इंटरएक्टिव जियोडेसिक एलईडी डोम: 15 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

मैंने एक जियोडेसिक गुंबद का निर्माण किया जिसमें प्रत्येक त्रिकोण में एक एलईडी और सेंसर के साथ 120 त्रिकोण शामिल हैं। प्रत्येक एलईडी को व्यक्तिगत रूप से संबोधित किया जा सकता है और प्रत्येक सेंसर को विशेष रूप से एक त्रिकोण के लिए ट्यून किया जाता है। गुंबद को एक Arduino के साथ क्रमादेशित किया जाता है ताकि आप अपना हाथ किस त्रिकोण पर रख सकें और एक MIDI सिग्नल उत्पन्न कर सकें।

मैंने गुंबद को एक मज़ेदार प्रदर्शन के रूप में डिज़ाइन किया है जो लोगों को प्रकाश, इलेक्ट्रॉनिक्स और ध्वनि में रुचि रखता है। चूंकि गुंबद अच्छी तरह से पांच भागों में विभाजित होता है, इसलिए मैंने गुंबद को पांच अलग-अलग MIDI आउटपुट के लिए डिज़ाइन किया है, जिनमें से प्रत्येक में एक अलग ध्वनि हो सकती है। यह गुंबद को एक विशाल संगीत वाद्ययंत्र बनाता है, जो एक साथ कई लोगों के साथ संगीत बजाने के लिए आदर्श है। संगीत बजाने के अलावा, मैंने गुंबद को लाइट शो और साइमन और पोंग के गायन के लिए भी प्रोग्राम किया। अंतिम संरचना व्यास में एक मीटर से थोड़ी अधिक और 70 सेमी लंबी है, और मुख्य रूप से लकड़ी, एक्रिलिक और 3 डी मुद्रित भागों के साथ बनाई गई है।

एलईडी टेबल और क्यूब्स पर कई बेहतरीन इंस्ट्रक्शंस हैं जिन्होंने मुझे इस प्रोजेक्ट को शुरू करने के लिए प्रेरित किया। हालाँकि, मैं एल ई डी को एक अलग ज्यामिति में व्यवस्थित करने का प्रयास करना चाहता था। मैं एक भूगर्भीय गुंबद की तुलना में परियोजना के लिए बेहतर संरचना के बारे में नहीं सोच सकता था, जो कि इंस्ट्रक्शंस पर भी अच्छी तरह से प्रलेखित है। तो यह परियोजना एलईडी टेबल और जियोडेसिक गुंबदों का रीमिक्स/मैशअप है। नीचे एलईडी टेबल और जियोडेसिक डोम इंस्ट्रक्शंस के लिंक दिए गए हैं जिन्हें मैंने प्रोजेक्ट की शुरुआत में चेक किया था।

एलईडी टेबल और क्यूब्स:

www.instructables.com/id/RGB-LED-Pixel-Touc…

www.instructables.com/id/Touch-LED-Table-Re…

www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/

www.instructables.com/id/500-LED-Pixel-RGB-…

जियोडेसिक गुंबद:

www.instructables.com/id/Folding-Geodesic-D…

www.instructables.com/id/Geodesic-dome-kit/

चरण 1: आपूर्ति सूची

सामग्री:

1. गुम्बद के स्ट्रट्स और गुम्बद के आधार के लिए लकड़ी (राशि गुंबद के प्रकार और आकार पर निर्भर करती है)

2. पता करने योग्य एलईडी पट्टी (16.4ft/5m पता योग्य रंग एलईडी पिक्सेल पट्टी 160leds Ws2801 Dc5v)

3. Arduino Uno (Atmega328 - असेंबल)

4. प्रोटोटाइप बोर्ड (पेंटा एंजेल डबल-साइड प्रोटोटाइप पीसीबी यूनिवर्सल (7x9cm))

5. फैलाने वाले एल ई डी के लिए एक्रिलिक (कास्ट एक्रिलिक शीट, साफ़, 12 "x 12" x 0.118 "आकार)

6. बिजली की आपूर्ति (Aiposen 110/220V से DC12V 30A 360W स्विच बिजली आपूर्ति चालक)

7. Arduino के लिए बक कनवर्टर (RioRand LM2596 DC-DC बक कन्वर्टर 1.23V-30V)

8. एलईडी और सेंसर के लिए बक कनवर्टर (DROK मिनी इलेक्ट्रिक बक वोल्टेज कन्वर्टर 15A)

9. 120 आईआर सेंसर (इन्फ्रारेड बाधा बचाव सेंसर मॉड्यूल)

10. पांच 16 चैनल मल्टीप्लेक्सर्स (एनालॉग/डिजिटल एमयूएक्स ब्रेकआउट - सीडी74एचसी4067)

11. छह 8 चैनल मल्टीप्लेक्सर्स (मल्टीप्लेक्सर ब्रेकआउट - 8 चैनल (74HC4051))

12. पांच 2 चैनल मल्टीप्लेक्सर्स (MAX4544CPA+)

13. वायर रैप वायर (पीसीबी सोल्डर 0.25 मिमी टिन प्लेटेड कॉपर कॉर्ड दीया वायर-रैपिंग वायर 305M 30AWG रेड)

14. हुक-अप तार (सॉलिड कोर, 22 एडब्ल्यूजी)

15. पिन हैडर (Gikfun 1 x 40 Pin 2.54mm सिंगल रो ब्रेकअवे मेल पिन हैडर)

16. पांच मिडी जैक (ब्रेडबोर्ड के अनुकूल मिडी जैक (5-पिन डीआईएन))

17. मिडी जैक के लिए दस 220ohm प्रतिरोधक

18. बढ़ते इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्टैंड-ऑफ स्पेसर गुंबद के लिए (स्टैंड-ऑफ स्पेसर हेक्स एम 3 पुरुष एक्स एम 3 महिला)

