התקנת תקרת כוכב סיבים אופטיים למוסיקה: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

רוצה פיסת גלקסיה בבית שלך? גלה כיצד זה עשוי להלן!

במשך שנים זה היה פרויקט החלומות שלי ולבסוף הוא הסתיים. זה לקח לא מעט זמן להשלים, אבל התוצאה הסופית הייתה כל כך מספקת שאני בטוח שזה היה שווה את זה.

קצת על הפרויקט. עשיתי מלא DIY עם זה, מה שאפשר לי חופש יצירה מלא. התוצאה - קבוצות כוכבים של שמי השמיים הצפוניים, שליטה פרטנית על אשכולות כוכבים עם שלט אינפרא אדום (בהירות וצבע), תגובתיות למוסיקה, תאורת מפרץ ניתנת לשליטה והכי חשוב - אפשרות לשדרג כמעט כל דבר בפרויקט זה. כדי להשיג הכל בחרתי בארדואינו כפלטפורמה לפרויקט מכיוון שיש לי ידע כלשהו בתכנות. עבור שבב MSQ7EQ של תגובתיות מוזיקלית עשה את העבודה, יש הרבה משאבים מקוונים לזה. לתקשורת, NRF24L01 משמש הרבה והיו לי כמה חלפים, אז השתמשתי בהם. לשליטה במספר רב של נוריות בקר סרוו PCA9685 עובד מצוין. אם אתה מעדיף גרסה זולה וקלה יותר של הפרויקט הזה אתה יכול לחפש ערכות תקרה כוכבות באמזון, אבל אם תחליט לעשות מלא DIY עם הפרויקט הזה, בדיוק כמוני, אז הכישורים האלה נדרשים: · קצת ידע בתכנות Arduino; · כישורי עיצוב מעגלים והלחמה; · כיצד לעבוד עם AC.

רבים מכם ביקשו את מחיר הפרויקט, קשה לי למסור מספר מכיוון שהיו לי הרבה חומרים לזה וזה תלוי מאוד כמה תחליטו לעשות זאת בעצמכם, גודל הפרויקט, וכו ', אבל אני מניח שזה תלוי בגורמים האלה עד כמה מאות או עד 1000 $. בזמן העבודה כל סוף שבוע אחר לקח לי רוגובר שנה לסיים את הפרויקט הזה.

שלב 1: תכנון

ראשית, יש לקבל החלטה אם רוצים להכין את החלק האלקטרוני בעצמו או לקנות ערכה. נדרש קצת ידע בארדואינו ואלקטרוניקה בסיסית כדי ליצור את המעגלים, כמו כן יש סיכוי גבוה יותר שמשהו ישתבש. אתה יכול למצוא הרבה אפשרויות ערכה באמזון על ידי חיפוש "ערכת תקרה של סיב אופטי כוכב" או בכל מקום אחר, יש הרבה אפשרויות. אבל אם מישהו רוצה חופש יצירתי מלא ושליטה בפרויקט, אז DIY מלא היא דרך ללכת.

כעת, לאחר שהתקבלה ההחלטה בנושא אלקטרוניקה, עליך לחשוב על מבנה התקרה, גודל מפת הכוכבים ומספר הכוכבים. הלכתי עם תקרת גבס תלויה טיפוסית בגלל סיבות שהוזכרו קודם לכן. מכיוון שבמקרה שלי היה קשה להתקין סיבים אופטיים (תקרה נמוכה) החלטתי ללכת עם מספר כוכבים נמוך יחסית ~ 1200, אבל התוצאה הסופית עדיין מדהימה, אין חרטות כאן.

עכשיו על בחירת תבנית הכוכבים. אני גר בחצי הכדור הצפוני, אז בחרתי בחלק מהשמיים שבעצם נראים כאן. יש הרבה אפליקציות כדי לקבל את התמונה של כוכבי הכוכבים, השתמשתי בסלסטיה כמו בהנחיית "כוכב-מפה" המפורסם. כמובן שהתבנית לא חייבת להיות מציאותית ובקנה מידה, אל תהסס לקבל כאן חופש יצירה מלא, אתה יכול למצוא הרבה רעיונות מדהימים באינטרנט לדוגמאות.

כוכבים המסומנים במעגלי צבע שונים מיועדים לאשכולות מבדילים של כוכבים בעלי בהירות דומה במקצת. לא השקעתי הרבה מאמץ בחלק הזה, כך שזה לא מדויק במיוחד.

שלב 2: חומרים

עכשיו, כשהכל מתוכנן, ניתן להזמין חומרים.

