„Arduino“vandens ciklo diorama: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Mes sukursime dioramą, pristatančią vandens ciklą, naudodami „Arduino“ir kai kuriuos variklius, kad padidintume judėjimą ir apšvietimą. Jis turi mokyklos jausmą - nes tai iš tikrųjų yra mokyklos projektas!

Pristatymo scenarijus yra toks:

Ryte saulė kyla [vienas servo variklis judina saulę].

Vanduo išgaruoja iš jūros [vienas žingsninis variklis pakelia „garinimo lapą“]

Danguje susidaro debesys [vienas žingsninis variklis sumažina medvilninius debesis]

Lijo lietus [Vienas žingsninis variklis nuleidžia „lietaus lakštą“]

Tuo tarpu žibintai (APA106 šviesos diodai) keičia spalvą, kad reikštų saulėtekį, debesuotą dangų, žaibus lietaus metu.

Medžiagos:

1. Arduino Uno
2. 5 V žingsniniai varikliai ir tvarkyklės (x3)
3. Servo variklis (x1)
4. APA106 šviesos diodai (x5)
5. Metalinis vamzdis
6. Varžtai ir varžtai
7. Popierius, tiulis, medvilnė
8. Karštas klijų pistoletas

Taigi, einam!

1 žingsnis: sukurkite dėžutę

Mes pastatėme medinę dėžę, tačiau taip pat galite naudoti dėžutę. Dėžutės matmenys yra 40 cm priekyje, 25 cm gylyje, 30 cm aukščio.

Mes uždėjome patogų dangtelį su vyriais, kad jį pakėlus būtų lengviau dirbti. Be to, mums tikrai nereikia galinės sienos, todėl galite tai praleisti ir tiesiog naudoti mėlyną popierių dangui, kaip parodyta nuotraukoje.

2 žingsnis: pritvirtinkite variklius

Mes pritvirtinsime žingsninius variklius šalia dėžutės viršaus, kad jie suktųsi ir apvyniotų arba apvyniotų mūsų lietaus tiulį, garinimo tiulį ir debesis.

Pirmiausia turime gręžti skyles.

Naudokite popierių, kad sukurtumėte variklio kaukę, kaip parodyta nuotraukoje. Tai leis teisingai pažymėti skyles [nuotrauka]. Gręžkite, tada pritvirtinkite variklį varžtais ir varžtais.

3 žingsnis: pritvirtinkite ašis

Ašims naudojame varinius santechnikos vamzdžius. Išmatuokite atstumą, atsižvelgdami į variklio gylį, atimkite dar vieną cm ir supjaustykite 3 dalis.

Naudokite variklio veleną kaip formą, o replėmis paspauskite vieną vamzdžio galą aplink jį.

Tada naudokite varžtą kaip formą ir darykite tą patį kitame vamzdžio gale.

Išgręžkite skylę kitoje sienoje, priešais variklio veleną (išmatuokite atstumus). Užfiksuokite ašį tarp variklio veleno ir varžto per skylę. Naudokite vieną ar du varžtus, kad pritvirtintumėte varžtą, ir metalinį žiedą, kad būtų galima sklandžiau pasukti ašį, kaip parodyta nuotraukoje.

4 žingsnis: pritvirtinkite servo variklį

Naudokite apačioje esantį mėlyną taką ir metalinę juostelę su varžtais, kad pritvirtintumėte servo variklį prie grindų. Tai bus naudojama saulei pakelti, kaip parodyta nuotraukoje.

Būtinai pritvirtinkite jį teisinga kryptimi. (Jei tai padarysite neteisingai, tai nėra didžiulė problema, galite ją tiesiog redaguoti naudodami arduino kodą.)

Naudokite šiaudelį ir klijus, kad pritvirtintumėte saulę ant variklio veleno.

5 veiksmas: prijunkite elektroniką, variklius, šviesos diodus

„Arduino Uno“turi 14 skaitmeninių kaiščių. Mums reikia 4 kaiščių kiekvienam žingsninio variklio vairuotojui, plius vieno kaiščio servo varikliui ir vieno kaiščio šviesos diodams.

Pagrindinę jungtį galite pamatyti schemoje. Prie vairuotojo prijungti 4 skaitmeniniai kaiščiai. Jums reikės atskiro maitinimo šaltinio vairuotojui (ir varikliui), nes varikliai sunaudoja gana daug energijos ir turėsite problemų, jei juos maitinsite iš „Arduino“. Galite naudoti USB įkroviklį ir kabelį, nukirpkite jį, naudokite +5V ir GND varikliui maitinti. Taip pat turėsite prijungti GND iš „Arduino“plokštės prie GND iš išorinio maitinimo šaltinio, kaip parodyta schemoje.

0, 1, 2, 3 kaištis: 2 variklis

4, 5, 6, 7 kaištis: 1 variklis

8 kaištis, *10, 11, 12: variklis 0. Atminkite, kad „Servo“variklio PIN kodą išsaugome 9: kai kuriose „Arduino“plokštėse „Servo“gali valdyti tik 9 ir 10 kaiščiai.

