ką nors.

10 veiksmas: naudinga informacija ir nuorodos

Norėdami parašyti kodą ir sukurti grandinę, panaudojau daug išteklių, dauguma jų yra išvardyti čia, tačiau kadangi prieš kurį laiką baigiau šį projektą, kol nusprendžiau juo pasidalyti, neradau visų išteklių ir kai kurios išsaugotos nuorodos, deja, nebeveikia. Taigi, jei kam nors reikia pagalbos dėl kodo ar apskritai projekto, praneškite man komentaruose, aš padarysiu viską.

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 nuotolinio valdymo pultas

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

11 veiksmas: naujovinimas

Būtų šaunu sukurti programą luboms valdyti, galbūt naudojant „OpenHAB“„Raspberry PI“, nes PCA9685 galima lengvai valdyti naudojant RPi.

Jei naudojama „OpenHab“ar alternatyva, lubas galima prijungti prie išmaniųjų namų sistemos.

Pirmasis prizas „Arduino“konkurse 2020 m