Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » С сайтов » Спец » Инсталляция - «Число Пи вытекающее из крана»

    Инсталляция - «Число Пи вытекающее из крана»


    В воскресенье 14 марта любители математики в очередной раз отмечали «День числа Пи». В этот день математики, и сочувствующие, читают хвалебные речи в честь числа π, рассказывают о его роли в жизни человечества, рисуют антиутопические картины мира без этой математической константы, пекут и едят «пи-рог» («Pi pie») с изображением греческой буквы «пи» или с первыми цифрами самого числа, пьют напитки и играют в игры, начинающиеся на «пи», решают головоломки и загадки, водят хороводы вокруг предметов, связанных с этим числом.
    Мастер-самодельщик и любитель математики с ником bornach решил прославить Пи и этот день по-своему и сделать
    инсталляцию "Число Пи вытекающее из крана".

    Давайте посмотрим небольшое демонстрационное видео.
    Инсталляция - «Число Пи вытекающее из крана»

    Итак, для изготовления данной инсталляции мастер использовал следующие инструменты и материалы

    Инструменты и материалы:
    -Raspberry Pi;
    -Кейс для Raspberry Pi;
    -Светодиодные модули MAX7219 8x8 - 5 шт;
    -Светодиоды - 3 шт;
    -Потенциометр 10K;
    -3 резистора по 150 Ом;
    -2 резистора по 1 кОм;
    -Конденсатор 0,47 мкФ;
    -Печатная плата с перфорацией для прототипирования;
    -Штыревые разъемы;
    -Проволока;
    -Паяльное оборудование;
    -Картон - как однослойный, так и гофрированный;
    -Палочка от мороженного;
    -Клей;
    -Кабельные стяжки;


    Шаг первый: последовательное подключение модулей MAX7219
    Цифры Pi будут отображаться на 5 модулях MAX7219 8x8, которые были подключены последовательно. Всего для изготовления светодиодной матрицы он использовал 5 модулей.

    Эти модули MAX7219 8x8 можно приобрести по отдельности или уже соединенные группами по четыре. Их можно спаять вместе соединительными проводами, но конструкция не будет жесткой. Для придания жесткости конструкции он сверлит в палочках для мороженного отверстия и крепит модули кабельными стяжками.



    Шаг второй: плата для подключения модулей MAX7219 к Pi
    Возможно, есть разъемы, совместимые с MAX7219 и Raspberry Pi, которые можно купить. У мастера их не было под рукой и пришлось все делать самому, используя перфорированную плату, разъемы, провод и палочки для мороженого.

    Разъемы должны подключатся только к контактам с 11 по 24 и контакт 5V на Raspberry Pi. Мастер использовал пару разъемов 1x8s и 2x3 для подключения 5V.

    Чтобы подключить MAX7219, необходимо припаять:
    VCC к 5 В (контакт 2 или 4),
    GND к одному из контактов заземления (6, 9, 14, 20, 25)
    DIN к контакту 19
    CLK к выводу 23
    CS к контакту 24





    Шаг третий: подключение светодиодов крана и потенциометра
    Плата, которая была смонтирована на предыдущем шаге, также будет использоваться для анимации 3 светодиодов под краном и для считывания положения потенциометра 10K, который формирует положение ручки крана. 6 контактов будут выведены на отдельный разъем 1x6:
    Для считывания показаний потенциометра 10K
    GPIO 18 (контакт 12)
    GPIO 23 (контакт 16)
    Светодиодная анимация
    GPIO 17 (вывод 11)
    GPIO 27 (вывод 13)
    GPIO 22 (контакт 15)
    Шестой контакт подключается к контакту заземления.


    Шаг четвертый: подготовка потенциометра и изготовление крана
    Припаивает два провода к потенциометру 10K - один провод к центральной ножке и один провод к одной из крайней - не имеет значения, какой.

    Вырезает из цветного картона прямоугольник размером 8 x 9 см. Вырезает отверстие для размещения ручки потенциометра. Он будет располагаться вдоль оси рядом с центром. Также делает 2 прорези перпендикулярно оси, как показано на фото.


    Вырезает из гофрированного упаковочного картона распорные кольца, они будут устанавливаться на вал потенциометра. Откручивает гайку на потенциометре и надевает две картонные шайбы. Затем устанавливает потенциометр в отверстие в картоне и фиксирует гайкой.
    Сгибает из картона цилиндр и нижнюю часть подгибает вниз. Склеивает деталь.



    Затем вырезает из того же картона спираль и приклеивает ее к соску крана.



    Шаг пятый: стойка
    3 светодиода используются для отображения цифр, льющихся из крана. Нужно спаять их катоды вместе. Мастер использует 3 светодиода, вырезанные из дешевой рождественской гирлянды, поэтому катоды там уже были припаяны.
    Дальше нужно припаять к катоду и аноду провода и протянуть через кран (светодиоды спереди, провода сзади) Желательно использовать провода разного цвета.

