مزامنة النار والموسيقى والأضواء: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

نعلم جميعًا أن الإلكترونيات تستخدم في العديد من المهام المهمة في المستشفيات والمدارس والمصانع. لماذا لا تحصل على القليل من المرح معهم كذلك.

في هذا الدليل ، سأقوم بعمل انفجارات من النار والأضواء (مصابيح LED) التي تتفاعل مع الموسيقى لجعل الموسيقى أكثر متعة في التجربة.

سنستخدم كحول الأيزوبروبيل كمكون رئيسي في المطهر الذي يتبخر بسرعة كبيرة ولا يترك مثل هذه الرائحة القوية مقارنة بأنواع الوقود الأخرى والهواء خالٍ من أي بقايا بعد دقيقة أو دقيقتين فقط.

تقوم المؤازرة بتشغيل زجاجة رذاذ مملوءة بالأيزوبروبيل لإحداث انفجار في النار / اللهب الذي يتم تشغيله بواسطة حقنة الحقن التي يخرج منها تدفق البيوتان.

الخطوة 1: المواد المطلوبة

اجمع بعض المؤازرات وشرائط LED وغيرها من الأجهزة الإلكترونية لتبدأ في هذا التصميم ليكون دقيقًا ، وجميع المكونات المطلوبة

1. MG995 مضاعفات 180 درجة * 8

2. Arduino Nano * 1

3 ، Stm32

4-زجاجات الرش * 4

5. شرائط الخشب

6. الخشب الرقائقي الدائري / المستطيل

7. قضبان معدنية للدعم

8. أنابيب أحواض السمك

9. اللوح

10. سائق سيرفو PCA9685

11. بيرف بورد

12. ذكر إلى ذكر رأس الأسلاك

13. امدادات الطاقة اللوح

14. 5 امبير امدادات الطاقة 5-12 فولت

15. حقنة الحقن

16. IRFZ44N Mosfet * 3

17. خيط الصيد

18. DRV8825

19. نيما 17 محرك متدرج

الخطوة 2: المؤازرة

دعنا نتفق على أن المؤازرة هي المكون الرئيسي للمشروع لأنها هي التي تحفز إطلاق النار أو إنتاج رشقات نارية. لاستخدام MG995 Servo ، يمكنك العثور على مراجع وفيرة للتحكم في المؤازرة باستخدام اردوينو بتوصيله في عمل اردوينو. سنستخدم برنامج PCA9685 Servo Driver بالإضافة إلى المؤازرة لجعل التحكم أسهل وأسرع وفعالية.

نظرًا لأن زجاجة واحدة من Servo Actuate ، فإن التحكم في كليهما مرة واحدة بنفس إشارة التحكم / pwm (تعديل عرض النبضة) يكون أكثر كفاءة ، وبالتالي فإن هذا يمثل مشكلة تدور في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة في نفس الوقت. لذلك للتغلب على هذا ، نحتاج إلى تعديل جميع المؤازرات الجانبية اليمنى.

يمكن القيام بذلك عن طريق الفتح بواسطة المؤازرة وعكس الأسلاك المؤدية إلى محركها وأسلاك الجهد القصوى لليسار واليمين. هذا يخدع المؤازرة لجعلها تتحرك في اتجاه عقارب الساعة للحصول على إشارة معطاة عكس اتجاه عقارب الساعة والعكس صحيح.

الآن ، يدور كل من المؤازرة الخاصة بزجاجة معينة في اتجاه عقارب الساعة والآخر عكس اتجاه عقارب الساعة للضغط على مشغل زجاجة الرش من خلال خط صيد قوي.

الخطوة 3: تركيب أجهزة

يجب الآن تثبيت المؤازرة بعد التعديل الناجح (4 من أصل 8). لقد وجدت أنه من السهل قطع الثقوب باستخدام آلة حفر مع مثقاب منشار دائري متصل. تبلغ حافة المؤازرة حوالي 2 سم ، وبالتالي فإن قطعها باستخدام مثقاب المنشار الدائري هو الأكثر كفاءة. تأكد من وجود فجوة من 8 إلى 10 سم بين كل مؤازرة حتى يكون لديك خيوط سهلة ، وتحريك ووضع الزجاجة. الآن ، بعد قطع الثقوب ، وجدت أنه من الأفضل لصق المسدس أعلى المؤازرة باستخدام مسدس غراء جيد ، ثم انزلاق حافة المؤازرة إلى حافة القطع. عملية القطع والتركيب هذه تعتمد قليلاً / عملية التجربة والخطأ.

