Music Reactive Fiber Optic Fiber Install: 11 Βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Θέλετε ένα κομμάτι του γαλαξία στο σπίτι σας; Μάθετε πώς φτιάχνεται παρακάτω!

Για χρόνια ήταν το ονειρικό μου έργο και τελικά τελείωσε. Χρειάστηκε αρκετός χρόνος για να ολοκληρωθεί, αλλά το τελικό αποτέλεσμα ήταν τόσο ικανοποιητικό που είμαι σίγουρος ότι άξιζε τον κόπο.

Λίγα λόγια για το έργο. Πήρα πλήρη DIY με αυτό, το οποίο μου επέτρεψε να έχω πλήρη δημιουργική ελευθερία. Το αποτέλεσμα - αστερισμοί του βόρειου ουρανού σε κλίμακα, ατομικός έλεγχος σμήνων αστεριών με τηλεχειριστήριο IR (φωτεινότητα και χρώμα), αντιδραστικότητα στη μουσική, πλήρως ελεγχόμενος φωτισμός κολπίσκου και το πιο σημαντικό - δυνατότητα αναβάθμισης σχεδόν οτιδήποτε σε αυτό το έργο. Για να τα καταφέρω όλα επέλεξα το Arduino ως πλατφόρμα για το έργο, καθώς έχω κάποιες γνώσεις προγραμματισμού. Για τη μουσική αντιδραστικότητα το τσιπ MSQ7EQ έκανε το κόλπο, υπάρχουν πολλοί πόροι στο διαδίκτυο για αυτό. Για επικοινωνία, το NRF24L01 χρησιμοποιείται πολύ και είχα μερικά ανταλλακτικά, οπότε τα χρησιμοποίησα. Για τον έλεγχο ενός μεγάλου αριθμού LED, ο σερβο ελεγκτής PCA9685 λειτουργεί τέλεια. Αν προτιμάτε μια φθηνότερη και ευκολότερη έκδοση αυτού του έργου, μπορείτε να αναζητήσετε αστέρια οροφής στο amazon, αλλά αν αποφασίσετε να κάνετε πλήρη DIY με αυτό το έργο, όπως εγώ, τότε απαιτούνται αυτές οι δεξιότητες: · Λίγες γνώσεις στον προγραμματισμό Arduino. · Ικανότητες σχεδιασμού κυκλώματος και συγκόλλησης. · Πώς να εργαστείτε με το AC.

Πολλοί από εσάς ζητήσατε την τιμή του έργου, Μου είναι δύσκολο να δώσω έναν αριθμό, επειδή είχα πολλά υλικά για αυτό και εξαρτάται πολύ από το πόσο αποφασίζετε να το κάνετε μόνοι σας, μέγεθος του έργου, κλπ, αλλά υποθέτω ότι ανάλογα με αυτούς τους παράγοντες θα μπορούσε να είναι τόσο χαμηλά όσο μερικές εκατοντάδες ή τόσο υψηλά όσο $ 1000. Ενώ δούλευα κάθε άλλο Σαββατοκύριακο, μου πήρε ένα rougover ένα χρόνο για να ολοκληρώσω αυτό το έργο.

Βήμα 1: Προγραμματισμός

Πρώτον, πρέπει να ληφθεί απόφαση εάν κάποιος θέλει να φτιάξει ο ίδιος το ηλεκτρονικό μέρος ή να αγοράσει ένα κιτ. Απαιτούνται ορισμένες γνώσεις στο Arduino και τα βασικά ηλεκτρονικά για την κατασκευή των κυκλωμάτων, ενώ υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να πάει κάτι στραβά. Μπορείτε να βρείτε πολλές επιλογές κιτ στο amazon αναζητώντας το "Fiber Optic Star Ceiling Kit" ή οπουδήποτε αλλού, υπάρχουν πολλές επιλογές. Αλλά αν κάποιος θέλει πλήρη δημιουργική ελευθερία και έλεγχο του έργου, τότε το πλήρες DIY είναι ένας τρόπος να πάτε.

Τώρα που λαμβάνεται η απόφαση για τα ηλεκτρονικά, θα πρέπει να σκεφτείτε τη δομή της οροφής, το μέγεθος του χάρτη των αστέρων και τον αριθμό των αστεριών. Πήγα με τυπική κρεμαστή οροφή γύψου για λόγους που αναφέρθηκαν προηγουμένως. Δεδομένου ότι στην περίπτωσή μου ήταν δύσκολο να εγκαταστήσω οπτικές ίνες (χαμηλό ταβάνι) αποφάσισα να πάω με σχετικά χαμηλό αριθμό αστεριών 00 1200, αλλά το τελικό αποτέλεσμα είναι ακόμα εκπληκτικό, χωρίς τύψεις εδώ.

Τώρα σχετικά με την επιλογή μοτίβου αστεριού. Ζω στο βόρειο ημισφαίριο, οπότε επέλεξα μέρος του ουρανού που είναι πραγματικά ορατό εδώ. Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για να πάρετε την εικόνα των αστερισμών, χρησιμοποίησα το Celestia όπως στο διάσημο "Star-Map" με οδηγίες. Φυσικά το μοτίβο δεν πρέπει να είναι ρεαλιστικό και σε κλίμακα, μη διστάσετε να έχετε πλήρη δημιουργική ελευθερία εδώ, μπορείτε να βρείτε πολλές εκπληκτικές ιδέες στο διαδίκτυο για μοτίβα.

Τα αστέρια που επισημαίνονται με διαφορετικούς χρωματικούς κύκλους προορίζονται για τη διαφοροποίηση των σμηνών αστεριών με κάπως παρόμοια φωτεινότητα. Δεν έκανα μεγάλη προσπάθεια σε αυτό το κομμάτι, οπότε δεν είναι εξαιρετικά ακριβές..

Βήμα 2: Υλικά

Τώρα που όλα έχουν προγραμματιστεί, μπορούν να παραγγελθούν υλικά.

Σε αυτό το μέρος δεν θα απαριθμήσω τα υλικά που χρειάζονται για το ίδιο το ανώτατο όριο, καθώς εξαρτάται από το σύστημα που χρησιμοποιείται και άλλους παράγοντες. Χρησιμοποίησα σύστημα οροφής από την Knauf. Το ίδιο ισχύει και για τα εργαλεία, επειδή τα περισσότερα από τα εργαλεία που θα χρειαστείτε για να εγκαταστήσετε την οροφή. Για την εγκατάσταση αστεριών και ηλεκτρονικών ειδών, δεν χρειάζονται τόσο πολλά, δείτε την παρακάτω λίστα. Πολλά από τα ανταλλακτικά που αγόρασα σε τοπικά καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών και τα υπόλοιπα στο AliExpress, καθώς είναι πολύ φθηνότερα εκεί και η ποιότητα είναι καλή στις περισσότερες περιπτώσεις.

Ανταλλακτικά για αστέρια και ηλεκτρονικά:

