Була -оптикалык медузанын юбкасы: 16 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Була -оптикалык эффект ушунчалык кызыктуу болгондуктан, була -оптика жана RGB светодиоддору менен кийим жасоону ойлонуп жаткам. Мен дизайнды ойлоп таап, булаларды LED тилкесине кантип жабыштырууну ойлогонго чейин бир аз убакыт өттү. Акыр -аягы, мен бул Jelly Fish юбкасын жасадым: була -оптикалык жиптер винил түтүктөргө жабыштырылган, алар LED тилкесине жана куруна жабыштырылган. Арткы жагында батарейка жана микроконтроллер үчүн кичинекей баштык бар, ал LEDди энергия жана маалымат менен камсыздайт. Тилкедеги диоддор даректүү болгондуктан, кур ар кандай алдын ала программаланган түстөрдө жана үлгүлөрдө күйө алат.

Бул долбоор RGB LEDлерин баштоонун жана Arduino IDE менен программалоону үйрөнүүнүн эң сонун жолу. Бул юбканы жасоо үчүн сизге эң сонун ширетүү да, программалоо чеберчилиги да кереги жок.

1 -кадам: Берилиштер

Материалдар

· 200 x 2 м узундуктагы була -оптика - диаметри 0.05 см [eBay]

· Силикон корпусу бар 5V RGB LED даректери (60/m) [Adafruit, eBay]

· Arduino микроконтроллери [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Литий (ион) полимердик батарея же USB кубат банкы [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Таза винил түтүк - диаметри 0,6 см [аппараттык дүкөн]

· Тазалоо 5 мүнөт Epoxy же E6000 пластик үчүн клей [аппараттык дүкөн]

· Күчтүү өрдөк тасмасы (артыкчылыктуу би-филамент) [аппараттык дүкөн]

· Жылуулуктун кыскарышы - диаметри 1 см [аппараттык дүкөн]

· 1,5 м 22 AWG тыгылып калган жез кабель/зым [аппараттык дүкөн]

· Жука кур

· 10 см күчтүү жабышчаак колдуу Velcro [кездеме дүкөнү]

· Батарея сумкасы үчүн кездеме

Куралдар

· Ысык желим тапанча

· Кандооч

· Solder

· Бычак

· Кайчы

· Жарык

· Жылуулук курал

· Ийне жана жип

· Өлчөөчү лента

2 -кадам: RGB LED тилкеси

RGB светодиоддору ар кандай түстөрдө жана үлгүлөрдө күйө алышат, анткени алар даректүү. Ар бир RGB LEDде кызыл, жашыл жана көк LED, ошондой эле кичинекей айдоочу чипи бар. Чиптин айынан RGB LED кадимки LEDге караганда акылдуу. Ар бир LED чипи тилкедеги өзүнүн позициясын билет, ошондой эле кызыл, жашыл жана көк түстүн жарыгын жекече көзөмөлдөй алат. Ошондуктан, дээрлик ар бир элестетилген үлгү жана түс программаланышы мүмкүн.

Ар бир жеке LEDдын ортосунда сиз үч линияны таба аласыз: +5V, DO/DI жана GND. 5V линиясы ("5 Вольт" дегенди билдирет) LEDди энергия менен камсыздайт; DI/DO ("Маалыматты киргизүү" жана "Маалыматты чыгаруу" дегенди билдирет) LEDге кантип жана качан күйүү керектигин айтат; GND жерди билдирет. Ошол үч саптын үстүндө кичинекей кайчынын символу бар - бул LED тилкесин кесүү керек болгон жалгыз жер.

Ошондой эле тилкеден жебелерди табышыңыз керек. Жебелер маалыматтар саякаттын багытын көрсөтөт. Тасманын башталышын жана аякталышын көрсөтүү маанилүү: жебе сизден алыстап, кыры - башталышы. Бул тарап электр булагына жана микроконтроллерге туташтырылышы керек. Долбоордо LED тилкесин колдонуудан мурун, бардык диоддор иштеп жаткандыгын текшерүүнү унутпаңыз. 14 -кадамда биз программаны кантип жүктөө керектигин жана LED тилкесиңизди кантип сынап көрүүнү карап чыгабыз.

LED тилкелери ар кандай тыгыздыкта LED менен келет (30 LED/m, 60 LED/m же 90 LED/m). Бул долбоор үчүн мен толук LED юбка үчүн 60 LED/m же андан да көп LED/метрди колдонууну сунуштайт элем.

