Երաժշտական ռեակտիվ օպտիկամանրաթելային աստղի առաստաղի տեղադրում. 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Wantանկանու՞մ եք գալակտիկայի մի կտոր ձեր տանը: Իմացեք, թե ինչպես է այն պատրաստված ստորև:

Տարիներ շարունակ դա իմ երազած նախագիծն էր և վերջապես ավարտվեց: Այն լրացնելու համար բավականին ժամանակ պահանջվեց, բայց վերջնական արդյունքն այնքան գոհացուցիչ էր, որ վստահ եմ, որ արժեր:

Մի փոքր նախագծի մասին: Ես դրանով լի DIY էի գնում, ինչը թույլ տվեց ինձ ունենալ լիարժեք ստեղծագործական ազատություն: Արդյունքը `հյուսիսային երկնքի համաստեղությունները մասշտաբով, IR հեռակառավարմամբ աստղային կլաստերների անհատական վերահսկողություն (պայծառություն և գույն), երաժշտության նկատմամբ ակտիվություն, լիովին վերահսկելի լուսանցք և ամենակարևորը` այս նախագծում գրեթե ամեն ինչ արդիականացնելու հնարավորություն: Այս ամենին հասնելու համար ես ընտրեցի Arduino- ն որպես ծրագրի հարթակ, քանի որ ծրագրավորման որոշակի գիտելիքներ ունեմ: Երաժշտական ռեակտիվության համար MSQ7EQ չիպը հնարք կատարեց, դրա համար առցանց շատ ռեսուրսներ կան: Հաղորդակցության համար NRF24L01- ը շատ է օգտագործվում, և ես ունեի մի քանի պահեստամաս, ուստի դրանք օգտագործեցի: Մեծ թվով LED- ներ վերահսկելու համար PCA9685 servo վերահսկիչը հիանալի է աշխատում: Եթե նախընտրում եք այս նախագծի ավելի էժան և հեշտ տարբերակը, կարող եք փնտրել աստղերի առաստաղի հավաքածուներ amazon- ում, բայց եթե որոշեք այս նախագծով լիարժեք DIY կատարել, ինչպես և ես, ապա այս հմտությունները պահանջվում են. · Arduino ծրագրավորման որոշ գիտելիքներ; · Շղթաների նախագծման և զոդման հմտություններ; · Ինչպես աշխատել AC- ի հետ:

Ձեզանից շատերը խնդրեցին նախագծի գինը: Ինձ համար դժվար է համար տալ, քանի որ դրա համար շատ նյութեր ունեի, և շատ բան կախված է նրանից, թե որքանով եք որոշում ինքներդ դա անել, ծրագրի չափը, և այլն, բայց ես ենթադրում եմ, որ կախված այս գործոններից, այն կարող է լինել այնքան ցածր, որքան մի քանի հարյուր կամ 1000 դոլար: Ամեն շաբաթ հանգստյան օրերին աշխատելիս ինձանից մեկ տարի տևեց այս նախագիծը ավարտելու համար:

Քայլ 1: Պլանավորում

Նախ, որոշում պետք է կայացվի, եթե ինչ -որ մեկը ցանկանում է ինքնուրույն պատրաստել էլեկտրոնային մասը կամ գնել հավաքածու: Arduino- ի և հիմնական էլեկտրոնիկայի որոշ գիտելիքներ են պահանջվում սխեմաները ստեղծելու համար, ինչպես նաև ինչ -որ բան սխալ լինելու ավելի մեծ հավանականություն կա: Ամազոնում կարող եք գտնել հավաքածուի շատ տարբերակներ ՝ որոնելով «Օպտիկամանրաթելային աստղերի առաստաղի հավաքածու» կամ որևէ այլ վայրում, կան շատ տարբերակներ: Բայց եթե ինչ -որ մեկը ցանկանում է լիարժեք ստեղծագործական ազատություն և նախագծի վերահսկողություն, ապա լիարժեք DIY- ը ճանապարհ է:

Այժմ, երբ որոշումն ընդունված է էլեկտրոնիկայի վերաբերյալ, պետք է մտածել առաստաղի կառուցվածքի, աստղային քարտեզի չափի և աստղերի թվի մասին: Ես գնացի գիպսից կախված առաստաղով `նախկինում նշված պատճառներով: Քանի որ իմ դեպքում դժվար էր տեղադրել օպտիկամանրաթելեր (ցածր առաստաղ), ես որոշեցի գնալ համեմատաբար ցածր թվով աստղերի ՝ 1200 ֆունտ ստեռլինգով, բայց վերջնական արդյունքը դեռ զարմանալի է, այստեղ ոչ մի ափսոսանքի համար:

Այժմ աստղի նախշը ընտրելու մասին: Ես ապրում եմ հյուսիսային կիսագնդում, ուստի ես ընտրեցի երկնքի մի մասը, որն իրականում տեսանելի է այստեղ: Համաստեղությունների պատկերը ստանալու համար կան բազմաթիվ ծրագրեր, ես օգտագործել եմ Celestia- ն, ինչպես հայտնի «Star-Map»-ում ուսանելի: Իհարկե, օրինակը չպետք է իրատեսական և մասշտաբային լինի, ազատ զգացեք այստեղ ստեղծագործական ամբողջական ազատություն ունենալու համար, կարող եք գտնել շատ զարմանալի գաղափարներ առցանց նախշերի համար:

Տարբեր գույնի շրջանակներով նշված աստղերը որոշ չափով նման պայծառությամբ աստղերի կլաստերները տարբերակելու համար են: Ես մեծ ջանքեր չեմ գործադրել այս մասի վրա, այնպես որ դա չափազանց ճշգրիտ չէ:

Քայլ 2: Նյութեր

Այժմ, երբ ամեն ինչ պլանավորված է, կարելի է նյութեր պատվիրել:

Այս մասում ես չեմ նշի առաստաղի համար անհրաժեշտ նյութերը, քանի որ դա կախված է օգտագործվող համակարգից և այլ գործոններից: Ես օգտագործել եմ Knauf- ի առաստաղի համակարգը: Նույնը վերաբերում է գործիքներին, քանի որ առաստաղը տեղադրելու համար ձեզ հարկավոր են գործիքների մեծ մասը: Աստղերի և էլեկտրոնիկայի տեղադրման համար այդքան էլ անհրաժեշտ չէ, տես ստորև բերված ցանկը: Շատ մասեր ես գնել եմ էլեկտրոնիկայի տեղական խանութներից և հանգստանում եմ AliExpress- ում, քանի որ այնտեղ շատ ավելի էժան է, և որակը շատ դեպքերում լավ է:

Աստղերի և էլեկտրոնիկայի մասեր

· LED շերտերի էլեկտրամատակարարումը կախված է երկարությունից: Առցանց կան իսկապես լավ ռեսուրսներ, որոնք հատուկ ընտրված են LED շերտի էլեկտրամատակարարում ընտրելու համար: Իմ դեպքում ես ունեի 12V / 30A / 350W անջատիչ սնուցման աղբյուր գուցե 15 մետր ժապավենի համար: Շերտերը 14,4 Վտ/մ էին, ուստի պահուստի համար շատ բան ունեի: · Սնուցման աղբյուր 3W LED դիոդների համար: Կրկին, դա կախված է նրանից, թե քանի LED է օգտագործվում, բայց իմ դեպքում էլեկտրամատակարարումը 5V / 7A / 35W էր 15 LED- ների և բուն Arduino- ի համար: Եթե որոշեք գնալ 5 մմ ստանդարտ RGB LED- ով, ապա այս սնուցման աղբյուրը կարող է զգալիորեն պակաս հզոր լինել, և միացումը շատ ավելի պարզ կլինի, բայց աստղերը ՝ ավելի քիչ պայծառ:): Մեկ լուսադիոդը նախատեսված է աստղերի մեկ կլաստերի կառավարման համար, ուստի քանակը կախված է նրանից, թե քանի աստղ եք ցանկանում վերահսկել առանձին: · 12V RGB LED շերտեր. · Օպտիկամանրաթելեր: Ձկնորսական գիծը չի աշխատում: Թե որքան ձեզ է պետք, կախված է աստղերի քանակից / առաստաղի չափից /, որտեղ է գտնվում միացումը: Ավելի մեծ ազդեցության համար ես օգտագործել եմ տարբեր հաստության մանրաթելեր: · PCA9685 տախտակներ: Մեկ տախտակով կարելի է կառավարել 5 RGB LED դիոդ: · 2x Arduino Uno/Mega · 2x NRF24L01. · USB մալուխ ՝ Arduino- ն սնուցելու համար · · IRL540N տրամաբանական միջատներ, քանակը կախված է այն բանից, թե քանի LED շղթա է օգտագործվում: 1 հատը միայնակ LED շերտի մեկ գույնի համար է: Հիշեք, որ շերտի երկարության սահմանը ~ 5 մետր է: Կան նաև երկար շերտեր միացնելու լուծումներ, անհրաժեշտության դեպքում հարցրեք կամ google- ում: · 2N2222 տրանզիստորներ (կամ այլ NPN): Յուրաքանչյուր 3W LED գույնի համար անհրաժեշտ է առանձին տրանզիստոր: Իմ դեպքում 15x3. · Դիմադրիչներ ՝ 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 համապատասխանաբար յուրաքանչյուր 3W LED յուրաքանչյուր R G B- ի համար: 5-10k ներքև քաշելու համար, կարող է լինել 0.25W. · 10 uF կոնդենսատորներ NRF24L01 անջատման համար. · Ալյումինե ափսեի մի տեսակ 3W LED ամրացման և սառեցման համար. · PCB- ներ `սխեմաների համար., կպչուն ժապավեն և այլ իրեր, որոնք դուք կգտնեք ձեր բնորոշ արտադրամասում: · Շատ հաստության տարբեր լարեր: PWM ազդանշանի համար կարող են օգտագործվել պարզ տախտակներ, այս լարերի միջով շատ ուժեղացուցիչ չի հոսում, բայց LED շերտերի համար հաստությունը պետք է հաշվարկվի `կախված LED շղթայից մինչև շղթա հեռավորությունից, նույնը` 3W LED- ների դեպքում:

Հեռակառավարման տուփի և սպեկտրի անալիզատորի մասեր

· 1x MSGEQ7; · Ռեզիստորներ ՝ 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω · կոնդենսատորներ ՝ 1x 33 pF / 1x 0.01 µF / 1x 0.1 µF · շատ տախտակի մետաղալարեր կամ ձեր բարակ լարերը: · Փոքր PCB: Ես օգտագործեցի PROTO SHIELD. · Փոքր պատյան Arduino UNO- ի և սխեմայի համար: Ես օգտագործեցի մի փոքր լազերային տուփ: · Կան այլ մասեր, որոնք համօգտագործված են հիմնական միացման հետ: Քանակը ներառված է հիմնական միացման ցուցակում:

Աստղերի տեղադրման և սխեմայի ստեղծման գործիքներ

· Մաքուր սոսինձ, որը չի լուծում օպտիկական մանրաթելերը: Ես օգտագործել եմ թղթի հիմնական սոսինձ · Sոդման սարքավորումներ · · Մուլտիմետրը օգտակար է ունենալ այս նախագծի համար · Պտուտակահան · · Տափակաբերան աքցան · · Տանիք կամ նման մի բան (ես օգտագործել եմ պողպատե մետաղալարեր) առաստաղի անցքերի համար: Պետք է ունենա օպտիկամանրաթելային հաստության նույն հաստությունը:

Քայլ 3: Առաստաղի տեղադրում

Այս քայլին մանրամասն չեմ անդրադառնա, կա մի տոննա նյութ, թե ինչպես տեղադրել կախովի առաստաղը և ես այս թեմայի փորձագետ չեմ: Իմ ընտրած մոտեցումն ավելի բարդ է, քան աստղերով մոտեցումը, որը շատերն են ընտրում: Բայց այս կերպ վարվելով, մենք ունենք որակյալ կախովի առաստաղ, որը ցերեկը լիովին նորմալ տեսք ունի, ոչ վահանակներ, ոչ ոչինչ:

Էլեկտրոնիկայի համար ես որոշեցի գիպսային առաստաղի ոչ այնքան տեսանելի հատվածում ավելացնել սպասարկման լյուկ:

Այս փուլում կատարվում է լցոնիչի և նախապատմության կիրառումը, բայց ներկումը կատարվում է մանրաթելերի տեղադրման ժամանակ:

Քայլ 4: Օպտիկամանրաթելերի տեղադրում

Այս մասը տևեց ավելին, քան սպասվում էր … Շատ իմպրովիզներից հետո մենք որոշեցինք, որ մեր դեպքում օպտիկամանրաթելային լարերը լարելու լավագույն միջոցը ձկնորսական ձողն է և ձկնորսական գծի օղակը, բացատրության համար տես իմ գլուխգործոց էսքիզները: Այժմ, երբ ես նայում եմ այս գաղափարին, ծիծաղելի է թվում, բայց ով չի սիրում ինչ -որ մարտահրավեր:

Մի քանի նշում

· Ես խորհուրդ եմ տալիս սոսնձել մանրաթելերն իրենց անցքերի մեջ, որպեսզի նրանք հաստատ տեղում մնան: Սոսինձը պետք է լինի պարզ և չարձագանքի մանրաթելային նյութի հետ: Ես օգտագործեցի թղթի հիմնական սոսինձ:

· Հորատման կարիք չկա: Գիպսի անցքերը առաստաղը կարող են պարզապես ծակվել գավազանով կամ նմանատիպ այլ բանով, պարզապես համոզվեք, որ այն համապատասխանում է օպտիկական մանրաթելերի տրամագծին:

· Առաստաղի վրա որոշակի աստղերի ճշգրիտ դիրքերը գտնելու համար ես օգտագործել եմ հին դպրոցի չափիչ ժապավենը: 100% ճշգրիտ չէր, բայց բավականին մոտ: Առաստաղը չափազանց մեծ էր աստղերի քարտեզը մասշտաբով տպելու համար:

Քայլ 5. Առաստաղի ավարտը `ներկում

Մենք նկարել ենք օպտիկական մանրաթելեր, այնպես որ դրանք տեսանելի չեն, երբ չեն օգտագործվում: Այս կերպ արված, կարծես ձեզ սովորական տանիքի կախովի առաստաղ է: Մենք նկարեցինք երկու շերտով և մանրաթելերի պայծառությունը գրեթե նույնն են:

Քայլ 6: Փորձնական սխեմայի պատրաստում

Շղթան ինքնին այդքան էլ բարդ չէ և աշխատեց ինձ համար, բայց միշտ լավ է այն ստուգել նախքան տեղադրելը, և դրանում շատ զոդում կա, ուստի այնտեղ վտանգ կա: Բացի այդ, խելամիտ է մի սխեմայի տարբերակը փորձարկել ապագա թարմացումների համար, քանի որ վստահ եմ, որ ոչ ոք չի ցանկանում կարճ միացնել այն, ինչ օրեր պահանջվեց առաստաղին տեղադրելու համար:

Փորձնական տարբերակի համար ես նկատի ունեմ մեկ կամ երկու PCA9685 տախտակ, NRF24L01 և Arduino- ին միացված սնուցման սարքեր: Ամեն ինչ կարող է լինել գրատախտակին: Նույնը վերաբերում է IR հեռակառավարվող միացմանը, պարզապես ավելացրեք իրեր տախտակին, տեսեք, արդյոք այն աշխատում է: Բացի այդ, ես կառաջարկեի զոդել մի քանի 3W LED լամպեր փորձարկման համար:

Քայլ 7: Arduino կոդ

Գրադարանների և այլ օգտակար հղումների համար տես «Օգտակար տեղեկություններ» բաժինը: Կոդի բացատրության համար դիտեք ծածկագրի մեկնաբանությունները:

Այս ծածկագիրը ստեղծելու համար ես օգտագործեցի շատ ռեսուրսներ, դրանցից մի քանիսը թվարկված են «Օգտակար տեղեկություններ» բաժնում, բայց քանի որ այս նախագիծն ավարտել եմ ավելի քան մեկ տարի առաջ, երբ որոշեցի գրել ուսանելի, ես չկարողացա գտնել բոլորը ռեսուրսները և որոշ պահված հղումներ, ցավոք, այլևս չաշխատեցին: Այսպիսով, եթե որևէ մեկին որևէ օգնության կարիք լինի ծածկագրում, թող ինձ տեղյակ պահի մեկնաբանություններում, ես կանեմ հնարավորը:

Կոդում դուք կգտնեք LED- ի թարթման բավականին բարդ գործառույթ: Որպեսզի այն ավելի հաճելի տեսք ունենա, ես օգտագործեցի շնչառական ուղեցույց ՝ https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ Մարդու աչքերը չեն ընկալում լույսը գծային ձևով, այնպես որ, եթե դուք օգտագործում եք LED պայծառության գծային բարձրացում, այն շատ բնական տեսք չունի:

Քայլ 8: Լարերի և LED շերտեր

Այժմ եկել է վերջնական էլեկտրագծերի ժամանակը: Եթե ամեն ինչ փորձարկված է և աշխատում է, այն չպետք է լինի շատ դժվար, պարզապես նույնական մասերի շատ զոդում: Շղթան ամրացնելու համար ես օգտագործեցի նրբատախտակ `սպասարկման բացիկի չափսերով, այնպես որ, եթե դրա կարիքը կա, ես հեշտությամբ կարող եմ ամբողջ շրջանը հանել առաստաղից: Ես մանրաթելերը դրել եմ փոքր պլաստմասե սանտեխնիկական խողովակների մեջ, մոտավորապես 3W LED- ների չափով, այնուհետև նրբատախտակի նույն չափի անցքեր եմ փորել և այդ խողովակները դրել նրբատախտակի մեջ: Դրանով ես կարող եմ հեշտությամբ հեռացնել մանրաթելերը LED- ներից, անհրաժեշտության դեպքում, տես կցված նկարները:

Ինչ վերաբերում է LED շերտերին, ես առաջարկում եմ դրանք կպցնել ալյումինե պրոֆիլների վրա սառեցման համար, քանի որ այդ շերտերն իսկապես բավականին տաքանում են:

Քայլ 9: Խնդիրների վերացում և նուրբ կարգավորում

Դուք փորձարկել եք սխեման, բայց հիմա, երբ այն տեղադրված է, այն չի աշխատում … կամ ինչ -որ բան այնպես չի աշխատում, ինչպես պետք է: Դա, հավանաբար, ձեր զոդումն է, քանի որ եթե այն աշխատում էր փորձարկման շրջանում, ապա պատճառ չկա, որ այն այժմ չի աշխատում ՝ մի քանի բացառություններով: Հուսով եմ, որ դա ձեզ համար այդպես չէ, բայց ես կկիսվեմ մեկ հատուկ խնդրով, որն ունեի միայն որպես օրինակ:

Երբ ես LED շերտերը նվազեցնում էի ամենացածր արժեքին, շերտերը դադարում էին աշխատել կամ սկսեցին թարթել: Շատ հետազոտություններից և խնդիրների վերացումից հետո ես պարզեցի, որ խնդիրը IRL540- ի դանդաղ փոխարկումն է, և լուծումները պարզ էին ՝ նվազեցնելով PCA տախտակների PWM հաճախականությունը մինչև 50 Հց: Այն հիմնականում լուծեց խնդիրը, այժմ միայն ներքևի արժեքներում ես կարող եմ տեսնել թարթում կամ խնդիրներ, բայց դա նշանակություն չունի, քանի որ ես չեմ օգտագործում այդքան ցածր արժեքներ: Այս խնդիրը ծագեց ինձ մոտ, երբ որոշեցի նկարել առաստաղը, որովհետև նման ցածր հաճախականությամբ տեսախցիկներում կարելի է թրթռալ, դա նման է հեռուստատեսության նկարահանումների: Այս խնդիրը լուծելու համար ես IRL540- ի փոխարեն 2N2222 տրանզիստորներով մի փոքրիկ տախտակի միացում կազմեցի, պարզապես նկարահանում կատարելու համար: Այս տրանզիստորների միջոցով խնդիրը լուծվեց, և քանի որ ես նկարահանում էի համեմատաբար ցածր PWM արժեքներով, 2N2222- ը կարող էին կառավարել էներգիան: Եթե ինչ -որ մեկը նույն խնդիրն ունի, ազատ զգացեք հարմարեցնել Totem - Pole սխեման, այն պետք է օգնի այս խնդրին:

Այժմ, հուսով ենք, որ ամեն ինչ իր տեղում է և աշխատում է, մենք կարող ենք կատարելապես կարգավորել աստղի պայծառությունը, երաժշտության նկատմամբ ակտիվությունը, աստղերի մարման ռեժիմները ՝ այլ բան:

Քայլ 10: Օգտակար տեղեկատվություն և հղումներ

Կոդը գրելու և սխեմա ստեղծելու համար ես օգտագործել եմ շատ ռեսուրսներ, դրանցից շատերը թվարկված են այստեղ, բայց քանի որ որոշ ժամանակ առաջ ավարտեցի այս նախագիծը, երբ որոշեցի այն կիսել, չկարողացա գտնել բոլոր ռեսուրսները և որոշ պահված հղումներ, ցավոք, այլևս չաշխատեցին: Այսպիսով, եթե որևէ մեկին որևէ օգնության կարիք ունի ծածկագիրը կամ ընդհանրապես բուն նախագիծը, ինձ տեղյակ պահեք մեկնաբանություններում, ես կանեմ հնարավորը:

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…

IR հեռակառավարիչ

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Քայլ 11: Բարելավումներ

Հիանալի կլինի ստեղծել առաստաղը վերահսկելու ծրագիր, գուցե օգտագործելով OpenHAB- ը Raspberry PI- ում, քանի որ PCA9685- ը հեշտությամբ կառավարելի է RPi- ի միջոցով:

Եթե OpenHab- ը կամ այլընտրանքը օգտագործվում է, հնարավոր է առաստաղը միացնել խելացի տան համակարգին:

Առաջին մրցանակ Arduino մրցույթ 2020 -ում