19. स्टैंड-ऑफ को लकड़ी से जोड़ने के लिए थ्रेड एडेप्टर (ई-जेड लोक थ्रेडेड इंसर्ट, ब्रास, नाइफ थ्रेड)

20. एपॉक्सी या गोरिल्ला सुपरग्लू

21. विद्युत टेप

22. मिलाप

उपकरण:

1. सोल्डरिंग स्टेशन

2. पावर ड्रिल

3. परिपत्र देखा

4. कक्षीय सैंडर

5. जिग आरी

6. मेटर देखा

7. चांदा

8. 3डी प्रिंटर

9. वायर कटर

10. वायर रैप टूल

11. एलईडी प्लेट काटने के लिए लेजर कटर (वैकल्पिक)

12. गुंबद के आधार के लिए सीएनसी शॉपबोट (वैकल्पिक)

चरण 2: जियोडेसिक डोम को डिजाइन करना

जैसा कि मैंने परिचय में उल्लेख किया है, आपके स्वयं के जियोडेसिक गुंबद के निर्माण के लिए कई ऑनलाइन स्रोत हैं। ये साइटें गुंबद कैलकुलेटर प्रदान करती हैं जो प्रत्येक पक्ष की लंबाई (यानी अकड़) और जिस भी प्रकार के गुंबद का निर्माण करना चाहते हैं, उसके लिए आवश्यक कनेक्टर्स की संख्या निर्धारित करते हैं। एक जियोडेसिक गुंबद (यानी त्रिभुजों का घनत्व) की जटिलता इसके वर्ग (1V, 2V, 3V, और इसी तरह) द्वारा निर्दिष्ट की जाती है, जिसमें उच्च जटिलता एक आदर्श गोलाकार सतह का बेहतर सन्निकटन बन जाती है। अपना खुद का गुंबद बनाने के लिए, आपको पहले गुंबद के व्यास और वर्ग का चयन करना होगा।

मैंने एक 4V गुंबद को डिजाइन करने में मेरी मदद करने के लिए Domerama नामक एक साइट का उपयोग किया, जिसे 40cm के त्रिज्या के साथ एक गोले के 5/12 तक छोटा कर दिया गया था। इस प्रकार के गुंबद के लिए, छह अलग-अलग लंबाई के स्ट्रट्स हैं:

30 एक्स "ए" - 8.9 सेमी

30 एक्स "बी" - 10.4 सेमी

50 एक्स "सी" - 12.4 सेमी

40 एक्स "डी" - 12.5 सेमी

20 एक्स "ई" - 13.0 सेमी

20 एक्स "एफ" - 13.2 सेमी

यह कुल 190 स्ट्रट्स हैं जो 2223 सेमी (73 फीट) सामग्री तक जोड़ते हैं। मैंने इस गुंबद में स्ट्रट्स के लिए 1x3 (3/4" × 2-1/2") देवदार की लकड़ी का इस्तेमाल किया। स्ट्रट्स को जोड़ने के लिए, मैंने ऑटोकैड का उपयोग करके 3 डी प्रिंटेड कनेक्टर डिज़ाइन किए। एसटीएल फाइलें इस चरण के अंत में डाउनलोड करने के लिए उपलब्ध हैं। 4V 5/12 गुंबद के लिए कनेक्टर्स की संख्या है:

20 एक्स 4-कनेक्टर

6 एक्स 5-कनेक्टर

४५ एक्स ६-कनेक्टर

अगले चरण में, मैं वर्णन करता हूं कि कैसे इस गुंबद का निर्माण लकड़ी के स्ट्रट्स और मेरे द्वारा डिजाइन किए गए 3 डी प्रिंटेड कनेक्टर के साथ किया गया है।

चरण 3: स्ट्रट्स और कनेक्टर्स के साथ डोम का निर्माण

4V 5/12 गुंबद के लिए डोमेरामा से गणना का उपयोग करते हुए, मैंने एक गोलाकार आरी का उपयोग करके स्ट्रट्स को काट दिया। 190 स्ट्रट्स को लेबल किया गया और काटने के बाद एक बॉक्स में रखा गया। 71 कनेक्टर (20 चार-कनेक्टर, 6 पांच-कनेक्टर, और 45 छह-कनेक्टर) एक मेकरबॉट का उपयोग करके 3 डी प्रिंटेड थे। डोमेरामा द्वारा बनाए गए आरेख के अनुसार लकड़ी के स्ट्रट्स को कनेक्टर्स में डाला गया था। मैंने ऊपर से निर्माण शुरू किया और रेडियल रूप से बाहर की ओर बढ़ा।

सभी स्ट्रट्स कनेक्ट होने के बाद, मैंने एक बार में एक स्ट्रट को हटा दिया और एपॉक्सी को लकड़ी और कनेक्टर में जोड़ा। कनेक्टर्स को लचीलेपन के लिए डिज़ाइन किया गया था कि वे स्ट्रक्चर्स को कैसे जोड़ते हैं, इसलिए किसी भी एपॉक्सी को जोड़ने से पहले गुंबद की समरूपता की जांच करना महत्वपूर्ण था।

