Kita semua telah melihat video manis di tiub! Anda tahu air mancur air ajaib yang nampaknya "membekukan" titisan air di udara pertengahan, atau bahkan membuat mereka mundur!
Saya telah terpesona dengan perkara-perkara "ajaib" ini selama beberapa ketika, dan beberapa hari yang lalu saya memutuskan untuk membuat saya sendiri.
Ikuti saya melalui kebakaran dan nyala api (tidak, tidak semestinya, tetapi melalui kegagalan dan kejayaan) dan saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana untuk membuat satu dengan bajet ketat yang munasabah dan dengan beberapa bahagian scavenged!
Bekalan:
Langkah 1: Sains di Sebaliknya
Air mancur kali sebenarnya dibina dengan menarik jika anda berminat dengan fizik dan bagaimana deria anda berfungsi. Keseluruhan idea adalah untuk "membekukan" pergerakan pantas dalam masa dengan bantuan kesan stroboscopic. Ini digunakan secara meluas untuk beberapa tujuan dari pembuatan industri hingga pembaikan automotif dan sebagainya.
Kadang-kadang, sesuatu yang berlaku terlalu cepat bagi kita untuk melihat atau mengesan. Ambil contoh sebuah bilik yang benar-benar gelap, dan di bilik itu anda mempunyai seorang yang berdiri. Orang itu mungkin berlarian, melakukan pelbagai perkara, tetapi anda tidak akan melihatnya, kerana ia terlalu gelap! Sekarang bayangkan bahawa anda menyalakan bilik dengan kamera anda. Untuk masa yang sangat singkat, anda akan melihat orang lain di dalam bilik, dan kemudian ia akan menjadi kegelapan lagi …
Perkara yang kita cuba lakukan di sini, hanya menyalakan gerakan pantas, tetapi bukan hanya satu kilat, kita akan berkelip terus dengan beberapa kilasan sesaat, dan oleh itu, kita akan muncul untuk "membekukan" usul itu supaya lambat yang luar biasa kita mata dan otak boleh lihat ….
Menarik? Nah, mari bermula …
Langkah 2: Apa yang saya Perlu ??
Untuk membuat projek ini, anda memerlukan beberapa perkara yang sudah tentu. Berikut adalah senarai sedikit daripada apa yang saya gunakan (jangan ragu untuk bereksperimen)
-Required-
- 24 LED Ultra terang putih (15000mcd) (2,5v / 20ma)
- Pam air sebanyak 12 volt yang boleh ditenggelami (lombong adalah pam pentri yang digunakan dalam bot)
- Satu baldi sejenis (Saya menggunakan periuk bunga IKEA yang diperbuat daripada plastik)
- Tiub (Saya menggunakan PVC tiub jelas)
- Papan Arduino
- 2 MOSFET N-Saluran yang diberi nilai sekurang-kurangnya 2A (saya memungut beberapa dari bekalan kuasa lama)
- 2 Potentiometers (penarafan tidak terlalu penting)
- Bekalan kuasa 12volt yang boleh menghantar sekurang-kurangnya 2A (pam yang anda tahu ..)
-Baik untuk mempunyai-
- Resistor (untuk meletakkan sebelum array LED, ia tidak sepatutnya penting tetapi baik untuk apa-apa)
- Perfboard (saya menggunakan gaya "mata")
- Perisai Prototaip Arduino (bagus jika anda menginginkannya mudah)
- Silikon (untuk membuat skru dan sebagainya)
- Pita elektrik (hampir lebih baik daripada pita saluran)
- Pusing-tubing (Ini menjadikan benda kelihatan lebih baik, dan melindungi benda dari air)
- "Cukup, tetapi mudah lupa, perkara" -
- Besi pematerian
- Solder
- Lem (kedua-dua superglue dan gam panas adalah baik untuk mempunyai)
- Beer (Dan dalam kes saya, bukan alkohol. Ia membuat pematerian yang lebih baik daripada bir biasa)
- Wayar (beban kecil)
- Kesabaran (seperti yang akan kita lihat dalam langkah-langkah yang akan datang)
Soooooo. Adakah anda bersedia untuk memulakan? Kemudian letakkan topi pemikiran tin-foil anda, dan teruskan!
