Synchronisation du feu, de la musique et des lumières : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Nous savons tous que l'électronique est utilisée pour de nombreuses tâches importantes dans les hôpitaux, les écoles et les usines. Pourquoi ne pas vous amuser un peu avec eux aussi.

Dans ce Instructable je vais faire des rafales de feu et de lumières (Led) qui réagissent à la musique pour rendre la musique un peu plus amusante d'une expérience.

Nous utiliserons de l'alcool isopropylique comme composant principal d'un désinfectant qui s'évapore très rapidement et ne laisse pas une odeur aussi puissante par rapport à d'autres carburants et l'air est exempt de tout résidu après seulement une minute ou deux.

Les servos actionnent un flacon pulvérisateur rempli d'isopropyle pour produire une explosion de feu/flamme qui est déclenchée par une seringue d'injection qui dégage un écoulement de butane.

Étape 1: Matériel requis

Rassemblez des servos, des bandes LED et d'autres appareils électroniques pour commencer avec cette construction pour être précis, tous les composants nécessaires sont

1. Servomoteurs à 180 degrés MG995 * 8

2. Arduino Nano * 1

3, Stm32

4. Bouteilles de pulvérisation * 4

5. Bandes de bois

6. Contreplaqué circulaire/rectangulaire

7. Tiges métalliques pour le support

8. Tuyaux d'aquarium

9. Planche à pain

10. Pilote servo PCA9685

11. Tableau de performances

12. Fils d'en-tête mâle à mâle

13. Alimentation électrique

14. Alimentation 5 A 5-12 Volts

15. Seringue d'injection

16. Mosfet IRFZ44N * 3

17. Fil de pêche

18. DRV8825

19. Moteur pas à pas NEMA 17

Étape 2: Servos

Convenons que le servo est le composant principal du projet car c'est lui qui actionne le tir ou produit des rafales de feu. Pour utiliser un servo MG995 Le brancher sur un arduino fonctionne en général, vous pouvez trouver de nombreuses références pour contrôler un servo à l'aide d'arduino. Nous utiliserons un servomoteur PCA9685 en plus des servos pour rendre le contrôle plus facile, plus rapide et plus efficace.

Étant donné que la bouteille Actuate One de Two Servo, contrôler les deux à la fois avec le même signal de commande/pwm (modulation de largeur d'impulsion) est plus efficace, cela pose donc un problème de rotation simultanée dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Donc, pour surmonter cela, nous devons modifier tous les servos du côté droit.

Cela peut être fait en ouvrant par le servo et en inversant les fils menant à son moteur et les fils extrêmes gauche et droit du potentiomètre. Cela incite le servo à le faire bouger dans le sens des aiguilles d'une montre pour un signal donné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et vice-versa.

Maintenant, les servos d'une bouteille donnée tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et l'autre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre afin d'appuyer sur la gâchette du vaporisateur à travers une ligne de pêche solide.

Étape 3: Montage des servos

Les servos après une modification réussie (4 sur 8) doivent maintenant être montés. J'ai trouvé qu'il était facile de percer des trous avec une perceuse avec un foret de scie circulaire attaché. Le bord du servo est d'environ 2 cm, donc le couper avec un foret de scie circulaire est le plus efficace. Assurez-vous qu'il y a un écart de 8 à 10 cm entre chaque servo afin d'avoir un enfilage, un déclenchement et un placement faciles de la bouteille. Maintenant, après avoir coupé les trous, j'ai trouvé qu'il était préférable de coller le haut du servo avec un bon tampon de pistolet à colle et de faire glisser le bord du servo dans le bord coupé. Ce processus de découpe et de montage est un peu dépendant/processus d'essai et d'erreur.

Le papier jaune marque les endroits où le trou doit être coupé afin que les bords du servo glissent vers l'intérieur. L'ensemble percé peut être rendu plus lisse avec une petite perceuse ordinaire.

Étape 4: Bouclier de servo de planche de perf de fortune

La fabrication de ce blindage d'asservissement rend le câblage et l'alimentation beaucoup plus faciles et également faciles à dépanner.

Prenez huit ensembles de 3 broches d'en-tête et soudez-les sur une petite carte perforée en vous assurant de laisser un espace égal entre les deux. Court-circuitez la tension et la terre via des fils ou de petites broches métalliques pour l'ensemble des huit servomoteurs. Court 2-2-2-2 ensembles de broches PWM de manière à ce que les 2 premiers servos reçoivent le même signal PWM les deux suivants et ainsi de suite.

La fabrication de cette carte de performances est également cruciale, car bien que le pilote de servo PCA9685 fournisse d'excellentes E/S pour connecter les servos, le pilote est limité à 5 V et est censé avoir des restrictions de courant. Pour surmonter cela, ce bouclier/PCB de carte de perf est une très bonne option. L'autre raison est également que les servos fonctionnant dans ce projet fonctionnent à leur capacité de tension maximale pour un couple plus élevé et un pressage propre du flacon pulvérisateur. Nous fournirons donc 8 V à travers ce bouclier de servomoteur de fortune. Ajoutez / connectez également un fil d'en-tête mâle au premier ensemble de servos et ainsi de suite afin de le connecter au pilote plus tard.