चरण 4: लेजर कटिंग और माउंटिंग बेस प्लेट्स

अब जब गुंबद के कंकाल का निर्माण हो गया है, तो त्रिकोणीय बेसप्लेट को काटने का समय आ गया है। ये बेसप्लेट स्ट्रट्स के नीचे से जुड़े होते हैं, और एलईडी को गुंबद पर माउंट करने के लिए उपयोग किया जाता है। मैंने शुरुआत में गुंबद पर मौजूद पांच अलग-अलग त्रिकोणों को मापकर 5 मिमी (3/16 ) मोटी प्लाईवुड से बेसप्लेट काट दिया: एएबी (30 त्रिकोण), बीसीसी (25 त्रिकोण), डीडीई (20 त्रिकोण), सीडीएफ (40 त्रिकोण)), और ईईई (5 त्रिकोण)। प्रत्येक पक्ष के आयाम और त्रिकोण के आकार को एक गुंबद कैलकुलेटर (डोमेरामा) और कुछ ज्यामिति का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। एक आरा के साथ परीक्षण बेसप्लेट काटने के बाद, मैंने कोरल ड्रा का उपयोग करके त्रिकोण डिजाइन तैयार किया, और शेष बेसप्लेट को लेजर कटर (बहुत तेज!) के साथ काट दिया। यदि आपके पास लेज़र कटर तक पहुंच नहीं है, तो आप रूलर और प्रोट्रैक्टर का उपयोग करके प्लाईवुड पर बेसप्लेट खींच सकते हैं और उन सभी को एक आरा से काट सकते हैं। एक बार बेसप्लेट कट जाने के बाद, गुंबद को पलट दिया जाता है और प्लेटों को लकड़ी के गोंद का उपयोग करके गुंबद से चिपका दिया जाता है।

चरण 5: इलेक्ट्रॉनिक्स अवलोकन

ऊपर की आकृति में दिखाया गया है कि गुंबद के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का एक योजनाबद्ध आरेख है। गुंबद के लिए संकेतों को लिखने और पढ़ने के लिए एक Arduino Uno का उपयोग किया जाता है। गुंबद को रोशन करने के लिए, गुंबद के ऊपर एक आरजीबी एलईडी पट्टी चलाई जाती है ताकि 120 त्रिकोणों में से प्रत्येक पर एक एलईडी लगाई जा सके। एक एलईडी पट्टी कैसे काम करती है, इसकी जानकारी के लिए, इस निर्देश को देखें। प्रत्येक एलईडी को अलग से Arduino का उपयोग करके संबोधित किया जा सकता है, जो पट्टी के लिए एक सीरियल डेटा और घड़ी संकेत उत्पन्न करता है (योजनाबद्ध में A0 और A1 पिन देखें)। पट्टी और अकेले इन दो संकेतों के साथ, आपके पास एक भयानक प्रकाश गुंबद हो सकता है। Arduino से बहुत सारे LED के लिए सिग्नल लिखने के अन्य तरीके हैं, जैसे कि चार्लीप्लेक्सिंग और शिफ्ट रजिस्टर।

गुंबद के साथ बातचीत करने के लिए, मैंने प्रत्येक एलईडी के ऊपर एक IR सेंसर लगाया। इन सेंसरों का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि किसी का हाथ गुंबद पर त्रिकोण के करीब है या नहीं। क्योंकि गुंबद पर प्रत्येक त्रिभुज का अपना IR सेंसर होता है और 120 त्रिकोण होते हैं, आपको Arduino से पहले किसी प्रकार का बहुसंकेतन करना होगा। मैंने गुंबद पर 120 सेंसर के लिए पांच 24-चैनल मल्टीप्लेक्सर्स (एमयूएक्स) का उपयोग करने का निर्णय लिया। यदि आप अपरिचित हैं, तो यहां मल्टीप्लेक्सिंग पर एक निर्देश है। एक 24 चैनल एमयूएक्स को पांच नियंत्रण संकेतों की आवश्यकता होती है। मैंने Arduino पर 8-12 पिन चुने, इसलिए मैं पोर्ट हेरफेर कर सकता था (अधिक जानकारी के लिए चरण 10 देखें)। MUX बोर्डों के आउटपुट को पिन 3-7 का उपयोग करके पढ़ा जाता है।

मैंने गुंबद पर पांच मिडी आउटपुट भी शामिल किए ताकि यह ध्वनि उत्पन्न कर सके (चरण 11)। दूसरे शब्दों में, पांच लोग गुंबद को एक साथ बजा सकते हैं और प्रत्येक आउटपुट एक अलग ध्वनि बजा सकता है। Arduino पर केवल एक TX पिन है, इसलिए पांच MIDI संकेतों के लिए डिमल्टीप्लेक्सिंग की आवश्यकता होती है। क्योंकि IR सेंसर रीडिंग की तुलना में MIDI आउटपुट एक अलग समय पर उत्पन्न होता है, मैंने समान नियंत्रण संकेतों का उपयोग किया।

सभी IR सेंसर इनपुट को Arduino में पढ़े जाने के बाद, गुंबद प्रकाश कर सकता है और ध्वनियाँ बजा सकता है हालाँकि आप Arduino को प्रोग्राम करते हैं। मेरे पास इस निर्देश के चरण 14 में कुछ उदाहरण हैं।

चरण 6: डोम पर एलईडी लगाना

चूंकि गुंबद इतना बड़ा है, इसलिए प्रत्येक त्रिकोण पर एक एलईडी लगाने के लिए एलईडी पट्टी को काटने की जरूरत है। प्रत्येक एलईडी को सुपर गोंद का उपयोग करके त्रिकोण पर चिपकाया जाता है। एलईडी के दोनों ओर, गुंबद के माध्यम से केबल चलाने के लिए बेसप्लेट के माध्यम से एक छेद ड्रिल किया जाता है। मैंने तब एलईडी (5V, ग्राउंड, क्लॉक, सिग्नल) पर प्रत्येक संपर्क पर हुक-अप तार को मिलाया और तारों को बेसप्लेट के माध्यम से फीड किया। इन तारों को काटा जाता है ताकि वे गुंबद पर अगली एलईडी तक पहुंचने के लिए काफी लंबे हों। तारों को अगले एलईडी तक खींचा जाता है, और प्रक्रिया जारी रहती है। मैंने एल ई डी को एक कॉन्फ़िगरेशन में जोड़ा है जो बाद में Arduino का उपयोग करके एल ई डी को संबोधित करने के लिए समझ में आने के दौरान आवश्यक तार की मात्रा को कम कर देगा। एक छोटा गुंबद पट्टी को काटने की आवश्यकता को समाप्त कर देगा और टांका लगाने में बहुत समय बचाएगा। एक अन्य विकल्प शिफ्ट रजिस्टरों के साथ अलग RGB LEDS का उपयोग करना है।

स्ट्रिप के लिए सीरियल संचार Arduino से दो पिन (एक डेटा और क्लॉक पिन) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। दूसरे शब्दों में, गुंबद को रोशन करने के लिए डेटा को एक एलईडी से दूसरी एलईडी में भेजा जाता है क्योंकि यह डेटा पिन छोड़ देता है। इस Arduino फोरम से संशोधित उदाहरण कोड यहां दिया गया है:

// पूरे गुंबद को एकल रंग की तीव्रता में वृद्धि और कमी करें

#define numLeds 120 // LED की संख्या // OUTPUT PINS // int clockPin = A1; // क्लॉक पिन को परिभाषित करें int dataPin = A0; // डेटा पिन को परिभाषित करें // वेरिएबल // इंट रेड [numLeds]; // LED स्ट्रिप इंट ग्रीन [numLeds] के लिए इनिशियलाइज़ ऐरे; // LED स्ट्रिप इंट ब्लू [numLeds] के लिए इनिशियलाइज़ ऐरे; // एलईडी पट्टी के लिए प्रारंभिक सरणी // CONSTANT डबल स्केलए = {0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1}; // एल ई डी शून्य सेटअप की तीव्रता का अंश () {पिनमोड (घड़ीपिन, आउटपुट); पिनमोड (डेटापिन, आउटपुट); मेमसेट (लाल, 0, अंक); मेमसेट (हरा, 0, अंक); मेमसेट (नीला, 0, अंक); } शून्य अपडेटस्ट्रिंग (int redA [numLeds], int GreenA [numLeds], int blueA [numLeds]) {के लिए (int i = 0; i < numLeds; i++) { शिफ्टऑट (डेटापिन, क्लॉकपिन, MSBFIRST, redA ); शिफ्टऑट (डेटापिन, क्लॉकपिन, MSBFIRST, ग्रीनए ); शिफ्टऑट (डेटापिन, क्लॉकपिन, MSBFIRST, ब्लूए ); } } शून्य लूप () { के लिए (इंट पी = 0; पी <20; पी ++) // गुंबद की रोशनी की तीव्रता बढ़ाने के लिए लूप {डबल स्केल = स्केलए [पी]; देरी(20); के लिए (int i = 0; i < numLeds; i++) // सभी LEDS के माध्यम से चक्र {लाल = 255 * स्केल; हरा = 80 * स्केल; नीला = 0; } अपडेटस्ट्रिंग (लाल, हरा, नीला); // अद्यतन एलईडी पट्टी } }

चरण 7: सेंसर माउंट डिजाइन और कार्यान्वयन

मैंने गुंबद के लिए IR सेंसर का उपयोग करने का निर्णय लिया। इन सेंसर्स में IR LED और रिसीवर होता है। जब कोई वस्तु सेंसर के सामने आती है, तो IR LED से कुछ IR विकिरण रिसीवर की ओर परावर्तित होता है। मैंने अपने स्वयं के IR सेंसर बनाकर इस परियोजना की शुरुआत की, जो कि रिचर्डौविना के निर्देश पर आधारित थे। सभी सोल्डरिंग में बहुत लंबा समय लगा, इसलिए मैंने eBay से 120 IR सेंसर खरीदे जो प्रत्येक एक डिजिटल आउटपुट का उत्पादन करते हैं। सेंसर की दहलीज को बोर्ड पर एक पोटेंशियोमीटर के साथ सेट किया जाता है ताकि आउटपुट तभी अधिक हो जब एक हाथ उस त्रिकोण के पास हो।

प्रत्येक त्रिकोण में एक प्लाईवुड एलईडी-बेसप्लेट, एलईडी प्लेट से लगभग 2.5 सेमी ऊपर डिफ्यूसिव ऐक्रेलिक की एक शीट और एक आईआर सेंसर होता है। गुंबद पर स्थिति के आधार पर प्रत्येक त्रिभुज के लिए सेंसर को पेंटागन या षट्भुज के आकार की पतली प्लाईवुड की शीट पर लगाया गया था (ऊपर चित्र देखें)। मैंने IR सेंसर को माउंट करने के लिए IR सेंसर बेस में छेद ड्रिल किया, और फिर जमीन और 5V पिन को वायर-रैप वायर और वायर-रैप टूल (लाल और काले तार) से जोड़ा। ग्राउंड और 5V को जोड़ने के बाद, मैंने गुंबद के माध्यम से चलाने के लिए प्रत्येक आउटपुट (पीला), ग्राउंड और 5V पर लंबे वायर-रैप वायर लपेटे।

षट्भुज या पेंटागन आईआर सेंसर माउंट को तब गुंबद पर लगाया गया था, जो 3 डी प्रिंटेड कनेक्टर के ठीक ऊपर था, ताकि तार गुंबद के माध्यम से चल सके। कनेक्टर्स के ऊपर सेंसर होने के कारण, मैं IR सेंसर पर पोटेंशियोमीटर को एक्सेस और एडजस्ट करने में सक्षम था जो सेंसर की संवेदनशीलता को नियंत्रित करते हैं। अगले चरण में, मैं वर्णन करूंगा कि कैसे IR सेंसर के आउटपुट मल्टीप्लेक्सर्स से जुड़े हैं और Arduino में पढ़े जाते हैं।

