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फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS): 8 कदम (चित्रों के साथ)
फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS): 8 कदम (चित्रों के साथ)

वीडियो: फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS): 8 कदम (चित्रों के साथ)

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वीडियो: Space technology for UPSC CSE 2024, जुलाई
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फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS)
फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS)
फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS)
फोटोनिक्स चैलेंजर: पारदर्शी 3डी वॉल्यूमेट्रिक पीओवी (PHABLABS)

कुछ हफ़्ते पहले मुझे नीदरलैंड्स के साइंस सेंटर डेल्फ़्ट में फ़ैबलैब्स हैकथॉन में भाग लेने के लिए अंतिम समय में आमंत्रण मिला था। मेरे जैसे उत्साही शौक़ीन के लिए, जो आम तौर पर केवल सीमित समय के लिए टिंकरिंग पर खर्च कर सकता है, मैंने इसे हैकथॉन: फोटोनिक्स के दायरे में अपने कई विचारों में से एक को चालू करने के लिए कुछ समर्पित समय निर्धारित करने के लिए एक महान अवसर के रूप में देखा। एक वास्तविक परियोजना। और साइंस सेंटर डेल्फ़्ट में मेकर्सस्पेस में महान सुविधाओं के साथ इस आमंत्रण को ठुकराना असंभव था।

फोटोनिक्स से संबंधित कुछ समय के लिए मेरे पास पहले से ही एक विचार यह था कि मैं पर्सिस्टेंस ऑफ विजन (पीओवी) के साथ कुछ करना चाहता था। कुछ बुनियादी घटकों का उपयोग करके बुनियादी पीओवी डिस्प्ले बनाने के तरीके के बारे में पहले से ही कई उदाहरण ऑनलाइन उपलब्ध हैं: माइक्रोकंट्रोलर, पुराना प्रशंसक/हार्ड डिस्क/मोटर और घूर्णन डिवाइस की धुरी से लंबवत जुड़े एलईडी की एक स्ट्रिंग। अपेक्षाकृत सरल सेटअप के साथ आप पहले से ही एक प्रभावशाली 2 आयामी छवि बना सकते हैं, जैसे:

पीओवी डिस्प्ले की एक और विविधता घूर्णन डिवाइस की धुरी के समानांतर एलईडी की एक स्ट्रिंग को जोड़ती है। इसके परिणामस्वरूप 3 आयामी बेलनाकार POV डिस्प्ले होगा, जैसे:

घूमने वाले उपकरण की धुरी के समानांतर एलईडी के तार को जोड़ने के बजाय आप एलईडी की स्ट्रिंग को भी आर्क कर सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप गोलाकार (ग्लोब) पीओवी डिस्प्ले होगा, उदाहरण के लिए: https://www.instructables.com/id/POV-Globe-24bit-… अगला स्तर वॉल्यूमेट्रिक 3D डिस्प्ले बनाने के लिए एलईडी स्ट्रिंग्स की कई परतों का निर्माण करना है।. यहाँ ऐसे वॉल्यूमेट्रिक 3D POV डिस्प्ले के कुछ उदाहरण दिए गए हैं जिनका उपयोग मैंने इस विशिष्ट प्रोजेक्ट के लिए प्रेरणा के रूप में किया है:

  • https://www.instructables.com/id/PropHelix-3D-POV-…
  • https://github.com/mbjd/3DPOV
  • https://hackaday.io/project/159306-volumetric-pov-…
  • https://hackaday.com/2014/04/21/volumen-the-most-a…

जैसा कि ऊपर के उदाहरणों के निर्माताओं ने बहुत उपयोगी जानकारी प्रदान की है, उनकी परियोजनाओं के कुछ हिस्सों को रीमिक्स करने के लिए यह बहुत मायने रखता है। लेकिन जैसा कि हैकथॉन को चुनौतीपूर्ण माना जाता है, मैंने एक अलग प्रकार का वॉल्यूमेट्रिक 3D पीओवी डिस्प्ले बनाने का भी फैसला किया। उनमें से कुछ घटकों को उड़ने से रोकने के लिए रोटर्स और बहुत सारे गर्म गोंद का उपयोग कर रहे थे। दूसरों ने अपनी परियोजना के लिए कस्टम पीसीबी बनाए। कुछ अन्य 3D POV परियोजनाओं की समीक्षा करने के बाद मैंने कुछ "नवाचार" के लिए जगह देखी या अपने लिए कुछ चुनौतियों का परिचय दिया:

  • अनुकूलित पीसीबी बनाने का कोई पूर्व अनुभव नहीं होने के कारण और हैकथॉन के समय की कमी के कारण मैं एक अधिक बुनियादी प्रोटोटाइप दृष्टिकोण का पालन करना चुनता हूं। लेकिन वास्तविक रोटार बनाने के बजाय मैं इस बारे में उत्सुक था कि ऐक्रेलिक प्लास्टिक की परतों से बने सिलेंडर का उपयोग करते समय ऐसा वॉल्यूमेट्रिक 3 डी पीओवी डिस्प्ले कैसा दिखेगा।
  • डिवाइस को कम खतरनाक बनाने के लिए कोई उपयोग नहीं या फिर गर्म गोंद का न्यूनतम उपयोग

चरण 1: प्रयुक्त सामग्री और उपकरण

प्रयुक्त सामग्री और उपकरण
प्रयुक्त सामग्री और उपकरण

मोटर नियंत्रक के लिए

  • Arduino प्रो माइक्रो 5V/16Mhz
  • छोटा ब्रेडबोर्ड
  • 3144 हॉल इफेक्ट स्विच सेंसर
  • व्यास के साथ चुंबक: 1cm, ऊंचाई: 3mm
  • टॉगल स्विच - एमटीएस-102
  • 10K पोटेंशियोमीटर
  • ड्यूपॉन्ट जम्पर तार
  • 16 x M5 नट
  • नीली बैकलाइट के साथ एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल (HD44780 16×2 वर्ण)
  • 10K रेसिस्टर - हॉल इफेक्ट सेंसर के लिए पुल अप रेसिस्टर
  • 220Ohm रेसिस्टर - LCD स्क्रीन के कंट्रास्ट को नियंत्रित करने के लिए
  • पिरोया रॉड व्यास: 5mm
  • प्लाईवुड, मोटाई: 3mm

प्लेटफार्म बेस के लिए

  • स्क्रैप लकड़ी का टुकड़ा (२५० x १८० x १८ मिमी)
  • मीन वेल - 12V 4.2A - स्विचिंग पावर सप्लाई LRS-50-12
  • पावर प्लग केबल 220V
  • डीसी-डीसी वायरलेस कनवर्टर - 5वी 2ए (ट्रांसमीटर)
  • टर्नजी D2836/8 1100KV ब्रशलेस आउटरनर मोटर
  • टर्नजी प्लश 30amp स्पीड कंट्रोलर डब्ल्यू / बीईसी
  • टर्मिनल ब्लॉक कनेक्टर
  • 6 मिमी के व्यास के साथ थ्रेडेड रॉड का उपयोग करके प्लेटफॉर्म को सुरक्षित करने के लिए 12 x M6 नट।
  • ब्रशलेस मोटर पर बोल्ट-ऑन अडैप्टर को सुरक्षित करने के लिए 3 x M2 बोल्ट (18 मिमी लंबाई)
  • स्क्रैप लकड़ी के टुकड़े के लिए ब्रश रहित मोटर को सुरक्षित करने के लिए 4 x M3 नट और बोल्ट
  • थ्रेडेड रॉड व्यास: 6 मिमी (4 x लंबाई 70 मिमी)
  • थ्रेडेड रॉड व्यास: 4 मिमी (1 x लंबाई 80 मिमी)
  • प्लाईवुड, मोटाई: 3mm

घूर्णन आवरण के लिए

  • डीसी-डीसी वायरलेस कनवर्टर - 5वी 2ए (रिसीवर)
  • एडेप्टर पर 3डी प्रिंटेड बोल्ट (पीएलए फिलामेंट, व्हाइट)
  • नन्हा 3.6
  • IC 74AHCT125 क्वाड लॉजिक लेवल कन्वर्टर/शिफ्टर (3V से 5V)
  • 10K रेसिस्टर - हॉल इफेक्ट सेंसर के लिए पुल अप रेसिस्टर
  • 1000uF 16V संधारित्र
  • पिरोया रॉड व्यास 4 मिमी
  • व्यास के साथ चुंबक: 1cm, ऊंचाई: 3mm
  • प्लाईवुड, मोटाई: 3mm
  • प्लाईवुड, मोटाई: 2mm
  • एक्रिलिक शीट, मोटाई: 2 मिमी
  • स्टील रॉड व्यास: 2 मिमी
  • नट बोल्ट
  • 0.5 मीटर एलईडीस्ट्रिप APA102C 144 एलईडी / मीटर

उपकरणों का इस्तेमाल

  • मर्लिन लेजर कटर M1300 - लेजर कटिंग प्लाईवुड और ऐक्रेलिक शीट
  • एडॉप्टर पर बोल्ट को 3डी प्रिंट करने के लिए अल्टिमेकर 2+
  • सोल्डरिंग स्टेशन और सोल्डर
  • टेबल ड्रिल
  • पेंचकस
  • प्लायर्स
  • हथौड़ा
  • कैलिपर
  • लोहा काटने की आरी
  • रेन्च
  • तापरोधी पाइप

प्रयुक्त सॉफ्टवेयर

  • फ्यूजन 360
  • अल्टिमेकर क्यूरा
  • Arduino IDE और Teensyduino (Teensy Loader युक्त)

चरण 2: रोटेशन की गति को विनियमित करने के लिए मोटर नियंत्रक इकाई

रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट
रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट
रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट
रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट
रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट
रोटेशन स्पीड को नियंत्रित करने के लिए मोटर कंट्रोलर यूनिट

मोटर कंट्रोलर यूनिट टर्नजी इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ईएससी) को एक संकेत भेजता है जो ब्रशलेस मोटर द्वारा प्रदान किए गए घुमावों की संख्या को नियंत्रित करेगा।

इसके अतिरिक्त मैं पीओवी सिलेंडर के प्रति मिनट वास्तविक घुमावों को प्रदर्शित करने में सक्षम होना चाहता था। इसलिए मैंने मोटर कंट्रोलर यूनिट में हॉल इफेक्ट सेंसर और 16x2 एलसीडी डिस्प्ले शामिल करने का फैसला किया है।

संलग्न ज़िप फ़ाइल (MotorControl_Board.zip) में आपको तीन dxf फ़ाइलें मिलेंगी जो आपको मोटर नियंत्रक इकाई के लिए एक बेस प्लेट और दो शीर्ष प्लेटों को लेसरकट करने में सक्षम बनाएगी। कृपया 3 मिमी की मोटाई के साथ प्लाईवुड का उपयोग करें। दो शीर्ष प्लेटों को एक दूसरे के ऊपर रखा जा सकता है जो आपको 16x2 एलसीडी डिस्प्ले में पेंच करने की अनुमति देगा।

शीर्ष प्लेट में दो छेद ब्रशलेस मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए एक चालू/बंद टॉगल स्विच और एक पोटेंशियोमीटर के लिए हैं (मैंने अभी तक चालू/बंद टॉगल स्विच को तार नहीं किया है)। मोटर कंट्रोलर यूनिट के निर्माण के लिए आपको थ्रेडेड रॉड को 5 मिमी के व्यास के साथ वांछित ऊंचाई के 4 टुकड़ों में देखना होगा। 8 M5 नट्स का उपयोग करके आप पहले बेस को फास्ट कर सकते हैं। फिर मैंने ब्रेडबोर्ड के साथ प्रदान किए गए दो तरफा चिपकने वाले स्टिकर का उपयोग करके छोटे ब्रेडबोर्ड को बेस प्लेट से जोड़ दिया। संलग्न योजनाबद्ध दिखाता है कि आपको घटकों को कैसे तारित करना चाहिए ताकि यह इस चरण से जुड़े स्रोत कोड (MotorControl.ino) के साथ काम कर सके। मैंने हॉल सेंसर के लिए 10K पुल अप रेसिस्टर का उपयोग किया है। एलसीडी स्क्रीन पर टेक्स्ट को दृश्यमान बनाने के लिए 220 ओम रेसिस्टर ने काफी अच्छा काम किया।