تحدد الورقة الصفراء النقاط التي تحتاج إلى قطع الثقب بحيث تنزلق حواف المؤازرة للداخل. يمكن جعل الكل المحفور أكثر سلاسة باستخدام مثقاب صغير عادي.

الخطوة 4: درع سيرفو بيرف بورد مؤقت

إن جعل درع المؤازرة هذا يجعل الأسلاك والطاقة أسهل كثيرًا وأيضًا من السهل استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

خذ ثمانية مجموعات من 3 دبابيس رأس وقم بتلحيمها على لوحة أداء صغيرة مع التأكد من توفير مساحة متساوية بينهما. قم بتقصير الجهد والأرض من خلال الأسلاك أو المسامير المعدنية الصغيرة لكامل Eight Servo. مجموعات 2-2-2-2 قصيرة من دبابيس PWM بطريقة تتلقى أول 2 مضاعفات نفس إشارة PWM في المجموعتين التاليتين وما إلى ذلك.

يعد إنشاء لوحة الأداء هذه أمرًا مهمًا أيضًا لأنه على الرغم من أن برنامج تشغيل PCA9685 Servo يوفر IO ممتازًا لتوصيل المؤازرة ، فإن برنامج التشغيل يقتصر على 5 فولت ويفترض أن لديه قيودًا حالية. للتغلب على هذا الدرع المثالي / ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو خيار جيد للغاية. والسبب الآخر أيضًا هو أن المؤازرة التي تعمل في هذا المشروع تعمل بأقصى سعة للجهد من أجل عزم دوران أعلى وضغط زجاجة رذاذ نظيفة ، وبالتالي سنوفر 8 فولت من خلال هذا الدرع المؤازر المؤقت. قم أيضًا بإضافة / توصيل سلك رأس ذكر بالمجموعة الأولى من الماكينات وما إلى ذلك لتوصيله بالسائق لاحقًا.

الخطوة 5: لهب البيوتان

لإضاءة الأيزوبروبيل ، من الضروري وجود شعلة صغيرة أمام الزجاجة مباشرة. حاولت تجربة نيتشروم لإثارة الكحول ولكن للأسف لا يعمل ، وحتى لو حدث ذلك ، فقد واجهت مشاكل مع ذلك. بالانتقال إلى فكرة البيوتان ، نحتاج إلى أربع محاقن صغيرة وأنابيب أحواض السمك. قم بتوصيل الأربعة منهم بأنبوب واحد من خلال محولات / تجهيزات أنابيب خاصة. الجزء المتبقي الآن يحتفظ بالبيوتان بحيث يتدفق الغاز إلى المحاقن. لتحقيق ذلك ، قمت بصنع صندوق خشبي / مبيت بحيث يمكن لمحرك متدرج مزود ببرغي / قضيب ملولب دفع البيوتان والحفاظ على تدفق الغاز.

قم بقص صفحتين من الخشب الرقائقي بحجم 1.25 مرة بحجم علبة البوتان الخاصة بك ، والخشب الإضافي أدناه مخصص لمحرك السائر والقضيب الذي سيدفع ضد العلبة. خذ اثنين من الخشب الرقائقي الصغير حول قطر علبة البوتان وحفرهما / قم بتثبيتهما بحيث يمكن أن يتناسب البيوتان بشكل مريح بين ألواح الخشب الرقائقي التي تم التقاطها مسبقًا. الآن بالنسبة للجزء السفلي من العلبة ، وجدت أنه من الأفضل أن تأخذ قطعة مربعة / مستطيلة من الخشب الرقائقي بحجم قاعدة البيوتان. حفر مركز كامل ومانع تسرب / سيليكون الجوز بحيث يمر قضيب ملولب من خلاله. حرك علبة البيوتان في التجميع وضع قمة أكريليك مع حفر مركز كامل أيضًا بحيث يمكن أن تمر فوهة البوتان / تلمسها. حرك حقنة أو شيء مشابه في الجزء العلوي من الأكريليك بحيث إذا ضغطت العلبة عليها ، يخرج الغاز من المحقنة. قم بتوصيل هذا بالأنابيب الأربعة التي تذهب إلى المحاقن الأربعة المختلفة الموضوعة قبل الزجاجات. بالنسبة للجزء السفلي من الغلاف ، استخدم البراغي التي تمر عبر الزنبرك وتوصيله بمجموعة الخشب بحيث إذا تم شد البرغي بواسطة السائر ، يتجه السكن نحو السائر ويجعل ضغط علبة البوتان أمرًا سهلاً.

