Fire, Music và Lights Sync: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Chúng ta đều biết Điện Tử Được Sử Dụng Cho Nhiều Nhiệm Vụ Quan Trọng Trong Bệnh Viện, Trường Học, Nhà Máy. Tại sao không có một chút vui vẻ với họ.

Trong phần có thể hướng dẫn này, tôi sẽ tạo ra những ngọn lửa và ánh sáng (đèn Led) phản ứng với âm nhạc để làm cho âm nhạc trở nên thú vị hơn một chút.

Chúng tôi sẽ sử dụng Isopropyl Alcohol làm thành phần chính của chất tẩy rửa bay hơi rất nhanh và không để lại mùi nồng nặc so với các nhiên liệu khác và không khí sạch sẽ chỉ sau một hoặc hai phút.

Servo kích hoạt một bình xịt chứa đầy isopropyl để tạo ra một đám cháy / ngọn lửa được kích hoạt bởi một ống tiêm có dòng butan chảy ra từ nó.

Bước 1: Vật liệu cần thiết

Tập hợp một số Servo, dải Led và các thiết bị điện tử khác để bắt đầu với bản dựng này một cách chính xác, tất cả các thành phần cần thiết là

1. MG995 180 độ Servo's * 8

2. Arduino Nano * 1

3, Stm32

4. chai xịt * 4

5. dải gỗ

6. Ván ép hình tròn / hình chữ nhật

7. Thanh kim loại để hỗ trợ

8. Đường ống hồ cá

9. Breadboard

10. Trình điều khiển Servo PCA9685

11. Bảng Perf

12. Đầu dây đực đến đực

13. Bộ nguồn Breadboard

14. Nguồn cung cấp 5 Amp 5-12 Volts

15. Bơm tiêm của

16. IRFZ44N Mosfet * 3

17. Câu cá

18. DRV8825

19. Động cơ bước NEMA 17

Bước 2: Servo's

Hãy đồng ý rằng servo là thành phần chính của dự án vì nó là thứ kích hoạt việc bắn hoặc tạo ra các đám cháy. Để sử dụng Servo MG995 Việc cắm nó vào arduino nói chung, bạn có thể tìm thấy nhiều tài liệu tham khảo để điều khiển một servo bằng arduino. Chúng tôi sẽ sử dụng Trình điều khiển Servo PCA9685 cùng với Servo để điều khiển dễ dàng hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Vì hai chai Actuate One của Servo do đó điều khiển cả hai chai cùng một lúc với cùng một tín hiệu điều khiển / pwm (điều chế độ rộng xung) hiệu quả hơn, do đó, điều này dẫn đến một vấn đề là cả hai đều quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ cùng một lúc. Vì vậy, để khắc phục điều này, chúng ta cần sửa đổi tất cả các servo bên phải.

Điều này có thể được thực hiện bằng cách mở servo và đảo ngược các dây dẫn đến động cơ của nó và các dây dẫn cực trái và phải của chiết áp. Điều này Đánh lừa servo làm cho nó di chuyển theo chiều kim đồng hồ cho một tín hiệu cho trước ngược chiều kim đồng hồ và ngược lại.

Bây giờ, cả servo của một chai nhất định xoay theo chiều kim đồng hồ và cái kia ngược chiều kim đồng hồ để nhấn vào bộ kích hoạt chai xịt thông qua một dây câu mạnh.

Bước 3: Gắn Servo

Servo sau khi sửa đổi thành công (4 trong số 8) bây giờ cần được gắn kết. Tôi thấy việc khoét lỗ bằng máy khoan có gắn mũi khoan cưa vòng rất dễ dàng. Cạnh servo khoảng 2 cm do đó cắt nó bằng mũi khoan cưa vòng là hiệu quả nhất. Đảm bảo có khoảng cách 8-10 cm giữa mỗi servo để dễ dàng luồn dây, kích hoạt và đặt chai. Bây giờ, Sau khi cắt các lỗ, tôi thấy tốt nhất nên dùng súng bắn keo vào đầu của servo bằng một loại súng bắn keo loại tốt và trượt cạnh của servo vào cạnh đã cắt. Quá trình cắt và lắp này phụ thuộc một chút / Quá trình thử và lỗi.

