Musiekreaktiewe veseloptiese sterplafoninstallasie: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Wil u 'n stukkie van die sterrestelsel by u huis hê? Lees hieronder hoe u dit gemaak het!

Vir jare was dit my droomprojek en uiteindelik is dit klaar. Dit het lank geneem om te voltooi, maar die eindresultaat was so bevredigend dat ek seker is dat dit die moeite werd was.

'N Bietjie oor die projek. Ek het hiermee selfdoen, wat my in staat gestel het om volle kreatiewe vryheid te hê. Die resultaat - konstellasies van die noordelike hemelruim, individuele beheer van sterregroepe met IR -afstandsbediening (helderheid en kleur), reaktiwiteit op musiek, volledig beheerbare inligte en die belangrikste - die moontlikheid om byna alles in hierdie projek op te gradeer. Om dit alles te bereik, het ek Arduino gekies as 'n platform vir die projek, aangesien ek kennis van programmering het. Vir die musiekreaktiwiteit van die MSQ7EQ -chip het die truuk gedoen, daar is baie hulpbronne aanlyn daarvoor. Vir kommunikasie word NRF24L01 baie gebruik en ek het 'n paar onderdele gehad, so ek het dit gebruik. Vir die beheer van 'n groot aantal LED's werk PCA9685 servo -kontroleerder uitstekend. As u 'n goedkoper en makliker weergawe van hierdie projek verkies, kan u op soek na sterplafonstelle op Amazon, maar as u besluit om hierdie projek net soos ek te doen, is hierdie vaardighede nodig: · Kennis van Arduino -programmering; · Kringontwerp en soldeervaardighede; · Hoe om met AC te werk.

Baie van u het die prys van die projek gevra. Dit is moeilik vir my om 'n nommer te gee, aangesien ek baie materiaal daarvoor gehad het, en dit hang baie af van hoeveel u besluit om dit self te doen, die grootte van die projek, ens., maar ek vermoed dat dit, afhangende van hierdie faktore, so laag as 'n paar honderd of so hoog as 'n 1000 $ kan wees. Terwyl ek elke tweede naweek gewerk het, het dit my 'n jaar geneem om hierdie projek te voltooi.

Stap 1: Beplanning

Eerstens moet 'n besluit geneem word as iemand self die elektroniese onderdeel wil maak of 'n kit wil koop. 'N Kennis van Arduino en basiese elektronika is nodig om die stroombane te maak, en daar is ook 'n groter kans dat iets verkeerd gaan. U kan baie kit -opsies in Amazon vind deur na 'Fiber Optic Star Ceiling Kit' of op enige ander plek te soek; daar is baie opsies. Maar as iemand volle kreatiewe vryheid en beheer oor die projek wil hê, dan is volledige DIY 'n goeie keuse.

Noudat die besluit oor elektronika geneem is, moet u nadink oor die plafonstruktuur, die grootte van die sterkaart en die aantal sterre. Ek het 'n tipiese hangende gipsplafon gehad as gevolg van die redes wat ek hierbo genoem het. Aangesien dit in my geval moeilik was om veseloptika (lae plafon) te installeer, het ek besluit om met 'n relatief lae aantal sterre ~ 1200 te gaan, maar die eindresultaat is nog steeds ongelooflik, hier is geen spyt nie.

Nou oor die keuse van die sterpatroon. Ek woon in die noordelike halfrond, so ek het 'n deel van die lug gekies wat eintlik hier sigbaar is. Daar is baie programme om die prentjie van sterrebeelde te kry; ek het Celestia gebruik soos in die beroemde "Star-Map" instruksies. Natuurlik hoef die patroon nie realisties en op skaal te wees nie, en voel vry om kreatiewe vryheid hier te hê; u kan baie wonderlike idees aanlyn vind vir patrone.

Sterre gemerk met sirkels van verskillende kleure is vir die onderskeiding van groepe sterre met 'n ietwat soortgelyke helderheid. Ek het nie veel moeite gedoen met hierdie deel nie, so dit is nie super akkuraat nie.