3 -кадам: Микроконтроллер

Тандоо үчүн көптөгөн микроконтроллерлер бар. Сүрөттө мен адатта кийилүүчү буюмдар үчүн колдонгон 4 түрдүү микроконтроллерди көрө аласыз: кызыл Wattuino Nanite85from Watterott - бул Atmel ATtiny85 микропроцессору бар эң кичине такта. Бул көпчүлүк кийилүүчү долбоорлор үчүн сонун. Тигүү үчүн чоң тешиктери жок болсо да, кичинекей болгондуктан кийимиңизге жабыштыруу оңой. Тактада аны компьютериңизге туташтырып, кубат банкына окшогон кубат булагын тиркөө үчүн USB-жүктөгүч бар. Тактада 6 казык бар: 4 маалымат казыгы, 1 GND жана 1 кубат.

Чакан кара такта - Adafruitтен келген Gemma, анын ичинде Atmel ATtiny85 микропроцессору бар. Тешиктер бир аз чоңураак жана аны тигүү үчүн өткөргүч жипти колдонсоңуз болот. Gemma литий полимердик батареялары үчүн USB-порт жана JST-туташуусу бар. Такта кичинекей долбоорлор үчүн эң сонун, анткени анын 6 казыгы бар: 3 маалымат казыгы, 1 GND жана 2 күч (3 V жана Vout).

Чоң кара микроконтроллер - Florafrom Adafruit. Flora дагы күчтүү микропроцессорго ээ (Atmel Mega 32u4) жана татаал долбоорлордо (бир нече сенсорлорду, микрофондорду ж.б. бириктирүүдө) колдонулушу мүмкүн. Такта литий-полимердик батареялар үчүн USB-порт жана JST-туташтыргычы бар. 14 казыктан тышкары (8 маалымат, 3 GND жана 3 кубат) тактада күйгүзүү/өчүрүү баскычы да бар.

Күлгүн микроконтроллер - Sparkfunдан LilypadArduino Simple, Atmel Mega328 микропроцессору менен. Тактада JST-туташтыргычы, күйгүзүү/өчүрүү, ошондой эле программалоочу баскычы бар. USB-порт тактада болбогондуктан (FTDI үзүлүшү) электр менен камсыздоо үчүн кубат банкын колдонуу татаалыраак. Анын 11 казыгы бар: 9 маалымат казыгы, 1 GND жана 1 күч. Lilypad жууп кетет жана чоң тешиктери болгондуктан долбоорлорду тигүү үчүн жакшы.

Бул долбоор үчүн мен Флораны колдондум. Мен кичинекей микроконтроллерди колдонмокмун, бирок ал менин колумда болгон.

4 -кадам: Электр менен камсыздоо

Литий -полимердик батарейкалар кубаттуу жана оңой толтурулат. Сыйымдуулугуна (мА) жараша батареялар ар кандай өлчөмдө болот. Литий-полимердик батареялар, адатта, микроконтроллерге туташтырыла турган 2 пиндүү JST туташтыргычы менен келет. 3.7 В батарейкасы толук кубатталганда болжол менен 4.2 В болот жана 3.0 Вде өлөт.

LED тилкеси 5 В кубаттуулукта иштеши керек, бирок 3.7 В батарейкасы менен да иштейт. Эч качан 5 В жогору көтөрүлбөңүз.

Сиздин долбоор үчүн кандай дарамет туура келет? Бир LED болжол менен 60 мА (миллиамп) ток тартат. Сиздин тилкеңизде 20 LED бар деп ойлоп көрүңүз, алар жалпысынан 1 200 мА тартат. 1200mAh (миллиамп саат) батарейкасы 1200мАны бир саатка жеткире алат, андыктан сиздин батареяңыздын кубаттуулугу 2, 500 мАч болсо, ал эки саатка же андан көпкө жетет:

2, 500 мАч / 1, 200 мА = 2,08 с

Светодиоддор дайыма толук жарыкта иштебей тургандыктан, батарейканын иштөө мөөнөтү узарып кетиши мүмкүн. Сиз батареянын иштөө убактысын баалоо боюнча мыкты колдонмону таба аласыз Adafruit. When туура колдонулбаса, литий полимердик батарейкалар чындап эле коркунучтуу болушу мүмкүн. Эгерде сиз электрониканы жакшы билбесеңиз, анда мен USB кубат банкын колдонууну сунуштайм. Бул USB кабели менен коштолуп, смартфонуңузга же бул учурда микроконтроллерге окшогон кичинекей электрониканы кубаттайт/кубаттайт. Литий Полимер батареясы алюминий корпуста корголгон жана анын агып кетишине же жарылуусуна алып келиши мүмкүн болгон анча коркунучтуу эмес, анткени денеңизге USB кубат банкын тагуу коопсузураак. Сиз муну каалабайсыз. Бул үйрөткүчтө мен литий -полимердик батареяны түз колдондум (алюминий корпуста эмес). Мен ошондон бери электр банктарын колдонууга өттүм.