Giấy màu vàng Đánh dấu các điểm cần cắt lỗ để các cạnh của servo trượt vào. Toàn bộ phần đã khoan có thể được làm mịn hơn bằng một mũi khoan nhỏ thông thường.

Bước 4: Makeshift Perf Board Servo Shield

Việc chế tạo tấm chắn servo này giúp việc đấu dây và cấp nguồn dễ dàng hơn rất nhiều và cũng dễ dàng khắc phục sự cố.

Lấy tám, bộ 3 chân tiêu đề và hàn chúng trên một bảng nhỏ có lỗ nhỏ để đảm bảo có khoảng trống bằng nhau ở giữa. Ngắn điện áp và nối đất qua dây hoặc chân kim loại nhỏ cho toàn bộ Eight Servo. Ngắn bộ 2-2-2-2 của các chân PWM theo cách mà 2 servo đầu tiên nhận được cùng một tín hiệu PWM của 2 servo tiếp theo và cứ tiếp tục như vậy.

Việc tạo ra bo mạch hoàn hảo này cũng rất quan trọng vì mặc dù trình điều khiển Servo PCA9685 cung cấp IO tuyệt vời để kết nối với servo nhưng Trình điều khiển được giới hạn ở 5V Và được cho là có các hạn chế hiện tại. Để khắc phục điều này, tấm chắn bo mạch / PCB này là một lựa chọn rất tốt. Ngoài ra, lý do khác là servo hoạt động trong dự án này đang hoạt động ở công suất điện áp tối đa để có mô-men xoắn cao hơn và cách nhấn vào chai xịt sạch, do đó Chúng tôi sẽ cung cấp 8V Thông qua Servo Shield tạm thời này. Đồng thời Thêm / Kết nối Dây Header Nam vào Bộ đầu tiên của servos, v.v. để kết nối nó với trình điều khiển sau này.

Bước 5: Ngọn lửa Butan

Để thắp sáng Isopropyl, cần dùng ngọn lửa nhỏ ngay phía trước chai. Tôi đã thử thử nghiệm với nichrome để kích hoạt rượu nhưng đáng buồn là nó không hoạt động và ngay cả khi nó đã xảy ra, tôi đã gặp phải vấn đề với nó. Tiếp tục với ý tưởng butan, chúng tôi cần bốn ống tiêm nhỏ và ống dẫn thủy sinh. Kết nối tất cả bốn trong số chúng với một đường ống duy nhất thông qua bộ điều hợp / phụ kiện đường ống đặc biệt. Phần còn lại bây giờ là Giữ butan để khí chảy vào ống tiêm. Để hoàn thành điều này, tôi đã làm một hộp / Vỏ bằng gỗ để động cơ bước với vít / thanh ren có thể đẩy butan và giữ cho khí lưu thông.

Cắt hai tấm ván ép có kích thước bằng 1,25 lần Kích thước của lon butan của bạn, phần gỗ thừa bên dưới là dành cho động cơ bước và thanh sẽ đẩy vào lon. Lấy hai tấm ván ép nhỏ bằng đường kính của lon butan và khoan / đóng đinh chúng sao cho butan có thể vừa khít giữa các tấm ván ép đã lấy trước đó. Bây giờ đối với phần dưới cùng của lon, tôi thấy tốt nhất nên lấy một miếng ván ép hình vuông / chữ nhật có kích thước bằng đế của butan. Khoan một đai ốc có tâm và chất bịt kín / silicone để một thanh ren đi qua nó. Trượt lon Butan vào Bộ phận lắp ráp và đặt một đầu acrylic với toàn bộ được khoan ở giữa sao cho vòi của lon butan sẽ đi qua / Chạm vào nó. Trượt ống tiêm hoặc vật gì đó tương tự ở phần trên cùng của acrylic để nếu cái lon ép vào nó thì khí sẽ thoát ra khỏi ống tiêm. Nối ống này với bốn ống dẫn đến bốn ống tiêm khác nhau được đặt trước các chai. Đối với phần dưới cùng của vỏ, hãy sử dụng các vít đi qua lò xo và kết nối nó với cụm gỗ để nếu vít được siết chặt bởi bước, vỏ sẽ đi về phía bước và giúp việc ép Butan có thể dễ dàng.

