Sincronização de fogo, música e luzes: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Todos nós sabemos que os eletrônicos são usados para muitas tarefas importantes em hospitais, escolas, fábricas. Por que não se divertir um pouco com eles também?

Neste Instructable, estarei fazendo explosões de fogo e luzes (Led's) que reagem à música para tornar a música um pouco mais divertida de uma experiência.

Estaremos usando álcool isopropílico como o componente principal de um desinfetante que evapora muito rapidamente e não deixa um cheiro tão forte para trás em comparação com outros combustíveis e o ar está limpo de quaisquer vestígios após apenas um ou dois minutos.

Os servos atuam em um frasco spray cheio de isopropil para fazer uma explosão de fogo / chama que é disparada por uma seringa de injeção que tem fluxo de butano saindo dela.

Etapa 1: Materiais necessários

Reúna alguns servos, fitas de LED e outros eletrônicos para começar com esta construção, para ser mais preciso, todos os componentes necessários são

1. MG995 Servo's de 180 graus * 8

2. Arduino Nano * 1

3, Stm32

4. Frascos de spray * 4

5. Tiras de madeira

6. Compensado Circular / Retangular

7. Barras de metal para suporte

8. Tubos de aquário

9. Breadboard

10. Servo-driver PCA9685

11. Perf board

12. Fios de cabeçalho macho para macho

13. Fonte de alimentação da placa de ensaio

14. Fonte de alimentação de 5 Amp 5-12 Volts

15. Seringa de injeção

16. IRFZ44N Mosfet * 3

17. Fio de pesca

18. DRV8825

19. Motor de passo NEMA 17

Etapa 2: Servo's

Concordemos que o servo é o principal componente do projeto, pois é ele que aciona o disparo ou produz rajadas de fogo. Para usar um servo MG995 Conectando-o em um arduino funciona em geral, você pode encontrar referências abundantes para controlar um servo usando arduino. Estaremos usando um servo driver PCA9685 além dos servos para tornar o controle mais fácil, rápido e eficiente.

Como dois servos atuam em uma garrafa, o controle de ambos ao mesmo tempo com o mesmo sinal de controle / pwm (modulação por largura de pulso) é mais eficiente, portanto, isso apresenta um problema de ambos girarem no sentido horário ou anti-horário ao mesmo tempo. Então, para superar isso, precisamos modificar todos os servos do lado direito.

Isso pode ser feito abrindo pelo servo e invertendo os fios que conduzem até seu motor e os terminais esquerdo e direito do potenciômetro. Isso engana o servo fazendo com que ele se mova no sentido horário para um determinado sinal anti-horário e vice-versa.

Agora, ambos os servos de um determinado frasco giram no sentido horário e o outro no sentido anti-horário, de modo a pressionar o gatilho do borrifador através de uma forte linha de pesca.

Etapa 3: Montagem do Servo

O Servo após a modificação bem-sucedida (4 de 8) agora precisa ser montado. Achei fácil fazer furos com uma furadeira com uma broca de serra circular acoplada. A borda do servo tem cerca de 2 cm, portanto cortá-la com uma broca de serra circular é o mais eficiente. Certifique-se de que existe um vão de 8 a 10 cm entre cada servo para facilitar o enfiamento, acionamento e colocação da garrafa. Agora, depois de cortar os furos, achei melhor colar a pistola no topo do servo com um bom toque de cola para pistola e deslizar a borda do servo na borda cortada. Este processo de corte e montagem é um pouco dependente do processo de tentativa e erro.

O papel amarelo marca os pontos onde o orifício precisa ser cortado para que as bordas do servo deslizem. O todo perfurado pode ser tornado mais liso com uma pequena broca comum.

Etapa 4: Escudo Servo Makeshift Perf Board

A criação dessa blindagem servo torna a fiação e a alimentação muito mais fáceis e também fáceis de solucionar.

Pegue oito conjuntos de 3 pinos de cabeçalho e solde-os em uma pequena placa de perfuração, certificando-se de dar espaço igual entre eles. Faça um curto na tensão e no aterramento através de fios ou pequenos pinos de metal para todos os Oito Servos. Curta os conjuntos 2-2-2-2 dos pinos PWM de forma que os primeiros 2 servos recebam o mesmo sinal PWM nos próximos dois e assim por diante.