5 -кадам: LED тилкесин жана курун кесүү

Баштоо үчүн, курдун узундугун жана канча светодиод жана була -оптикалык жип керек болорун аныктоо керек. Белиңиздин өлчөмүн өлчөңүз (өлчөө үчүн жардам) жана LED лентасын кесип бериңиз. Кичине кайчы менен белгиленген эң жакын кесүү сызыгындагы тилкени кесип алыңыз (сүрөттү караңыз). Эң жакшы учурда, LED тилкеси сиздин жамбаш өлчөө узундугунан бир аз кыска. Эми тилкенин диоддорун эсептеңиз - бул сиз даярдай турган була -оптикалык жеке жиптердин саны. Программаны микроконтроллерге жүктөөдөн мурун, бул NeoPixel кодунда жарыялашыңыз керек болгон светодиоддордун саны.

Менин тилкемде метрине 60 светодиод бар. 70 см узундуктагы кесимди кескенден кийин тилкеде 42 светодиод калган.

Кийинчерээк мен көбүрөөк колдоо үчүн LED тилкесин жука курга байлап коём. Кур LED диаметри сыяктуу кең жана болжол менен 10 см узун болушу керек. Сиз курду жабуу үчүн Velcro колдоно тургандыгыңыз үчүн, курдун байлаганын кесип салыңыз.

6 -кадам: LED тилкесине ширетүүчү зымдар

Кийинки кадамда сиз үч тилкени LED тилкесине кошуп, ысык клей менен жылытууңуз керек. Алгач силикон корпусуна жылуулуктун кичине бөлүгүн (узундугу 1,5 смдей) басыңыз. Андан кийин үч зымды кесип, тилкенин башындагы өткөргүч +5V, DIN жана GND казактарынын ар бирине зым менен ширеткиле (LED тилкелерин кантип үйрөтүү керек). Эгерде сиз үч сызык үчүн бир түстүү зымды колдонуп жатсаңыз, ар бир зымдын тегерегине лента коюп, аларды аралаштырбоо үчүн белгилеңиз. Кийинчерээк микроконтроллерге ширетүү үчүн зымдардын узундугу 30 смдей болушу керек. Эгер ишенбесеңиз, аларды ойлогондон да узагыраак кылыңыз.

Азыр силикон корпусуна кичинекей ысык желимди түртүңүз, бирок биринчи LEDди клей менен жабууга чейин. Клей дагы эле жумшак болуп турганда, жылуулукту кыскартууну силикон корпусунун жарымына жана зымдардын жарымына тартыңыз. Желимди жылытуучу түтүктүн ичине бир аз клей басып, жылыткычты, зажигалканы же ширеткичти колдонуп, жылуулукту кыскартуу үчүн тилкенин жана зымдардын айланасына бекем болгонго чейин жылытыңыз. Эми LED тилкесинин экинчи учун ысык желим менен мөөрлөңүз.

7 -кадам: Була -оптикалык таңгактарды даярдаңыз

Мен диаметри 0,05 см болгон 200 була -оптикалык буладан 2 м узундуктагы жип сатып алдым. Базарда ичке була -оптикалык булалар бар, бирок була канчалык жоон болсо, учтары ошончолук жаркырайт жана сынуу ыктымалдуулугу азыраак.

Юбканын узундугу болжол менен 50 см болушун каалагандыктан, була -оптикалык жипти үч жолу кесип, 50 смде 800 була алдым.

Эми була -оптикалык бир аз таңгакты ар бир светодиодго жабыштыруу керек. Мен диаметри 0,6 см болгон тунук винил түтүктү колдондум, аны ар биринин узундугу 3 см болгон 42 бөлүккө (менин светодиоддорумдун саны) бөлдүм. Мен винилдин ар бир бөлүгүнө 17ге жакын жипчелерди салып, түтүк аркылуу түртүп, аягынан бир аз өтүп, болжол менен 3 - 4 см. Сиздин жипчелериңиздин же винил түтүктөрүңүздүн калыңдыгына жараша, сизде ар бир түтүктө ар кандай жипчелер болушу мүмкүн. Мүмкүн болгончо колдонуңуз.

Акыры, булалардын арасына тунук клей (мен E6000 колдондум) жайып салыңыз. Желектин жипчелердин ортосуна кирип кетишин текшерип, жиптин үстүн кайра түтүккө тартып коюңуз. Мен оригиналдуу түрдө 5 мүнөттүк эпоксидин тандайм, бирок бул эң жакшы тандоо болгон жок. Желим чындап эле катуу болуп, булалар кээде сынып кетет. Так E6000 клейи ошондой эле иштейт жана ийкемдүү.

8 -кадам: Була -оптика жаркырайт

Клей кургак болгондо, трубанын учунан болжол менен 0,5 см учтуу бычак менен кесип алыңыз. Булалардын баары кесилген учу менен бирдей болгонун жана ичинде тартылбаганын текшериңиз. Кесүү канчалык таза болсо, жарык ошончолук жакшы жипчелерге өтөт.

Учтарын ого бетер жаркыратуу үчүн, кесилген учун эритип аласыз. Винил түтүктүн учун таза жалынга жакын кармаңыз (газ меши же очук, бирок шам эмес), булалар бир аз ээрип кеткенче. Этият болуңуз жана отко өтө жакын кармабаңыз - түтүктү күйгүңүз келбейт. Эми була учтары эки эсе жаркырап турушу керек.

9 -кадам: Булаларды бөлүңүз

Азыр жеке тилкелер дээрлик бүтүп калды. Толук көрүнгөн юбка үчүн биз жипчелерди бөлүшүбүз керек. Булалар чыккан түтүктүн аягында, аларды тегиз жайып, үстүнө ысык клейди этияттап коюңуз. Өтө көп желим колдонбоңуз же желим тапанчаны өтө жакын койбоңуз, анткени булалар эрип, ийилип калат. Аны клей кургак болгонго чейин кармаңыз.

10 -кадам: Винил түтүк кармагычты куруңуз

LED тилкесинде алынуучу, суу өткөрбөй турган силикон корпусу бар. Мен ар кандай клейлерди сынап көрдүм, бирок эч нерсе силиконго биротоло жабышкан жок. Бирок, мен коргоо үчүн силикон корпусун сактап калгым келди.

Ар бир светодиоддун үстүнө була байламдарын бекитүү үчүн ысык желимден жасалган кичине кармагычты куруу керек. Светодиоддун үстүнө була -оптикалык жипти коюп, айланасына жана түтүктүн оң жана сол жагына ысык клей коюңуз - ал кургай электе күтө туруңуз. Башка бардык була жиптери үчүн кайталаңыз. Андан кийин капталдагы клейди эритип, 4-5 түтүктү бириктиргиле - винил түтүктөрдүн ортосундагы аралыкка жакшылап көңүл буруңуз. Акыр -аягы, ар бир була -оптикалык таңгак LEDдин үстүндө болушу керек.

11 -кадам: Тасма жана курдагы ленталар

Кийинки кадамда өрдөктү 5 см узундуктагы жука тилкелерге кесип, түтүк кармагычтарды LED тилкеси менен курдун айланасына скотч менен жабыңыз. 3 зымы бар тилкенин аягынан баштаңыз жана 10 см курду ачык калтырыңыз. Ар бир тилкени так диоддун үстүнө коюңуз. Түтүк кармагычтардын бир бөлүгүн тиркегенден кийин, кийинки бөлүмдү кармоочулардын өзүлөрү жасаган акыркы кадамга окшош процессте тиркеңиз. Андан кийин кийинки бөлүмдү тиркеңиз. Акыркы кармагычтын акыркы үч түтүкчөсүн тилкеге жана курга байлап коюңуз.

3 зым менен аягында, курга бир аз тешикти кесип, тешикке карабай үч зымды тартыңыз. Зымдарды тилкенин ортосуна карай бүгүп, бир нечесин бир нече ленталар менен бекемдеңиз. Акыры биз зымдарды батарея чөнтөгү турган жерге алып барабыз.

12 -кадам: Батарея чөнтөгүн жасаңыз

Батарея жана микроконтроллер үчүн мен кичинекей чөнтөктү тигип койгом. Эгерде сиз тиге албасаңыз, анда эки чарчы кездемени кесип, аларды жабыштырыңыз. Аны курга тагуу үчүн, мен пластикалык торчо кездемеден туткасы бар квадратты кесип алдым (сүрөттү караңыз) - кадимки кездеме дал ошондой иштеши керек. Квадрат батарейканын чөнтөгү менен бирдей өлчөмдө болушу керек.

Эми батарейканын чөнтөгүн көтөргүңүз келген жерди тандаңыз. Меники бир аз оң жакта. Эми чөнтөккө салгыңыз келген эки винил түтүктүн ортосундагы бир лентаны алып салыңыз жана туткасын LED тилкеси менен курдун ортосуна түртүңүз. Тутканы ылдый тартып, тигип же аянтка чаптаңыз. Батарейканын чөнтөгүнө жана кармагычына бир аз велкро чаптаңыз. Ошондой эле, LED тилкесин кайра курга байлап коюуну унутпаңыз.

