Müzik Reaktif Fiber Optik Yıldız Tavan Montajı: 11 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Evinizde galaksiden bir parça ister misiniz? Aşağıda nasıl yapıldığını öğrenin!

Yıllardır hayalimdeki projeydi ve sonunda bitti. Tamamlanması biraz zaman aldı, ancak sonuç o kadar tatmin ediciydi ki buna değdiğine eminim.

Proje hakkında biraz. Bununla tam DIY'e gittim, bu da tam yaratıcı özgürlüğe sahip olmamı sağladı. Sonuç - ölçekte kuzey gökyüzü takımyıldızları, IR uzaktan kumanda (parlaklık ve renk) ile yıldız kümelerinin bireysel kontrolü, müziğe tepki, tamamen kontrol edilebilir koy aydınlatması ve en önemlisi - bu projede hemen hemen her şeyi yükseltme imkanı. Tüm bunları başarmak için, biraz programlama bilgim olduğu için proje için bir platform olarak Arduino'yu seçtim. Müzik reaktivitesi için MSQ7EQ çipi işi yaptı, bunun için çevrimiçi birçok kaynak var. İletişim için NRF24L01 çok kullanılıyor ve bende birkaç yedek vardı, o yüzden onları kullandım. Çok sayıda LED'i kontrol etmek için PCA9685 servo denetleyici harika çalışıyor. Bu projenin daha ucuz ve daha kolay bir versiyonunu tercih ederseniz amazon'da yıldız tavan kitlerini arayabilirsiniz, ancak bu proje ile tam DIY yapmaya karar verirseniz, tıpkı benim gibi, o zaman şu beceriler gereklidir: · Arduino programlama konusunda biraz bilgi; · Devre tasarımı ve lehimleme becerileri; · AC ile nasıl çalışılır.

Birçoğunuz projenin fiyatını sordunuz, elimde çok malzeme olduğu için bir rakam vermek benim için zor ve bu sizin ne kadar yapmaya karar verdiğinize, projenin büyüklüğüne, vb, ancak bu faktörlere bağlı olarak birkaç yüz dolar kadar düşük veya 1000$ kadar yüksek olabileceğini tahmin ediyorum. Her hafta sonu çalışırken bu projeyi bitirmem bir yıldan fazla sürdü.

Adım 1: Planlama

İlk olarak, elektronik parçayı kendisi yapmak veya bir kit satın almak isteyip istemediğine karar verilmelidir. Devreleri yapmak için Arduino ve temel elektronik konusunda biraz bilgi gereklidir, ayrıca bir şeylerin yanlış gitme olasılığı daha yüksektir. Amazon'da “Fiber Optic Star Ceiling Kit” veya başka bir yerde arama yaparak birçok kit seçeneği bulabilirsiniz, birçok seçenek var. Ancak birisi projenin tam yaratıcı özgürlüğünü ve kontrolünü istiyorsa, tam DIY gitmek için bir yoldur.

Artık elektronikte karar verildiğine göre, tavan yapısı, yıldız haritası boyutu ve yıldız sayısı hakkında düşünmelisiniz. Daha önce bahsettiğim nedenlerden dolayı tipik asma alçı tavan ile gittim. Benim durumumda fiber optik (alçak tavan) kurmak zor olduğu için nispeten düşük yıldız sayısı ~1200 ile gitmeye karar verdim, ancak sonuç hala şaşırtıcı, burada pişmanlık yok.

Şimdi yıldız desenini seçme hakkında. Ben kuzey yarım kürede yaşıyorum, bu yüzden gökyüzünün aslında burada görünen kısmını seçtim. Takımyıldızların resmini çekmek için birçok uygulama var, Celestia'yı ünlü “Yıldız Haritası” talimatındaki gibi kullandım. Elbette desenin gerçekçi ve ölçekli olması gerekmiyor, burada tam yaratıcı özgürlüğe sahip olmaktan çekinmeyin, desenler için çevrimiçi olarak birçok harika fikir bulabilirsiniz.

Farklı renk daireleriyle işaretlenmiş yıldızlar, benzer parlaklığa sahip yıldız kümelerini ayırt etmek içindir. Bu kısım için fazla çaba harcamadım, bu yüzden süper doğru değil..

Adım 2: Malzemeler

Artık her şey planlandığına göre, malzemeler sipariş edilebilir.

Bu bölümde, kullanılan sisteme ve diğer faktörlere bağlı olduğundan, tavanın kendisi için gerekli malzemeleri listelemeyeceğim. Knauf'un tavan sistemini kullandım. Aynı şey aletler için de geçerli, çünkü aletlerin çoğu tavanı kurmanız gerekecek. Yıldızların ve elektroniklerin kurulumu için çok fazla bir şeye gerek yok, aşağıdaki listeye bakın. Yerel elektronik mağazalarından satın aldığım ve AliExpress'te kalan parçaların çoğu, orada çok daha ucuz olduğu ve çoğu durumda kalite iyi olduğu için.

Yıldızlar ve elektronik parçalar:

· LED şeritler için güç kaynağı uzunluğuna bağlıdır, özellikle LED şerit güç kaynağını seçmek için çevrimiçi olarak gerçekten iyi bazı kaynaklar vardır. Benim durumumda, belki 15 metrelik şerit için 12V / 30A / 350W anahtarlama güç kaynağım vardı. Şeritler 14.4W/m idi, bu yüzden rezerv için çok şeyim vardı.· 3W LED diyotlar için güç kaynağı. Yine, kaç LED'in kullanıldığına bağlı, ancak benim durumumda güç kaynağı 15 LED ve Arduino için 5V / 7A / 35W idi. 5 mm standart RGB LED'leri kullanmaya karar verirseniz, bu güç kaynağı önemli ölçüde daha az güçlü olabilir ve devre çok daha basit olacaktır, ancak yıldızlar daha az parlak olacaktır. · Soğutuculu Ortak Anot 3W RGB LED'ler (veya daha az parlaklık kabul edilebilirse tipik 5 mm LED'leriniz)). Tek LED, bir yıldız kümesini kontrol etmek içindir, bu nedenle miktar, ayrı olarak kaç yıldızı kontrol etmek istediğinize bağlıdır.· 12V RGB LED Şeritler.· Fiber optik. Olta çalışmıyor. Ne kadar ihtiyacınız yıldız sayısına / tavanın boyutuna / devrenin nerede olduğuna bağlıdır. Daha fazla etki için birkaç farklı kalınlıkta lif kullandım.· PCA9685 panoları. Tek kart ile 5 RGB LED diyot kontrol edilebilir.· 2x Arduino Uno/Mega.· 2x NRF24L01.· Arduino'yu beslemek için USB kablosu.· IRL540N mantık mosfetleri, miktar, kaç adet LED şerit kullanıldığına bağlıdır. 1 adet tek LED şeridin tek rengi içindir. Şerit uzunluk sınırının ~5 metre olduğunu unutmayın, daha fazlasına ihtiyacınız varsa ayrı şeritlere ihtiyacınız olacaktır. Ayrıca uzun şeritleri bağlamak için geçici çözümler vardır, gerekirse sormaktan çekinmeyin veya google'a gidin.· 2N2222 transistörler (veya diğer NPN'ler). Her 3W LED renginde ayrı transistör gerekir. Benim durumumda 15x3.· Dirençler: Sırasıyla her 3W LED'in R G B için 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8. Aşağı çekme için 5-10k, 0.25W olabilir.· NRF24L01 dekuplaj için 10 uF kapasitör.· 3W LED sabitleme ve soğutma için bir çeşit alüminyum levha.· Devreler için PCB'ler.· Test için breadboard.· Bazı rastgele vidalar, kontrplak, koli bandı ve tipik atölyenizde bulacağınız diğer şeyler. · Farklı kalınlıklarda çok sayıda kablo. PWM sinyali için basit breadboard kabloları kullanılabilir, bu kablolardan çok fazla amper akışı olmaz, ancak LED şeritler için 3W LED'lerde olduğu gibi LED şeritten devreye olan mesafeye bağlı olarak kalınlık hesaplanmalıdır.

Uzaktan kumanda kutusu ve spektrum analizörü için parçalar:

· 1x MSGEQ7;· Dirençler: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω.· Kondansatörler:1x 33 pF / 1x 0.01 µF / 1x 0.1 µF.· CPU'lar için termal macun.· IR uzaktan kumanda ve alıcı diyot.· A çok sayıda breadboard kablosu veya sahip olduğunuz herhangi bir ince kablo.· Küçük PCB. PROTO SHIELD kullandım.· Arduino UNO ve devre için küçük kasa. Küçük bir lazer kesim kutusu kullandım.· Ana devre ile paylaşılan başka parçalar da var. Miktar, ana devre listesine dahil edilmiştir.

Yıldız kurulumu ve devre oluşturma araçları:

· Optik fiberleri çözmeyen şeffaf yapıştırıcı. Temel kağıt tutkalı kullandım.· Lehimleme ekipmanı.· Bu proje için multimetre olması faydalı.· Tornavida.· Pense.· Tavanda delik açmak için bız veya benzeri bir şey (çelik tel kullandım). Fiber optik ile aynı kalınlıkta olmalıdır.

Adım 3: Tavan Montajı

Bu adımda ayrıntıya girmeyeceğim, asma tavanın nasıl kurulacağına dair bir ton malzeme var ve bu konuda uzman değilim. Seçtiğim yaklaşım, birçok insanın seçtiği yıldızlı bir panel yaklaşımından daha karmaşık. Ancak bu şekilde, gün ışığında tamamen normal görünen kaliteli asma tavanımız var, panel yok, hiçbir şey yok.

Elektronik için, alçı tavanın pek görünmeyen kısmına bakım kapağı eklemeye karar verdim.

Bu adımda dolgu ve astar uygulaması yapılır, ancak lifler takıldığında boyama yapılır.

Adım 4: Fiber Optik Kurulumu

Bu kısım beklenenden fazlasını aldı… Birçok doğaçlamadan sonra, bizim durumumuzda fiber optik kablolamanın en iyi yolunun bir olta ve bir misina halkası olduğuna karar verdik, açıklama için şaheser eskizlerime bakın. Şimdi bu fikre baktığımda saçma görünüyor, ama kim biraz meydan okumayı sevmez.

Birkaç not:

· Elyafları deliklerine yapıştırmanızı tavsiye ederim, böylece yerinde kalırlar. Tutkal şeffaf olmalı ve fiber malzeme ile reaksiyona girmemelidir. Temel kağıt tutkalı kullandım.

· Sondaj gerekli değildir. Alçıdaki delikler tavana bir tığ veya benzeri bir şeyle basitçe delinebilir, sadece optik fiberin çapına uyduğunuzdan emin olun.

· Bir tavandaki belirli yıldızların tam konumlarını bulmak için eski tarz mezura kullandım.. öyle. %100 kesin değildi ama oldukça yakındı. Tavan, yıldız haritasını ölçekli olarak basmak için çok büyüktü.

Adım 5: Tavan Bitirme: Boyama

Optik fiberlerin üzerini boyadık, böylece kullanılmadıklarında görünmezler. Bu şekilde yapıldığında, tipik bir asma tavana benziyorsunuz. İki kat boyadık ve liflerin parlaklığı hemen hemen aynı.

Adım 6: Test Devresi Yapımı

Devrenin kendisi o kadar karmaşık değil ve benim için yarasadan işe yaradı, ancak kurulumdan önce test etmek her zaman iyidir ve bu devrede çok fazla lehimleme vardır, bu yüzden orada bir risk var. Ayrıca, gelecekteki güncellemeler için devrenin bir versiyonunu test etmek akıllıcadır, çünkü kimsenin tavana montajı günler süren bir şeyi kısa devre yapmak istemediğinden eminim.

Test sürümü için bir veya iki PCA9685 kartı, NRF24L01 ve Arduino'ya bağlı güç kaynaklarını kastediyorum. Hepsi breadboard'larda olabilir. Aynısı IR uzak devresi için de geçerlidir, sadece devre tahtasına bir şeyler ekleyin, çalışıp çalışmadığına bakın. Ayrıca, test için birkaç 3W LED'i lehimlemenizi öneririm.

Adım 7: Arduino Kodu

Kütüphaneler ve diğer faydalı bağlantılar için “Faydalı bilgiler” bölümüne bakın. Kod açıklaması için koddaki yorumlara bakın.

Bu kodu oluşturmak için birçok kaynak kullandım, bazıları “Faydalı bilgiler” bölümünde listelendi, ancak bu projeyi bir yıldan daha uzun bir süre önce bitirdiğimden, instructable yazmaya karar verdiğimde hepsini bulamadım. kaynaklar ve kaydettiğim bazı bağlantılar ne yazık ki artık işe yaramadı. Bu nedenle, kodla ilgili herhangi bir yardıma ihtiyacı olan varsa, yorumlarda bana bildirin, elimden gelenin en iyisini yapacağım.

Kodda, LED'in yanıp sönmesi için oldukça karmaşık bir işlev bulacaksınız. Daha hoş görünmesi için nefes alma led'i için bir öğretici kullandım: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/İnsan gözleri ışığı doğrusal bir şekilde algılamaz, yani LED parlaklığında lineer artış kullanırsanız çok doğal görünmüyor.

Adım 8: Kablolama ve LED Şeritler

Şimdi son kablolama zamanı! Her şey test edildiyse ve çalışıyorsa, çok zor olmamalı, sadece aynı parçaların çok sayıda lehimlenmesi gerekir. Devreyi sabitlemek için bakım kapağı boyutunda kontrplak kullandım, böylece ihtiyaç olursa tüm devreyi tavandan kolayca kaldırabilirim. Elyafları, kabaca 3W LED'ler boyutunda küçük plastik tesisat tüplerine koydum, ardından kontrplakta aynı boyutta delikler açtım ve bu tüpleri kontrplağa yerleştirdim. Bunu yaparak, gerektiğinde LED'lerden fiberleri kolayca çıkarabilirim, ekteki resimlere bakın.

LED şeritlere gelince, soğutmak için alüminyum profillere yapıştırmanızı öneririm çünkü bu şeritler oldukça ısınır.

9. Adım: Sorun Giderme ve İnce Ayar

Devreyi test ettiniz, ancak şimdi kurulduğuna göre çalışmıyor.. veya bir şey olması gerektiği gibi çalışmıyor. Muhtemelen lehimlemenizdir, çünkü test devresinde çalıştıysa, birkaç istisna dışında şimdi çalışmaması için hiçbir neden yoktur. Umarım sizin için durum böyle değildir, ancak sadece örnek olarak yaşadığım belirli bir sorunu paylaşacağım.

LED şeritlerini en düşük değere kıstığımda, şeritler çalışmayı bırakıyor veya titremeye başlıyordu. Çok uzun araştırma ve sorun gidermeden sonra, sorunun IRL540'ı yavaş değiştirme olduğunu ve çözümlerin basit olduğunu öğrendim PCA kartlarının PWM frekansını 50hz'ye düşürün. Çoğunlukla sorunu çözdü, şimdi sadece alt değerlerde titreme veya sorun görüyorum, ancak bu kadar düşük değerler kullanmadığım için önemli değil. Bu sorun tavanı çekmeye karar verdiğimde aklıma geldi, çünkü kameralarda titreyen o kadar düşük bir frekansta görebiliyorsunuz ki, bu tıpkı televizyon çekmek gibi. Bu sorunu çözmek için sadece çekimi yapmak için IRL540 yerine 2N2222 transistörlü küçük bir breadboard devresi yaptım. Bu transistörlerle sorun çözüldü ve nispeten düşük PWM değerlerinde çekim yaptığım için 2N2222'ler gücü kaldırabiliyordu. Aynı sorunu yaşayan biri varsa Totem – Pole devresini uyarlamaktan çekinmeyin, bu soruna yardımcı olacaktır.

Artık her şeyin yerli yerinde olduğunu ve çalıştığını umduğumuza göre, yıldız parlaklığına, müziğe tepkime, yıldız solma modlarına ince ayar yapabiliriz.

Adım 10: Faydalı Bilgiler ve Bağlantılar

Kodu yazmak ve devreyi oluşturmak için çok kaynak kullandım, çoğu burada listelenmiş, ancak bir süre önce bu projeyi bitirdiğim için paylaşmaya karar verdiğimde tüm kaynakları bulamadım. ve kaydettiğim bazı bağlantılar ne yazık ki artık çalışmadı. Bu nedenle, herhangi birinin kodla veya genel olarak projenin kendisiyle ilgili herhangi bir yardıma ihtiyacı olursa, yorumlarda bana bildirin, elimden gelenin en iyisini yapacağım.

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 uzaktan kumanda

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

11. Adım: Yükseltmeler

PCA9685, RPi aracılığıyla kolayca kontrol edilebildiğinden, tavanı kontrol etmek için bir uygulama oluşturmak, belki Raspberry PI'de OpenHAB kullanmak harika olurdu.

OpenHab veya alternatifi kullanılıyorsa, tavanı bir akıllı ev sistemine bağlamak mümkündür.

Arduino Yarışması 2020'de Birincilik Ödülü