Planetarium yang Diaktifkan Suara: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Instruksi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan proyek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

Ini adalah planetarium yang diaktifkan suara saya. Fungsi dasar planetarium adalah untuk mengaktifkan dengan adanya suara keras, seperti tepukan, dan menciptakan kembali orbit bulan dan bumi mengelilingi matahari. Ini adalah proyek yang menyenangkan dan sederhana yang dapat dengan mudah dibuat ulang dan akan menjadi bagian dekoratif dan interaktif yang bagus untuk ditampilkan.

Dalam Instruksi ini, saya akan menjelaskan cara membuat ulang planetarium ini dengan membahas sistem roda gigi, pengaturan umum, dan sistem kontrol.

Langkah 1: Langkah 1: Suku Cadang dan Alat

Bagian

• 1 Kandang Elektronik Tugas Berat Seri DC-47P DC - $ 9,58
• Kepala Boneka Kayu oleh ArtMinds®, 2,5" - $2,49
• Kepala Boneka Kayu oleh ArtMinds®, 2,25" - $1,89
• 3/8 "Diameter 6061 Aluminium Round Rod 24" Panjang T6511 Diekstrusi Dia 0,375 inci - $7,20

Elektronik

• DC 5V Stepper Motor 28BYJ-48 Dengan ULN2003 Driver Test Module Board 4-Phase - $1.79
• Modul Sensor Suara - $1,50
• Papan Pengembangan UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 untuk Arduino + Kabel USB - $7,58
• Papan tempat memotong roti mini - $5,69
• Kabel Wanita-Wanita 4-pin - $3,84
• Kawat jumper papan tempat memotong roti 75pcs - $4,99

Alat & Perlengkapan

• Pencetak 3D
• Pita pengukur
• 3/8 "Bantalan Bola
• Epoxy 5 Menit
• Tusuk gigi atau Pengaduk Sekali Pakai
• Nampan sekali pakai
• Palu
• Mengebor
• Gergaji Lubang 4"
• Gergaji pita
• File Tangan Datar dan Melengkung
• Cat & Kuas Akrilik: biru tua, hijau tua, putih, kuning

Perangkat lunak

Anda memerlukan Arduino IDE, atau versi mandiri dari AVR-GCC dan AVRDude

Langkah 2: Langkah 2: Membuat Sistem Gear

Di sinilah printer 3D berperan. Anda perlu mengunduh file STL terlampir untuk mencetak 3D roda gigi dan alas yang akan menahan roda gigi dan batang di tempatnya. Desain planetarium terdiri dari 4 roda gigi: Roda gigi motor (roda gigi penggerak), roda gigi Bumi (gigi penggerak), roda gigi pusat kecil, dan roda gigi Bulan. Roda gigi motor akan dipasang ke motor stepper dan akan menggerakkan roda gigi bumi. Roda gigi Bulan akan berada di atas roda Bumi dan akan memiliki batang di tengahnya yang akan melewati roda Bumi. Ini akan menyebabkan roda gigi Bulan berputar saat roda Bumi berputar. Roda gigi pusat digunakan untuk menahan roda gigi Bulan di tempatnya dan akan mengitari pusat roda gigi Bumi. Tongkat untuk Bulan akan berjalan melalui roda gigi Bulan yang akan memungkinkan Bulan untuk melakukan perjalanan mengelilingi Bumi sementara Bumi dan Bulan mengelilingi Matahari. Untuk menghemat waktu pencetakan, saya menggunakan pengisi 5% pada alasnya. Isi rendah ini juga membuat alasnya sangat ringan yang bermanfaat.

Langkah 3: Langkah 3: Pekerjaan Persiapan

Persiapan batang

Setelah semuanya dicetak, kita harus melakukan beberapa pekerjaan persiapan untuk menyiapkan planet, batang, dan selungkup kita untuk dipasang. Pertama, kita perlu menggunakan gergaji pita untuk memotong batang menjadi tiga bagian. Satu harus 5", satu adalah 3", dan yang terakhir adalah 1,5".