בחלק זה לא אפרט חומרים הדרושים לתקרה עצמה, מכיוון שהיא תלויה במערכת המשמשת ובגורמים נוספים. השתמשתי במערכת תקרה של Knauf. כנ ל לגבי כלים, מכיוון שרוב הכלים תצטרך להתקין את התקרה. להתקנת כוכבים ואלקטרוניקה אין צורך בהרבה, ראו הרשימה להלן. הרבה חלקים קניתי בחנויות האלקטרוניקה המקומיות ונחים באליאקספרס, מכיוון שזה שם הרבה יותר זול והאיכות בסדר ברוב המקרים.

חלקי כוכבים ואלקטרוניקה:

· אספקת חשמל לרצועות LED תלויה באורך, ישנם מקורות ממש טובים באינטרנט במיוחד לבחירת ספק כוח רצועה LED. במקרה שלי היה לי ספק כוח מיתוג של 12V / 30A / 350W עבור רצועה של 15 מטר אולי. רצועות היו 14.4W/m, אז היה לי הרבה עתודה. · אספקת חשמל עבור דיודות LED 3W. שוב, תלוי בכמה נוריות משתמשים, אך במקרה שלי אספקת החשמל הייתה 5V / 7A / 35W עבור 15 נוריות ו- Arduino עצמה. אם תחליט ללכת עם נוריות RGB סטנדרטיות של 5 מ"מ מאשר אספקת החשמל הזו יכולה להיות פחות חזקה משמעותית והמעגל יהיה הרבה יותר פשוט, אבל כוכבים פחות בהירים. · נוריות רגילות 3W RGB של אנודה עם גוף קירור (או נוריות 5 מ"מ טיפוסיות שלך אם פחות בהירות מקובלת.). LED בודד מיועד לשליטה באשכול כוכבים אחד, כך שהכמות תלויה בכמה כוכבים ברצונך לשלוט בנפרד. · רצועות LED של 12V RGB. · סיבים אופטיים. חוט דייג לא עובד. כמה אתה צריך תלוי במספר הכוכבים / גודל התקרה / היכן נמצא המעגל. השתמשתי בכמה סיבי עובי שונים להשפעה רבה יותר. · לוחות PCA9685. עם לוח יחיד ניתן לשלוט על 5 דיודות LED RGB. · 2x Arduino Uno/Mega. · 2x NRF24L01. · כבל USB להפעלת Arduino. · מסגרות לוגיות IRL540N, הכמות תלויה בכמה פסי LED. 1 יחידה מיועדת לצבע יחיד של רצועת LED אחת. זכור שמגבלת אורך הרצועה היא ~ 5 מטרים, אם אתה צריך יותר, תזדקק לרצועות נפרדות. כמו כן, ישנם דרכים לעקיפת הבעיה לחיבור רצועות ארוכות, מומלץ לשאול או לחפש בגוגל במידת הצורך. · טרנזיסטורים 2N2222 (או NPN אחרים). יש צורך בטרנזיסטור נפרד בכל צבע LED 3W. במקרה שלי 15x3. · נגדים: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 עבור R G B של כל 3W LED בהתאמה. 5-10k למשיכה למטה, יכול להיות 0.25W. · 10 uF קבלים לניתוק NRF24L01. · סוג כלשהו של צלחת אלומיניום לתיקון וקירור LED 3W. · PCB למעגלים. · לוח לחם לבדיקה. · כמה ברגים אקראיים, דיקט, סרט דביק ודברים אחרים שתמצא בסדנה הטיפוסית שלך. · הרבה חוטים בעוביים שונים. עבור אות PWM ניתן להשתמש בחוטי לוחות פשוטים, לא הרבה זרם אמפר חוטים אלה, אך עבור רצועות LED יש לחשב עובי בהתאם למרחק מפס LED למעגל, אותו הדבר עבור נוריות 3W.

חלקים לתיבת השלט הרחוק ולנתח הספקטרום:

· 1x MSGEQ7; · נגדים: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · קבלים: 1x 33 pF / 1x 0.01 µF / 1x 0.1 µF. · הדבק תרמי עבור מעבדים. · שלט רחוק IR ודודת מקלט. · A הרבה חוטי לוח או כל חוטים דקים שיש לך. · PCB קטן. השתמשתי ב- PROTO SHIELD. · מארז קטן ל- Arduino UNO ולמעגל. השתמשתי בקופסת לייזר קטנה. · ישנם חלקים אחרים המשותפים למעגל הראשי. הכמות כלולה ברשימת המעגלים הראשית.