يتم الانتهاء من التجميع الخاص بك هنا لعلبة البيوتان.

الآن ، نحن بحاجة إلى إحضار الأنابيب من خلال الخشب الرقائقي الذي يحمل المؤازرة ، ما عليك سوى حفر ثقوب بحجم نصف قطر أنابيب الحوض وإحضارها بدقة وتوصيل المحاقن. قم أيضًا بربط خط الصيد من الماكينات لأعلى الزجاجة ولأسفل إلى المؤازرة الأخرى بحيث يتم الضغط على الزجاجة عند تشغيل المؤازرة. يمكنك قطع بساتين صغيرة في الجزء المضغوط من زجاجة الرش حتى لا ينزلق خط الصيد من حين لآخر.

الخطوة السادسة: الأضواء

لجعل أي مشروع الأضواء الجذابة بصريًا جزءًا مهمًا ، خذ شرائط RGB LED وقص 4 شرائط من 9 مصابيح LED ستلتف حول الزجاجات التي تحتوي على الأيزوبروبيل لتحقيق التأثير المقصود. قم بتوصيلهم في سلسلة وأخرج الأسلاك النهائية. سيكون لديك الأحمر والأخضر والأزرق وتقدم إيجابي معك. يتم تشغيلهم إذا قمت بتوفير 12 فولت للمقدمة الإيجابية وقمت بتثبيت اللون الذي تريده. التأريض يؤدي لونان في نفس الوقت إلى ظهور لون مختلف يمكن الرجوع إليه في أي مكان من خلال مخطط ألوان على الإنترنت.

يصبح التبديل بين التشغيل والإيقاف باستخدام Arduino / STM32 أمرًا صعبًا حيث لا يمكن تشغيل متحكم Arduino / STM32 وإيقاف تشغيله بجهد 12 فولت. لذلك سنستخدم 3 IRFZ44N Mosfet هنا لتشغيل وإيقاف مصابيح LED المقابلة للموسيقى. خذ Mosfet وقم بتوصيل الطرف الأوسط إلى اللون المقابل وأقصى اليمين باتجاه الأرض والطرف الأيسر الخاص به إلى الميكروكونترولر. كرر هذا مع اللونين الآخرين أيضًا.

يعد اختبارها مرة واحدة باستخدام رسم بسيط لاردوينو فكرة جيدة دائمًا ما عليك سوى تغيير رقم الدبوس في رسم الوميض إلى الرقم الذي قمت بتوصيله.

ألصق مصابيح RGB LED في شكل دائري عن طريق الحفاظ على زجاجة الرش كمسافة بادئة. أقترح التفافًا محكمًا حول الزجاجة ولصقه بالغراء على القاعدة الخشبية / الخشب الرقائقي. يؤدي هذا أيضًا إلى تكوين بقعة بحيث لا تتحرك الزجاجات أو تسقط عندما يضغط الخيط على الزجاجة.

الخطوة 7: الإلكترونيات والأسلاك

الأسلاك بسيطة جدًا ، لقد أرفقت أيضًا مخططًا للدائرة أسفل للرجوع إليها. يتم توصيل أسلاك PWM بشكل أساسي من برنامج التشغيل المؤازر بـ 8 محركات مؤازرة يتم عكس 4 منها. لقد استخدمت اردوينو و STM32 كمتحكم دقيق. اردوينو للتحكم في الرش و STM32 للتحكم في الأضواء. لقد استخدمت STM32 بحيث تكون تعيينات الألوان لموسيقى معينة أفضل لأن STM32 لها مواصفات أفضل ويمكنها أداء تحويلات فورييه أفضل مما يؤدي إلى إضاءة أفضل. لن يؤدي استخدام اردوينو أيضًا إلى حدوث مشكلة ، ولكنه قد يبدو سيئًا بعض الشيء مقارنة باستخدام stm32 الذي يمكنه إجراء حسابات أفضل.

الخطوة 8: الكود

كأي جزء من مشروع به متحكم ، فإن الكود هو الجزء الأكثر أهمية. أدناه هو رمز لهذا المشروع. لا تتردد في التعديل أو إجراء التغييرات لتناسب احتياجاتك. الرقم السري المطابق للرمز مذكور في الكود نفسه.