Stap 2: materiaal

Noudat alles beplan is, kan materiaal bestel word.

In hierdie gedeelte noem ek nie die materiaal wat nodig is vir die plafon nie, aangesien dit afhang van die gebruikte stelsel en ander faktore. Ek gebruik plafonstelsel deur Knauf. Dieselfde geld vir gereedskap, want die meeste gereedskap benodig u om die plafon te installeer. Vir die installering van sterre en elektronika is nie veel nodig nie, sien die lys hieronder. Baie van die onderdele wat ek in plaaslike elektronikawinkels gekoop het en rus op AliExpress, aangesien dit soveel goedkoper is en die kwaliteit in die meeste gevalle goed is.

Onderdele vir sterre en elektronika:

· Kragtoevoer vir LED -stroke hang af van lengte; daar is baie goeie hulpbronne aanlyn, spesifiek vir die keuse van LED -strookvoeding. In my geval het ek 12V / 30A / 350W skakelvoeding vir miskien 15 meter strook. Stroke was 14,4W/m, so ek het baie reserwe. · Kragtoevoer vir 3W LED -diodes. Dit hang weer af van hoeveel LED's gebruik word, maar in my geval was die kragtoevoer 5V / 7A / 35W vir 15 LED's en Arduino self. As u besluit om 5 mm standaard RGB -LED's te gebruik, kan hierdie kragtoevoer aansienlik minder kragtig wees en die stroombaan is baie eenvoudiger, maar sterre minder helder.). Enkel LED is vir die beheer van een groep sterre, dus die hoeveelheid hang af van hoeveel sterre u afsonderlik wil beheer. · 12V RGB LED -strokies. · Veseloptika. Vislyn werk nie. Hoeveel u benodig, hang af van die aantal sterre / grootte van die plafon / waar die kring is. Ek het 'n paar vesels van verskillende dikte gebruik vir 'n groter effek. · PCA9685 borde. Met 'n enkelbord kan 5 RGB LED -diodes beheer word. · 2x Arduino Uno/Mega. · 2x NRF24L01. · USB -kabel om Arduino aan te dryf. · IRL540N logika mosfets, die hoeveelheid hang af van hoeveel LED -stroke gebruik word. 1 stuk is vir 'n enkele kleur van 'n enkele LED -strook. Hou in gedagte dat die lengte van die strook ongeveer 5 meter is; as u meer benodig, benodig u aparte stroke. Daar is ook oplossings vir die aansluiting van lang stroke, vra of google indien nodig. · 2N2222 transistors (of ander NPN's). Elke 3W LED -kleur is 'n aparte transistor nodig. In my geval 15x3. · Weerstands: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 vir R G B van elke 3W LED onderskeidelik. 5-10k om af te trek, kan 0,25W wees. · 10 uF-kondensators vir NRF24L01-ontkoppeling. · 'N Soort aluminiumplaat vir 3W-bevestiging en verkoeling van LED's., kleefband en ander goed wat u in u tipiese werkswinkel sou vind. · Baie drade in verskillende diktes. Vir PWM -sein kan eenvoudige broodborddrade gebruik word; daar loop nie veel versterkers deur hierdie drade nie, maar vir LED -stroke moet die dikte bereken word, afhangende van die afstand van die LED -strook tot die stroombaan, dieselfde vir 3W -LED's.

Onderdele vir die afstandsbedieningsboks en spektrumanaliseerder:

· 1x MSGEQ7; · Weerstands: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Kondensators: 1x 33 pF / 1x 0,01 µF / 1x 0,1 µF. · Termiese pasta vir SVE's. · IR -afstandsbediening en ontvanger -diode. · A baie broodborddrade of dun drade wat u het. · Klein PCB. Ek het PROTO SHIELD gebruik. · Klein kissie vir Arduino UNO en die kring. Ek het 'n klein lasergesnyde boks gebruik. · Daar is ander dele wat met die hoofkring gedeel word. Hoeveelheid is ingesluit in die hoofkringlys.

