Ljudaktiverat planetarium: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Denna instruerbara skapades för att uppfylla projektkravet för Makecourse vid University of South Florida (www.makecourse.com).

Detta är mitt ljudaktiverade planetarium. Planetariets grundfunktion är att aktivera med närvaro av ett högt ljud, till exempel en klapp, och återskapa månens och jordens bana runt solen. Detta är ett roligt och enkelt projekt som enkelt kan återskapas och kommer att göra ett trevligt dekorativt och interaktivt stycke att visa.

I denna instruktionsbok kommer jag att förklara hur man återskapar detta planetarium genom att diskutera växelsystemet, det allmänna uppställnings- och styrsystemet.

Steg 1: Steg 1: Delar och verktyg

Delar

• 1 DC -47P DC -serie kraftigt elektronikskåp - 9,58 dollar
• Wood Doll Head från ArtMinds®, 2,5 " - $ 2,49
• Wood Doll Head från ArtMinds®, 2,25 " - $ 1,89
• 3/8 "diameter 6061 aluminium rund stång 24" längd T6511 extruderad 0,375 tum Dia - $ 7,20

Elektronik

• DC 5V Stegmotor 28BYJ-48 med ULN2003 Driver Test Module Board 4-Phase-$ 1.79
• Ljudsensormodul - 1,50 dollar
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 utvecklingskort för Arduino + USB -kabel - $ 7.58
• Mini brödbräda - $ 5,69
• 4-polig hona-hona-kabel-3,84 dollar
• Breadboard Jumper Wire 75st pack - $ 4,99

Verktyg och tillbehör

• 3d skrivare
• Måttband
• 3/8 "kullager
• 5 minuters epoxi
• Tandpetare eller engångsrörare
• Engångsbricka
• Hammare
• Borra
• 4 "hålsåg
• Bandsåg
• Platt och krökt handfil
• Akrylfärg och penslar: mörkblå, mörkgrön, vit, gul

programvara

Du behöver antingen Arduino IDE eller fristående versioner av AVR-GCC och AVRDude

Steg 2: Steg 2: Skapa växelsystemet

Det är här 3D -skrivaren spelar in. Du måste ladda ner de bifogade STL -filerna för att 3D -skriva ut växlarna och en bas som håller redskapen och stavarna på plats. Planetariumdesignen består av 4 växlar: Motorväxeln (drivväxeln), jordväxeln (driven växel), en liten centralväxel och månväxeln. Motorväxeln kommer att anslutas till stegmotorn och driva jordväxeln. Månutrustningen kommer att ligga ovanpå jordväxeln och kommer att ha en stav i mitten som går genom jordväxeln. Detta kommer att få månväxeln att vända när jordväxeln vänder. Den centrala växeln används för att hålla månväxeln på plats och går runt mitten av jordväxeln. Stången för månen kommer att löpa genom månutrustningen som gör att månen kan resa runt jorden medan både jorden och månen reser runt solen. För att spara på utskriftstiden använde jag en fyllning på 5% på basen. Denna låga fyllning gjorde också basen mycket lätt vilket var fördelaktigt.

Steg 3: Steg 3: Förberedelse

Stavförberedelse

När allt är tryckt måste vi göra några förberedelser för att få våra planeter, stavar och hölje redo för installation. Först måste vi använda bandsågen för att skära staven i tre delar. En ska vara 5 ", en är 3" och den sista är 1,5 ".

Planet Prep

Vi kommer att använda dockhuvuden och kullager för att skapa vår jord, sol och måne. 1,5 "huvudet kommer att användas för solen, 1,25" huvudet för jorden och kullagret för månen. Först vill du borra hål i den plana botten av dockhuvudena med en 3/8 "borr. Detta gör att du kan fästa planeterna på stavarna. Nu kommer den roliga delen, måla! Beroende på vilken färg du använder, du kan behöva applicera flera lager för att få en levande färg, speciellt när du målar solen och månen. Kom ihåg att det är bättre att applicera flera tunna rockar än att klota på en mycket tjock päls. En tjock päls kommer sannolikt att orsaka dropp och ta lång tid att torka. Var noga med att låta varje tunt lager torka helt innan du fortsätter. Jorden målades på fri hand. När månen är helt torr, använd epoxyn för att fästa den på stången.

Bilaga Prep

Vi måste klippa ut ett hål i locket på höljet så att stavarna kan röra sig fritt. För detta måste du använda den 4 hålsåg som är fäst på borren. Kom ihåg att hålet måste förskjutas från mitten för att ge plats för stegmotorn och motorväxeln. Använd din bas som referens för att avgöra var du ska skär hålet och se till att det är centrerat med kanterna på höljet.

Nu när dina planeter, stavar och hölje är förberedda, är du redo att börja montera!

Steg 4: Steg 4: Huvudmontering

Börja med att placera din stegmotor i den tilldelade platsen i basen. Se till att stoppa in trådarna så att de rinner ner genom basen och ut i botten. Lägg sedan jordväxeln på det extruderade röret på basen. Du vill placera jordväxeln så att den flyter precis ovanför basen och inte skaver på den när du svänger. Placera nu motorväxeln på stegmotorn så att växelns mitt går genom motorns axel. Motorväxeln och jordväxeln ska passa bra ihop. Lägg sedan till centralväxeln i det extruderade röret. Den centrala växeln kommer att ha en mycket tät passform på det extruderade röret och måste hamras på plats.

Observera att det är mycket svårt att ta bort centralväxeln när det väl har slagits på plats, så se till att du har placerat allt under det innan du fortsätter. Du vill också lämna ett litet utrymme mellan jordväxeln och mittväxeln så att de inte stör varandra.

Du är nu redo att lägga till dina stavar. Solstången kommer att gå in i det extruderade röret på basen och jordstången kommer att gå igenom hålet i jordväxeln. Återigen, se till att det inte gnids mellan parallella delar. Månutrustningen placeras sedan runt jordstången, ovanpå jordväxeln. Månstången kommer att gå in i det sekundära hålet på månutrustningen. Fyll på dina stavar med sina respektive planeter och du är redo att gå vidare till kretsschemat.

Steg 5: Steg 5: Kretsschema

Huvuddelarna i schemat är mikrokontrollern, strömförsörjningen, stegmotorn och drivkortet och ljudsensorn.

Strömförsörjning

Strömmen levereras av ett 9V batteri som ansluts till mikrokontrollern.

Stegmotor och drivbräda

Stegmotorn är ansluten till stiften 8, 9, 10 och 11 på mikrokontrollen. Dessa stift används för att aktivera spolarna 1-4 på stegmotorn. De definieras som utgångar i skissen.

Ljudsensor

Ljudsensorn är ansluten till stift 4 på mikrokontrollen. Det definieras som en ingång i skissen.

Steg 6: Steg 6: Arduino Sketch

Som tidigare nämnts är stiften 8 -11 anslutna till drivkortet (skärm) och aktiverar spolarna 1-4 på stegmotorn. Ljudsensorn är ansluten till stift 4. Jag har definierat en fördröjningstid på 8 ms för att ge en pålitlig svänghastighet av stegmotorn. I installationen har jag definierat motorstiften som utgångar och ljudsensorns stift som en ingång. Ljudsensorn avläses i huvudslingan av en statusvariabel namn statusSensor. När ett brus detekteras kommer statussensorn att ställas in på 1. Detta börjar vrida motorn framåt i 300 steg. En stund -loop används för att räkna stegen. Om ett nytt ljud upptäcks, kommer räkningen att starta om, vilket gör att motorn svänger under en längre tid. Om inget ljud detekteras kommer motorn att sluta rotera efter 300 steg. Se den bifogade videon för mer information.

Obs: Du kan ställa in hur många steg som helst för motorn att vrida. Jag fann att 300 steg ger cirka 30 sekunders rörelse. Ändra gärna stegräkningen om du vill att planetariet ska köra under en längre eller kortare tid.

Steg 7: Steg 7: Kapslingsenhet

Allt som återstår nu är att sätta in alla komponenter i höljet. Jag fann att detta var enklast och mest effektivt med kardborrband. Linjer först botten av höljet med kroken (grov sida). Nästa rad längst ner på din brödbräda, mikrokontroller, ljudsensor, motor, motorskydd och batteri med öglan (mjuk sida). Lägg till en ögla på toppen av brödbrädan för att hålla motorn på plats. Du kan nu säkert placera varje kvarvarande komponent i höljet. För att fästa basen, skär först ut två bitar av öglan som är något större i längd och bredd än basens långsidor. Fäst varje remsa på den långa sidan av skåpet som är placerat på ett sätt som gör att stegmotorns kugghjul kan vara helt inneslutet och jordväxeln passar snyggt in i hålet som skärs ut ur kåpan. Min placerades ungefär 1 från toppen av höljet. Fäst sedan två matchande krokar på basens långsidor. Du kan nu fästa din bas till höljet. Jag valde att höja basen på detta sätt för att ge plats för kretsar under.

Ditt planetarium är nu färdigmonterat och klart för användning! Se till att ditt batteri är anslutet till mikrokontrollen, skruva fast skruven på höljet och låt gott ljud. Du borde se ditt planetarium börja röra sig.

Obs! För bättre ljuddetektering, anslut din ljudsensor till en av väggarna i höljet nära utskärningen i locket.

Steg 8: Slutanmärkningar

Även om detta var ett enkelt projekt, är den kunskap jag har fått av det ovärderlig. Jag har lärt mig allt om 3D -modellering, kodning av mikrokontroller, videoredigering, projektplanering och mycket mer. Jag har också fått mycket mer respekt för produktdesigners eftersom det finns mycket tanke och ansträngning som går ut på att designa något och väcka dessa mönster till liv. Mycket test och fel och mycket problemlösning. Det var kul att involvera mig själv i processen.

Hoppas du gillade detta instruerbart!