Hội của bạn ở đây cho lon butan đã được thực hiện.

Bây giờ, Chúng ta cần đưa các đường ống lên qua tấm ván ép có chứa servo, Chỉ cần khoan các lỗ có kích thước bằng bán kính của các đường ống trong bể cá để đưa chúng lên một cách gọn gàng và kết nối các ống tiêm. Đồng thời luồn dây câu từ servo lên chai và xuống servo khác sao cho khi servo khởi động, chai sẽ được nhấn. Bạn có thể cắt những rãnh nhỏ ở phần bấm của bình xịt để đôi khi dây câu không bị tuột.

Bước 6: Đèn chiếu sáng

Để làm cho bất kỳ dự án nào có ánh sáng hấp dẫn về mặt hình ảnh là một phần quan trọng, Lấy dải đèn LED RGB và cắt 4 dải đèn LED của 9 dải này sẽ quấn quanh các chai có chứa isopropyl để mang lại hiệu quả như mong đợi. Nối dây Them lên theo chuỗi và đưa ra các dây cuối cùng. Bạn sẽ có Đỏ, Xanh lá cây và Xanh lam và sự dẫn dắt tích cực Với bạn. Chúng sẽ tăng công suất nếu bạn cung cấp 12V cho cực dương và nối đất với màu bạn muốn. Nối đất Hai màu cùng lúc tạo ra một màu khác có thể được tham chiếu ở bất kỳ đâu thông qua bảng màu trên internet.

Chuyển đổi Bật và Tắt chúng bằng Arduino / STM32 trở nên phức tạp vì vi điều khiển Arduino / STM32 không thể Bật và Tắt 12 Volts. Vì vậy, chúng tôi sẽ sử dụng 3 IRFZ44N Mosfet ở đây để bật và tắt đèn Led tương ứng với âm nhạc. Lấy Mosfet và nối đầu cuối ở giữa đến màu tương ứng và cực bên phải của nó hướng xuống đất và đầu cuối bên trái của nó với Bộ vi điều khiển. Lặp lại điều này cho hai màu khác.

Kiểm tra chúng một lần bằng một bản phác thảo nhấp nháy arduino đơn giản luôn là một ý tưởng hay, chỉ cần thay đổi số pin trong bản phác thảo nhấp nháy thành số mà bạn đã kết nối với mosfet.

Dán các đèn LED của RGB theo hình tròn bằng cách giữ bình xịt như một vết lõm. Tôi đề nghị quấn chặt quanh chai và dán nóng vào đế gỗ / ván ép. Điều này cũng tạo một điểm để chai không bị xê dịch hoặc rơi khi sợi chỉ tác động đè lên chai.

Bước 7: Điện tử và dây điện

Cách đấu dây khá đơn giản, tôi cũng đính kèm sơ đồ mạch bên dưới để các bạn tham khảo. Về cơ bản các dây PWM từ Trình điều khiển Servo được gắn vào 8 Động cơ servo, trong đó 4 trong số chúng được đảo ngược. Tôi đã sử dụng arduino và STM32 Là vi điều khiển. Arduino dùng để điều khiển quá trình phun và STM32 dùng để điều khiển đèn. Tôi đã sử dụng STM32 để Ánh xạ màu cho âm nhạc cụ thể tốt hơn vì STM32 có thông số kỹ thuật tốt hơn và có thể thực hiện các chuyển đổi fourier tốt hơn dẫn đến Ánh sáng tốt hơn. Sử dụng arduino cũng sẽ không gây ra vấn đề gì nhưng có thể trông hơi tệ so với sử dụng stm32 có thể thực hiện các phép tính tốt hơn.

Bước 8: Mã

Như bất kỳ Phần nào của dự án có vi điều khiển, mã là phần quan trọng nhất. Dưới đây là mã của dự án này. Hãy thoải mái tinh chỉnh hoặc thực hiện các thay đổi để phù hợp với nhu cầu của bạn. Số Pin Tương ứng với mã được đề cập trong chính mã.