चरण 8: मल्टीप्लेक्सिंग सेंसर आउटपुट

क्योंकि Arduino Uno में केवल 14 डिजिटल I/O पिन और 6 एनालॉग इनपुट पिन हैं और 120 सेंसर सिग्नल हैं जिन्हें पढ़ा जाना चाहिए, गुंबद को सभी संकेतों में पढ़ने के लिए मल्टीप्लेक्सर्स की आवश्यकता होती है। मैंने पांच 24-चैनल मल्टीप्लेक्सर्स का निर्माण करना चुना, जिनमें से प्रत्येक आईआर सेंसर के 24 पढ़ते हैं (इलेक्ट्रॉनिक्स अवलोकन आंकड़ा देखें)। 24-चैनल MUX में 8-चैनल MUX ब्रेकआउट बोर्ड, 16-चैनल MUX ब्रेकआउट बोर्ड और 2-चैनल MUX शामिल हैं। पिन हेडर को प्रत्येक ब्रेकआउट बोर्ड में मिलाया गया ताकि उन्हें प्रोटोटाइप बोर्ड से जोड़ा जा सके। वायर-रैप टूल का उपयोग करते हुए, मैंने फिर ग्राउंड, 5V और MUX ब्रेकआउट बोर्ड के कंट्रोल सिग्नल पिन को कनेक्ट किया।

एक 24-चैनल MUX को पाँच नियंत्रण संकेतों की आवश्यकता होती है, जिसे मैंने Arduino पर 8-12 पिन करने के लिए कनेक्ट करने के लिए चुना था। सभी पाँच 24-चैनल MUX को Arduino से समान नियंत्रण संकेत प्राप्त होते हैं, इसलिए मैंने Arduino पिन से तार को 24-चैनल MUX से जोड़ा। IR सेंसर के डिजिटल आउटपुट 24-चैनल MUX के इनपुट पिन से जुड़े होते हैं ताकि उन्हें Arduino में क्रमिक रूप से पढ़ा जा सके। क्योंकि सभी 120 सेंसर आउटपुट में पढ़ने के लिए पांच अलग-अलग पिन हैं, यह कल्पना करने में मददगार है कि गुंबद को 24 त्रिकोणों (आकृति में गुंबद के रंगों की जांच) से मिलकर पांच अलग-अलग खंडों में विभाजित किया गया है।

Arduino पोर्ट मैनिपुलेशन का उपयोग करके, आप मल्टीप्लेक्सर्स को पिन 8-12 द्वारा भेजे गए नियंत्रण संकेतों को जल्दी से बढ़ा सकते हैं। मैंने यहां मल्टीप्लेक्सर्स के संचालन के लिए कुछ उदाहरण कोड संलग्न किए हैं:

इंट नंबर चैनल = 24;

// आउटपुट // int s0 = 8; // एमयूएक्स नियंत्रण 0 - PORTbD int s1 = 9; // MUX नियंत्रण 1 - PORTb int s2 = 10; // MUX नियंत्रण 2 - PORTb int s3 = 11; // MUX नियंत्रण 3 - PORTb int s4 = 12; // MUX नियंत्रण 4 - PORTb // इनपुट // int m0 = 3; // एमयूएक्स इनपुट 0 इंट एम 1 = 4; // एमयूएक्स इनपुट 1 इंट एम 2 = 5; // एमयूएक्स इनपुट 2 इंट एम 3 = 6; // एमयूएक्स इनपुट 3 इंट एम 4 = 7; // MUX इनपुट 4 // वेरिएबल // int arr0r; // MUX0 int arr1r से डिजिटल रीड; // MUX1 int arr2r से डिजिटल रीड; // MUX2 int arr3r से डिजिटल रीड; // MUX3 int arr4r से डिजिटल रीड; // MUX4 शून्य सेटअप से डिजिटल पढ़ा () {// अपना सेटअप कोड यहां डालें, एक बार चलाने के लिए: DDRB = B11111111; // Arduino पिन 8 से 13 को इनपुट पिनमोड (s0, OUTPUT) के रूप में सेट करता है; पिनमोड (एस 1, आउटपुट); पिनमोड (एस 2, आउटपुट); पिनमोड (एस 3, आउटपुट); पिनमोड (एस 4, आउटपुट); पिनमोड (एम 0, इनपुट); पिनमोड (एम 1, इनपुट); पिनमोड (एम 2, इनपुट); पिनमोड (एम 3, इनपुट); पिनमोड (एम 4, इनपुट); } शून्य लूप () {// बार-बार चलाने के लिए अपना मुख्य कोड यहां रखें: PORTB = B00000000; // मक्स लो के लिए सेट कंट्रोल पिन (int i = 0; i <numChannel; i++) {// IR सेंसर के लिए MUX0 - MUX4 का डिजिटल रीड आउटपुट. arr0r = digitalRead (m0); // Mux 0 से पढ़ना, IR सेंसर i arr1r = digitalRead(m1); // Mux 1, IR सेंसर से पढ़ना i arr2r = digitalRead(m2); // Mux 2 से पढ़ना, IR सेंसर i arr3r = digitalRead(m3); // Mux 3 से पढ़ना, IR सेंसर i arr4r = digitalRead(m4); // Mux 4 से पढ़ना, IR सेंसर i // MUX इनपुट के साथ कुछ करें या यहां एक सरणी में स्टोर करें // PORTB ++; // एमयूएक्स के लिए वृद्धि नियंत्रण संकेत}}

चरण 9: ऐक्रेलिक के साथ डिफ्यूजिंग लाइट

एल ई डी से प्रकाश को फैलाने के लिए, मैंने एक गोलाकार कक्षीय सैंडर के साथ पारदर्शी ऐक्रेलिक को रेत दिया। सैंडर को ऐक्रेलिक के दोनों किनारों पर एक आकृति -8 गति में ले जाया गया। मुझे यह तरीका "फ्रॉस्टेड ग्लास" स्प्रे पेंट से काफी बेहतर लगा।

ऐक्रेलिक को सैंड करने और साफ करने के बाद, मैंने एलईडी पर फिट होने के लिए त्रिकोणों को काटने के लिए एक लेजर कटर का उपयोग किया। ऐक्रेलिक काटने के उपकरण या यहां तक कि एक आरा का उपयोग करके ऐक्रेलिक को काटना संभव है यदि ऐक्रेलिक दरार नहीं करता है। ऐक्रेलिक को एल ई डी के ऊपर 5 मिमी मोटी प्लाईवुड आयतों द्वारा आयोजित किया गया था जिसे लेजर कटर से भी काटा गया था। इन छोटे तख्तों को गुंबद पर स्ट्रट्स से चिपकाया गया था, और ऐक्रेलिक त्रिकोण तख्तों पर लगाए गए थे।

चरण 10: MIDI. का उपयोग करके गुंबद के साथ संगीत बनाना

मैं चाहता था कि गुंबद ध्वनि उत्पन्न करने में सक्षम हो, इसलिए मैंने पांच मिडी चैनल स्थापित किए, गुंबद के प्रत्येक उपसमुच्चय के लिए एक। आपको सबसे पहले पांच मिडी जैक खरीदने और इसे योजनाबद्ध में दिखाए अनुसार कनेक्ट करने की आवश्यकता है (अधिक जानकारी के लिए Arduino समर्थन से यह ट्यूटोरियल देखें)।

क्योंकि Arduino Uno (TX पिन के रूप में लेबल किया गया पिन 2) पर केवल एक ट्रांसमिट सीरियल पिन है, आपको पांच MIDI जैक को भेजे जा रहे सिग्नल को डी-मल्टीप्लेक्स करने की आवश्यकता है। मैंने एक ही नियंत्रण संकेतों (पिन 8-12) का उपयोग किया, क्योंकि मिडी सिग्नल एक अलग समय पर भेजे जाते हैं जब आईआर सेंसर को Arduino में पढ़ा जा रहा होता है। ये नियंत्रण संकेत 8-चैनल डीमल्टीप्लेक्सर को भेजे जाते हैं ताकि आप नियंत्रित कर सकें कि कौन सा MIDI जैक Arduino द्वारा बनाया गया MIDI सिग्नल प्राप्त करता है। MIDI सिग्नल Arduino द्वारा फ्रेंकोइस बेस्ट द्वारा बनाई गई भयानक MIDI सिग्नल लाइब्रेरी के साथ उत्पन्न किए गए थे। Arduino Uno के साथ विभिन्न MIDI जैक के लिए कई MIDI आउटपुट बनाने के लिए यहां कुछ उदाहरण कोड दिए गए हैं:

#शामिल करें // मिडी पुस्तकालय शामिल करें

#define numChannel 24 // प्रति त्रिभुज IR की संख्या #define numSections 5 // गुंबद में वर्गों की संख्या, 24चैनल MUX की संख्या, MIDI जैक की संख्या // OUTPUTS // int s0 = 8; // एमयूएक्स नियंत्रण 0 - PORTbD int s1 = 9; // MUX नियंत्रण 1 - PORTb int s2 = 10; // MUX नियंत्रण 2 - PORTb int s3 = 11; // MUX नियंत्रण 3 - PORTb int s4 = 12; // MUX नियंत्रण 4 - PORTb // इनपुट // int m0 = 3; // एमयूएक्स इनपुट 0 इंट एम 1 = 4; // एमयूएक्स इनपुट 1 इंट एम 2 = 5; // एमयूएक्स इनपुट 2 इंट एम 3 = 6; // एमयूएक्स इनपुट 3 इंट एम 4 = 7; // MUX इनपुट 4 // वेरिएबल // int arr0r; // MUX0 int arr1r से डिजिटल रीड; // MUX1 int arr2r से डिजिटल रीड; // MUX2 int arr3r से डिजिटल रीड; // MUX3 int arr4r से डिजिटल रीड; // MUX4 int midArr [numSections] से डिजिटल रीड; // स्टोर करें कि किसी एक खिलाड़ी द्वारा नोट दबाया गया है या नहीं int note2play[numSections]; // स्टोर नोट चलाया जाना है यदि सेंसर को इंट नोट्स [numChannel] = {60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83}; इंट पॉज़मिडी = ४०००; // मिडी संकेतों के बीच विराम समय MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE (); शून्य सेटअप () {// एक बार चलाने के लिए अपना सेटअप कोड यहां डालें: डीडीआरबी = बी११११११११; // Arduino पिन 8 से 13 को इनपुट MIDI.begin (MIDI_CHANNEL_OFF) के रूप में सेट करता है; पिनमोड (s0, OUTPUT); पिनमोड (एस 1, आउटपुट); पिनमोड (एस 2, आउटपुट); पिनमोड (एस 3, आउटपुट); पिनमोड (एस 4, आउटपुट); पिनमोड (एम 0, इनपुट); पिनमोड (एम 1, इनपुट); पिनमोड (एम 2, इनपुट); पिनमोड (एम 3, इनपुट); पिनमोड (एम 4, इनपुट); } शून्य लूप () {// बार-बार चलाने के लिए अपना मुख्य कोड यहां रखें: PORTB = B00000000; // मक्स लो के लिए सेट कंट्रोल पिन (int i = 0; i <numChannel; i++) {// IR सेंसर के लिए MUX0 - MUX4 का डिजिटल रीड आउटपुट. arr0r = digitalRead (m0); // Mux 0 से पढ़ना, IR सेंसर i arr1r = digitalRead(m1); // Mux 1, IR सेंसर से पढ़ना i arr2r = digitalRead(m2); // Mux 2 से पढ़ना, IR सेंसर i arr3r = digitalRead(m3); // Mux 3 से पढ़ना, IR सेंसर i arr4r = digitalRead(m4); // Mux 4 से पढ़ना, IR सेंसर i if (arr0r == 0)// सेक्शन 0 पर सेंसर ब्लॉक किया गया था {midArr[0] = 1; // प्लेयर 0 ने एक नोट मारा है, HI सेट करें ताकि प्लेयर 0 नोट 2 प्ले [0] = नोट्स के लिए MIDI आउटपुट हो; // प्लेयर ० के लिए खेलने के लिए नोट } अगर (arr1r == 0)// सेक्शन 1 पर सेंसर ब्लॉक किया गया था {midArr[1] = 1; // प्लेयर 0 ने एक नोट मारा है, HI सेट करें ताकि प्लेयर 0 नोट 2प्ले [1] = नोट्स के लिए MIDI आउटपुट हो; // प्लेयर ० के लिए खेलने के लिए नोट } अगर (arr2r == 0)// सेक्शन 2 पर सेंसर ब्लॉक किया गया था {midArr[2] = 1; // प्लेयर 0 ने एक नोट मारा है, HI सेट करें ताकि प्लेयर 0 नोट 2प्ले [2] = नोट्स के लिए MIDI आउटपुट हो; // प्लेयर ० के लिए खेलने के लिए नोट } अगर (arr3r == 0)// सेक्शन ३ पर सेंसर ब्लॉक किया गया था {midArr [३] = १; // प्लेयर 0 ने एक नोट मारा है, HI सेट करें ताकि प्लेयर 0 नोट 2 प्ले [3] = नोट्स के लिए MIDI आउटपुट हो; // प्लेयर ० के लिए खेलने के लिए नोट } अगर (arr4r == 0)// सेक्शन ४ पर सेंसर ब्लॉक किया गया था {midArr [४] = १; // प्लेयर 0 ने एक नोट मारा है, HI सेट करें ताकि प्लेयर 0 नोट 2 प्ले [4] = नोट्स के लिए MIDI आउटपुट हो; // प्लेयर 0 के लिए खेलने के लिए नोट } PORTB++; // एमयूएक्स के लिए वृद्धि नियंत्रण संकेत} अपडेटमिडी (); } शून्य अद्यतनMIDI() { PORTB = B00000000; // mux कम के लिए नियंत्रण पिन सेट करें अगर (midArr [0] == 1) // प्लेयर 0 MIDI आउटपुट {MIDI.sendNoteOn (note2play [0], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); MIDI.sendNoteOff(note2play[0], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); } पोर्टब++; // इंक्रीमेंट MUX अगर (midArr[1] == 1) // प्लेयर 1 MIDI आउटपुट {MIDI.sendNoteOn(note2play[1], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); MIDI.sendNoteOff(note2play[1], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); } पोर्टब++; // इंक्रीमेंट MUX अगर (midArr[2] == 1) // प्लेयर 2 MIDI आउटपुट {MIDI.sendNoteOn(note2play[2], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); MIDI.sendNoteOff(note2play[2], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); } पोर्टब++; // इंक्रीमेंट एमयूएक्स अगर (मिडएआर [३] == १) // प्लेयर ३ मिडी आउटपुट { MIDI.sendNoteOn (नोट २प्ले [३], १२७, १); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); MIDI.sendNoteOff(note2play[3], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); } पोर्टब++; // इंक्रीमेंट एमयूएक्स अगर (मिडएआर [४] == १) // प्लेयर ४ मिडी आउटपुट {मिडी। सेंडनोटऑन (नोट २प्ले [४], १२७, १); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); MIDI.sendNoteOff(note2play[4], 127, 1); देरीमाइक्रोसेकंड (रोकेंमिडी); } मिडअर्र [0] = 0; मिडएर [1] = 0; मिडएर [2] = 0; मिडअर्र [३] = ०; मिडअर्र [४] = ०; }

चरण 11: डोम को शक्ति देना

कई घटक हैं जिन्हें गुंबद में संचालित करने की आवश्यकता है। इसलिए आपको बिजली की आपूर्ति निर्धारित करने के लिए प्रत्येक घटक से निकाले गए एम्प्स की गणना करने की आवश्यकता होगी जिसे आपको खरीदने की आवश्यकता है।

एलईडी पट्टी: मैंने Ws2801 एलईडी पट्टी के लगभग 3.75 मीटर का उपयोग किया, जिसमें 6.4W/मीटर की खपत होती है। यह 24W (3.75*6.4) से मेल खाती है। इसे amps में बदलने के लिए, Power = current*volts (P=iV) का उपयोग करें, जहां V एलईडी पट्टी का वोल्टेज है, इस मामले में 5V। इसलिए, एल ई डी से ली गई धारा 4.8A (24W/5V = 4.8A) है।

IR सेंसर: प्रत्येक IR सेंसर लगभग 25mA खींचता है, 120 सेंसर के लिए कुल 3A।

Arduino: 100mA, 9V

मल्टीप्लेक्सर्स: पांच 24 चैनल मल्टीप्लेक्सर्स हैं जिनमें से प्रत्येक में 16 चैनल मल्टीप्लेक्सर और 8 चैनल मल्टीप्लेक्सर शामिल हैं। 8 चैनल और 16 चैनल MUX प्रत्येक में लगभग 100mA की खपत होती है। इसलिए, सभी एमयूएक्स की कुल बिजली खपत 1 ए है।

इन घटकों को जोड़ने पर, कुल बिजली की खपत लगभग 9ए होने की उम्मीद है। LED स्ट्रिप, IR सेंसर और मल्टीप्लेक्सर्स में 5V पर इनपुट वोल्टेज होता है, और Arduino में 9V इनपुट वोल्टेज होता है। इसलिए, मैंने 12V 15A बिजली की आपूर्ति, 12V को 5V में परिवर्तित करने के लिए 15A हिरन कनवर्टर और Arduino के लिए 12V से 9V में परिवर्तित करने के लिए 3A हिरन कनवर्टर का चयन किया।

