القبة السماوية المنشطة بالصوت: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

تم إنشاء هذا التوجيه استيفاءً لمتطلبات مشروع Makecourse في جامعة جنوب فلوريدا (www.makecourse.com).

هذا هو صوتي المنشط القبة السماوية. تتمثل الوظيفة الأساسية للقبة السماوية في التنشيط بوجود صوت مرتفع ، مثل التصفيق ، وإعادة إنشاء مدار القمر والأرض حول الشمس. هذا مشروع ممتع وبسيط يمكن إعادة إنشائه بسهولة وسيصنع قطعة زخرفية وتفاعلية لطيفة لعرضها.

في هذا Instructable ، سأشرح كيفية إعادة إنشاء هذا القبة السماوية من خلال مناقشة نظام التروس والإعداد العام ونظام التحكم.

الخطوة 1: الخطوة 1: الأجزاء والأدوات

القطع

• 1 حاوية إلكترونيات شديدة التحمل من سلسلة DC-47P DC - 9.58 دولار
• Wood Doll Head من ArtMinds® ، 2.5 بوصة - 2.49 دولار
• Wood Doll Head من ArtMinds® ، 2.25 بوصة - 1.89 دولار
• 3/8 "قطر 6061 قضيب ألومنيوم مستدير 24" طول T6511 مقذوف 0.375 بوصة ضياء - $ 7.20

إلكترونيات

• DC 5V محرك متدرج 28BYJ-48 مع ULN2003 Driver Test Module Board 4-Phase - $ 1.79
• وحدة استشعار الصوت - 1.50 دولار
• UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Development Board لكابل Arduino + USB - 7.58 دولار
• لوح توصيل صغير - 5.69 دولار
• كابل 4 سنون أنثى - 3.84 دولار
• حزمة الأسلاك الطائر اللوح 75 قطعة - 4.99 دولار

أدوات ومستلزمات

• طابعة 3D
• شريط قياس
• 3/8 "وإذ تضع الكرة
• 5 دقائق ايبوكسي
• مسواك أو محرض يمكن التخلص منه
• صينية يمكن التخلص منها
• شاكوش
• تدريبات
• 4 "هول المنشار
• رأى الفرقة
• ملف يد مسطح ومنحني
• طلاء الأكريليك والفرش: أزرق داكن ، أخضر داكن ، أبيض ، أصفر

برمجة

ستحتاج إما إلى Arduino IDE ، أو إصدارات مستقلة من AVR-GCC و AVRDude

الخطوة الثانية: الخطوة الثانية: إنشاء نظام التروس

هنا يأتي دور الطابعة ثلاثية الأبعاد. ستحتاج إلى تنزيل ملفات STL المرفقة للطباعة ثلاثية الأبعاد للتروس والقاعدة التي ستثبت التروس والقضبان في مكانها. يتكون تصميم القبة السماوية من 4 تروس: ترس المحرك (ترس القيادة) ، ترس الأرض (ترس مدفوع) ، ترس مركزي صغير ، وترس القمر. سيتم توصيل ترس المحرك بالمحرك السائر وسيقود ترس الأرض. سيكون ترس القمر أعلى ترس الأرض وسيكون له قضيب في مركزه يمر عبر ترس الأرض. سيؤدي هذا إلى دوران ترس القمر مع دوران ترس الأرض. يتم استخدام الترس المركزي لتثبيت ترس القمر في مكانه وسوف يدور حول مركز ترس الأرض. سوف يمر قضيب القمر عبر ترس القمر الذي سيسمح للقمر بالسفر حول الأرض بينما يسافر كل من الأرض والقمر حول الشمس. لتوفير وقت الطباعة ، استخدمت حشوًا بنسبة 5 ٪ على القاعدة. هذا الحشو المنخفض أيضًا جعل القاعدة خفيفة جدًا وهو ما كان مفيدًا.

الخطوة 3: الخطوة 3: التحضير للعمل

تحضير قضيب

بمجرد طباعة كل شيء ، سيتعين علينا القيام ببعض الأعمال التحضيرية لتجهيز الكواكب والقضبان والمرفقات الخاصة بنا للتثبيت. أولاً ، سنحتاج إلى استخدام المنشار الشريطي لتقطيع القضيب إلى ثلاثة أجزاء. يجب أن يكون الواحد 5 "، والآخر 3" ، والأخير 1.5 ".

إعداد الكوكب

سنستخدم رؤوس الدمية ومحمل الكرة لإنشاء الأرض والشمس والقمر. سيتم استخدام الرأس 1.5 بوصة للشمس ، والرأس 1.25 بوصة للأرض ، ومحمل الكرة للقمر. تريد أولاً حفر ثقوب في الجزء السفلي المسطح لرؤوس الدمية باستخدام مثقاب 3/8 بوصة. سيسمح لك ذلك بربط الكواكب بالقضبان. الآن يأتي الجزء الممتع ، الرسم! اعتمادًا على الطلاء الذي تستخدمه ، قد تحتاج إلى تطبيق عدة معاطف للحصول على لون نابض بالحياة ، خاصة عند طلاء الشمس والقمر. تذكر أنه من الأفضل وضع عدة طبقات رقيقة بدلاً من لصق طبقة سميكة على طبقة واحدة سميكة للغاية. من المحتمل أن تتسبب الطبقة السميكة في حدوث تقطير وسيؤدي إلى يستغرق وقتًا طويلاً حتى يجف. تأكد من ترك كل طبقة رقيقة تجف تمامًا قبل المتابعة. تم طلاء الأرض يدويًا. بمجرد أن يجف القمر تمامًا ، استخدم الإيبوكسي لربطه بالقضيب.

إعداد الضميمة

نحتاج إلى قطع فتحة في غطاء العلبة للسماح للقضبان بالتحرك بحرية. لهذا ، ستحتاج إلى استخدام منشار الفتحات مقاس 4 بوصات المرفق بالمثقاب. تذكر أنه يجب إزاحة الثقب عن المركز لتوفير مساحة لمحرك السائر وترس المحرك. استخدم قاعدتك كمرجع لتحديد مكان اقطع الثقب وتأكد من توسيطه مع حواف العلبة.

الآن بعد أن تم تجهيز الكواكب والقضبان والحاوية الخاصة بك ، فأنت جاهز لبدء التجميع!

الخطوة 4: الخطوة 4: التجميع الرئيسي

ابدأ بوضع محرك السائر في الفتحة المخصصة في القاعدة. تأكد من ثني الأسلاك بحيث تنساب لأسفل عبر القاعدة وتخرج من الأسفل. بعد ذلك ، ضع ترس الأرض على الأنبوب المبثوق على القاعدة. تريد وضع ترس الأرض بحيث يطفو فوق القاعدة تمامًا ولن يحتك به عند الدوران. الآن ضع ترس المحرك على محرك السائر بحيث يمر مركز الترس عبر عمود المحرك. يجب أن يتلاءم ترس المحرك والعتاد الأرضي معًا بشكل جيد. بعد ذلك ، أضف الترس المركزي إلى الأنبوب المبثوق. سيكون الترس المركزي ملائمًا جدًا للأنبوب المبثوق وسيحتاج إلى طرقه في مكانه.

لاحظ أنه من الصعب جدًا إزالة الترس المركزي بمجرد تثبيته في مكانه ، لذا تأكد من وضع كل شيء تحته بشكل مناسب قبل المتابعة. تريد أيضًا ترك مساحة صغيرة بين ترس الأرض والعتاد المركزي حتى لا تتداخل مع بعضها البعض.

أنت الآن جاهز لإضافة قضبان الخاص بك. سوف يدخل قضيب الشمس في الأنبوب المبثوق على القاعدة وسيمر قضيب الأرض من خلال ثقب في ترس الأرض. مرة أخرى ، تأكد من عدم وجود فرك بين الأجزاء المتوازية. ثم يتم وضع ترس القمر حول قضيب الأرض ، فوق ترس الأرض. سيذهب قضيب القمر إلى الفتحة الثانوية على ترس القمر. قم بتثبيت قضبانك بكواكبها الخاصة ، وستكون جاهزًا للانتقال إلى مخطط الدائرة.

الخطوة 5: الخطوة 5: مخطط الدائرة

الأجزاء الرئيسية للتخطيط هي المتحكم الدقيق ، ومصدر الطاقة ، والمحرك السائر ولوحة القيادة ، ومستشعر الصوت.

مزود الطاقة

يتم توفير الطاقة بواسطة بطارية 9V التي يتم توصيلها بالميكروكونترولر.

محرك متدرج ولوحة قيادة

يتم توصيل محرك السائر بالدبابيس 8 و 9 و 10 و 11 على المتحكم الدقيق. تستخدم هذه المسامير لتنشيط الملفات 1-4 من محرك السائر. يتم تعريفها على أنها نواتج في الرسم التخطيطي.

مستشعر الصوت

يتم توصيل مستشعر الصوت بالدبوس 4 في الميكروكونترولر. يتم تعريفه كمدخل في الرسم التخطيطي.

