المصابيح والجاذبية؟: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هذا المشروع ليس له أي فائدة عملية على الإطلاق ، ولكنه بدأ كتمرين في تنفيذ الصيغ الفيزيائية المتعلقة بالجاذبية في C-code على Arduino. لجعل الأشياء مرئية ، تم استخدام شريط نيوبيكسل LED مع 74 مصباحًا. يتم توضيح تأثير تسارع الجاذبية على جسم باستخدام مقياس تسارع MPU-6050 وشريحة جيروسكوب. هذه الشريحة متصلة فعليًا بشريط LED ، لذلك عندما يتم تثبيت شريط LED بزاوية معينة ، تقيس الشريحة زاوية شريط LED ويستخدم Arduino هذه المعلومات لتحديث موضع كائن افتراضي كما لو كان كانت كرة متوازنة على عارضة وتتدحرج من جانب إلى آخر إذا كانت العارضة مثبتة بزاوية. يُشار إلى موضع الكائن الافتراضي على شريط LED كمصباح LED واحد مضاء.

لتحديث موضع جسم افتراضي يسقط على الأرض تحت تأثير الجاذبية ، نستخدم الصيغة:

ص = y0 + (V0 * t) + (0.5 * a * t ^ 2)

مع:

y = المسافة المقطوعة بالمتر y0 = مسافة البدء بالأمتار v0 = سرعة البدء بالأمتار / الثانية a = التسارع (الجاذبية) بالأمتار / الثانية ^ 2 t = الوقت بالثواني

الخطوة 1: الدائرة

يتم تشغيل Arduino Pro Mini عن طريق تغذية مصدر + 5V مباشرة في دبوس + 5V ، وهو ناتج منظم 5V المدمج. قد يبدو هذا تقليديًا بعض الشيء ، ولكن عندما يُترك Vin مفتوحًا ، فإنه لا يخلق مشكلة طالما أنك لا تعكس القطبية ، لأن ذلك من شأنه بالتأكيد أن يحمص Arduino الخاص بك.

يتم تشغيل مقياس التسارع وشريحة الجيروسكوب MPU6050 عبر وحدة محول منخفضة الطاقة 5 فولت إلى 3 فولت 3 ويتحدث إلى Arduino عبر واجهة I2C (SDA ، SCL). باستخدام Arduino Pro Mini ، يتم توصيل SDA بـ A4 ويتم توصيل SCL بـ A5 ، وكلاهما موجود في Arduino Pro Mini PCB. مع إصدار Pro Mini الذي أستخدمه ، تم وضع A4 و A5 داخل PCB (فتحتان) ولا يمكن الوصول إليهما عبر رؤوس الدبوس الموجودة على جانبي PCB. يحتوي MPU6050 أيضًا على خرج مقاطعة (INT) يستخدم لإخبار Arduino عند توفر بيانات جديدة. يتم تشغيل شريط WS2812B neopixel LED المزود بـ 74 مصباح LED مباشرة بواسطة مصدر 5 فولت ويحتوي على خط بيانات واحد (DIN) متصل بمخرج Arduino.

الخطوة 2: البرمجيات

أضع جميع برامج التشغيل التي يستخدمها المخطط (.ino) في نفس المجلد مثل الرسم بدلاً من استخدام المكتبات. والسبب في ذلك هو أنني لا أرغب في تحديث برامج التشغيل ، ولمنع تسلل الأخطاء ولمنع التغييرات التي قمت بها على برامج التشغيل ، سيتم استبدالها بواسطة التحديثات.

فيما يلي قائمة بملفات المشروع:

• Balancing_LED_using_MPU6050gyro.ino: ملف تخطيطي
• MPU6050.cpp / MPU6050.h: مقياس التسارع MPU6050 وسائق الجيروسكوب
• MPU6050_6Axis_MotionApps20.h: تعريفات ووظائف MPU6050 DMP (معالج الحركة الرقمية)
• helper_3dmath.h: تعريفات الفئات للمربعات والأعداد الصحيحة أو المتجهات العائمة.
• I2Cdev.cpp / I2Cdev.h: برنامج تشغيل I2C باستخدام مكتبة أسلاك Arduino
• LEDMotion.cpp / LEDMotion.h: تنفيذ توازن الجاذبية LED باستخدام شريط LED والزاوية المقاسة بواسطة MPU6050

الخطوة 3: الصور