· Το τροφοδοτικό για τις λωρίδες LED εξαρτάται από το μήκος, υπάρχουν ορισμένοι πραγματικά καλοί πόροι στο διαδίκτυο ειδικά για την επιλογή τροφοδοσίας λωρίδων LED. Στην περίπτωσή μου είχα τροφοδοτικό μεταγωγής 12V / 30A / 350W για ίσως 15 μέτρα ταινίας. Οι λωρίδες ήταν 14,4W/m, οπότε είχα πολλά για εφεδρεία · Τροφοδοσία για δίοδοι LED 3W. Και πάλι, εξαρτάται από το πόσα LED χρησιμοποιούνται, αλλά στην περίπτωσή μου η τροφοδοσία ήταν 5V / 7A / 35W για 15 LED και το ίδιο το Arduino. Εάν αποφασίσετε να πάτε με τυπικά LED RGB 5mm, αυτό το τροφοδοτικό μπορεί να είναι σημαντικά λιγότερο ισχυρό και το κύκλωμα θα είναι πολύ πιο απλό, αλλά αστέρια λιγότερο φωτεινά.). Το ενιαίο LED είναι για τον έλεγχο ενός σμήνους αστεριών, οπότε η ποσότητα εξαρτάται από το πόσα αστέρια θέλετε να ελέγχετε ξεχωριστά. · Λωρίδες LED 12V RGB. · Οπτικές ίνες. Η γραμμή αλιείας δεν λειτουργεί. Το πόσο χρειάζεστε εξαρτάται από τον αριθμό των αστεριών / το μέγεθος της οροφής / όπου βρίσκεται το κύκλωμα. Χρησιμοποίησα λίγες διαφορετικές ίνες πάχους για μεγαλύτερο αποτέλεσμα. · Πίνακες PCA9685. Με μονό πίνακα μπορούν να ελεγχθούν 5 δίοδοι LED RGB. · 2x Arduino Uno/Mega. · 2x NRF24L01. · Καλώδιο USB για την τροφοδοσία του Arduino. 1 τεμάχιο είναι για μονόχρωμο μονής λωρίδας LED. Λάβετε υπόψη ότι το όριο μήκους της λωρίδας είναι ~ 5 μέτρα, εάν χρειάζεστε περισσότερα, θα χρειαστείτε ξεχωριστές λωρίδες. Υπάρχουν επίσης εναλλακτικές λύσεις για τη σύνδεση μακριών λωρίδων, ρωτήστε ή google εάν χρειάζεται. · 2N2222 τρανζίστορ (ή άλλα NPN). Χρειάζεται ξεχωριστό τρανζίστορ κάθε χρώμα LED 3W. Στην περίπτωσή μου 15x3. · Αντιστάσεις: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 για R G B κάθε LED 3W αντίστοιχα. 5-10k για έλξη προς τα κάτω, μπορεί να είναι 0.25W. · 10 uF πυκνωτές για αποσύνδεση NRF24L01. · Κάποιο είδος αλουμινένιας πλάκας για στερέωση και ψύξη LED 3W. · PCB για τα κυκλώματα. · Breadboard για δοκιμές., κολλητική ταινία και άλλα πράγματα που θα βρείτε στο τυπικό εργαστήριό σας · · Πολλά σύρματα σε διαφορετικά πάχη. Για το σήμα PWM μπορούν να χρησιμοποιηθούν απλά καλώδια ψωμιού, όχι πολύ αμπέρ μέσα σε αυτά τα καλώδια, αλλά για τις λωρίδες LED το πάχος πρέπει να υπολογίζεται ανάλογα με την απόσταση από τη λωρίδα LED στο κύκλωμα, το ίδιο για τα LED 3W.

Μέρη για το τηλεχειριστήριο και τον αναλυτή φάσματος:

· 1x MSGEQ7 · · Αντιστάσεις: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω. · Πυκνωτές: 1x 33 pF / 1x 0.01 μF / 1x 0.1 μF. · Θερμική πάστα για CPU. · Τηλεχειριστήριο IR και δίοδος δέκτη. · A πολλά καλώδια σανίδων ή οποιαδήποτε λεπτά σύρματα έχετε. · Μικρό PCB. Χρησιμοποίησα το PROTO SHIELD. · Μικρή θήκη για το Arduino UNO και το κύκλωμα. Χρησιμοποίησα ένα μικρό κουτί κοπής με λέιζερ. · Υπάρχουν άλλα μέρη που μοιράζονται με το κύριο κύκλωμα. Η ποσότητα περιλαμβάνεται στη λίστα κυρίων κυκλωμάτων.

Εργαλεία για εγκατάσταση αστεριού και δημιουργία κυκλώματος:

· Διαφανής κόλλα που δεν διαλύει οπτικές ίνες. Χρησιμοποίησα βασική κόλλα χαρτιού. · Εξοπλισμός συγκόλλησης. · Πολύμετρο είναι χρήσιμο να έχει για αυτό το έργο. Πρέπει να έχει το ίδιο πάχος με τις οπτικές ίνες.

