Arduino vodni cikel Diorama: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Naredili bomo dioramo, ki bo predstavila vodni cikel, z Arduinom in nekaj motorji za dodajanje gibanja in razsvetljave. Ima šolski občutek - ker je pravzaprav šolski projekt!

Scenarij predstavitve je naslednji:

Sonce vzhaja zjutraj [En servo motor premika sonce].

Voda izhlapi iz morja [En koračni motor dvigne "izhlapevalno ploščo"]

Na nebu se oblikujejo oblaki [En koračni motor spušča bombažne oblake]

Pada dež [En koračni motor spusti "dežno plast"]

Medtem luči (LED -diode APA106) spremenijo barvo in označujejo sončni vzhod, oblačno nebo in strele med dežjem.

Materiali:

1. Arduino Uno
2. 5V koračni motorji in gonilniki (x3)
3. Servo motor (x1)
4. APA106 LED (x5)
5. Kovinska cev
6. Vijaki in vijaki
7. Papir, til, bombaž
8. Pištola za vroče lepilo

Torej, gremo!

1. korak: Zgradite škatlo

Zgradili smo leseno škatlo, lahko pa uporabite tudi karton. Dimenzije škatle so 40 cm spredaj, 25 cm globine, 30 cm višine.

Postavili smo priročen pokrov s tečaji, tako da je z dviganjem lažje delati. Prav tako ne potrebujemo zadnje stene, zato jo lahko preskočite in za nebo uporabite le nekaj modrega papirja, kot je prikazano na fotografiji.

2. korak: pritrdite motorje

Koračne motorje bomo pritrdili blizu vrha škatle, tako da se vrtijo in zavijejo navzgor ali navzdol po našem dežnem tilu, izhlapevalnem tilu in oblakih.

Najprej moramo izvrtati luknje.

S papirjem ustvarite masko motorja, kot je prikazano na fotografiji. Tako boste lahko pravilno označili luknje [fotografija]. Vrtajte, nato motor pritrdite z vijaki.

3. korak: pritrdite osi

Za osi uporabljamo bakreno vodovodno cev. Izmerite razdaljo ob upoštevanju globine motorja, odštejte še en cm in izrežite 3 kose.

Gred motorja uporabite kot kalup in s kleščami pritisnite en konec cevi okoli nje.

Nato uporabite vijak kot kalup in enako storite na drugem koncu cevi.

Na drugi steni, nasproti gredi motorja, izvrtajte luknjo (izmerite razdalje). Os med gredjo motorja in vijakom pritrdite skozi luknjo. Za pritrditev vijaka uporabite enega ali dva vijaka in kovinski obroč za lažje vrtenje osi, kot je prikazano na fotografiji.

4. korak: Zavarujte servo motor

Za pritrditev servo motorja na tla uporabite nekaj blue-tac spodaj in kovinski trak z vijaki zgoraj. To bo uporabljeno za dvig sonca, kot je prikazano na fotografiji.

Pazite, da ga pritrdite v pravo smer. (Če naredite narobe, to ni velika težava, jo lahko preprosto uredite v kodi arduino.)

Za pritrditev sonca na gred motorja uporabite slamico in lepilo.

5. korak: Priključite elektroniko, motorje, LED

Arduino Uno ima 14 digitalnih zatičev. Za vsakega gonilnika koračnega motorja potrebujemo 4 zatiča, plus en za servo motor, plus en za LED.

Osnovno povezavo lahko vidite v shemi. Na gonilnik so priključeni 4 digitalni zatiči. Za voznika (in motor) boste potrebovali ločen vir napajanja, saj motorji porabijo precej energije in če boste napajali iz Arduina, boste imeli težave. Uporabite lahko polnilnik USB in kabel, ga odrežite, uporabite +5V in GND za napajanje motorja. Prav tako boste morali priključiti GND iz plošče Arduino na GND iz zunanjega napajalnika, kot je prikazano na shemi.

Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2

Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1

Pin 8, *10, 11, 12: Motor 0. Upoštevajte, da PIN 9 shranimo za servo motor: na nekaterih ploščah Arduino lahko samo zatiči 9 in 10 poganjata servo motor.

Priključek servo motorja je precej standarden. Za krmiljenje uporabite digitalni pin 9. Za napajanje servomotorja uporabite zunanji vir napajanja, enako kot pri koračnih motorjih (to ni tako, kot je prikazano na shemi, kjer se energija črpa iz plošče Arduino.)