Gereedskap vir sterinstallasie en skeppingsbaan:

· Maak gom skoon wat nie optiese vesels oplos nie. Ek het basiese papiergom gebruik. · Soldeertoerusting. · Multimeter is handig om vir hierdie projek te hê. · Skroewedraaier. · Tang. · Snuppel of iets soortgelyks (ek het staaldraad gebruik) om gate in 'n plafon te steek. Dit moet dieselfde dikte as die optiese vesel wees.

Stap 3: Installasie van die plafon

Ek sal in hierdie stap nie in detail ingaan nie, daar is baie materiaal oor hoe om 'n plafon te installeer, en ek is nie 'n kenner van hierdie onderwerp nie. Die benadering wat ek gekies het, is ingewikkelder as 'n paneel met sterre -benadering wat baie mense kies. Maar op hierdie manier het ons 'n kwaliteit plafon wat in die daglig heeltemal normaal lyk, geen panele, niks nie.

Vir elektronika het ek besluit om 'n onderhoudsluik in 'n nie so sigbare deel van die gipsplafon by te voeg nie.

In hierdie stap word vulstof toegedien en gegrond, maar verf word gedoen wanneer vesels geïnstalleer word.

Stap 4: Installasie van veseloptika

Hierdie deel het meer geneem as wat verwag is … Na baie improvisasies het ons besluit dat die beste manier om veseloptika in ons geval te maak, met 'n visstok en 'n vislynlus is, sien my meesterstuksketse vir 'n verduideliking. Noudat ek na hierdie idee kyk, lyk dit belaglik, maar wie hou nie van 'n uitdaging nie.

Paar aantekeninge:

· Ek raai u aan om vesels in hul gate vas te plak, sodat hulle beslis op hul plek bly. Die gom moet duidelik wees en nie met die veselmateriaal reageer nie. Ek het basiese papiergom gebruik.

· Boor is nie nodig nie. Gate in die gips die plafon kan eenvoudig met 'n aak of iets soortgelyks gesteek word, maar maak seker dat u die deursnee van optiese vesel pas.

· Om presiese posisies van spesifieke sterre op 'n plafon te vind, het ek 'n ou skoolmeetband gebruik. Was nie 100% presies nie, maar baie naby. Die plafon was te groot om die sterkaart in skaal te druk.

Stap 5: Plafonafwerking: verf

Ons het oor optiese vesels geverf, sodat dit nie sigbaar is as dit nie gebruik word nie. Op hierdie manier lyk dit soos u tipiese hangende plafon. Ons het in twee lae geverf en die helderheid van vesels is byna dieselfde.

Stap 6: Maak toetsbaan

Die kring self is nie so ingewikkeld nie en het vir my dadelik gewerk, maar dit is altyd goed om dit te toets voordat u dit installeer, en daar is baie soldeersel in hierdie een, so daar is 'n risiko. Dit is ook slim om 'n weergawe van die stroombaan te toets vir toekomstige opdaterings, want ek is seker dat niemand iets wil kortsluit wat dae geneem het om in die plafon te installeer nie.

Vir toetsweergawe bedoel ek een of twee PCA9685 -borde, NRF24L01 en kragtoevoer wat aan Arduino gekoppel is. Dit kan alles op broodborde wees. Dieselfde geld vir IR -afstandkring, voeg net goed by die broodbord, kyk of dit werk. Ek stel ook voor dat u 'n paar 3W LED's soldeer om te toets.

Stap 7: Arduino -kode

Kyk na die afdeling 'Nuttige inligting' vir biblioteke en ander nuttige skakels. Kyk na die kommentaar in die kode vir die verduideliking van die kode.

Om hierdie kode te skep, het ek baie hulpbronne gebruik; sommige daarvan word in die afdeling 'Nuttige inligting' gelys, maar sedert ek hierdie projek meer as 'n jaar gelede voltooi het, kon ek nie alles vind toe ek besluit het om instruksies te skryf nie die hulpbronne en sommige van die skakels wat ek gestoor het, het ongelukkig nie meer gewerk nie. Dus, as iemand hulp nodig het met die kode, laat weet my dan in die kommentaar, ek sal my bes doen.