Persiapan Planet

Kami akan menggunakan kepala boneka dan bantalan bola untuk menciptakan Bumi, Matahari, dan Bulan kami. Kepala 1,5" akan digunakan untuk Matahari, kepala 1,25" untuk Bumi, dan bantalan bola untuk Bulan. Pertama Anda ingin mengebor lubang ke bagian bawah kepala boneka yang rata menggunakan mata bor 3/8". Ini akan memungkinkan Anda untuk memasang planet ke batang. Sekarang sampai pada bagian yang menyenangkan, melukis! Tergantung pada cat apa yang Anda gunakan, Anda mungkin perlu menerapkan beberapa lapis untuk mendapatkan warna yang cerah, terutama saat mengecat Matahari dan Bulan. Ingat, lebih baik menerapkan beberapa lapis tipis daripada menggumpal pada satu lapisan yang sangat tebal. Lapisan yang tebal kemungkinan akan menyebabkan tetesan dan akan butuh waktu lama untuk mengering. Pastikan untuk membiarkan setiap lapisan tipis mengering sepenuhnya sebelum melanjutkan. Bumi dicat dengan tangan. Setelah Bulan benar-benar kering, Gunakan epoksi untuk menempelkannya ke batang.

Persiapan Kandang

Kita perlu membuat lubang di tutup selungkup untuk memungkinkan batang bergerak bebas. Untuk ini, Anda perlu menggunakan gergaji lubang 4 yang terpasang pada bor. Perlu diingat bahwa lubang harus diimbangi dari tengah untuk memberikan ruang bagi motor stepper dan roda gigi motor. Gunakan alas Anda sebagai referensi untuk menentukan di mana harus potong lubang dan pastikan lubangnya berada di tengah dengan tepi selungkup.

Sekarang setelah planet, batang, dan selungkup Anda siap, Anda siap untuk mulai merakit!

Langkah 4: Langkah 4: Perakitan Utama

Mulailah dengan menempatkan motor stepper Anda ke dalam slot yang disediakan di pangkalan. Pastikan untuk menyelipkan kabel sehingga kabel mengalir ke bawah melalui alas dan keluar dari bawah. Selanjutnya tempatkan roda gigi Bumi ke tabung yang diekstrusi di alasnya. Anda ingin memposisikan roda gigi Bumi sehingga mengapung tepat di atas alas dan tidak akan bergesekan saat berputar. Sekarang tempatkan roda gigi Motor ke motor stepper sehingga bagian tengah roda gigi berjalan melalui poros motor. Gear Motor dan Earth gear harus cocok bersama dengan baik. Selanjutnya, tambahkan roda gigi Tengah ke tabung ekstrusi. Roda gigi pusat akan sangat pas pada tabung yang diekstrusi dan perlu dipalu pada tempatnya.

Perhatikan, sangat sulit untuk melepaskan gigi Tengah setelah dipalu ke tempatnya, jadi pastikan Anda telah memposisikan semuanya dengan benar di bawahnya sebelum melanjutkan. Anda juga ingin meninggalkan sedikit ruang antara roda gigi Bumi dan roda gigi Pusat agar tidak saling mengganggu.

Anda sekarang siap untuk menambahkan batang Anda. Batang Matahari akan masuk ke tabung ekstrusi di pangkalan dan batang Bumi akan melalui lubang di roda gigi Bumi. Sekali lagi, pastikan tidak ada gesekan antara bagian paralel. Roda gigi Bulan kemudian ditempatkan di sekitar batang Bumi, di atas roda Bumi. Batang Bulan akan masuk ke lubang sekunder pada roda gigi Bulan. Lengkapi batang Anda dengan planetnya masing-masing dan Anda siap untuk melanjutkan ke skema sirkuit.

Langkah 5: Langkah 5: Skema Sirkuit

Bagian utama dari skema adalah mikrokontroler, catu daya, motor stepper dan papan driver, dan sensor suara.

Sumber Daya listrik

Daya disuplai oleh baterai 9V yang menempel pada mikrokontroler.

Motor Stepper & Papan Penggerak

Motor stepper dihubungkan ke pin 8, 9, 10, dan 11 pada mikrokontroler. Pin ini digunakan untuk mengaktifkan kumparan 1-4 dari motor stepper. Mereka didefinisikan sebagai output dalam sketsa.