Βήμα 3: Εγκατάσταση της οροφής

Δεν θα μπω σε λεπτομέρειες σε αυτό το βήμα, υπάρχει ένας τόνος υλικού για το πώς να εγκαταστήσετε την κρεμαστή οροφή και δεν είμαι ειδικός σε αυτό το θέμα. Η προσέγγιση που επέλεξα είναι πιο περίπλοκη από μια προσέγγιση πάνελ με αστέρια που επιλέγουν πολλοί άνθρωποι. Αλλά με αυτόν τον τρόπο, έχουμε ποιοτική κρεμαστή οροφή που στο φως της ημέρας φαίνεται εντελώς φυσιολογική, χωρίς πάνελ, τίποτα.

Για τα ηλεκτρονικά αποφάσισα να προσθέσω καταπακτή συντήρησης σε όχι τόσο ορατό μέρος της οροφής γύψου.

Η εφαρμογή πληρωτικού και αστάρωμα γίνεται σε αυτό το βήμα, αλλά το βάψιμο γίνεται όταν εγκαθίστανται ίνες.

Βήμα 4: Εγκατάσταση οπτικών ινών

Αυτό το μέρος πήρε περισσότερο από το αναμενόμενο … Μετά από πολλούς αυτοσχεδιασμούς, καταλήξαμε ότι στην περίπτωσή μας ο καλύτερος τρόπος καλωδίωσης οπτικών ινών είναι με έναν στύλο αλιείας και ένα βρόχο ψαρέματος, δείτε τα αριστουργηματικά σκίτσα μου για μια εξήγηση. Τώρα που κοιτάζω αυτήν την ιδέα φαίνεται γελοίο, αλλά σε ποιον δεν αρέσει κάποια πρόκληση.

Λίγες σημειώσεις:

· Συνιστώ να κολλήσετε ίνες στις οπές τους, ώστε να παραμείνουν στη θέση τους σίγουρα. Η κόλλα πρέπει να είναι διαυγής και να μην αντιδρά με το υλικό της ίνας. Χρησιμοποίησα βασική κόλλα χαρτιού.

· Δεν απαιτείται διάτρηση. Τρύπες στο γύψο η οροφή μπορεί απλά να τρυπηθεί με ένα σουβλί ή οτιδήποτε παρόμοιο, απλά φροντίστε να ταιριάζει με τη διάμετρο της οπτικής ίνας.

· Για να βρω ακριβείς θέσεις συγκεκριμένων αστεριών σε ένα ταβάνι χρησιμοποίησα ταινία μέτρησης old school.. that it. Δεν ήταν 100% ακριβής, αλλά αρκετά κοντά. Το ανώτατο όριο ήταν πολύ μεγάλο για να εκτυπώσει χάρτη αστέρων σε κλίμακα.

Βήμα 5: Φινίρισμα οροφής: Ζωγραφική

Έχουμε ζωγραφίσει πάνω από οπτικές ίνες, οπότε δεν είναι ορατές όταν δεν χρησιμοποιούνται. Έγινε με αυτόν τον τρόπο μοιάζει με τυπικό κρεμαστό ταβάνι. Ζωγραφίσαμε σε δύο στρώσεις και η φωτεινότητα των ινών είναι σχεδόν η ίδια.

Βήμα 6: Δημιουργία δοκιμαστικού κυκλώματος

Το ίδιο το κύκλωμα δεν είναι τόσο περίπλοκο και λειτούργησε για μένα αμέσως, αλλά είναι πάντα καλό να το δοκιμάζω πριν από την εγκατάσταση και υπάρχει πολύ κόλλημα σε αυτό, οπότε υπάρχει κίνδυνος εκεί. Επίσης, είναι έξυπνο να δοκιμάσετε μια έκδοση του κυκλώματος για μελλοντικές ενημερώσεις, καθώς είμαι σίγουρος ότι κανείς δεν θέλει να βραχυκυκλώσει κάτι που χρειάστηκε μέρες για να εγκατασταθεί στο ταβάνι.