    Дальше нужно вырезать из гофрированного картона следующие детали:
    Большой прямоугольник (14 см x 10 см), в котором вырезано отверстие для крана. Складываем длинные края - эта деталь предназначена для частичного закрытия разъема Ethernet и USB-портов на Raspberry Pi.
    Квадрат (6 см x 6 см), в котором вырезано отверстие, достаточно большое, чтобы пропустить 6 проводов, выходящих из задней части патрубка.
    Маленькая картонная скоба (10 см x 2 см).
    Круг (радиус 3 см), в котором вырезано отверстие для крана.
    Дальше нужно установить заднюю часть крана в отверстия в картонном круге и прямоугольнике. Заднюю часть разрезать на 6 лепестков. Сверху нужно приклеить квадратную заготовку и затем распорку между стенками.






    Шаг шестой: электроника для крана
    Raspberry Pi не имеет аналогово-цифрового преобразователя ни на одном из контактов GPIO, поэтому для считывания показаний потенциометра 10K требуется дополнительная схема. Поскольку нас интересует только определение того, открыт или закрыт обратный клапан, точность позиционирования не так важна. Здесь используется обычный способ зарядки конденсатора через сопротивление потенциометра - RC-цепь задержки - и затем рассчитывается, сколько времени требуется конденсатору, чтобы достичь порога высокого уровня напряжения. Один вывод GPIO выполняет зарядку, а другой вывод GPIO считывает логический уровень конденсатора. Схема патрубка также включает в себя токоограничивающие резисторы для светодиодов. Мастер выбрал резисторы на 150 Ом, которые не дают красным светодиодам светить слишком ярко, отвлекая внимания от матрицы.

    Вырезает кусок перфорированной макетной платы (не менее 6 столбцов).
    Монтирует плату как показано на схеме.
    Припаивает 6 проводов от патрубка к соответствующим местам на печатной плате.
    Припаивает 6 проводов для подключения GPIO и заземления.
    Припаивает эти 6 проводов к разъему 1x6 pin, уделяя особое внимание порядку - он должен соответствовать порядку соединений на разъеме 1x6 подключенного к плате MAX7219.






    Шаг седьмой: окончательная сборка
    Этот шаг во многом зависит от версии Raspberry Pi и корпуса.
    Устанавливает деревянные шпажки в в отверстия гофрированного картона. Или можно приклеить картон к шпажкам.
    Затем устанавливает Рассбери в корпус. В корпусе есть отверстия. В эти отверстия устанавливает шпажки.
    Дальше устанавливает 6-контактный разъем от платы крана в 6-контактный разъем на плате MAX7219.
    Подключает плату MAX7219 к разъему GPIO Raspberry Pi.
    Устанавливает ручку на потенциометр. Мастер сделал ручку из палочки для мороженого и прикрепил к ней карточку с греческим символом Пи.






    Шаг восьмой: программирование
    Этот шаг предполагает, что Raspberry Pi уже настроена, установлена Raspian (или аналогичная ОС), устройство подключено к Интернету и т. д.
    Цифры Пи генерируются с помощью Python. Для этого необходимо установить следующие пакеты:
    PiDigits - установить с помощью команды:
    pip3 install --upgrade pidigits

    luma.led_matrix - следуем инструкциям по установке, чтобы настроить SPI, права пользователя GPIO и установить пакет Python.
    Нужно скопировать два сценария,
    pi_day.py
    и
    read_10kpot.py
    , в пользовательский каталог на Raspberry Pi.
    Дальше нужно запустить скрипт калибровки потенциометра
    python3 read_10kpot.py

    и попробовать повернуть потенциометр на 90 градусов, как если бы открывали и закрывали кран. Если числа, выводимые на табло, не меняются, возможно, цепь считывания потенциометра подключена в обратном направлении. Нужно попробовать поменять местами значения pinA и pinB в скрипте.

    Обратите внимание на значение, выводимое сценарием калибровки, когда потенциометр находится на полпути между открытием и закрытием. Откройте скрипт
    pi_day.py
    в редакторе и соответствующим образом измените сравнение
    valvePos
    . Попробуйте запустить измененный скрипт:
    python3 pi_day.py

    Возможно, придется внести некоторые изменения:
    Порядок в списке GPIO, чтобы светодиоды загорались в правильной последовательности.
    Ориентацию, каскад, конфигурацию устройства MAX7219
    device = max7219(serial, cascaded=nDigits, block_orientation=90, rotate=0, blocks_arranged_in_reverse_order=True

    Настроить pinA и pinB GPIO в ValvePot
    После того, как все настройки скрипта pi_day.py установлены в соответствии с со светодиодами крана и конкретным модулем дисплея MAX7219, устройство должно заработать. При повороте ручки крана цифры капают прямо на дисплей.
    Код можно скачать ниже.
    pi_day.py
    read_10kpot.py
    Полную сборку такого необычного крана можно посмотреть на видео.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 1 / История оценок)

    Добавить комментарий

    1 комментарий
    Гость Степан
    Если б вычислял до 25-30 знака, было бы эффектнее. Три знака после запятой это насмешка над величием пи

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии