Planetario activado por sonido: 8 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57

Este instructable fue creado en cumplimiento del requisito del proyecto de Makecourse en la Universidad del Sur de Florida (www.makecourse.com).

Este es mi planetario activado por sonido. La función básica del planetario es activar con la presencia de un sonido fuerte, como un aplauso, y recrear la órbita de la luna y la Tierra alrededor del sol. Este es un proyecto divertido y simple que se puede recrear fácilmente y será una bonita pieza decorativa e interactiva para exhibir.

En este Instructable, explicaré cómo recrear este planetario discutiendo el sistema de engranajes, la configuración general y el sistema de control.

Paso 1: Paso 1: Piezas y herramientas

Partes

• 1 caja para electrónica de servicio pesado serie DC-47P DC - $ 9.58
• Cabeza de muñeca de madera de ArtMinds®, 2.5 "- $ 2.49
• Cabeza de muñeca de madera de ArtMinds®, 2.25 "- $ 1.89
• Varilla redonda de aluminio 6061 de 3/8 "de diámetro 24" de longitud T6511 extruido de 0,375 pulgadas de diámetro - $ 7.20

Electrónica

• Motor paso a paso DC 5V 28BYJ-48 con placa de módulo de prueba de controlador ULN2003 de 4 fases - $ 1.79
• Módulo de sensor de sonido - $ 1,50
• Placa de desarrollo UNO R3 MEGA328P ATMEGA16U2 para Arduino + cable USB - $ 7.58
• Mini tablero - $ 5.69
• Cable hembra-hembra de 4 pines - $ 3.84
• Paquete de 75 piezas de alambre de puente para tablero de pruebas - $ 4,99

Herramientas y suministros

• impresora 3d
• Cinta métrica
• Rodamiento de bolas de 3/8"
• Epoxi de 5 minutos
• Palillo de dientes o agitador desechable
• Bandeja desechable
• Martillo
• Taladro
• Sierra de corona de 4"
• Sierra de banda
• Lima de mano plana y curva
• Pinceles y pinturas acrílicas: azul oscuro, verde oscuro, blanco, amarillo

Software

Necesitará Arduino IDE o versiones independientes de AVR-GCC y AVRDude

Paso 2: Paso 2: Creación del sistema de engranajes

Aquí es donde entra en juego la impresora 3D. Deberá descargar los archivos STL adjuntos para imprimir en 3D los engranajes y una base que mantendrá los engranajes y las varillas en su lugar. El diseño del planetario consta de 4 engranajes: el engranaje del motor (engranaje impulsor), el engranaje terrestre (engranaje impulsado), un engranaje central pequeño y el engranaje lunar. El engranaje del motor se conectará al motor paso a paso y accionará el engranaje de tierra. El engranaje lunar estará encima del engranaje de la Tierra y tendrá una varilla en su centro que atravesará el engranaje de la Tierra. Esto hará que el engranaje lunar gire a medida que gira el engranaje terrestre. El engranaje central se usa para mantener el engranaje lunar en su lugar y rodeará el centro del engranaje terrestre. La vara de la Luna pasará por el engranaje lunar que permitirá que la luna viaje alrededor de la Tierra mientras tanto la Tierra como la Luna viajan alrededor del Sol. Para ahorrar tiempo de impresión, utilicé un relleno del 5% en la base. Este bajo relleno también hizo que la base fuera muy liviana, lo cual fue beneficioso.

Paso 3: Paso 3: Trabajo de preparación

Preparación de varillas

Una vez que todo esté impreso, tendremos que hacer un trabajo de preparación para que nuestros planetas, varillas y gabinete estén listos para la instalación. Primero, necesitaremos usar la sierra de cinta para cortar la varilla en tres partes. Uno debe medir 5 ", uno mide 3" y el último mide 1.5 ".

Planet Prep

Usaremos cabezas de muñecas y cojinetes de bolas para crear nuestra Tierra, Sol y Luna. La cabeza de 1.5 "se utilizará para el Sol, la cabeza de 1.25" para la Tierra y el cojinete de bolas para la Luna. Primero, debes perforar agujeros en la parte inferior plana de las cabezas de las muñecas con la broca de 3/8 ". Esto te permitirá unir los planetas a las varillas. Ahora viene la parte divertida, ¡pintar! Dependiendo de la pintura que uses, Es posible que deba aplicar varias capas para obtener un color vibrante, especialmente al pintar el Sol y la Luna. Recuerde, es mejor aplicar varias capas finas que aplicar una capa muy gruesa. Una capa gruesa probablemente causará goteos y toma mucho tiempo para secar. Asegúrate de dejar que cada capa delgada se seque completamente antes de continuar. La Tierra fue pintada a mano alzada. Una vez que la Luna esté completamente seca, usa el epoxi para unirlo a la varilla.

Preparación del recinto

Necesitamos cortar un agujero en la tapa del recinto para permitir que las varillas se muevan libremente. Para esto, necesitará usar la sierra de corona de 4 adjunta al taladro. Recuerde que el orificio debe desplazarse desde el centro para proporcionar espacio para el motor paso a paso y el engranaje del motor. Use su base como referencia para determinar dónde corte el orificio y asegúrese de que esté centrado con los bordes del gabinete.

Ahora que sus planetas, varillas y recinto están preparados, ¡está listo para comenzar a ensamblar!