In die kode vind u 'n taamlik ingewikkelde funksie om LED te knipper. Om dit aangenamer te laat lyk, gebruik ek 'n tutoriaal vir asemhaling: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/Menslike oë sien nie lig op 'n lineêre manier nie, dus as u 'n lineêre toename in LED -helderheid gebruik, lyk dit nie baie natuurlik nie.

Stap 8: Bedrading en LED -strokies

Nou is dit tyd vir finale bedrading! As alles getoets en werk, behoort dit nie baie moeilik te wees nie, maar baie soldeer identiese dele. Vir die herstel van die stroombaan gebruik ek laaghout in grootte van die onderhoudsluik, so as dit nodig is, kan ek die hele kring maklik van die plafon verwyder. Ek sit die vesels in klein plastiek loodgietersbuise, ongeveer 3W groot, en boor dan dieselfde grootte gate in laaghout en plaas die buise in die laaghout. Deur dit te doen, kan ek maklik vesels van die LED's verwyder, indien nodig, sien aangehegte foto's.

Wat LED -stroke betref, stel ek voor dat u dit op aluminiumprofiele plak om dit af te koel, want dit word baie warm.

Stap 9: Probleemoplossing en fynstelling

U het die kring getoets, maar noudat dit geïnstalleer is, werk dit nie.. of iets werk nie soos dit moet nie. Dit is waarskynlik u soldering, want as dit in die toetsbaan werk, is daar geen rede dat dit nie werk met enkele uitsonderings nie. Ek hoop dat dit nie vir u die geval is nie, maar ek deel 'n spesifieke probleem wat ek net as voorbeeld gehad het.

Toe ek LED -stroke tot die laagste waarde verdof, sou die stroke ophou werk of begin flikker. Na lang ondersoek en probleemoplossing, het ek agtergekom dat die probleem stadig is om IRL540 oor te skakel en dat die oplossings eenvoudig die PWM -frekwensie van PCA -borde tot 50 Hz verminder. Dit het die probleem meestal opgelos; nou kan ek net by die onderste waardes flikker of probleme sien, maar dit maak nie saak nie, aangesien ek nie sulke lae waardes gebruik nie. Hierdie probleem het by my opgekom toe ek besluit het om die plafon te verfilm, want met so 'n lae frekwensie kan u flikker in kameras, net soos om televisie te verfilm. Om hierdie probleem op te los, het ek 'n klein broodbordbaan met 2N2222 -transistors in plaas van IRL540 gemaak, net om die opname te maak. Met hierdie transistors is die probleem opgelos en aangesien ek met relatief lae PWM -waardes verfilm het, kon 2N2222s die krag hanteer. As iemand dieselfde probleem het, kan u die Totem - Pole -kring aanpas; dit behoort te help met hierdie probleem.

Noudat alles hopelik op sy plek is en werk, kan ons die helderheid van die ster, die reaktiwiteit op musiek, die sterverwyderingsmetodes nog meer aanpas.

Stap 10: Nuttige inligting en skakels

Om die kode te skryf en die kring te skep, het ek baie hulpbronne gebruik, die meeste word hier gelys, maar aangesien ek hierdie projek 'n geruime tyd gelede voltooi het, kon ek nie al die hulpbronne kry toe ek besluit het om dit te deel nie en 'n paar van die skakels wat ek gestoor het, het ongelukkig nie meer gewerk nie. Dus, as iemand hulp nodig het met die kode of die projek self in die algemeen, laat weet my dan in die kommentaar, ek sal my bes doen.

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 afstandsbediening

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Stap 11: Opgraderings

Dit sal gaaf wees om 'n app te skep om die plafon te beheer, miskien met behulp van OpenHAB op Raspberry PI, aangesien PCA9685 maklik deur RPi beheer kan word.

As OpenHab of 'n alternatief gebruik word, is dit moontlik om die plafon aan 'n slimhuisstelsel te koppel.

Eerste prys in die Arduino -wedstryd 2020