דיורמה של מחזור מים ארדואינו: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

נכין דיורמה המציגה את מחזור המים, בעזרת Arduino וכמה מנועים להוספת תנועה ותאורה. יש לו תחושה של בית ספר - כי זה בעצם פרויקט בית ספרי!

תרחיש המצגת הוא כזה:

השמש זורחת בבוקר [מנוע סרוו אחד מניע את השמש].

מים מתאדים מהים [מנוע צעד אחד מרים את "יריעת האידוי"]

עננים נוצרים בשמים [מנוע צעד אחד מוריד את ענני הכותנה]

גשם יורד [מנוע צעד אחד מוריד את "יריעת הגשם"]

בינתיים, אורות (נוריות APA106) משנות את צבען כדי לסמן את הזריחה, את השמים המעוננים, את הברקים במהלך הגשם.

חומרים:

1. ארדואינו אונו
2. מנועי צעד 5V ומנהלי התקנים (x3)
3. מנוע סרוו (x1)
4. נוריות APA106 (x5)
5. צינור מתכת
6. ברגים וברגים
7. ניירות, טול, כותנה
8. אקדח דבק חם

אז, צא לדרך!

שלב 1: בנה את הקופסה

בנינו קופסת עץ, אך ניתן גם להשתמש בקרטון. מידות הקופסה הן 40 ס"מ קדמיות, 25 ס"מ עומק, 30 ס"מ גובה.

שמנו מכסה שימושי עם צירים, כך שעל ידי הרמתו למעלה יהיה קל יותר לעבוד. כמו כן, אנו לא באמת זקוקים לקיר האחורי, כך שתוכל לדלג על זה ופשוט להשתמש בנייר כחול לשמיים, כפי שמוצג בתמונה.

שלב 2: חבר את המנועים

נחבר את מנועי הצעדים בחלק העליון של הקופסה, כך שהם יסתובבו ויעטפו או ירדו את טול הגשם, טול האידוי והעננים.

ראשית עלינו לקדוח חורים.

השתמש בנייר כדי ליצור מסכה של המנוע, כפי שמוצג בתמונה. זה יאפשר לך לסמן את החורים בצורה נכונה [תמונה]. מקדחים ואז מצמידים את המנוע בעזרת ברגים וברגים.

שלב 3: צרף את הצירים

עבור הצירים, אנו משתמשים בצינור אינסטלציה מנחושת. מודדים את המרחק תוך התחשבות בעומק המנוע, מפחיתים עוד סנטימטר אחד וחותכים 3 חתיכות.

השתמש בציר המנוע כתבנית, והשתמש בצבת כדי ללחוץ על הקצה האחד של הצינור סביבו.

לאחר מכן השתמש בברג כתבנית, ועשה את אותו הדבר בקצה השני של הצינור.

לקדוח חור בקיר השני, מול פיר המנוע (למדוד מרחקים). אבטח את הציר שבין פיר המנוע לבין הבורג דרך החור. השתמש בברג אחד או שניים כדי להדק את הבורג, ובטבעת מתכת כדי לאפשר סיבוב חלק יותר של הציר, כפי שמוצג בתמונה.

שלב 4: אבטח את מנוע סרוו

השתמש בכחול-טאק מתחת, וברצועת מתכת עם ברגים למעלה לחיבור מנוע הסרוו על הרצפה. זה ישמש להעלאת השמש, כפי שמוצג בתמונה.

הקפד לצרף אותו בכיוון הנכון. (אם אתה עושה את זה לא נכון זו לא בעיה ענקית, אתה יכול פשוט לערוך את זה בקוד הארדואינו.)

השתמש בקשית ודבק כדי לעלות את השמש על פיר המנוע.

שלב 5: חבר את האלקטרוניקה, המנועים, הלדים

ל- Arduino Uno יש 14 סיכות דיגיטליות. אנחנו צריכים 4 סיכות לכל נהג מנוע צעד, בתוספת סיכה אחת עבור מנוע הסרוו, ועוד סיכה אחת לנורות הלדים.

אתה יכול לראות את החיבור הבסיסי בסכימה. 4 פינים דיגיטליים מחוברים למנהל ההתקן. תזדקק למקור כוח נפרד לנהג (ולמנוע), מכיוון שמנועים שואבים לא מעט כוח ויהיו לך בעיות אם תפעיל אותם מארדואינו. אתה יכול להשתמש במטען וכבל USB, לחתוך אותו, להשתמש +5V ו- GND כדי להניע את המנוע. כמו כן, יהיה עליך לחבר את ה- GND מלוח ה- Arduino ל- GND מתוך ספק הכוח החיצוני, כפי שמוצג בתרשים.

פין 0, 1, 2, 3: מנוע 2

סיכה 4, 5, 6, 7: מנוע 1

סיכה 8, *10, 11, 12: מנוע 0. שים לב שאנו שומרים PIN 9 עבור מנוע סרוו: בכמה לוחות ארדואינו, רק סיכות 9 ו -10 יכולות להניע סרוו.

חיבור מנועי הסרוו די סטנדרטי. השתמש בסיכה דיגיטלית 9 לשליטה. השתמש במקור הכוח החיצוני, זהה למנועי הצעד, כדי להניע את הסרוו (כלומר לא כמו הסכמטי, שבו הכוח נלקח מלוח ה- Arduino).

עיצוב ה- LED APA106 מאפשר לנו לשלוט בנפרד בכמה נוריות בעזרת סיכה אחת בלבד. אנו נשתמש בדיגיטל פין 13 (המחובר גם לנורת הלדים המובנית בלוח הארדואינו). ניתן לראות את הקשר הבסיסי בסכימה. ל- APA106 ארבעה סיכות. שני הסיכות האמצעיות מיועדות ל- +5V ו- GND. לאחר מכן, אנו מחברים את ה- DATA IN של ה- LED הראשון לפין 13, ה- DATA OUT שלו ל- DATA IN של ה- LED השני, וכו '. כל LED שהצליח לוקח את אות ה- DATA IN שלו מה- DATA OUT של הקודם. ניתן להשאיר את DATA OUT האחרון של ה- LED ללא חיבור.

ייתכן שתרצה לאבטח את הנורות על המארז לאחר ביצוע העיטור, כך שתוכל לבדוק את התאורה טוב יותר. לחלופין, אתה יכול לאבטח אותם באמצעות דבק חם ולהתקין את הקישוטים לאחר מכן.

שלב 6: קוד הארדואינו

להלן תיאור של מה שהקוד עושה.

זריחה: מנוע הסרוו עובר מ -10 ל -50 מעלות, מהירות 2 מעלות/שניות, בעוד התאורה משתנה מאדום (שחר) ללבן (צהריים).

אידוי: מנוע צעד מסובב את הציר שבו מחובר טול ה"אדים "ומעלה אותו. ייתכן שיהיה עליך להתאים את מספר הסיבובים, בהתאם למידותיך.

עננים: מנוע צעד פורק את הציר כדי לחשוף את העננים. צבעי הסצנה משתנים להגדרה "גשומה".

גשם: מנוע צעד מפרק את ציר הטול "הגשם". יש לנו הבזקים אקראיים, שבהם הצבע משתנה ללבן לזמן מה - ואז חוזר ל"גשום ".

איפוס המערכת: האורות כבויים, ואז המנועים מסובבים את הצירים לאחור, כך שהמערכת מוכנה לבצע איטרציה נוספת כאשר היא מחוברת שוב.

שים לב שבחרנו לבצע ריצה אחת בלבד ולאחר מכן איפוס, כך שנוכל למזער את הסיכוי שמישהו יעצור את המערכת באמצע הפעולה. במקרה זה, היינו מחזיקים את הצירים למחצה על הצירים, כך שהמערכת לא תפעל כראוי.

שחקו קצת עם הקוד לפני שאתם מוסיפים את הקישוטים. תוכל לבצע התאמות כוונון עדין מאוחר יותר.

שלב 7: צור והצמד את הקישוטים ואת נוריות הלדים

בחרנו בייצוג 2.5D של נוף. הוא מורכב מארבע שכבות של נוף, אחת אחרי השנייה. יש גם שמיים מאחור. בין השמים לשכבה האחורית, זה עם ההרים, נמצא המקום בו השמש ממוקמת על מנוע הסרוו.

גשם והאידוי מקופלים ומתחבאים בין השכבות האחרות כאשר הם יורדים. הם מחוברים לצירים למעלה בחוט.

העננים הם כדורי צמר גפן קטנים (המשמשים לניקוי איפור מועילים), המחוברים באופן עצמאי על ציר הענן באמצעות חוט. אתה עוטף את החוט על הציר, ועל ידי פירוקו העננים יורדים.

הלדים מחוברים בשרשרת ומודבקים בין השכבות, לד הראשון בגב, כך שיחובר מאוחר יותר ללוח הארדואינו.

לקראת הגשם חתכנו חתיכות קטנות של נייר בצורת טיפת מים והדבקנו אותו על טול. בתמונה אתה יכול לראות שאנחנו מדביקים קצת משקל, למשל אגוזים קטנים, מאחורי טיפות המים (וטבעות מתכת מאחורי "האדים"), כך שהטול יורד על ידי כוח הכבידה במקום לרחף באמצע. החלק העליון והתחתון של הטול עטוף סביב עיפרון של אכילה, גם למשקל. ה"מגע "האחרון הזה נותן פתק" ילדותי "לדיורמה (זה נועד להיראות כמו פרויקט ילדים). אתה יכול להשתמש במשהו אחר, בלתי נראה יותר, כדי להוסיף משקל לטול, אם תרצה.

שלב 8: חבר את הארדואינו והעלה אותו על הלוח

אתה צריך לחבר את נהגי המנוע, מנוע סרוו, נוריות על Arduino. הסיכות מצויינות בקוד.

אתה יכול לתלות את הלוחות של הארדואינו ולוח הנהג על המארז, בעזרת דבק חם ולהסתיר אותם מאחורי הרי הנייר. השתמש בלוח לחם קטן כדי להניע את המנועים ממקור חיצוני. כבלי החשמל, עבור הארדואינו והמנועים, ייצאו מאחור.

כוון קצת את הקוד, ואתה מוכן לצאת לדרך!

תעשה חיים!