Paso 4: Paso 4: Montaje principal

Comience colocando su motor paso a paso en la ranura asignada en la base. Asegúrese de meter los cables de modo que pasen por la base y salgan por la parte inferior. A continuación, coloque el engranaje de la Tierra en el tubo extruido en la base. Desea colocar el engranaje terrestre de modo que flote justo por encima de la base y no se frote al girar. Ahora coloque el engranaje del motor en el motor paso a paso de modo que el centro del engranaje pase por el eje del motor. El engranaje del motor y el engranaje de tierra deben encajar bien. A continuación, agregue el engranaje central al tubo extruido. El engranaje central tendrá un ajuste muy ajustado en el tubo extruido y deberá martillarse en su lugar.

Tenga en cuenta que es muy difícil quitar el engranaje central una vez que está clavado en su lugar, así que asegúrese de haber colocado adecuadamente todo debajo de él antes de continuar. También desea dejar un poco de espacio entre el engranaje de Tierra y el engranaje central para que no interfieran entre sí.

Ahora está listo para agregar sus varillas. La varilla del Sol entrará en el tubo extruido en la base y la varilla de la Tierra pasará por el orificio del engranaje de la Tierra. Nuevamente, asegúrese de que no haya fricción entre las partes paralelas. Luego, el engranaje lunar se coloca alrededor de la varilla de la Tierra, encima del engranaje de la Tierra. La varilla de la Luna entrará en el orificio secundario del engranaje de la Luna. Complete sus varillas con sus respectivos planetas y estará listo para pasar al esquema del circuito.

Paso 5: Paso 5: Esquema del circuito

Las partes principales del esquema son el microcontrolador, la fuente de alimentación, el motor paso a paso y la placa del controlador, y el sensor de sonido.

Fuente de alimentación

La energía es suministrada por una batería de 9V que se conecta al microcontrolador.

Motor paso a paso y tablero de transmisión

El motor paso a paso está conectado a los pines 8, 9, 10 y 11 del microcontrolador. Estos pines se utilizan para activar las bobinas 1-4 del motor paso a paso. Se definen como salidas en el croquis.

Sensor de sonido

El sensor de sonido está conectado al pin 4 del microcontrolador. Se define como una entrada en el croquis.

Paso 6: Paso 6: el boceto de Arduino

Como se mencionó anteriormente, los pines 8-11 están conectados a la placa de transmisión (blindaje) y activarán las bobinas 1-4 del motor paso a paso. El sensor de sonido está conectado al pin 4. He definido un tiempo de retardo de 8 ms para producir una velocidad de giro confiable por parte del motor paso a paso. En la configuración, he definido los pines del motor como salidas y el pin del sensor de sonido como entrada. El sensor de sonido se lee en el bucle principal mediante una variable de estado denominada statusSensor. Cuando se detecta un ruido, el sensor de estado se configurará en 1. Esto comenzará a hacer girar el motor hacia adelante durante 300 pasos. Se usa un bucle while para contar los pasos. Si se detecta un nuevo sonido, la cuenta se reiniciará haciendo que el motor gire por un período de tiempo más largo. Si no se detecta sonido, el motor dejará de girar después de 300 pasos. Consulte el video adjunto para obtener más información.

Nota: Puede establecer cualquier número de pasos para que gire el motor. Descubrí que 300 pasos producen aproximadamente 30 segundos de movimiento. Siéntase libre de cambiar el recuento de pasos si desea que el planetario funcione durante un período de tiempo más largo o más corto.

Paso 7: Paso 7: Montaje del gabinete

Todo lo que queda ahora es colocar todos los componentes en el gabinete. Descubrí que esto se lograba de manera más fácil y efectiva usando tiras de velcro. Primero, alinee la parte inferior del gabinete con el gancho (lado rugoso). A continuación, alinee la parte inferior de la placa de pruebas, el microcontrolador, el sensor de sonido, el motor, el protector del motor y la batería con el bucle (lado blando). Agregue un bucle en la parte superior de la placa de pruebas para mantener el motor en su lugar. Ahora puede colocar de forma segura cada componente restante en el gabinete. Para unir la base, primero corte dos piezas del lazo que sean un poco más largas y anchas que los lados largos de la base. Coloque cada tira en el lado largo de la caja colocada de manera que permita que el engranaje del motor paso a paso esté completamente encerrado y que el engranaje de tierra encaje perfectamente dentro del orificio que se cortó en la tapa de la caja. Los míos se colocaron aproximadamente a 1 de la parte superior del gabinete. Luego, coloque dos ganchos a juego en los lados largos de la base. Ahora puede colocar su base en el gabinete. Elegí elevar la base de esta manera para dejar espacio para el circuitos debajo.

¡Su planetario ahora está completamente ensamblado y listo para usar! Asegúrese de que su batería esté conectada al microcontrolador, aplique los tornillos a la caja y deje un ruido fuerte. Debería ver que su planetario comienza a moverse.

Nota: para una mejor detección de sonido, enganche su sensor de sonido a una de las paredes del gabinete cerca del corte en la tapa.

Paso 8: Comentarios finales

Aunque este fue un proyecto simple, el conocimiento que he adquirido es invaluable. Aprendí todo sobre modelado 3D, codificación de microcontroladores, edición de video, planificación de proyectos y mucho más. También he ganado mucho más respeto por los diseñadores de productos porque hay mucho pensamiento y esfuerzo en diseñar algo y dar vida a esos diseños. Mucha prueba y error y mucha resolución de problemas. Fue divertido involucrarme en el proceso.

¡Espero que hayas disfrutado de este instructivo!