Langkah 3: Membina Bahan (Pelan A)
Terdapat dua "bahagian" utama dalam binaan ini. Arus LED dan dripper air. Kita akan mulakan dengan bahagian LED!
Untuk membina ini saya gunakan (seperti yang dinyatakan) LED putih yang sangat cerah. Semua mata air lain yang saya lihat di sekitar interwebz menggunakan LED UV dan pewarna neon untuk air. Ini tentunya adalah yang terbaik untuk dilakukan, dan mempunyai. Tetapi kerana saya tidak mempunyai pembekal tempatan sama ada LED UV atau pewarna, saya memutuskan untuk mencuba jika ia bekerja dengan hanya cahaya terang …
Versi pertama yang saya bina menggunakan jalur plastik nipis melintasi baldi, yang sepatutnya memegang kedua-dua array LED dan dripper air thingy (lihat gambar). Ini ternyata lengkap, baik baldi … Baik anda tahu … plastik itu terlalu lembut untuk menahan segala-galanya, dan benda itu bersandar lebih daripada menara yang sangat terkenal di Itali. Dan lebih-lebih lagi ada terlalu banyak LED untuk menjadikannya cukup cerah. Terdapat juga ralat reka bentuk kecil dengan dripper air. Ia tidak berfungsi … Nah! Pergi ke merancang B.
Langkah 4: Bahan Bangunan (Rencana B)
Baiklah. Oleh kerana Pelan A tidak berfungsi, kita perlu berpindah ke Plan B!
The LED yang saya gunakan untuk PLAN B disambungkan dalam 4 array dengan parallell dengan 6 leds dalam siri dalam setiap array (lihat skematik), ini cukup masuk akal untuk bekalan kuasa 12v yang saya gunakan (anda mungkin mungkin menggunakan beberapa jenis perintang juga, tetapi kerana LED dikawal dengan PWM (lebih lanjut mengenai ini kemudian) ia tidak benar-benar diperlukan)
Saya menggunakan 2 bit perfone dengan 2 arrays LED dipasang pada setiap. Jadi terdapat sejumlah 24 LED sangat terang. Itu sepatutnya cukup!
Oleh kerana array LED digerakkan oleh 12v, kita memerlukan beberapa jenis cara untuk mengawalnya dengan arduino (satu tidak hanya menghubungkan 24 LED ke arduino). Di sinilah unit MOSFET ajaib ini berguna.
Saya akan menerangkan apa yang MOSFET sangat mudah dan cepat (sangat mudah) … Bayangkan anda mempunyai hos Taman, dan pada satu hujung anda ada air masuk, dan di ujung lain anda memuntahkan air anda. Untuk menghentikan aliran air, anda perlu memasangkan hujung hos dengan sesuatu (yang akan menyebabkan mata hitam apabila gabus lalat dan memukul anda di mata) ATAU memasang injap! Sekarang dengan injap, anda boleh dengan mudah menutup aliran air, atau mengawal aliran itu .. Bayangkan MOSFET anda sebagai jenis injap. Tetapi bukannya air, kita akan menggunakan elektrik, dan bukannya mengawan injap, kita menggunakan arduino untuk mengawal daya elektrik.
Lebih lanjut mengenai MOSFET http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET
MOSFET mempunyai tiga (3) penyambung. Dan mereka dilabelkan:
- Pintu (pin pengawal)
- Parit (Bersambung ke beban)
- Sumber (Disambungkan ke sumber kuasa)
Untuk persediaan ini, kami akan memintas bahagian GND litar dengan MOSFET kami. Anda juga boleh menggunakan sisi positif litar, tetapi atas sebab tertentu, melangkaui sisi GND berfungsi lebih baik untuk saya.