Мен кийип жүргөн кийимиме жараша батарейка баштыгын алмаштыргым келгендиктен велкрону тандадым. Туруктуу батарейка баштыгын жасоонун дагы көптөгөн жолдору бар, бул дагы коопсуз жана коопсуз.

13 -кадам: Бел курчоочу кургула

10 см узундуктагы велкро кесимин кесиңиз жана оройлукту 10 см жабык калтырган жерге курдун үстүнө жабыштырыңыз. Белгисиз бөлүктү кийинкиге калтырыңыз.

Кур бир аз оор болгондуктан, мен кийип жүргөндө велкро ачылып калабы деп коркчумун. Көбүрөөк колдоо үчүн мен үч кичинекей велкро тилкесин кесип алдым. 3 түтүктү ачпастан таштаган курдун аягында, түтүктөрдүн астына тизилген кур менен LED тилкесинин ортосундагы кичинекей велкро тилкелерди скотч менен чаптаңыз. Бүдөмүк бөлүк LED тилкесине, ал эми орой тарабы курга жабышышы керек. Бүдөмүк бөлүк бир жакка, ал эми орой бөлүк экинчи тарапка жабышып турушу керек. Ошондуктан, ар бир бөлүк экинчи бөлүккө тийгенге чейин, кур менен LED тилкесинин ортосунда гана болот. Жарык диоддун жана курдун жанына жабышчаак жактары жабышкак болуп калбашы үчүн кездеме менен жабылышы мүмкүн.

Кээ бир лента тилкелери менен акыркы винил түтүк кармагычтарды курга бекитүү.

Эми сиз бөлүп койгон 10 см бүдөмүк бөлүктү алыңыз. Аны кичинекей велкро тилкелерин койгон жакка курдун астына чаптаңыз.

Эми этекти кийип, курду жабууга болот.

14 -кадам: LED программасын жүктөө

Эми сиз микроконтроллерге LED программасын жүктөшүңүз керек.

Жакшы жазылган жана деталдуу үйрөткүчтөр көп болгондуктан, мен сиз менен шилтемелерди бөлүшөм: Эгерде сизге көбүрөөк жардам керек болсо, Arduino менен иштөөдө, Arduino чөйрөсүн үйрөнүүдө, микроконтроллерди компьютерге туташтырууда жана Arduinoго программаларды жүктөөдө. пайдалуу маалыматты Arduino веб -сайтынан же Adafruit Flora Tutorialден таба аласыз.

Баштоо үчүн эң сонун LED программасы - Adafruitтен Strandtest. Үйрөткүчтү ээрчип, NeoPixel zip файлын жүктөп алып, Arduino китепканаңызга кошуңуз. Эгерде сиз RGB светодиоддору жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе жана өз кодуңузду жазгыңыз келсе, FastLED китепканасын текшериңиз. Бул даректүү LED тилкелерин жана пикселдерди программалоо үчүн дагы бир Arduino китепканасы. Кээ бир сонун мисалдарды көрүү үчүн Fast LED коомчулугун караңыз.

15 -кадам: Stripти микроконтроллерге туташтырыңыз

+5 В зымын микроконтроллердеги VBAT пинине, GNDден GNDге жана маалымат зымын сиз микроконтроллерге жүктөгөн LED кодуңузда белгилеген пинге туташтырыңыз. Мен 6 -пинди тандадым. Зымдар үзүлбөшү үчүн, мен Флораны пластикке чаптап, казыктарды ысык желим менен коргодум. Сиз ошондой эле сол бурчта бир аз баскычты көрө аласыз - мен аны ар кандай LED үлгүлөрүнүн ортосунда өзгөртүү үчүн коштум. Эми энергия булагыңызды микроконтроллерге туташтырыңыз жана LED куру күйүп турушу керек.

16 -кадам:… дээрлик бүттү

Дээрлик бүттү! Эми сиз жипчелерди ар кандай узундукта кырксаңыз болот. Эгерде сиз ар кандай эффекттерди кааласаңыз, жипчелердин узундугу боюнча кумду колдонсоңуз же жипчелерди бир аз ийип койсоңуз болот. Мен учтарын дагы бир аз чачыратуу үчүн учтарын бир аз көбүрөөк зымырадым.

Менин көрсөтмөмдү окуп, этегиңизди куруп, көңүл ачканыңыз үчүн рахмат. Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо же бир нерсе түшүнүксүз болсо, суроодон тартынбаңыз.