"كود" الرش هو في الأساس عبارة عن Arduino تمت برمجته بواسطة جهاز كمبيوتر لتشغيل رذاذ عند كتابة شيء ما في شاشة Arduino التسلسلية ، لدينا مجموعات من "a" - "p" حيث "a" يطلق رشًا واحدًا / انفجار النار و "o" يطلق جميع الزجاجات الأربعة للرش ، "p" هو تأخير لمدة 500 ثانية. يمكن التحكم في الاندفاعات بإعطاء سلسلة من هذه الأحرف في الشاشة التسلسلية (بشكل مستمر).

الكود الآخر هو لتبديل Led بواسطة STM32. يقوم بإجراء تحويلات فورييه للتفاعل مع موسيقى معينة وإنتاج تأثير تغيير اللون الجميل المقصود.

الكود الأخير مخصص لمحرك البوتان السائر الذي يستخدم محرك السائر DRV 8825 لتشغيل المسمار الذي يدفع لأعلى ضد العلبة لتشغيل الغاز. على الرغم من أنه يمكنك أيضًا تدوير البرغي / قارنة التوصيل يدويًا لدفع العلبة ضد الأكريليك العلوي الذي يطلق / يفتح الغاز على المحاقن الموضوعة أمام الزجاجات.

الخطوة 9: النجاح

أخيرًا تم الانتهاء من مشروعنا.

مرفق بالفيديو الذي يظهر مظهرا له:)

الخطوة 10: النصائح والحيل والاقتراحات

تحذير: نظرًا لأن هذا المشروع يتضمن حريقًا فعليًا باعتباره التأثير الرئيسي المقصود ويحتوي أيضًا على البيوتان ، فيرجى توخي الحذر. يعتبر كحول الأيزوبروبيل أيضًا مادة كيميائية خطيرة ويجب توخي الحذر.

1. على الرغم من أن هذا المشروع يتفاعل مع الحريق ، فهو في الواقع غير مؤتمت بالكامل حيث يتعين على الشخص تقديم مدخلات إلى شاشة تسلسلية لإشعال النيران بالفعل. يمكن تحسين ذلك بسهولة باستخدام Python / أي خوارزمية يمكنها رسم أغنية كاملة من الإدخال "a" إلى "p" وتقديمها إلى Arduino لجعلها آلية.

2. أضف شريط Kapton Heat إلى الزجاجة التي تحتوي على Isopropyl فقط في حالة تجنب تسخين أغطية الزجاجة / إتلاف رذاذ الزجاجة.

3.يمكن إضافة نوع مستشعر الأمان إلى المبنى بالكامل مثل HC-SR04 أو مستشعر القرب لإيقاف تدفق الغاز وعملية الرش عندما يقف شخص بالقرب من المشروع ومن الخطر إشعال اللهب.

4. يمكن تقليل إمدادات الطاقة المستخدمة باستخدام محولات Buck أو Boost للحصول على 8V (5A) (لـ Servo) ، و 23-40v (للمحرك المتدرج) ، و 5 v (لـ Arduino و Stm32) و 12V (للأضواء).

5. لم أقم بتقديم مخططات لـ Stepper Motor أو DRV8825 باعتباره محركًا بسيطًا إلى حد ما يقود المحرك ، وتتوفر أيضًا موارد وفيرة على الإنترنت لتوصيله بجهاز السائر والميكروكونترولر. على الرغم من أنني قدمت الرمز المقابل ، فقد استخدمت زرين للتحكم في اتجاه عقارب الساعة والدوران عكس اتجاه عقارب الساعة للمحرك السائر بحيث يؤدي الضغط على الزر في اتجاه عقارب الساعة إلى دفع البرغي ضد العلبة والضغط على الزر عكس اتجاه عقارب الساعة يخفض العلبة في السكن بحيث يكون الغاز يتم تقليل / قطع.

6. تأكد من التأريض المناسب عبر مزود الطاقة لتجنب أي مخرجات غير مقصودة وسقطات في البناء ، كما يمكنك تصميم PCB لتركيب وحدة التحكم الدقيقة والإلكترونيات لتسهيل الأمر.

7. يمكن أيضًا استخدام هذا المشروع كموزع مطهر وكذلك الزجاجات التي تحتوي على الأيزوبروبيل والتي يمكن أن توفر قدرًا معقولاً من الصرف الصحي.

8. يجب إشعال النار فعليًا بواسطة ولاعة ، لتجنب ذلك يمكننا استخدام سلك نيتشروم لجعل عملية الإضاءة أكثر بساطة وتشغيل الكمبيوتر / المتحكم الدقيق.