כלים להתקנת כוכבים ויצירת מעגלים:

· דבק שקוף שאינו ממיס סיבים אופטיים. השתמשתי בדבק נייר בסיסי. · ציוד הלחמה. · מולטימטר שימושי עבור הפרויקט הזה. · מברג. · צבת. · צעיף או משהו דומה (השתמשתי בחוט פלדה) לחיטוב חורים בתקרה. צריך להיות באותו עובי כמו סיב אופטי.

שלב 3: התקנת התקרה

לא אפרט בשלב זה, יש המון חומר כיצד להתקין תקרה תלויה ואני לא מומחה בנושא זה. הגישה שבחרתי מסובכת יותר מאשר גישת פאנל עם כוכבים שאנשים רבים בוחרים. אבל בדרך זו יש לנו תקרה תלויה איכותית שבאור יום נראית נורמלית לחלוטין, ללא לוחות, אין כלום.

לאלקטרוניקה החלטתי להוסיף פתח תחזוקה בחלק לא כל כך נראה של תקרת הגבס.

החלת חומר מילוי והכנה מתבצעת בשלב זה, אך הצביעה נעשית כאשר מותקנים סיבים.

שלב 4: התקנת סיבים אופטיים

חלק זה לקח יותר מהצפוי … לאחר הרבה אימפרוביזציות, קבענו כי במקרה שלנו הדרך הטובה ביותר לחוט סיבים אופטיים היא עם מוט דיג ולולאת חוטי דיג, עיין בסקיצות יצירת המופת שלי להסבר. עכשיו כשאני מסתכל על הרעיון הזה זה נראה מגוחך, אבל מי לא אוהב איזה אתגר.

כמה הערות:

· אני ממליץ להדביק סיבים בחורים שלהם, כך שהם יישארו במקומם בוודאות. הדבק צריך להיות ברור ולא להגיב עם חומר הסיבים. השתמשתי בדבק נייר בסיסי.

· אין צורך בקידוח. חורים בגבס ניתן לתקוע את התקרה פשוט עם צעיף או משהו דומה, רק הקפד להתאים את הקוטר של סיב אופטי.

· למציאת מיקומים מדויקים של כוכבים ספציפיים על תקרה השתמשתי בקלטת מדידה של אולד סקול.. שזה. לא היה מדויק במאה אחוז, אבל די קרוב. התקרה הייתה גדולה מכדי להדפיס מפת כוכבים בקנה מידה.

שלב 5: סיום התקרה: צביעה

ציירנו מעל סיבי אופטיקה, כך שהם אינם נראים כשאינם בשימוש. בוצע כך זה נראה כמו תקרה תלויה טיפוסית. ציירנו בשתי שכבות ובהירות הסיבים כמעט זהה.

שלב 6: ביצוע מעגל בדיקה

המעגל עצמו לא כל כך מסובך ועבד בשבילי מייד, אבל תמיד טוב לבדוק אותו לפני ההתקנה ויש הרבה הלחמות בזה, כך שיש סיכון. כמו כן, חכם יש לבדוק גרסת המעגל לעדכונים עתידיים, מכיוון שאני בטוח שאף אחד לא רוצה לקצר משהו שלקח ימים להתקנה בתקרה.

לגרסת הבדיקה אני מתכוון ללוח PCA9685 אחד או שניים, NRF24L01, וספקי כוח המחוברים ל- Arduino. הכל יכול להיות על לוחות לחם. אותו דבר לגבי מעגל IR מרחוק, פשוט הוסף דברים ללוח הלחם, בדוק אם זה עובד. כמו כן, הייתי מציע הלחמה של כמה נוריות 3W לבדיקה.

שלב 7: קוד ארדואינו

לספריות וקישורים שימושיים אחרים, עיין בסעיף "מידע שימושי". להסבר קוד עיין בהערות בקוד.

כדי ליצור קוד זה השתמשתי בהרבה משאבים, חלקם מופיעים בסעיף "מידע שימושי", אך מכיוון שסיימתי את הפרויקט הזה לפני יותר משנה, עד שהחלטתי לכתוב מדריך, לא הצלחתי למצוא את כל המשאבים וחלק מהקישורים ששמרתי, לצערי כבר לא עבדו. אז אם מישהו צריך עזרה בקוד, יידע אותי בתגובות, אעשה כמיטב יכולתי.

בקוד תמצא פונקציה מסובכת למדי להבהוב LED. כדי שזה ייראה נעים יותר השתמשתי בהדרכה לנשימה מובילה: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ עיניים אנושיות אינן תופסות אור באופן לינארי, כך שאם אתה משתמש בעלייה לינארית בהירות LED זה לא נראה טבעי במיוחד.

