Tabla de contenido:
- Paso 1: construye la caja
- Paso 2: conecte los motores
- Paso 3: coloque los ejes
- Paso 4: Asegure el servomotor
- Paso 5: conecte la electrónica, los motores y los LED
- Paso 6: el código Arduino
- Paso 7: haga y coloque las decoraciones y los LED
- Paso 8: conecte el Arduino y móntelo en la placa
Video: Diorama del ciclo del agua de Arduino: 8 pasos (con imágenes)
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42
Haremos un diorama presentando el ciclo del agua, usando Arduino y algunos motores para agregar movimiento e iluminación. Tiene una sensación de escuela, ¡porque en realidad es un proyecto escolar!
El escenario de presentación es este:
El sol sale por la mañana [Un servomotor mueve el sol].
El agua se evapora del mar [Un motor paso a paso levanta la "hoja de evaporación"]
Se forman nubes en el cielo [Un motor paso a paso baja las nubes de algodón]
Llueve [Un motor paso a paso baja la "capa de lluvia"]
Mientras tanto, las luces (LED APA106) cambian de color para indicar el amanecer, el cielo nublado, los relámpagos durante la lluvia.
Materiales:
- Arduino Uno
- Motores paso a paso de 5 V y controladores (x3)
- Servomotor (x1)
- LED APA106 (x5)
- Tubo metálico
- Tornillos y pernos
- Papeles, tul, algodón
- Pistola de silicona
¡Así que vamos!
Paso 1: construye la caja
Hemos construido una caja de madera, pero también puede utilizar una caja de cartón. Las dimensiones de la caja son 40 cm de frente, 25 cm de profundidad, 30 cm de altura.
Hemos puesto una práctica tapa con bisagras, para que al levantarla sea más fácil trabajar. Además, realmente no necesitamos la pared trasera, por lo que puede omitir eso y simplemente usar un poco de papel azul para el cielo, como se muestra en la foto.
Paso 2: conecte los motores
Colocaremos los motores paso a paso cerca de la parte superior de la caja, para que giren y envuelvan hacia arriba o hacia abajo nuestro tul de lluvia, tul de evaporación y nubes.
Primero necesitamos perforar agujeros.
Use un papel para crear una máscara del motor, como se muestra en la foto. Esto le permitirá marcar los agujeros correctamente [foto]. Taladre y luego fije el motor con tornillos y pernos.
Paso 3: coloque los ejes
Para los ejes, usamos tubería de cobre. Mida la distancia teniendo en cuenta la profundidad del motor, reste un cm más y corte 3 piezas.
Utilice el eje del motor como molde y utilice unos alicates para presionar un extremo del tubo a su alrededor.
Luego use un tornillo como molde y haga lo mismo en el otro extremo del tubo.
Taladre un agujero en la otra pared, opuesta al eje del motor (mida distancias). Asegure el eje entre el eje del motor y el tornillo a través del orificio. Use uno o dos pernos para asegurar el tornillo y un anillo de metal para permitir una rotación más suave del eje, como se muestra en la foto.
Paso 4: Asegure el servomotor
Use un poco de blue-tac debajo y una tira de metal con tornillos arriba para sujetar el servomotor al piso. Esto se utilizará para levantar el sol, como se muestra en la foto.
Asegúrese de colocarlo en la dirección correcta. (Si lo hace mal, no es un gran problema, puede editarlo en el código arduino).
Use una pajita y pegamento para montar el sol en el eje del motor.
Paso 5: conecte la electrónica, los motores y los LED
El Arduino Uno tiene 14 pines digitales. Necesitamos 4 pines para cada controlador de motor paso a paso, más un pin para el servomotor, más un pin para los LED.
Puede ver la conexión básica en el esquema. 4 pines digitales están conectados al controlador. Necesitará una fuente de alimentación separada para el controlador (y el motor), ya que los motores consumen bastante energía y tendrá problemas si los alimenta desde Arduino. Puede usar un cargador y cable USB, cortarlo, usar + 5V y GND para alimentar el motor. También deberá conectar el GND de la placa Arduino al GND de la fuente de alimentación externa, como se muestra en el esquema.
Pin 0, 1, 2, 3: Motor 2
Pin 4, 5, 6, 7: Motor 1
Pin 8, * 10, 11, 12: Motor 0. Tenga en cuenta que guardamos el PIN 9 para el servomotor: en algunas placas Arduino, solo los pines 9 y 10 pueden conducir un Servo.
La conexión del servomotor es bastante estándar. Utilice el pin digital 9 para el control. Use la fuente de alimentación externa, la misma que para los motores paso a paso, para alimentar el servo (es decir, no como el esquema, donde la energía se toma de la placa Arduino).
El diseño del LED APA106 nos permite controlar individualmente varios LED con un solo pin. Usaremos Digital Pin 13 (que también está conectado al LED incorporado en la placa Arduino). La conexión básica se puede ver en el esquema. APA106 tiene cuatro pines. Los dos pines del medio son para + 5V y GND. Luego, conectamos el DATA IN del primer LED al Pin 13, su DATA OUT al segundo LED DATA IN, etc. Cada LED sucesivo toma su señal DATA IN del DATA OUT del anterior. La salida de datos de los últimos LED se puede dejar desconectada.
Es posible que desee asegurar los LED en la carcasa después de hacer la decoración, para que pueda inspeccionar mejor la iluminación. Alternativamente, puede asegurarlos sin usar pegamento caliente e instalar las decoraciones después.
Paso 6: el código Arduino
Aquí hay una descripción de lo que hace el código.
Amanecer: El servomotor va de 10 a 50 grados, velocidad de 2 grados / seg, mientras que la iluminación cambia de rojo (amanecer) a blanco (mediodía).
Vaporización: Un motor paso a paso enrolla el eje donde se fija el tul "vapores", elevándolo. Es posible que deba ajustar el número de vueltas, según sus dimensiones.
Nubes: un motor paso a paso desenrolla el eje para revelar las nubes. Los colores de la escena cambian a una configuración "lluviosa".
Lluvia: Un motor paso a paso desenrolla el eje del tul "lluvia". Tenemos destellos aleatorios, donde el color cambia a blanco por un tiempo y luego vuelve a "lluvioso".
Reinicio del sistema: las luces están apagadas y luego los motores hacen retroceder los ejes, de modo que el sistema está listo para hacer otra iteración cuando se vuelve a enchufar.
Tenga en cuenta que hemos optado por realizar una sola ejecución y luego un reinicio, de modo que minimizamos la posibilidad de que alguien detenga el sistema en mitad de la acción. En ese caso, tendríamos los tules medio enrollados en los ejes, por lo que el sistema no funcionaría correctamente.
Juega un poco con el código antes de agregar las decoraciones. Realizará ajustes de precisión más tarde.
Paso 7: haga y coloque las decoraciones y los LED
Hemos optado por una representación 2.5D de un paisaje. Consta de 4 capas de paisaje, una detrás de la otra. También hay un cielo en la espalda. Entre el cielo y la capa trasera, la de las montañas, es donde se encuentra el sol, unido al servomotor.
Los tules de lluvia y de evaporación están doblados y escondidos entre las otras capas, cuando están abajo. Están unidos a los ejes de arriba por hilo.
Las nubes son pequeñas bolas de algodón (las que se utilizan para desmaquillarse son útiles), que se unen de forma independiente al eje de la nube mediante un hilo. Envuelve el hilo en el eje, y al desenvolverlo, las nubes descienden.
Los LED se conectan en cadena y se pegan entre las capas, primero LED en la parte posterior, para luego conectarlo a la placa Arduino.
Para la lluvia, cortamos pequeños trozos de papel en forma de gota de agua y los pegamos a un tul. En la imagen se puede ver que pegamos algo de peso, p. Ej. nueces pequeñas, detrás de las gotas de agua (y anillos de metal detrás de los "vapores"), de modo que el tul es derribado por la gravedad en lugar de flotar en el medio. La parte superior e inferior del tul se envuelve alrededor de un lápiz de palillos, también para el peso. Este último "toque" le da una nota "infantil" al diorama (se pretendía que pareciera un proyecto infantil). Puede usar algo más, más invisible, para agregar peso al tul, si lo desea.
Paso 8: conecte el Arduino y móntelo en la placa
Debe conectar los controladores del motor, el servomotor y los LED en el Arduino. Los pines están anotados en el código.
Puede montar el Arduino y las placas del controlador del motor en la carcasa, con pegamento caliente, y ocultarlas detrás de las montañas de papel. Use una pequeña placa de pruebas para alimentar los motores, desde una fuente externa. Los cables de alimentación, para el arduino y los motores, saldrán por la parte trasera.
Haga algunos ajustes en el código y estará listo para comenzar.
¡Divertirse!
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