Oleh itu, pertama kita sambungkan Gate-pin FET ke pin arduino pilihan kita (selagi ia diaktifkan PWM) Kemudian kita sambungkan Parit Drain o sisi GND pada array LED kita, dan lepas Pin sumber dihubungkan kepada GND
PENTING: Anda juga mesti menyambungkan wayar dari Pin sumber FET ke pin GND Arduino (anda akan mempunyai masalah lain jika tidak)
Lihat skema untuk sambungan array LED …
Sedia untuk bergerak? Selanjutnya kita akan melihat tindakan pam …
Langkah 5: Membina Barang (Rencana B)
Sekarang pada perkara yang ini semua. Air!
Matlamatnya adalah untuk mempunyai aliran air dari atas baldi dan ke dalamnya … Dan untuk membuat kesan "pembekuan masa ajaib" kita memerlukan air untuk disalurkan oleh array LED kita yang kita bina pada langkah sebelumnya.
Pam yang saya gunakan adalah pam tenggelam yang digunakan dalam bot (untuk perkara pentry dan bilik mandi). Ia berjalan pada 12v dan menggunakan kira-kira 2A pada kelajuan penuh.
Tetapi sejak pam ini mampu mengepam di suatu tempat sekitar 7litres / min, dan sehingga ketinggian 5 meter. Menjalankannya dengan kelajuan penuh hanya akan menghasilkan mata air taman, yang boleh menjadi keseronokan, tetapi boleh menjadi kuat untuk aplikasi ini. Kami memerlukan beberapa cara untuk mengawal kelajuannya. Cara melakukan ini adalah cara yang sama seperti kita mengawal array LED! Dengan satu lagi MOSFET disambung dengan cara yang sama (hanya menggantikan array LED dalam skema dengan pam). MOSFET Saya disambungkan ke pin 9 (PWM enabled) Ini membolehkan kita mengawal kelajuan (dan kuasa) pam, menggunakan arduino.
Apabila kita telah menggaruk kepala kita melalui topi timah kecil, semua pendawaian elektrik perlu dilakukan buat masa ini. Membiarkan bergerak ke barangan mekanikal …
Oleh kerana Rancangan A lama tidak berfungsi sama sekali, saya memerlukan sesuatu yang lebih kukuh untuk memegang tiub PVC untuk membuat "tinggi titisan" yang baik (kerana kita memerlukan sedikit ketinggian untuk titisan). Saya mempunyai pandangan yang baik dalam bengkel saya dan mendapati gunung gooseneck untuk mikrofon dalam kotak, ini sempurna!
Saya memasang gooseneck dalam kurungan aluminium yang saya melekat pada baldi saya. Dan ketikkan tiub itu. Jika saya mempunyai tabung berdiameter yang lebih kecil, saya boleh memasukkan tiub di dalam gooseneck, yang akan menjadi awsome !!
Saya kemudian memasang pam di dalam baldi, jauh di bawah garisan air yang dimaksudkan. Perkara yang dipasang di pam sebenarnya adalah pemegang alat kebun lama yang saya telah berbaring di sekeliling. Jangan lupa gunakan silikon untuk membuat lubang skru kedap air ….
Pada akhir tiub saya memutuskan untuk meletakkan beberapa jenis muncung. Tanpa mana-mana muncung aliran air hanya tidak teratur dan rawak, dan itu tidak berfungsi sama sekali. Oleh itu, saya mencari satu lagi carian di sekitar bengkel tersebut dan mendapati alat yang kelihatan aneh dalam kotak yang dilabel "pembuat kopi yang disembelih" (lihat gambar). Ini sebenarnya meter aliran dari mesin espresso. Ia berfungsi sebagai muncung seragam yang hebat, dengan bonus tambahan yang saya boleh memantau aliran air! Dengan ini dipasang di tiub terdapat aliran air yang sempurna!