Phun '' Mã '' Về cơ bản là một Arduino được máy tính lập trình để kích hoạt phun khi nhập một thứ gì đó trong màn hình nối tiếp của Arduino, chúng tôi có các tổ hợp từ '' a '' - '' p '' trong đó '' a '' kích hoạt một lần phun / Burst of Fire và '' o '' kích hoạt tất cả Bốn Chai để Phun, '' p '' làm trễ 500 giây. Các Bursts có thể được kiểm soát bằng cách đưa ra một chuỗi các ký tự này trong màn hình nối tiếp (liên tục).

Mã khác dành cho việc chuyển đổi đèn Led của STM32. Nó thực hiện Fourier Transforms để phản ứng với một bản nhạc nhất định và tạo ra hiệu ứng thay đổi màu sắc đẹp như dự kiến.

Mã cuối cùng dành cho Động cơ bước Butane sử dụng trình điều khiển bước DRV 8825 để vặn một con vít đẩy lên trên chiếc lon để bật ga. Mặc dù bạn cũng có thể xoay vít / Bộ ghép nối bằng tay để đẩy lon Chống lại lớp acrylic phía trên kích hoạt / Mở Khí vào ống tiêm đặt trước các chai.

Bước 9: Thành công

Dự án của chúng tôi cuối cùng đã hoàn thành.

Đính kèm là Video Thể Hiện Sự Thuyết Minh của nó:)

Bước 10: Mẹo, thủ thuật và đề xuất

Thận trọng: Vì dự án này liên quan đến Lửa thực tế vừa là hiệu ứng dự kiến chính và cũng có butan nên hãy thận trọng. Isopropyl alcohol cũng là một hóa chất nguy hiểm và cần phải thận trọng.

1. Dự án này mặc dù phản ứng với ngọn lửa thực sự không được tự động hóa hoàn toàn vì một người phải cung cấp đầu vào cho một màn hình nối tiếp để thực sự kích hoạt ngọn lửa. Điều này có thể được cải thiện dễ dàng với một thuật toán python / bất kỳ có thể vạch ra toàn bộ bài hát từ đầu vào '' a '' đến '' p '' và trình bày nó với Arduino để làm cho nó tự động hóa.

2. Thêm băng keo Kapton Heat vào trong Chai có chứa Isopropyl để tránh làm nóng Nắp chai / Làm hỏng vòi xịt của Chai.

3. Có thể thêm một số loại Cảm biến An toàn vào toàn bộ công trình như HC-SR04 Hoặc Cảm biến tiệm cận để dừng dòng khí và quá trình phun khi có người đứng gần Dự án và rất nguy hiểm khi kích hoạt ngọn lửa.

4. Nguồn điện được sử dụng Có thể được giảm thiểu bằng bộ chuyển đổi Buck hoặc Boost để có 8V (5A) (Đối với Servo), 23-40v (Đối với Động cơ bước), 5v (Đối với Arduino và Stm32) và 12V (Đối với đèn).

5. Tôi không trình bày sơ đồ của Động cơ bước hoặc DRV8825 vì Trình điều khiển khá đơn giản của nó điều khiển động cơ và cũng có nhiều tài nguyên trên internet để kết nối nó với bước và vi điều khiển. Mặc dù tôi đã cung cấp mã tương ứng. Tôi đã sử dụng hai nút để điều khiển chiều quay theo chiều kim đồng hồ và chiều quay ngược chiều kim đồng hồ của động cơ bước sao cho nhấn nút theo chiều kim đồng hồ sẽ đẩy vít chống lại lon và nhấn nút ngược chiều kim đồng hồ sẽ hạ thấp lon trong vỏ để khí được giảm / Cutoff.

6. Đảm bảo Nối đất thích hợp qua nguồn điện để tránh bất kỳ đầu ra không mong muốn và trục trặc nào trong quá trình xây dựng, Bạn cũng có thể thiết kế PCB để gắn Bộ vi điều khiển và Thiết bị điện tử để dễ dàng hơn.

7. Dự án này cũng có thể được sử dụng như một thiết bị phân phối Chất tẩy rửa cũng như các chai có Isopropyl trong đó có thể cung cấp một chút vệ sinh hợp lý.

8. Ngọn lửa phải thực sự được đốt bằng bật lửa, để tránh điều này, chúng ta có thể sử dụng dây nichrome để làm cho quá trình thắp sáng trở nên đơn giản hơn và máy tính / vi điều khiển hoạt động.