الخطوة 6: الخطوة 6: رسم اردوينو

كما ذكرنا سابقًا ، يتم توصيل المسامير من 8 إلى 11 بلوحة القيادة (الدرع) وستقوم بتنشيط الملفات 1-4 من محرك السائر. مستشعر الصوت متصل بالطرف 4. لقد حددت وقت تأخير قدره 8 مللي ثانية للحصول على معدل دوران موثوق به بواسطة محرك السائر. في الإعداد ، حددت دبابيس المحرك كمخرجات ودبوس مستشعر الصوت كمدخل. يتم قراءة مستشعر الصوت في الحلقة الرئيسية بواسطة متغير الحالة بأسماء مستشعر الحالة. عند اكتشاف ضوضاء ، سيتم ضبط مستشعر الحالة على 1. سيبدأ هذا في قلب المحرك للأمام لـ 300 خطوة. يتم استخدام حلقة while لحساب الخطوات. إذا تم اكتشاف صوت جديد ، فسيتم إعادة تشغيل العد مما يتسبب في دوران المحرك لفترة أطول من الوقت. إذا لم يتم اكتشاف أي صوت ، فسيتوقف المحرك عن الدوران بعد 300 خطوة. يرجى الاطلاع على الفيديو المرفق لمزيد من المعلومات.

ملاحظة: يمكنك ضبط أي عدد من الخطوات لكي يدور المحرك. لقد وجدت أن 300 خطوة تنتج حوالي 30 ثانية من الحركة. لا تتردد في تغيير عدد الخطوات إذا كنت ترغب في تشغيل القبة السماوية لفترة أطول أو أقصر من الوقت.

الخطوة 7: الخطوة 7: تجميع الضميمة

كل ما تبقى الآن هو وضع جميع المكونات في العلبة. لقد وجدت أن هذا تم إنجازه بسهولة وفعالية باستخدام شرائط الفيلكرو. قم أولاً بربط الجزء السفلي من العلبة بالخطاف (الجانب الخشن). بعد ذلك ، ضع الجزء السفلي من لوح التجارب ، والمتحكم الدقيق ، ومستشعر الصوت ، والمحرك ، ودرع المحرك ، والبطارية مع الحلقة (الجانب الناعم). أضف حلقة إلى الجزء العلوي من لوح التجارب لتثبيت المحرك في مكانه. يمكنك الآن وضع كل مكون متبقي بشكل آمن في العلبة. لإرفاق القاعدة ، قم أولاً بقطع قطعتين من الحلقة أكبر بقليل من حيث الطول والعرض من الجوانب الطويلة للقاعدة. اربط كل شريط بالجانب الطويل من العلبة الموضوعة بطريقة تسمح بإغلاق ترس محرك السائر بالكامل وتناسب ترس الأرض بشكل جيد داخل الفتحة التي تم قطعها من غطاء العلبة. تم وضع المنجم على مسافة 1 بوصة تقريبًا من أعلى العلبة. بعد ذلك ، قم بإرفاق خطافين متطابقين بالجوانب الطويلة للقاعدة. يمكنك الآن إرفاق قاعدتك بالحاوية. اخترت رفع القاعدة بهذه الطريقة لتوفير مساحة دوائر كهربائية تحتها.

تم الآن تجميع القبة السماوية الخاصة بك بالكامل وجاهزة للاستخدام! تأكد من أن بطاريتك متصلة بالميكروكونترولر ، وقم بتطبيق البراغي على العلبة ، واترك ضوضاء عالية لطيفة. يجب أن ترى القبة السماوية الخاصة بك تبدأ في التحرك.

ملاحظة: لاكتشاف الصوت بشكل أفضل ، قم بتوصيل مستشعر الصوت بأحد جدران الحاوية بالقرب من الفتحة في الغطاء.

الخطوة الثامنة: الملاحظات النهائية

على الرغم من أن هذا كان مشروعًا بسيطًا ، إلا أن المعرفة التي اكتسبتها منه لا تقدر بثمن. لقد تعلمت كل شيء عن النمذجة ثلاثية الأبعاد ، وتشفير المتحكمات الدقيقة ، وتحرير الفيديو ، وتخطيط المشروع ، وغير ذلك الكثير. لقد اكتسبت أيضًا الكثير من الاحترام لمصممي المنتجات لأن هناك الكثير من التفكير والجهد الذي يبذل في تصميم شيء ما وإحياء هذه التصميمات. الكثير من التجربة والخطأ والكثير من حل المشكلات. كان من الممتع أن أشرك نفسي في هذه العملية.

آمل أن تكون قد استمتعت بهذه التعليمات!