चरण 12: गोलाकार गुंबद आधार

गुंबद लकड़ी के एक गोलाकार टुकड़े पर टिकी हुई है, जिसके बीच में से एक पेंटागन काटा गया है ताकि इलेक्ट्रॉनिक्स तक आसानी से पहुंचा जा सके। इस गोलाकार आधार को बनाने के लिए, लकड़ी के सीएनसी राउटर का उपयोग करके प्लाईवुड की 4x6 'शीट को काटा गया था। इस कदम के लिए एक आरा का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। आधार को काटने के बाद, लकड़ी के छोटे 2x3”ब्लॉकों का उपयोग करके गुंबद को उससे जोड़ा गया।

आधार के ऊपर, मैंने पीसीबी स्टैंड-ऑफ स्पेसर्स के साथ एपॉक्सी और एमयूएक्स और बक कन्वर्टर्स के साथ बिजली की आपूर्ति संलग्न की। ई-जेड लोक थ्रेड एडेप्टर का उपयोग करके स्पैसर को प्लाईवुड से जोड़ा गया था।

चरण 13: पेंटागन डोम बेस

वृत्ताकार आधार के अलावा, मैंने गुंबद के लिए एक पंचकोण आधार भी बनाया, जिसके नीचे एक कांच की खिड़की थी। यह आधार और दिखने वाली खिड़की भी लकड़ी के सीएनसी राउटर के साथ प्लाईवुड कट से बनाई गई थी। पेंटागन के किनारे लकड़ी के तख्तों से बने होते हैं, जिसमें एक तरफ कनेक्टर के माध्यम से जाने के लिए एक छेद होता है। धातु के ब्रैकेट और 2x3 ब्लॉक जोड़ों का उपयोग करके, लकड़ी के तख्तों को पेंटागन बेस से जोड़ा जाता है। एक पावर स्विच, मिडी कनेक्टर और यूएसबी कनेक्टर एक फ्रंट पैनल से जुड़े होते हैं जिसे मैंने लेजर कटर का उपयोग करके बनाया था। पूरे पेंटागन बेस को चरण 12 में वर्णित गोलाकार आधार पर खराब कर दिया गया है।

मैंने गुंबद के नीचे एक खिड़की स्थापित की ताकि कोई भी इलेक्ट्रॉनिक्स को देखने के लिए गुंबद में देख सके। दिखने वाला ग्लास एक लेजर कटर के साथ ऐक्रेलिक कट से बना है और प्लाईवुड के एक गोलाकार टुकड़े से जुड़ा हुआ है।

चरण 14: डोम प्रोग्रामिंग

गुंबद की प्रोग्रामिंग के लिए अनंत संभावनाएं हैं। कोड का प्रत्येक चक्र IR सेंसर से संकेतों को ग्रहण करता है, जो उन त्रिकोणों को इंगित करता है जिन्हें किसी ने छुआ है। इस जानकारी से आप गुंबद को किसी भी आरजीबी रंग से रंग सकते हैं और/या मिडी सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। यहाँ कार्यक्रमों के कुछ उदाहरण दिए गए हैं जो मैंने गुंबद के लिए लिखे हैं:

गुंबद को रंग दें: प्रत्येक त्रिभुज चार रंगों से होकर गुजरता है जैसे ही इसे छुआ जाता है। जैसे ही रंग बदलते हैं, एक आर्पेगियो बजाया जाता है। इस कार्यक्रम के साथ, आप गुंबद को हजारों अलग-अलग तरीकों से रंग सकते हैं।

गुंबद संगीत: गुंबद पांच रंगों से रंगा हुआ है, प्रत्येक खंड एक अलग मिडी आउटपुट के अनुरूप है। कार्यक्रम में, आप चुन सकते हैं कि प्रत्येक त्रिभुज कौन से नोट बजाएं। मैंने गुंबद के शीर्ष पर मध्य सी से शुरू करना चुना, और पिच को बढ़ाया क्योंकि त्रिकोण आधार के करीब चले गए। क्योंकि पांच आउटपुट हैं, यह कार्यक्रम एक साथ कई लोगों को गुंबद खेलने के लिए आदर्श है। MIDI उपकरण या MIDI सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, इन MIDI संकेतों को किसी भी उपकरण की तरह ध्वनि के लिए बनाया जा सकता है।

साइमन: मैंने क्लासिक मेमोरी लाइट-अप गेम साइमन का एक गायन लिखा था। रोशनी का एक यादृच्छिक क्रम एक बार में पूरे गुंबद पर प्रकाशित होता है। प्रत्येक मोड़ में, खिलाड़ी को अनुक्रम को कॉपी करना होगा। यदि खिलाड़ी अनुक्रम से सही ढंग से मेल खाता है, तो अनुक्रम में एक अतिरिक्त प्रकाश जोड़ा जाता है। उच्च स्कोर गुंबद के किसी एक भाग पर संग्रहीत किया जाता है। यह गेम कई लोगों के साथ खेलने में भी बहुत मजेदार है।

पोंग: गुंबद पर पोंग क्यों नहीं खेलते? एक गेंद गुंबद के पार तब तक फैलती है जब तक कि पैडल से टकरा न जाए। जब ऐसा होता है, तो एक मिडी सिग्नल उत्पन्न होता है, जो दर्शाता है कि पैडल गेंद को हिट करता है। फिर दूसरे खिलाड़ी को गुंबद के नीचे पैडल को निर्देशित करना चाहिए ताकि वह गेंद को वापस हिट कर सके।

चरण 15: पूर्ण गुंबद की तस्वीरें

Arduino प्रतियोगिता 2016 में भव्य पुरस्कार

रीमिक्स प्रतियोगिता 2016 में दूसरा पुरस्कार

मेक इट ग्लो कॉन्टेस्ट 2016 में दूसरा पुरस्कार