Jadi, apa yang akan datang? Apakah perkara arduino ini buat kita? …
Langkah 6: Perkara Lain (Arduino Stuff)
So. Sekarang kita mempunyai baldi dengan tiub, pam dan beberapa LED yang disambungkan melalui MOSFET ke 12v. Di manakah kita pergi dari sini?
Untuk membuat mata air ini menjadi hidup kita akan memerlukan bantuan kawan yang dipercayai kita, Arduino.
Sebelum kita bergerak untuk menyambungkan bahan luaran (mata air), kita dapat menghubungkan beberapa potensiometer ke arduino kita.
Kami memerlukan 2 potensiometer untuk binaan ini. Satu untuk mengawal kadar strob LED, dan satu untuk mengawal kelajuan pam. Hooking barang ke arduino sangat mudah. Tetapi jika anda tidak tahu bagaimana, hanya lihat pada gambar-gambar di atas. Saya telah menghubungkan potensiometer saya ke pin analog 0 dan 2, tetapi anda boleh menggunakan nombor yang anda suka (selagi ia pin analog tentu saja) ..
Oleh kerana arduino hanya membaca nilai analog antara 0 dan 1023 dari potensiometer, ia tidak benar-benar perkara penting yang mereka ada, saya menggunakan dua 10kohm. Sambungkan satu kaki ke 5v, kaki pertengahan untuk arduino pin anda dan kaki terakhir untuk arduino GND.
______
Nah, anda sepatutnya mempunyai litar MOSFET anda siap (satu untuk LED dan satu untuk pam), dipasang pada baldi (atau seperti dalam kes saya, pada perfboard berasingan). Kini hanya sambungkan wayar GATE MOSFET anda ke pin arduino yang anda pilih. Dalam kes saya, pin Digunakan 5 dan 9. Ingatlah bahawa pin perlu PWM diaktifkan! Dan kemudian wayar tanah dari litar MOSFET anda ke wayar GND arduino.
Voila !! anda kini disambungkan bersedia untuk pergi (jenis pula)
Satu tip yang amat berguna adalah untuk menguji setiap bahagian yang dibina pada satu masa. Untuk menguji kedua-dua pam dan pelbagai LED, saya menggunakan lakaran arduino mudah yang dibuat untuk PWM-memudar LED dengan potensiometer. Ini mudah dikodkan dalam masa 5 minit oleh seseorang yang tahu bagaimana. Atau hanya googled dan disalin. Cukup lakarkan lakaran, pertama dengan Pin untuk LED, dan kemudian untuk pin untuk pam. Dengan cara ini anda dapat melihat jika terdapat sebarang kesilapan dalam penyambungan pendawaian atau MOSFET anda. Berfikir dua kali, lakukan sekali!
Soo, kita perlukan beberapa kod!
Langkah 7: Perkara Pengekodan!
Baik ..
Anda kini telah selesai membina, dan sekali diprogramkan, saya menjamin bahawa anda akan mempunyai banyak jam hanya melihat keajaiban air jatuh, mengawal sekitar dengan strob dan tetapan aliran ….
Cara terbaik untuk mempelajari sesuatu tentang Arduinos dan pengaturcaraan, adalah untuk melakukannya sendiri ..
Interwebz penuh dengan tutorial dan contoh pengekodan. Saya menjamin bahawa anda akan menemui perkara yang anda perlukan untuk ini berfungsi ..
Anda hanya memerlukan dua perkara. PWM mudah memudar kod untuk motor. Dan kod stroboskop untuk barangan sihir sebenar ..
Beberapa pautan berguna walaupun;)
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM
http://sylviashow.com/strobe
http://mehax.blogspot.se/2011/02/arduino-stroboscope.html
Saya berharap bahawa anda telah menikmati tutorial kecil saya tentang bagaimana untuk menjadikan air pancut ajaib anda sendiri! Saya akan cuba menjawab apa-apa soalan yang anda mungkin ada!
Cheers!
