如何制作一个展示水循环的立体模型

第1步：构建盒子

我们有建了一个木箱，但你也可以用一个纸箱。箱子尺寸为正面40厘米，深25厘米，高30厘米。

我们已经放置了一个带铰链的方便盖子，这样通过提起它可以更容易地工作。此外，我们并不需要后墙，因此您可以跳过它，只需在天空中使用一些蓝纸，如图所示。

步骤2：连接电机

我们将在步进顶部附近安装步进电机，这样它们就可以旋转，包裹着我们的薄纱，蒸发薄纱和云层。

首先我们需要钻孔。

用纸张制作电机面罩，如照片所示。这样可以正确标记孔［照片］。钻，然后用螺钉和螺栓连接电机。

步骤3：连接轴

对于轴，我们使用铜管道管。测量距离，考虑电机深度，再减去1厘米，然后切3个。

使用电机轴作为模具，用钳子按压管子的一端周围。

然后使用螺丝作为模具，并在管子的另一端做同样的操作。

在另一面墙上钻一个孔，与电机轴相对（测量距离） 。通过孔将轴固定在电机轴和螺钉之间。使用一个或两个螺栓固定螺钉，使用金属环使轴旋转更平稳，如图所示。

步骤4：固定伺服电机

在下方使用一些蓝色标签，并在上方用螺丝固定金属条，将伺服电机安装在地板上。这将用于升起太阳，如照片所示。

确保以正确的方向将其固定。 （如果你做错了它不是一个大问题，你可以用arduino代码编辑它。）

用吸管和胶水将太阳安装在电机轴上。

步骤5：连接电子，电机，LED

Arduino Uno有14个数字引脚。每个步进电机驱动器需要4个引脚，伺服电机需要一个引脚，LED有一个引脚。

您可以在原理图中看到基本连接。 4个数字引脚连接到驱动器。你需要一个单独的驱动器（和电机）电源，因为电机消耗相当大的功率，如果你从Arduino供电，你将遇到问题。您可以使用USB充电器和电缆，切断它，使用+ 5V和GND为电机供电。您还需要将Arduino板上的GND连接到外部电源的GND，如原理图所示。

连接：

引脚0，1，2，3：电机2

引脚4，5，6，7：电机1

引脚8，* 10，11，12：电机0.请注意，我们为伺服电机保存了PIN 9：在某些Arduino板中，只有销9和10可以驱动伺服。

伺服电机连接非常标准。使用数字引脚9进行控制。使用外部电源（与步进电机相同）为伺服电源供电（即不是原理图，从Arduino电路板获取电源。）

APA106 LED设计使我们能够仅用一个引脚单独控制几个LED。我们将使用Digital Pin 13（它也连接到Arduino板上的内置LED）。可以在原理图上看到基本连接。 APA106有四个引脚。两个中间引脚用于+ 5V和GND。然后，我们将第一个LED的DATA IN连接到引脚13，将其DATA OUT连接到第二个LED的DATA IN等。每个连续的LED从前一个DATA OUT获取其DATA IN信号。最后一个LED的DATA OUT可以保持未连接状态。

您可能需要在进行装饰后将LED固定在外壳上，以便更好地检查照明。或者，您可以使用热胶来保护它们，然后安装装饰。

步骤6：Arduino代码

以下是对代码的作用。

日出：伺服电机从10度到50度，速度为2度/秒，而灯光从红色（黎明）变为白色（中午）。

蒸发：步进电机将轴缠绕在“蒸汽”薄纱附着的位置，抬起它。您可能需要调整转数，具体取决于您的尺寸。

云：步进电机展开轴以显示云。场景颜色变为“下雨”设置。

雨：步进电机展开“雨”薄纱轴。我们有随机闪烁，颜色变为白色一段时间 - 然后回到“下雨”。

系统复位：灯熄灭，然后电机回绕轴，这样系统就可以再次插入时再做一次迭代。

请注意，我们选择只运行一次，然后重置，以便最大程度地降低某人停止系统中途的可能性。在这种情况下，我们会在轴上缠绕薄纱，因此系统无法正常运行。

在添加装饰之前，稍微使用代码。稍后您将进行微调。

步骤7：制作并附上装饰品和LED。

我们选择了景观的2.5D表示。它由4层景观组成，一层落后于另一层。背面还有一片天空。在天空和后层之间，有山的那个是太阳所在的地方，附着在伺服电机上。

下雨时，雨水和蒸发的薄纱被折叠并隐藏在其他层之间。它们通过螺纹固定在上面的轴上。

云是小棉球（用于卸妆的方便），它们通过螺纹独立地连接在云轴上。你将线程包裹在轴上，然后通过展开它来降低云层。

LED连接在一起，并粘在各层之间，背面的第一个LED，以便以后连接到Arduino板。

为了下雨，我们切下一小块水滴形纸，并将它粘在薄纱上。在图片中你可以看到我们粘合了一些重量，例如。水滴（和“蒸汽”后面的金属环）后面的小坚果，后面的》，这样薄纱就会被重力压下而不是在中间盘旋。薄纱的顶部和底部缠绕着一根筷子，也是为了重量。这最后的“触摸”为立体模型带来了“幼稚”的音符（这看起来像是儿童的项目）。如果你愿意，你可以使用其他更隐形的东西来增加薄纱的重量。

步骤8：连接Arduino并将其安装在主板上

您需要连接Arduino上的电机驱动器，伺服电机，LED。这些引脚在代码中注明。

您可以使用热胶将Arduino和电机驱动板放在外壳上，并将它们隐藏在纸山后面。使用小型面包板从外部电源为电机供电。用于arduino和电机的电源线将从后面熄灭。