Étape 5: La Flamme Butane

Pour allumer l'isopropyle, une petite flamme directement devant la bouteille est nécessaire. J'ai essayé d'expérimenter avec le nichrome pour déclencher l'alcool, mais malheureusement, cela ne fonctionne pas et même si c'était le cas, j'ai eu des problèmes avec cela. Pour continuer avec l'idée du butane, nous avons besoin de quatre petites seringues et tuyaux d'aquarium. Connectez-les tous les quatre à un seul tuyau grâce à des adaptateurs spéciaux / raccords de tuyauterie. La partie gauche maintenant tient le butane de telle sorte que le gaz s'écoule dans les seringues. Pour accomplir ceci, j'ai fabriqué une boîte/boîtier en bois afin qu'un moteur pas à pas avec une vis/tige filetée puisse pousser contre le butane et maintenir le gaz en circulation.

Coupez deux feuilles de contreplaqué de la taille 1,25 fois la taille de votre bidon de butane, le bois supplémentaire ci-dessous est destiné au moteur pas à pas et à la tige qui poussera contre le bidon. Prenez deux petits contreplaqués du diamètre de la boîte de butane et percez-les/clouez-les de sorte que la boîte de butane s'ajuste bien entre les feuilles de contreplaqué prises plus tôt. Maintenant, pour la partie inférieure de la canette, j'ai trouvé préférable de prendre un morceau de contreplaqué carré/rectangulaire de la taille de la base du butane. Percez un ensemble centré et scellez/silicone un écrou pour qu'une tige filetée le traverse. Glissez le bidon de butane dans l'assemblage et mettez un dessus en acrylique avec un tout centré également percé pour que l'embout du bidon de butane passe / Touchez-le. Faites glisser une seringue ou quelque chose de similaire dans la partie supérieure de l'acrylique de sorte que si la boîte appuie contre elle, le gaz sort de la seringue. Connectez-le aux quatre tuyaux allant aux quatre seringues différentes placées avant les bouteilles. Pour la partie inférieure du boîtier, utilisez des vis qui traversent les ressorts et reliez-le à l'assemblage en bois de sorte que si la vis est serrée par le stepper, le boîtier aille vers le stepper et facilite le pressage du Butane Can.

Votre assemblage ici pour la canette de butane est terminé.

Maintenant, nous devons faire passer les tuyaux à travers le contreplaqué qui contient les servos, il suffit de percer des trous de la taille du rayon des tuyaux de l'aquarium pour les faire passer proprement et connecter les seringues. Enfilez également la ligne de pêche des servos vers le haut de la bouteille et vers l'autre servo de telle sorte que lorsque les servos actionnent, la bouteille est enfoncée. Vous pouvez couper de petits bosquets dans la partie presse du flacon pulvérisateur afin que la ligne de pêche ne glisse pas de temps en temps.

Étape 6: Lumières

Pour rendre n'importe quel projet des lumières visuellement attrayantes sont une partie cruciale, prenez des bandes de LED RVB et coupez 4 bandes de 9 LED, celles-ci s'enrouleront autour des bouteilles contenant l'isopropyle afin d'apporter l'effet souhaité. Câblez-les en série et faites ressortir les fils finaux. Vous aurez du rouge, du vert et du bleu et une avance positive avec vous. Ils s'allument si vous fournissez 12V au fil positif et mettez à la terre la couleur que vous voulez. Mise à la terre Deux couleurs en même temps donnent naissance à une couleur différente qui peut être référencée n'importe où grâce à un nuancier sur Internet.

Les activer et désactiver avec un Arduino/STM32 devient difficile car le microcontrôleur Arduino/STM32 ne peut pas allumer et éteindre 12 volts. Nous allons donc utiliser ici 3 Mosfet IRFZ44N pour allumer et éteindre les Led correspondant à la musique. Prenez le Mosfet et câblez la borne du milieu à la couleur correspondante et son extrême droite vers la terre et sa borne gauche au microcontrôleur. Répétez cette opération pour les deux autres couleurs également.

Les tester une fois avec un simple croquis de clignotement arduino est toujours une bonne idée, il suffit de changer le numéro de broche dans le croquis de clignotement par celui que vous avez connecté au mosfet.

Collez les Leds RVB dans une formation circulaire en gardant le flacon pulvérisateur comme un retrait. Je suggère une enveloppe serrée autour de la bouteille et collée à chaud à la base en bois/contreplaqué. Cela fait également une tache pour que les bouteilles ne bougent pas ou ne tombent pas lorsque le fil s'actionne en appuyant sur la bouteille.