Sensor Suara

Sensor suara terpasang pada pin 4 pada mikrokontroler. Ini didefinisikan sebagai input dalam sketsa.

Langkah 6: Langkah 6: Sketsa Arduino

Seperti disebutkan sebelumnya, pin 8 -11 terhubung ke papan penggerak (perisai) dan akan mengaktifkan kumparan 1-4 dari motor stepper. Sensor suara terhubung ke pin 4. Saya telah menetapkan waktu tunda 8 ms untuk menghasilkan tingkat putaran yang dapat diandalkan oleh motor stepper. Dalam pengaturan, saya telah mendefinisikan pin motor sebagai output dan pin sensor suara sebagai input. Sensor suara dibaca di loop utama oleh variabel status bernama statusSensor. Ketika derau terdeteksi, sensor status akan disetel ke 1. Ini akan mulai memutar motor ke depan selama 300 langkah. Perulangan while digunakan untuk menghitung langkah. Jika suara baru terdeteksi, hitungan akan dimulai kembali yang menyebabkan motor berputar untuk jangka waktu yang lebih lama. Jika tidak ada suara yang terdeteksi, motor akan berhenti berputar setelah 300 langkah. Silakan lihat video terlampir untuk informasi lebih lanjut.

Catatan: Anda dapat mengatur sejumlah langkah agar motor berputar. Saya menemukan bahwa 300 langkah menghasilkan sekitar 30 detik gerakan. Jangan ragu untuk mengubah jumlah langkah jika Anda ingin planetarium berjalan untuk jangka waktu yang lebih lama atau lebih singkat.

Langkah 7: Langkah 7: Rakitan Kandang

Yang tersisa sekarang adalah memasukkan semua komponen ke dalam enklosur. Saya menemukan bahwa ini paling mudah dan efektif dilakukan dengan menggunakan strip velcro. Pertama lapisi bagian bawah selungkup dengan pengait (sisi kasar). Baris berikutnya bagian bawah papan tempat memotong roti, mikrokontroler, sensor suara, motor, pelindung motor, dan baterai dengan loop (sisi lunak). Tambahkan lingkaran ke bagian atas papan tempat memotong roti untuk menahan motor di tempatnya. Anda sekarang dapat dengan aman menempatkan setiap komponen yang tersisa di enklosur. Untuk memasang alas, pertama potong dua potong lingkaran yang panjang dan lebarnya sedikit lebih besar dari sisi panjang alas. Pasang setiap strip ke sisi panjang selungkup yang diposisikan sedemikian rupa sehingga memungkinkan roda gigi motor stepper tertutup sepenuhnya dan roda gigi pembumian terpasang dengan baik di dalam lubang yang dipotong dari penutup penutup. Milik saya ditempatkan kira-kira 1 dari atas penutup. Selanjutnya pasang dua pengait yang cocok ke sisi panjang alas. Sekarang Anda dapat memasang alas ke penutup. Saya memilih untuk meninggikan alas dengan cara ini untuk menyediakan ruang bagi sirkuit di bawahnya.

Planetarium Anda sekarang telah dirakit sepenuhnya dan siap digunakan! Pastikan baterai Anda terhubung ke mikrokontroler, pasang sekrup ke penutup, dan biarkan suara keras yang bagus. Anda akan melihat planetarium Anda mulai bergerak.

Catatan: untuk deteksi suara yang lebih baik, kaitkan sensor suara Anda ke salah satu dinding enklosur di dekat celah di tutupnya.

Langkah 8: Catatan Akhir

Meskipun ini adalah proyek sederhana, pengetahuan yang saya peroleh darinya sangat berharga. Saya telah mempelajari semua tentang pemodelan 3D, pengkodean mikrokontroler, pengeditan video, perencanaan proyek, dan banyak lagi. Saya juga mendapatkan lebih banyak rasa hormat untuk desainer produk karena ada banyak pemikiran dan upaya yang dilakukan untuk merancang sesuatu dan menghidupkan desain tersebut. Banyak trial and error dan banyak pemecahan masalah. Sangat menyenangkan untuk melibatkan diri saya dalam prosesnya.

Semoga Anda menikmati instruksi ini!