Servo variklio jungtis yra gana standartinė. Valdymui naudokite skaitmeninį kaištį 9. Naudokite išorinį maitinimo šaltinį, tokį patį kaip žingsniniai varikliai, kad įjungtumėte servo maitinimą (t. Y. Ne taip, kaip schemoje, kai energija imama iš „Arduino“plokštės.)

APA106 LED dizainas leidžia mums atskirai valdyti kelis šviesos diodus tik vienu kaiščiu. Mes naudosime „Digital Pin 13“(kuris taip pat prijungtas prie „Arduino“plokštės įmontuoto šviesos diodo). Pagrindinį ryšį galima pamatyti schemoje. APA106 turi keturis kaiščius. Du viduriniai kaiščiai skirti +5 V ir GND. Tada mes prijungiame pirmojo šviesos diodo DATA IN prie 13 kaiščio, jo DATA OUT prie antrojo šviesos diodo DATA IN ir pan. Kiekvienas sekantis šviesos diodas perima savo DATA IN signalą iš ankstesnio DATA OUT. Paskutinio šviesos diodo DATA OUT gali būti neprijungtas.

Po dekoravimo galbūt norėsite pritvirtinti korpuso šviesos diodus, kad galėtumėte geriau apžiūrėti apšvietimą. Arba galite jų neužfiksuoti karštais klijais ir po to sumontuoti dekoracijas.

6 žingsnis: „Arduino“kodas

Čia aprašomas kodo veikimas.

Saulėtekis: Servo variklis pakyla nuo 10 iki 50 laipsnių, greitis 2 laipsniai per sekundę, o apšvietimas pasikeičia iš raudonos (aušros) į baltą (vidurdienį).

Garavimas: žingsninis variklis apvynioja ašį, kurioje yra pritvirtintas „garų“tiulis, ir ją pakelia. Gali tekti pakoreguoti posūkių skaičių, atsižvelgiant į jūsų matmenis.

Debesys: žingsninis variklis išvynioja ašį, kad atskleistų debesis. Scenos spalvos pasikeičia į „lietingą“.

Lietus: žingsninis variklis išvynioja „lietaus“tiulio ašį. Mes turime atsitiktinius blyksnius, kai spalva kurį laiką pasikeičia į baltą, o tada vėl į „lietingą“.

Sistemos atstatymas: lemputės užgęsta, o tada varikliai atsuka ašis atgal, kad sistema būtų pasirengusi atlikti dar vieną iteraciją, kai bus vėl prijungta.

Atminkite, kad pasirinkome tik vieną paleidimą, o tada iš naujo nustatyti, kad sumažintume tikimybę, kad kažkas sustabdys sistemą viduryje veiksmo. Tokiu atveju tiuliai būtų pusiau susukti ant ašių, todėl sistema neveiks tinkamai.

Prieš pridėdami dekoracijas, šiek tiek pažaiskite su kodu. Vėliau atliksite tikslius koregavimus.

7 žingsnis: padarykite ir pritvirtinkite dekoracijas ir šviesos diodus

Mes pasirinkome 2.5D kraštovaizdžio vaizdą. Jį sudaro 4 kraštovaizdžio sluoksniai, vienas už kito. Nugaroje taip pat yra dangus. Tarp dangaus ir galinio sluoksnio, kuriame yra kalnai, yra saulė, pritvirtinta prie servo variklio.

Lietaus ir garinimo tiuliai yra sulankstyti ir paslėpti tarp kitų sluoksnių, kai jie yra žemyn. Jie pritvirtinti prie aukščiau esančių ašių sriegiu.

Debesys yra maži medvilniniai rutuliukai (naudojami makiažui pašalinti), kurie yra nepriklausomai pritvirtinti prie debesies ašies siūlais. Vyniojate siūlą ant ašies, o jį išvynioję debesys leidžiasi žemyn.

Šviesos diodai yra sujungti grandine ir klijuojami tarp sluoksnių, pirmasis šviesos diodas gale, kad vėliau jis būtų prijungtas prie „Arduino“plokštės.

Lietus, mes supjaustėme nedidelius vandens lašelio formos popieriaus gabalus ir klijavome ant tiulio. Paveikslėlyje matote, kad klijuojame tam tikrą svorį, pvz. mažų riešutų, už vandens lašų (ir metalinių žiedų už „garų“), kad tiulis būtų nusileidęs gravitacijos, o ne pakibęs viduryje. Viršutinė ir apatinė tiulio dalys apvyniotos lazdelės pieštuku, taip pat svorio. Šis paskutinis „prisilietimas“suteikia „vaikišką“natą dioramai (tai turėjo atrodyti kaip vaikų projektas). Jei norite, tiuliui pridėti svorio galite naudoti kažką kito, labiau nematomo.

8 veiksmas: prijunkite „Arduino“ir pritvirtinkite prie lentos

„Arduino“turite prijungti variklio tvarkykles, servo variklį, šviesos diodus. Smeigtukai pažymėti kode.

Naudodami karštus klijus, ant korpuso galite sukalti „Arduino“ir variklio vairuotojo plokštes ir paslėpti jas už popieriaus kalnų. Varikliams maitinti naudokite mažą duonos lentą iš išorinio šaltinio. Maitinimo kabeliai, skirti arduino ir varikliams, išeis iš galo.

Patikslinkite kodą ir būsite pasiruošę!

Pasilinksmink!