שלב 8: חיווט ורצועות LED

עכשיו הגיע הזמן לחיווט סופי! אם הכל נבדק ועובד זה לא אמור להיות מאוד קשה, רק הרבה הלחמה של חלקים זהים. לתיקון המעגל השתמשתי בדיקט בגודל פתח התחזוקה, כך שאם יש צורך, אני יכול להסיר בקלות את כל המעגל מהתקרה. הכנסתי את הסיבים לצינורות אינסטלציה קטנים מפלסטיק, בערך בגודל של נוריות 3W, ואז קידחתי את אותם חורים בגודל דיקט והכנסתי צינורות אלה לדיקט. על ידי כך אני יכול להסיר בקלות סיבים מנורות הלדים בעת הצורך, ראה תמונות מצורפות.

באשר לרצועות לד, אני מציע להדביק אותן על פרופילי אלומיניום לקירור, כי רצועות אלה אכן מתחממות למדי.

שלב 9: פתרון בעיות וכיוונון עדין

בדקת את המעגל, אבל עכשיו כשהוא מותקן, הוא לא עובד.. או שמשהו לא עובד כמו שצריך. זה כנראה הלחמה שלך מכיוון שאם זה עבד במעגל הבדיקה, אין סיבה שזה לא יעבוד עכשיו עם כמה יוצאים מן הכלל. אני מקווה שזה לא המקרה עבורך, אבל אשתף בבעיה אחת מסוימת שהייתה לי כדוגמא.

כשהייתי מעומעם פסי LED לערך הנמוך ביותר, הרצועות היו מפסיקות לפעול או שהתחילו להבהב. לאחר מחקר ופתרון תקלות, גיליתי שהבעיה היא מעבר איטי של IRL540 והפתרונות פשוטים להפחית את תדירות ה- PWM של לוחות PCA ל -50 הרץ. זה בעיקר פתר את הבעיה, עכשיו רק בערכים תחתונים אני יכול לראות הבהובים או בעיות, אבל זה לא משנה מכיוון שאני לא משתמש בערכים כל כך נמוכים. הבעיה הזו חזרה אלי כשהחלטתי לצלם את התקרה מאחר ובתדירות כה נמוכה אפשר לראות מהבהבים במצלמות, זה ממש כמו צילום טלוויזיה. כדי לפתור בעיה זו, יצרתי מעגל קרש קטן עם טרנזיסטורים 2N2222 במקום IRL540, רק כדי לבצע את הצילום. עם טרנזיסטורים אלה, הבעיה נפתרה ומכיוון שצילמתי בערכי PWM נמוכים יחסית, 2N2222s יכלו להתמודד עם ההספק. אם למישהו יש את אותה בעיה, אל תהסס להתאים מעגל טוטם - קוטב, זה אמור לעזור בבעיה זו.

כעת, בתקווה שהכל במקומו ופועל, נוכל לכוונן את בהירות הכוכבים, תגובתיות למוסיקה, מצבי דהיית כוכבים בכל דבר אחר.

שלב 10: מידע שימושי וקישורים

בכדי לכתוב את הקוד וליצור המעגל השתמשתי בהרבה משאבים, רובם מופיעים כאן, אך מכיוון שסיימתי את הפרויקט הזה לפני זמן מה, עד שהחלטתי לשתף אותו, לא הצלחתי למצוא את כל המשאבים וחלק מהקישורים ששמרתי, לצערי כבר לא עבדו. אז אם מישהו צריך עזרה כלשהי בקוד או בפרויקט עצמו באופן כללי, יידע אותי בתגובות, אעשה כמיטב יכולתי.

MSGEQ7

www.sparkfun.com/datasheets/Components/Gen…

www.baldengineer.com/msgeq7-simple-spectru…

rheingoldheavy.com/msgeq7-arduino-tutorial…

www.instructables.com/id/How-to-build-your…

Nrf24L01

arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Nrf24L01-2.4GH…

PCA9685

learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-dr…

github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…

שלט IR

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

שלב 11: שדרוגים

יהיה מגניב ליצור אפליקציה לשליטה בתקרה, אולי באמצעות OpenHAB ב- Raspberry PI, מכיוון שניתן לשלוט בקלות על PCA9685 באמצעות RPi.

אם משתמשים ב- OpenHab או בחלופה אפשר לחבר את התקרה למערכת בית חכם.

פרס ראשון בתחרות ארדואינו 2020