Για δοκιμαστική έκδοση εννοώ έναν ή δύο πίνακες PCA9685, NRF24L01 και τροφοδοτικά συνδεδεμένα στο Arduino. Όλα μπορούν να είναι σε σανίδες. Το ίδιο ισχύει και για το απομακρυσμένο κύκλωμα IR, απλά προσθέστε πράγματα στο breadboard, δείτε αν λειτουργεί. Επίσης, θα πρότεινα να κολλήσετε μερικά LED 3W για δοκιμή.

Βήμα 7: Κωδικός Arduino

Για βιβλιοθήκες και άλλους χρήσιμους συνδέσμους, ανατρέξτε στην ενότητα "Χρήσιμες πληροφορίες". Για εξήγηση κώδικα, δείτε τα σχόλια στον κώδικα.

Για τη δημιουργία αυτού του κώδικα χρησιμοποίησα πολλούς πόρους, μερικοί από αυτούς παρατίθενται στην ενότητα "Χρήσιμες πληροφορίες", αλλά από τότε που τελείωσα αυτό το έργο πριν από περισσότερο από ένα χρόνο, όταν αποφάσισα να γράψω διδακτικό, δεν μπορούσα να βρω όλους οι πόροι και μερικοί από τους συνδέσμους που έχω αποθηκεύσει, δυστυχώς δεν λειτούργησαν πια. Έτσι, εάν κάποιος χρειάζεται βοήθεια με τον κωδικό, ενημερώστε με στα σχόλια, θα κάνω ό, τι καλύτερο μπορώ.

Στον κώδικα θα βρείτε μια μάλλον περίπλοκη λειτουργία για το LED που αναβοσβήνει. Για να φαίνεται πιο ευχάριστο, χρησιμοποίησα ένα σεμινάριο για την αναπνοή led: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/ Τα ανθρώπινα μάτια δεν αντιλαμβάνονται το φως με γραμμικό τρόπο, οπότε αν χρησιμοποιείτε γραμμική αύξηση φωτεινότητας LED δεν φαίνεται πολύ φυσικό.

Βήμα 8: Καλωδίωση και λωρίδες LED

Τώρα ήρθε η ώρα για την τελική καλωδίωση! Εάν τα πάντα είναι δοκιμασμένα και λειτουργούν, δεν πρέπει να είναι πολύ σκληρά, μόνο πολλή συγκόλληση πανομοιότυπων ανταλλακτικών. Για τη στερέωση του κυκλώματος χρησιμοποίησα κόντρα πλακέ στο μέγεθος της καταπακτής συντήρησης, οπότε αν υπάρχει ανάγκη, μπορώ εύκολα να αφαιρέσω ολόκληρο το κύκλωμα από την οροφή. Έβαλα τις ίνες σε μικρούς πλαστικούς σωλήνες υδραυλικών εγκαταστάσεων, περίπου σε μέγεθος LED 3W, μετά άνοιξα τρύπες ίδιου μεγέθους σε κόντρα πλακέ και έβαλα αυτούς τους σωλήνες στο κόντρα πλακέ. Με αυτόν τον τρόπο μπορώ εύκολα να αφαιρέσω τις ίνες από τα LED όταν χρειάζεται, δείτε τις συνημμένες εικόνες.

Όσον αφορά τις λωρίδες LED, προτείνω να τις κολλήσετε σε προφίλ αλουμινίου για ψύξη, επειδή αυτές οι λωρίδες θερμαίνονται αρκετά.