कृपया सुनिश्चित करें कि आप हॉल इफेक्ट सेंसर के पिन को हीट सिकुड़ ट्यूबों का उपयोग करके अलग करते हैं, जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है। हॉल सेंसर की सही कार्यप्रणाली एक चुंबक पर निर्भर करेगी जिसे चरण 3 में घूर्णन मामले में रखा जाएगा।

एक बार वायरिंग पूरी हो जाने पर आप एलसीडी डिस्प्ले, स्विच और पोटेंशियोमीटर के साथ 2 शीर्ष प्लेटों को फिर से 8 M5 नट्स का उपयोग करके सुरक्षित कर सकते हैं जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है।

आपके द्वारा उपयोग की गई मोटर के मॉडल पर लंबित, आपको MotorControl.ino फ़ाइल में कोड की निम्न पंक्ति को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है:

गला घोंटना = नक्शा (औसत पॉटवैल्यू, 0, 1020, 710, 900);

कोड की यह रेखा (पंक्ति 176) ईएससी के सिग्नल के लिए 10K पोटेंशियोमीटर की स्थिति को मैप करती है। ईएससी 700 और 2000 के बीच के मूल्य को स्वीकार करता है। और इस परियोजना के लिए मैंने जिस मोटर का इस्तेमाल किया, वह लगभग 823 चालू होने लगी, मैंने अधिकतम मूल्य को 900 तक सीमित करके मोटर के आरपीएम को सीमित कर दिया।

चरण 3: वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण

वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण
वायरलेस संचारण शक्ति के लिए मंच का निर्माण

आजकल बिजली उपकरणों के लिए मूल रूप से दो तरीके हैं जिन्हें घुमाने की जरूरत है: पर्ची के छल्ले या प्रेरण कॉइल्स के माध्यम से वायरलेस रूप से बिजली संचारित करना। चूंकि उच्च गुणवत्ता वाली पर्ची के छल्ले जो उच्च आरपीएम का समर्थन कर सकते हैं, वे बहुत महंगे हैं और पहनने और फाड़ने के लिए अधिक प्रवण हैं, मैंने 5V वायरलेस डीसी-डीसी कनवर्टर का उपयोग करके वायरलेस विकल्प का विकल्प चुना। विनिर्देशों के अनुसार ऐसे कनवर्टर का उपयोग करके 2 एएमपीएस तक स्थानांतरित करना संभव होना चाहिए।

वायरलेस डीसी-डीसी कनवर्टर में दो घटक होते हैं, एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर। कृपया ध्यान रखें कि ट्रांसमिटिंग इंडक्शन कॉइल से जुड़ा पीसीबी प्राप्त करने वाले से छोटा होता है।

प्लेटफ़ॉर्म स्वयं स्क्रैप लकड़ी (250 x 180 x 18 मिमी) के टुकड़े का उपयोग करके बनाया गया है।

प्लेटफॉर्म पर मैंने मीन वेल 12वी पावर सप्लाई खराब कर दी। 12V आउटपुट ESC (चरण 1 पर योजनाबद्ध देखें) और वायरलेस DC-DC कनवर्टर के ट्रांसमिटिंग भाग के PCB से जुड़ा है।

संलग्न Platform_Files.zip में आप dxf फ़ाइलों को प्लाइवुड से 3 मिमी की मोटाई के साथ प्लेटफ़ॉर्म को लेसरकट करने के लिए पाते हैं:

  • Platform_001.dxf और Platform_002.dxf: आपको उन्हें एक दूसरे पर रखना होगा। यह ट्रांसमिटिंग इंडक्शन कॉइल के लिए एक रिक्त क्षेत्र बनाएगा।
  • Magnet_Holder.dxf: इस डिज़ाइन को तीन बार लेज़रकट करें। तीन बार में से एक, सर्कल को शामिल करें। अन्य दो लेसरकट्स में: सर्कल को काटे जाने से हटा दें। काटने के बाद, चुंबक के लिए एक धारक बनाने के लिए तीन टुकड़ों को एक साथ गोंद करें (व्यास 10 मिमी, मोटाई: 3 मिमी)। मैंने चुंबक धारक में चुंबक को गोंद करने के लिए सुपरग्लू का उपयोग किया। कृपया सुनिश्चित करें कि आपने चुंबक के दाहिने हिस्से को धारक से चिपका दिया है क्योंकि हॉल सेंसर चुंबक के केवल एक पक्ष के साथ काम करेगा।
  • Platform_Sensor_Cover.dxf: यह टुकड़ा आपको हॉल सेंसर को मोटर कंट्रोल यूनिट से जुड़ा रखने में मदद करेगा जैसा कि पहली तस्वीर में दिखाया गया है।
  • Platform_Drill_Template.dxf: मैंने इस टुकड़े का इस्तेमाल स्क्रैप लकड़ी के टुकड़े में छेद करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में किया था। चार बड़े 6 मिमी छेद प्लेटफॉर्म का समर्थन करने के लिए 6 मिमी के व्यास के साथ सहायक थ्रेडेड छड़ के लिए हैं। 4 छोटे छेद ब्रश रहित मोटर को स्क्रैप लकड़ी के टुकड़े तक सुरक्षित करने के लिए हैं। ब्रशलेस मोटर से निकलने वाली धुरी के लिए बीच में सबसे बड़ा छेद आवश्यक था। चूंकि मोटर के लिए बोल्ट और प्लेटफॉर्म के लिए थ्रेडेड रॉड को प्लेटफॉर्म के तल पर सुरक्षित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए उन छेदों को कुछ मिमी गहराई तक बढ़ाना आवश्यक है ताकि नट फिट हो सकें।

दुर्भाग्य से ब्रशलेस मोटर का शाफ्ट इस परियोजना के लिए 'गलत' पक्ष से बाहर फंस गया। लेकिन मैं यूट्यूब पर मिले निम्नलिखित निर्देशों की मदद से शाफ्ट को उलटने में सक्षम था:

एक बार मोटर और सहायक छड़ें सुरक्षित हो जाने के बाद, लेसरकट प्लेटफॉर्म के टुकड़ों का उपयोग करके प्लेटफॉर्म का निर्माण किया जा सकता है। प्लेटफॉर्म को 8 M6 नट्स का उपयोग करके सुरक्षित किया जा सकता है। मैग्नेट होल्डर को बॉर्डर पर प्लेटफॉर्म से चिपकाया जा सकता है जैसा कि पहली तस्वीर में दिखाया गया है।

संलग्न फ़ाइल "बोल्ट-ऑन एडेप्टर.एसटीएल" को 3डी प्रिंटर का उपयोग करके मुद्रित किया जा सकता है। यह एडेप्टर ब्रशलेस मोटर में 4 मिमी के व्यास के साथ एक थ्रेडेड रॉड को 18 मिमी की लंबाई के साथ 3 x एम 2 बोल्ट का उपयोग करके संलग्न करने के लिए आवश्यक है।

चरण 4: आवरण घूर्णन

घूर्णन आवरण
घूर्णन आवरण
घूर्णन आवरण
घूर्णन आवरण
घूर्णन आवरण
घूर्णन आवरण

संलग्न Base_Case_Files.zip में APA102C के नेतृत्व वाली पट्टी को नियंत्रित करने वाले घटकों के लिए केस बनाने के लिए 6 परतों को काटने के लिए dxf फ़ाइलें हैं।

केस डिज़ाइन की परतों 1-3 को एक साथ चिपकाया जाना है। लेकिन कृपया सुनिश्चित करें कि तीन परतों को एक साथ चिपकाने से पहले एक चुंबक (व्यास 10 मिमी, ऊंचाई: 3 मिमी) परत 2 में गोलाकार कटआउट में डाल दिया गया है। यह भी सुनिश्चित करें कि चुंबक नीचे की ओर सही पोल से चिपका हुआ है, क्योंकि चरण 3 में निर्मित प्लेटफॉर्म पर रखा गया हॉल इफेक्ट सेंसर चुंबक के केवल एक तरफ प्रतिक्रिया करेगा।

मामले के डिजाइन में संलग्न वायरिंग योजनाबद्ध में सूचीबद्ध घटकों के लिए डिब्बे हैं। IC 74AHCT125 को टेन्सी से 3.3V सिग्नल को APA102 के नेतृत्व वाली पट्टी के लिए आवश्यक 5V सिग्नल में बदलने की आवश्यकता है। परतों 4 और 5 को भी एक साथ चिपकाया जा सकता है। शीर्ष परत 6 को अन्य परतों पर ढेर किया जा सकता है। 2 मिमी व्यास वाली 3 स्टील की छड़ों की सहायता से सभी परतें सही स्थिति में रहेंगी। ब्रशलेस मोटर से जुड़ी 4 मिमी थ्रेडेड रॉड को घुमाने के लिए बड़े छेद के चारों ओर 2 मिमी स्टील की छड़ के लिए तीन छोटे छेद होते हैं। एक बार जब सभी घटकों को योजनाबद्ध के अनुसार मिलाप किया जाता है, तो पूरा मामला चरण 3 में मुद्रित बोल्ट-ऑन एडेप्टर पर लगाया जा सकता है। कृपया सुनिश्चित करें कि गर्मी सिकुड़ने वाली ट्यूबों का उपयोग करके किसी भी खुले तारों को ठीक से अछूता किया गया है। कृपया ध्यान रखें कि इस चरण के हॉल सेंसर की सही कार्यप्रणाली चरण 3 में वर्णित चुंबक धारक में रखे चुंबक पर निर्भर करती है।

अवधारणा कोड 3D_POV_POC.ino का संलग्न प्रमाण लाल रंग में कुछ एलईडी को हल्का करेगा। एक बार जब सिलेंडर घूमना शुरू कर देता है तो स्केच का परिणाम एक वर्ग में प्रदर्शित होता है। लेकिन घूर्णन शुरू होने से पहले एक वर्ग को अनुकरण करने के लिए आवश्यक एल ई डी डिफ़ॉल्ट रूप से चालू हो जाते हैं। यह अगले चरण में एल ई डी के सही कामकाज का परीक्षण करने में मददगार है।

चरण 5: एलईडी स्ट्रिप्स के साथ सिलेंडर को घुमाना

एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर
एलईडी स्ट्रिप्स के साथ घूर्णन सिलेंडर

संलग्न Rotor_Cylinder_Files.zip में 2 मिमी मोटी एक्रिलिक शीट काटने के लिए dxf फ़ाइलें हैं। परिणामी 14 डिस्क इस पीओवी परियोजना के लिए पारदर्शी सिलेंडर बनाने के लिए आवश्यक हैं। डिस्क को एक दूसरे पर ढेर करने की जरूरत है। बेलनाकार डिस्क का डिज़ाइन 12 एलईडी स्ट्रिप्स को एक लंबी एलईडी पट्टी के रूप में एक साथ मिलाप करने की अनुमति देता है। डिस्क एक से शुरू होकर 6 एलईडी वाली एक छोटी सी पट्टी को एलईडी पट्टी पर चिपकने वाले स्टिकर का उपयोग करके डिस्क से जोड़ा जाना चाहिए। चिपकने वाले स्टिकर का उपयोग करके एलईडी स्ट्रिप्स को डिस्क से जोड़ने से पहले तारों को पहले एलईडी पट्टी में मिलाएं। अन्यथा आप जोखिम उठाते हैं कि सोल्डर गन ऐक्रेलिक डिस्क को पिघला देगी।

एक बार जब डिस्क #13 को पारदर्शी सिलेंडर पर ढेर कर दिया जाता है, तो सभी परतों को सही स्थिति में रखने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली 2 मिमी स्टील की छड़ को अब सही लंबाई में भी काटा जा सकता है, जिसे सिलेंडर के डिस्क #13 के शीर्ष पर संरेखित किया जाता है। डिस्क #14 का उपयोग दो एम4 नट्स की सहायता से 2 मिमी स्टील की छड़ों को रखने के लिए किया जा सकता है।

क्योंकि पूरे डिवाइस को बनाने में जितना समय लगता है, मैं हैकथॉन की समय सीमा के भीतर अभी तक अधिक स्थिर दृष्टि से दिलचस्प 3D डिस्प्ले प्रोग्राम करने में सक्षम नहीं हूं। यही कारण है कि एलईडी को नियंत्रित करने के लिए प्रदान किया गया कोड अभी भी अवधारणा को प्रमाणित करने के लिए बहुत ही बुनियादी है, कुछ समय के लिए केवल एक लाल वर्ग 3 आयामी दिखा रहा है।

चरण 6: सीखे गए पाठ

नन्हा 3.6

  • मैंने इस परियोजना के लिए एक Teensy 3.5 का आदेश दिया, लेकिन आपूर्तिकर्ता ने गलती से मुझे एक Teensy 3.6 भेज दिया। जैसा कि मैं हैकथॉन की समय सीमा के भीतर परियोजना को पूरा करने के लिए उत्सुक था, मैंने टेनेसी 3.6 के साथ आगे बढ़ने का फैसला किया। मैं टेन्सी 3.5 का उपयोग करने का कारण बंदरगाहों के कारण था, वे 5V सहिष्णु हैं। टेनेसी 3.6 के साथ ऐसा नहीं है। यही कारण है कि मुझे सेटअप में द्वि-दिशात्मक तर्क कनवर्टर पेश करना पड़ा। एक Teensy 3.5 के साथ इसकी आवश्यकता नहीं होती।
  • पावर रैंप अप मुद्दा: डिवाइस को चालू करते समय टेनेसी 3.6 को पावर देने के लिए वायरलेस डीसी-डीसी चार्जिंग मॉड्यूल के माध्यम से एक पावर रैंप होता है। दुर्भाग्य से टेन्सी 3.6 के सही ढंग से स्टार्टअप के लिए रैंप अप बहुत धीमा है। वर्कअराउंड के रूप में मुझे वर्तमान में माइक्रो यूएसबी कनेक्शन के माध्यम से टेन्सी 3.6 को पावर देना है और फिर वायरलेस डीसी-डीसी ट्रांसमीटर को खिलाते हुए 12 वी पावर सप्लाई में प्लग करना है। एक बार वायरलेस डीसी-डीसी रिसीवर भी टेन्सी को बिजली की आपूर्ति कर रहा है तो मैं यूएसबी केबल को अनप्लग कर सकता हूं। लोगों ने यहां धीमी बिजली रैंप अप समस्या के लिए अपने हैक को MIC803 के साथ साझा किया है:

एलसीडी स्क्रीन मॉड्यूल

बाहरी शक्ति पर अनियमित व्यवहार। यूएसबी के माध्यम से संचालित होने पर स्क्रीन सही ढंग से काम करती है। लेकिन जब मैं बीईसी या एक स्वतंत्र बिजली आपूर्ति द्वारा आपूर्ति की गई 5V का उपयोग करके ब्रेडबोर्ड के माध्यम से एलसीडी स्क्रीन को पावर देता हूं, तो टेक्स्ट बदलने के कुछ सेकंड बाद टेक्स्ट को स्क्रैम्बल करना शुरू हो जाता है। मुझे अभी भी जांच करने की आवश्यकता है कि इस समस्या का कारण क्या है।

यांत्रिक

वास्तविक RPM को मापने के लिए अपनी मोटर नियंत्रक इकाई का परीक्षण करने के लिए, मैंने मोटर को एडॉप्टर, बोल्ट और मोटर से जुड़े बेस केस पर बोल्ट के साथ घूमने दिया। प्रारंभिक परीक्षण में से एक के दौरान मोटर धारक को मोटर से जोड़ने वाले स्क्रू कंपन के कारण स्वयं को खोल देते हैं। सौभाग्य से मैंने इस मुद्दे को समय पर देखा ताकि संभावित आपदा से बचा जा सके। मैंने स्क्रू को मोटर से थोड़ा सख्त करके इस समस्या को हल किया और स्क्रू को और भी सुरक्षित करने के लिए Loctite की कुछ बूंदों का भी उपयोग किया।

सॉफ्टवेयर

जब आप फ़्यूज़न 360 स्केच को लेज़र कटर के लिए dxf फ़ाइलों के रूप में निर्यात करते हैं, तो सहायक लाइनें नियमित लाइनों के रूप में निर्यात की जाती हैं।

चरण 7: संभावित सुधार

इस परियोजना के साथ प्राप्त अनुभव के आधार पर मैंने अलग तरीके से क्या किया होगा:

  • कुछ बेहतर टेक्स्ट विज़ुअलाइज़ेशन के लिए प्रति परत 6 एलईडी के बजाय कम से कम 7 एलईडी वाली एक एलईडी पट्टी का उपयोग करना
  • एक अलग ब्रशलेस मोटर खरीदें जहां शाफ्ट मोटर के दाहिने (नीचे) तरफ पहले से चिपकी हुई हो। (उदाहरण: https://hobbyking.com/de_de/ntm-prop-drive-28-36-1000kv-400w.html) यह आपको शाफ्ट को काटने या शाफ्ट को दाईं ओर धकेलने की परेशानी से बचाएगा जैसे मैं अब करना था।
  • कंपन को कम करने के लिए डिवाइस को संतुलित करने पर अधिक समय व्यतीत करना, या तो यांत्रिक या इसे फ़्यूज़न 360 में मॉडल करना।

मैं कुछ संभावित सुधारों के बारे में भी सोच रहा हूं, जिन पर मैं ध्यान दे सकता हूं यदि समय अनुमति देता है:

  • लंबे एनिमेशन बनाने के लिए टेनेसी पर एसडी कार्ड की कार्यक्षमता का वास्तविक उपयोग
  • छोटे एलईडी (एपीए102 (सी) 2020) का उपयोग करके इमेजिंग का घनत्व बढ़ाएं। जब मैंने कुछ हफ्ते पहले इस परियोजना को शुरू किया था, तो इन छोटे एलईडी (2x2 मिमी) वाले एलईडी स्ट्रिप्स बाजार में आसानी से उपलब्ध नहीं थे। उन्हें अलग-अलग एसएमडी घटकों के रूप में खरीदना संभव है, लेकिन मैं केवल इस विकल्प पर विचार करूंगा यदि आप इन घटकों को कस्टम पीसीबी पर मिलाप करने के इच्छुक हैं।
  • 3D छवियों को वायरलेस तरीके से डिवाइस (वाईफ़ाई या ब्लूटूथ) में स्थानांतरित करें। इससे ध्वनि/संगीत की कल्पना करने के लिए डिवाइस को प्रोग्राम करना भी संभव हो जाता है।
  • ब्लेंडर एनिमेशन को एक फ़ाइल स्वरूप में कनवर्ट करें जिसका उपयोग डिवाइस के साथ किया जा सकता है
  • सभी एलईडी स्ट्रिप्स को बेस प्लेट पर रखें और प्रकाश को एक्रिल की परतों पर केंद्रित करें। प्रत्येक अलग परत पर छोटे क्षेत्रों को एल ई डी से छोड़े जाने पर प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए उकेरा जा सकता है। प्रकाश को उत्कीर्ण क्षेत्रों पर केंद्रित किया जाना चाहिए। यह प्रकाश को निर्देशित करने के लिए एक सुरंग बनाकर या एलईडी पर लेंस का उपयोग करके प्रकाश को केंद्रित करने के लिए संभव होना चाहिए।
  • 3डी वॉल्यूमेट्रिक डिस्प्ले की स्थिरता में सुधार और गियर और टाइमिंग बेल्ट का उपयोग करके घूर्णन आधार को ब्रशलेस मोटर से अलग करके रोटेशन की गति का विनियमन।

चरण 8: चिल्लाओ

मैं निम्नलिखित व्यक्तियों को विशेष धन्यवाद देना चाहता हूं:

  • मेरी शानदार पत्नी और बेटियों, उनके समर्थन और समझ के लिए।
  • हैकाथॉन में मुझे आमंत्रित करने के लिए टुन वेर्कर्क,
  • हैकटन के दौरान आपके समर्थन, सहायता और मार्गदर्शन के लिए नबी काम्बिज़, नुरिद्दीन कदौरी और एडन वायबर
  • Luuk Meints, एक कलाकार और इस Hackaton के एक साथी प्रतिभागी, जो मुझे फ़्यूज़न 360 के लिए एक व्यक्तिगत 1 घंटे का परिचय गति पाठ्यक्रम देने के लिए बहुत दयालु थे, जिसने मुझे इस परियोजना के लिए आवश्यक सभी भागों को मॉडल करने की अनुमति दी।

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