Zasnova LED APA106 nam omogoča individualno upravljanje več LED s samo enim zatičem. Uporabljali bomo digitalni pin 13 (ki je povezan tudi z vgrajeno LED na plošči Arduino). Osnovno povezavo lahko vidite na shemi. APA106 ima štiri zatiče. Dva srednja zatiča sta za +5V in GND. Nato priključimo DATA IN prve LED diode na Pin 13, njene DATA OUT na DATA IN druge LED diode itd. Vsaka naslednja LED vzame signal DATA IN iz DATA OUT prejšnjega. DATA OUT zadnje LED ne morete priključiti.

Po dekoriranju boste morda želeli pritrditi LED diode na ohišje, da boste lahko bolje pregledali razsvetljavo. Druga možnost je, da jih ne pritrdite z vročim lepilom in nato okrasite.

Korak 6: Koda Arduino

Tukaj je opis delovanja kode.

Sončni vzhod: Servo motor se giblje od 10 do 50 stopinj, hitrost 2 stopinj/s, osvetlitev pa se spreminja iz rdeče (zore) v belo (opoldne).

Izhlapevanje: Koračni motor zavije os, kjer je pritrjen til "hlapi", in jo dvigne. Glede na dimenzije boste morda morali prilagoditi število zavojev.

Oblaki: Koračni motor odvije os, da razkrije oblake. Barve prizora se spremenijo v "deževno" nastavitev.

Dež: Koračni motor odvije os tila "dež". Imamo naključne bliskavice, pri katerih se barva za nekaj časa spremeni v belo - nato pa nazaj v "deževno".

Ponastavitev sistema: Luči ugasnejo, nato pa motorji zavijejo osi nazaj, tako da je sistem pripravljen na novo ponovitev, ko ga ponovno priključite.

Upoštevajte, da smo se odločili za samo en zagon in nato ponastavitev, tako da zmanjšamo možnost, da nekdo ustavi sistem sredi akcije. V tem primeru bi imeli tile polovično navite na osi, da sistem ne bi deloval pravilno.

Pred dodajanjem okraskov se malo poigrajte s kodo. Kasneje boste natančno prilagodili nastavitve.

7. korak: Naredite in pritrdite okraske in LED diode

Odločili smo se za 2.5D predstavitev pokrajine. Sestavljen je iz 4 plasti pokrajine, ena za drugo. Na hrbtu je tudi nebo. Med nebom in zadnjo plastjo, tisto z gorami, je sonce, pritrjeno na servo motor.

Tul za dež in izhlapevanje je zložen in skrit med drugimi plastmi, ko je navzdol. Na zgornje osi so pritrjeni z navojem.

Oblaki so majhne bombažne kroglice (ki so bile uporabljene za odstranjevanje ličil), ki so neodvisno pritrjene na osi oblaka z nitjo. Nit oviješ na os in z odvijanjem se oblaki spustijo.

Svetleče diode so povezane v verigo in zlepljene med sloji, najprej LED na hrbtni strani, tako da je kasneje priključena na ploščo Arduino.

Za dež smo izrezali majhne koščke papirja v obliki kapljice in ga prilepili na til. Na sliki lahko vidite, da lepimo nekaj teže, npr. majhne oreščke, za vodnimi kapljicami (in kovinski obroči za "hlapi"), tako da se til zaradi gravitacije spusti navzdol, namesto da bi lebdel na sredini. Zgornji in spodnji del tila je ovit okoli svinčnika, tudi za težo. Ta zadnji "dotik" daje "otroško" noto diorami (to naj bi bilo videti kot otroški projekt). Če želite, lahko telu dodate težo, uporabite nekaj drugega, bolj nevidnega.

8. korak: Priključite Arduino in ga namestite na ploščo

Na Arduino morate priključiti gonilnike motorjev, servo motor, LED. Zatiči so zapisani v kodi.

Arduino in vozniške plošče motorja lahko z vročim lepilom nagnete na ohišje in skrijete za papirnatimi gorami. Za napajanje motorjev iz zunanjega vira uporabite majhno ploščico. Napajalni kabli za arduino in motorje bodo šli od zadaj.

Naredite nekaj natančnih nastavitev kode in pripravljeni ste!

Zabavaj se!