Βήμα 9: Αντιμετώπιση προβλημάτων και λεπτός συντονισμός

Έχετε δοκιμάσει το κύκλωμα, αλλά τώρα που είναι εγκατεστημένο, δεν λειτουργεί.. ή κάτι δεν λειτουργεί όπως θα έπρεπε. Πιθανότατα είναι η συγκόλλησή σας, καθώς εάν λειτουργούσε στο κύκλωμα δοκιμής, δεν υπάρχει λόγος να μην λειτουργεί τώρα με λίγες εξαιρέσεις. Ελπίζω να μην ισχύει για εσάς, αλλά θα μοιραστώ ένα συγκεκριμένο πρόβλημα που είχα μόνο ως παράδειγμα.

Όταν μείωναν τις λωρίδες LED στη χαμηλότερη τιμή, οι λωρίδες σταματούσαν να λειτουργούν ή άρχισαν να τρεμοπαίζουν. Μετά από πολύωρη έρευνα και αντιμετώπιση προβλημάτων, διαπίστωσα ότι το πρόβλημα ήταν η αργή εναλλαγή του IRL540 και οι λύσεις ήταν απλές, μείωσαν τη συχνότητα PWM των πλακετών PCA στα 50Hz. Λύθηκε ως επί το πλείστον το πρόβλημα, τώρα μόνο στις χαμηλότερες τιμές μπορώ να δω τρεμόπαιγμα ή προβλήματα, αλλά δεν έχει σημασία αφού δεν χρησιμοποιώ τόσο χαμηλές τιμές. Αυτό το πρόβλημα μου ήρθε ξανά όταν αποφάσισα να γυρίσω το ταβάνι αφού με τόσο χαμηλή συχνότητα μπορείς να βλέπεις να τρεμοπαίζει στις κάμερες, είναι ακριβώς σαν να γυρίζεις τηλεόραση. Για να λύσω αυτό το πρόβλημα, έκανα ένα μικρό κύκλωμα σανίδας με τρανζίστορ 2N2222 αντί για IRL540, μόνο για να κάνω το γύρισμα. Με αυτά τα τρανζίστορ, το πρόβλημα λύθηκε και αφού έβγαζα σε σχετικά χαμηλές τιμές PWM, τα 2N2222 μπορούσαν να χειριστούν την ισχύ. Εάν κάποιος έχει το ίδιο πρόβλημα, μη διστάσετε να προσαρμόσετε το κύκλωμα Totem - Pole, θα πρέπει να βοηθήσει με αυτό το πρόβλημα.

Τώρα που ελπίζουμε ότι όλα είναι στη θέση τους και λειτουργούν, μπορούμε να ρυθμίσουμε με ακρίβεια τη φωτεινότητα των αστέρων, την αντιδραστικότητα στη μουσική, τους τρόπους εξασθένισης των αστεριών οτιδήποτε άλλο.

Βήμα 10: Χρήσιμες πληροφορίες και σύνδεσμοι

Για να γράψω τον κώδικα και να δημιουργήσω το κύκλωμα χρησιμοποίησα πολλούς πόρους, οι περισσότεροι από αυτούς παρατίθενται εδώ, αλλά από τότε που τελείωσα αυτό το έργο πριν από λίγο καιρό, μέχρι να αποφασίσω να το μοιραστώ, δεν μπορούσα να βρω όλους τους πόρους και μερικοί από τους συνδέσμους που έχω αποθηκεύσει, δυστυχώς δεν λειτουργούσαν πια. Έτσι, αν κάποιος χρειάζεται βοήθεια με τον κώδικα ή το ίδιο το έργο γενικά, ενημερώστε με στα σχόλια, θα κάνω ό, τι καλύτερο μπορώ.

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…

Τηλεχειριστήριο IR

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Βήμα 11: Αναβαθμίσεις

Θα ήταν ωραίο να δημιουργήσετε μια εφαρμογή για τον έλεγχο της οροφής, ίσως χρησιμοποιώντας το OpenHAB στο Raspberry PI, αφού το PCA9685 μπορεί εύκολα να ελεγχθεί μέσω RPi.

Εάν χρησιμοποιείται το OpenHab ή μια εναλλακτική λύση, μπορείτε να συνδέσετε το ανώτατο όριο σε ένα σύστημα έξυπνου σπιτιού.

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Arduino 2020