Étape 7: Électronique et câblage

Le câblage est assez simple, j'ai également joint un schéma de circuit ci-dessous pour votre référence. Fondamentalement, les fils PWM du servomoteur sont connectés aux 8 servomoteurs dans lesquels 4 d'entre eux sont inversés. J'ai utilisé un arduino et un STM32 comme microcontrôleur. L'arduino sert à contrôler la pulvérisation et le STM32 sert à contrôler les lumières. J'ai utilisé un STM32 pour que les mappages de couleurs pour une musique particulière soient meilleurs car un STM32 a de meilleures spécifications et peut effectuer de meilleures transformations de Fourier résultant en une meilleure lumière. L'utilisation d'un arduino ne poserait pas non plus de problème mais pourrait sembler un peu mauvais par rapport à l'utilisation d'un stm32 qui peut effectuer de meilleurs calculs.

Étape 8: Coder

Comme toute partie d'un projet avec un microcontrôleur, le code est la partie la plus importante. Ci-dessous se trouve le code de ce projet. N'hésitez pas à peaufiner ou à apporter des modifications en fonction de vos besoins. Les numéros de broche correspondant au code sont mentionnés dans le code lui-même.

Le ''Code'' de pulvérisation est essentiellement un Arduino programmé par un ordinateur pour déclencher un spray lorsque quelque chose dans le moniteur série de l'Arduino est tapé, nous avons des combinaisons de ''a'' - ''p'' où ''a'' déclenche une pulvérisation/rafale de feu et ''o'' déclenche les quatre bouteilles à pulvériser, ''p'' est un délai de 500 secondes. Les Bursts peuvent être contrôlés en donnant une chaîne de ces caractères dans le moniteur série (en continu).

L'autre code est pour le basculement des LED par le STM32. Il effectue des transformations de Fourier pour réagir à une musique donnée et produire le bel effet de changement de couleur souhaité.

Le dernier code est pour le moteur pas à pas au butane qui utilise le pilote pas à pas DRV 8825 pour tourner une vis qui pousse contre le bidon pour allumer le gaz. Bien que vous puissiez également tourner la vis/coupleur manuellement pour pousser le bidon contre l'acrylique supérieur qui déclenche/ouvre le gaz vers les seringues placées devant les flacons.

Étape 9: Succès

Notre projet est enfin terminé.

Ci-joint la vidéo qui montre sa démonstration:)

Étape 10: Trucs, astuces et suggestions

Attention: Étant donné que ce projet implique un incendie réel à la fois comme effet principal visé et qu'il contient également du butane, veuillez prendre des précautions. L'alcool isopropylique est également un produit chimique dangereux et doit être pris avec prudence.

1. Ce projet, bien qu'il réagisse à l'incendie, n'est en fait pas complètement automatisé, car une personne doit donner une entrée à un moniteur série pour déclencher les flammes. Cela peut être facilement amélioré avec un python / n'importe quel algorithme qui peut cartographier une chanson entière de l'entrée ''a'' à ''p'' et la présenter à l'Arduino pour la rendre automatisée.

2. Ajoutez un ruban chauffant Kapton à la bouteille contenant l'isopropyle juste au cas où pour éviter de chauffer les capsules de la bouteille/d'endommager le spray de la bouteille.

3. Un type de capteur de sécurité peut être ajouté à l'ensemble de la construction, tel que le HC-SR04 ou le capteur de proximité pour arrêter le flux de gaz et le processus de pulvérisation lorsqu'une personne se tient près du projet et qu'il est dangereux de déclencher une flamme.

4. L'alimentation utilisée peut être minimisée avec des convertisseurs Buck ou Boost pour avoir le 8V (5A) (pour les servos), 23-40v (pour le moteur pas à pas), 5v (pour l'Arduino et le Stm32) et 12V (Pour les lumières).

5. Je n'ai pas présenté de schémas du moteur pas à pas ou du DRV8825 car il s'agit d'un pilote assez simple qui entraîne le moteur et de nombreuses ressources sur Internet sont disponibles pour le connecter au moteur pas à pas et à un microcontrôleur. Bien que j'aie fourni le code correspondant. J'ai utilisé deux boutons pour contrôler la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du moteur pas à pas de telle sorte que le fait d'appuyer sur le bouton dans le sens des aiguilles d'une montre pousse la vis contre la boîte et en appuyant sur le bouton dans le sens inverse est réduit/ Coupure.

6. Assurez une mise à la terre appropriée à travers l'alimentation pour éviter toute sortie involontaire et tout hoquet dans la construction, vous pouvez également concevoir un PCB pour monter le microcontrôleur et l'électronique pour le rendre plus facile.

7. Ce projet peut également être utilisé comme distributeur de désinfectant et les bouteilles contiennent de l'isopropyle, ce qui peut fournir une bonne hygiène.

8. Le feu doit être réellement allumé par un briquet, pour éviter cela, nous pouvons utiliser du fil nichrome pour rendre le processus d'allumage encore plus simple et actionné par ordinateur/microcontrôleur.