Fazer esta placa de desempenho também é crucial porque embora o driver servo PCA9685 forneça IO excelente para conectar o servo, o driver é limitado a 5V e supostamente tem restrições de corrente. Para superar isso, este escudo / PCB da placa de desempenho é uma opção muito boa. Além disso, a outra razão é que os servos operando neste projeto estão operando em sua capacidade máxima de tensão para maior torque e prensagem de garrafa de spray limpa, portanto, estaremos fornecendo 8V através deste Escudo Servo improvisado. Adicione / conecte também um cabo de cabeceira macho ao primeiro conjunto de servos e assim por diante para conectá-lo ao driver posteriormente.

Etapa 5: a chama do butano

Para acender o Isopropyl uma pequena chama diretamente na frente da garrafa é necessária. Tentei experimentar o nicrómio para desencadear o álcool, mas infelizmente não funcionou e, mesmo que funcionasse, tive problemas com ele. Continuando com a ideia do butano, precisamos de quatro pequenas seringas e tubos de aquário. Conecte todos os quatro a um único tubo por meio de adaptadores / acessórios de tubo especiais. A parte restante agora é segurar o butano de forma que o gás flua para as seringas. Para conseguir isso, fiz uma caixa / caixa de madeira para que um motor de passo com um parafuso / haste roscada possa empurrar contra o butano e manter o gás fluindo.

Corte duas folhas de compensado com aproximadamente o tamanho 1,25 vezes o tamanho de sua lata de butano, a madeira extra abaixo é para o motor de passo e a haste que empurrará contra a lata. Pegue dois pequenos compensados com aproximadamente o diâmetro da lata de butano e fure / pregue-os de forma que o butano possa se encaixar perfeitamente entre as folhas de compensado tiradas anteriormente. Agora, para a parte inferior da lata, achei melhor pegar um pedaço quadrado / retangular de madeira compensada do tamanho da base do butano. Perfure um todo centralizado e selante / silicone uma porca para que uma haste roscada passe por ele. Deslize a lata de butano para dentro do conjunto e coloque uma tampa de acrílico com um todo centralizado também para que o bico da lata de butano passe / toque nele. Deslize uma seringa ou algo semelhante na parte superior do acrílico de forma que se a lata pressionar contra ela o gás saia pela seringa. Conecte-o aos quatro tubos que vão para as quatro seringas diferentes colocadas antes das garrafas. Para a parte inferior da carcaça utilize parafusos que passam pelas molas e conectam ao conjunto de madeira de forma que se o parafuso for apertado pelo passo a carcaça vá em direção ao passo e faça a prensagem da Lata de Butano Fácil.

Sua montagem aqui para a lata de butano está feita.

Agora, precisamos trazer os canos para cima através da madeira compensada que segura os servos. Basta fazer furos do tamanho do raio dos canos do aquário e colocá-los perfeitamente e conectar as seringas. Enfie também a linha de pesca dos servos para cima na garrafa e para baixo até o outro servo, de modo que, quando o servo for acionado, a garrafa seja pressionada. Você pode cortar pequenos arvoredos na parte da prensa do borrifador para que a linha de pesca não escorregue ocasionalmente.

Etapa 6: Luzes

Para tornar qualquer projeto visualmente atraente, as luzes são uma parte crucial, pegue tiras de LEDs RGB e corte 4 tiras de 9 LEDs que vão envolver as garrafas contendo o isopropil de modo a trazer o efeito pretendido. Ligue-os em série e retire os fios finais. Você terá vermelho, verde e azul e uma vantagem positiva com você. Eles serão energizados se você fornecer 12 V ao condutor positivo e aterrar na cor desejada. Aterramento Duas cores ao mesmo tempo dá origem a uma cor diferente que pode ser referenciada em qualquer lugar por meio de uma cartela de cores na internet.

Ligá-los e desligá-los com um Arduino / STM32 fica complicado, pois o microcontrolador Arduino / STM32 não pode ligar e desligar 12 Volts. Então, vamos usar 3 IRFZ44N Mosfet's aqui para ligar e desligar os Led's correspondentes à música. Pegue o Mosfet e conecte o terminal do meio à cor correspondente e sua extremidade direita em direção ao solo e seu terminal esquerdo ao microcontrolador. Repita isso para as outras duas cores também.

Testá-los uma vez com um simples esboço de piscar do Arduino é sempre uma boa ideia, basta alterar o número do pino no esboço de piscar para aquele que você conectou ao mosfet.

Cole os LEDs do RGB em uma formação circular, mantendo o borrifador como uma reentrância. Eu sugiro um envoltório apertado ao redor da garrafa e colado a quente na base de madeira / compensado. Isso também cria um ponto para que as garrafas não se movam ou caiam quando a rosca atua pressionando a garrafa.

Etapa 7: Eletrônica e fiação

A fiação é muito simples. Eu também anexei um diagrama de circuito abaixo para sua referência. Basicamente, os fios PWM do Servo Driver são conectados aos 8 servo motores, nos quais 4 deles estão invertidos. Eu usei um arduino e um STM32 como microcontrolador. O arduino é para controlar a pulverização e o STM32 é para controlar as luzes. Eu usei um STM32 para que os mapeamentos de cores para músicas em particular sejam melhores, já que um STM32 tem especificações melhores e pode executar transformações de Fourier melhores, resultando em luzes melhores. Usar um arduino também não seria um problema, mas pode parecer um pouco ruim em comparação com o uso de um stm32, que pode realizar cálculos melhores.

Etapa 8: Código

Como qualquer parte de um projeto com um microcontrolador, o código é a parte mais importante. A seguir está o código para este projeto. Sinta-se à vontade para ajustar ou fazer alterações de acordo com suas necessidades. Os números do PIN correspondentes ao código são mencionados no próprio código.

O spray '' Code '' É basicamente um Arduino programado por um computador para disparar um spray quando algo no monitor serial do Arduino é digitado, temos combinações de '' a '' - '' p '' onde '' a '' aciona um spray / Burst of Fire e '' o '' aciona todas as Quatro Garrafas para Pulverizar, '' p '' é um atraso de 500 segundos. Os Bursts podem ser controlados fornecendo uma sequência desses caracteres no monitor serial (continuamente).

O outro código é para alternar os Led's pelo STM32. Ele executa transformações de Fourier para reagir a uma determinada música e produzir o belo efeito de mudança de cor pretendido.

O último código é para o motor de passo de butano que usa a chave de passo DRV 8825 para girar um parafuso que empurra para cima contra a lata para ligar o gás. Embora você também possa girar o parafuso / acoplador manualmente para empurrar a lata contra o acrílico superior que aciona / abre o gás para as seringas colocadas na frente das garrafas.

Etapa 9: Sucesso

Nosso projeto está finalmente concluído.

Em anexo está o vídeo que mostra sua demonstração:)

Etapa 10: dicas, truques e sugestões

Cuidado: uma vez que este projeto envolve fogo real como o efeito pretendido principal e também tem butano, tome cuidado. O álcool isopropílico também é um produto químico perigoso e deve ser tomado com cuidado.

1. Este projeto, embora reaja ao fogo, não é totalmente automatizado, pois uma pessoa tem que fornecer informações a um monitor serial para realmente acionar as chamas. Isso pode ser facilmente melhorado com um python / qualquer algoritmo que possa mapear uma música inteira da entrada '' a '' a '' p '' e apresentá-la ao Arduino para torná-la automatizada.

2. Adicione uma fita Kapton Heat ao frasco contendo o isopropil apenas para evitar o aquecimento das tampas dos frascos / danificando o spray do frasco.

3. Um tipo de sensor de segurança pode ser adicionado a toda a construção, como o HC-SR04 ou o sensor de proximidade para interromper o fluxo de gás e o processo de pulverização quando uma pessoa está perto do projeto e é perigoso acionar uma chama.

4. As fontes de alimentação usadas podem ser minimizadas com conversores Buck ou Boost para ter 8V (5A) (para servo's), 23-40v (para motor de passo), 5v (para Arduino e Stm32) e 12V (Para as luzes).

5. Não apresentei esquemas do motor de passo ou do DRV8825, pois é um driver bastante simples que aciona o motor e também há muitos recursos na internet disponíveis para conectá-lo ao passo e a um microcontrolador. Embora eu tenha fornecido o código correspondente. Usei dois botões para controlar a rotação no sentido horário e anti-horário do motor de passo, de modo que pressionar o botão no sentido horário empurra o parafuso contra a lata e empurrar o botão anti-horário abaixa a lata no compartimento para que o gás é reduzido / Cutoff.

6. Garanta o aterramento adequado na fonte de alimentação para evitar quaisquer saídas indesejadas e soluços na construção. Você também pode projetar uma placa de circuito impresso para montar o microcontrolador e os componentes eletrônicos para torná-lo mais fácil.

7. Este projeto também pode ser usado como um dispensador de desinfetante, assim como os frascos contêm isopropil que pode fornecer uma quantidade razoável de desinfetante.

8. O fogo tem que ser acendido por um isqueiro, para evitar isso podemos usar fio de nicrómio para tornar o processo de iluminação ainda mais simples e operado por computador / microcontrolador.