Optinio pluošto medūzų sijonas: 16 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Kadangi šviesolaidžio efektas yra toks žavus, aš galvojau apie aprangos kūrimą naudojant šviesolaidį ir RGB šviesos diodus. Prireikė šiek tiek laiko, kol sugalvojau dizainą ir supratau, kaip pritvirtinti pluoštus prie LED juostos. Galų gale aš padariau šį želė žuvies sijoną: optinio pluošto sruogos yra klijuojamos į vinilo vamzdelius, kurie yra priklijuoti prie LED juostos ir diržo. Galinėje pusėje yra mažas maišelis akumuliatoriui ir mikrovaldikliui, kuris maitina šviesos diodą su energija ir duomenimis. Kadangi juostelės šviesos diodai yra adresuojami, diržas gali užsidegti skirtingomis iš anksto užprogramuotomis spalvomis ir raštais.

Šis projektas yra puikus būdas pradėti dirbti su RGB šviesos diodais ir sužinoti apie programavimą naudojant „Arduino IDE“. Ir nesijaudinkite, kad norint pagaminti šį sijoną jums nereikia puikių litavimo ar programavimo įgūdžių.

1 žingsnis: reikmenys

Medžiagos

· 200 x 2 m ilgio šviesolaidis - 0,05 cm skersmens [eBay]

· Adresuojami 5 V RGB šviesos diodai (60/m) su silikoniniu dėklu [Adafruit, eBay]

· „Arduino“mikrovaldiklis [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Ličio (jonų) polimerų baterija arba USB maitinimo blokas [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Skaidrus vinilo vamzdelis - 0,6 cm skersmens [techninė parduotuvė]

· Skaidrus 5 minučių epoksidinis arba E6000 klijai plastikui [techninės įrangos parduotuvė]

· Išvalyti stiprią ančių juostelę (pageidautina dviejų gijų) [techninės įrangos parduotuvė]

· Šilumos susitraukimas - 1 cm skersmens [techninės įrangos parduotuvė]

· 1,5 m 22 AWG susukto vario kabelio/vielos [techninės įrangos parduotuvė]

· Plonas diržas

· 10 cm tvirtos lipnios atramos velcro [audinių parduotuvė]

· Audinys akumuliatoriaus maišeliui

Įrankiai

· Karšto klijų pistoletas

· Lituoklis

· Lituoklis

· Peilis

· Žirklės

· Žiebtuvėlis

· Šilumos pistoletas

· Adata ir siūlai

· Matavimo juosta

2 žingsnis: RGB LED juostelė

RGB šviesos diodai gali užsidegti įvairiomis spalvomis ir raštais, nes jie yra adresuojami. Kiekvienas RGB šviesos diodas turi raudoną, žalią ir mėlyną šviesos diodus bei mažą tvarkyklės mikroschemą. Dėl lusto RGB šviesos diodas yra protingesnis nei įprastas šviesos diodas. Kiekvienas šviesos diodo lustas žino savo vietą juostelėje ir taip pat gali atskirai valdyti raudonos, žalios ir mėlynos spalvos ryškumą. Todėl galima užprogramuoti beveik kiekvieną įsivaizduojamą modelį ir spalvą.

Tarp kiekvieno šviesos diodo galite rasti tris eilutes: +5V, DO/DI ir GND. 5 V linija (reiškia „5 voltai“) suteikia šviesos diodui galią; DI/DO (reiškia „duomenų įvestis“ir „duomenų išvestis“) nurodo šviesos diodui, kaip ir kada užsidegti; GND reiškia žemę. Ant šių trijų eilučių yra mažos žirklės simbolis - tai vienintelė vieta, kur turėtumėte nupjauti LED juostą.

Taip pat turėtumėte rasti strėles ant juostos. Rodyklės rodo duomenų judėjimo kryptį. Svarbu nurodyti juostelės pradžią ir pabaigą: nupjautas kraštas su rodykle, nukreipta nuo jūsų, yra pradžia. Šią pusę reikia prijungti prie maitinimo šaltinio ir mikrovaldiklio. Prieš naudodami LED juostelę projekte, būtinai patikrinkite, ar visi šviesos diodai veikia. 14 veiksme aptarsime, kaip įkelti programą ir išbandyti jūsų LED juostelę.

Šviesos diodų juostos yra su skirtingo tankio šviesos diodais (30 LED/m, 60 LED/m arba 90 LED/m). Šiam projektui aš rekomenduočiau naudoti 60 šviesos diodų/m ar net daugiau šviesos diodų/metre, kad sijonas atrodytų išsamiau.

3 žingsnis: mikrovaldiklis

Yra daug įvairių mikrovaldiklių, iš kurių galima rinktis. Paveikslėlyje galite pamatyti 4 skirtingus mikrovaldiklius, kuriuos dažniausiai naudoju nešiojamiems kompiuteriams: Raudona Wattuino Nanite85 iš Watterott yra mažiausia plokštė su Atmel ATtiny85 mikroprocesoriumi. Tai puikiai tinka daugeliui nešiojamų projektų. Nors jis neturi didelių skylių siuvimui, jį lengva pritvirtinti prie drabužių, nes jis toks mažas. Lentoje yra USB įkrovos įkroviklis, skirtas prijungti jį prie kompiuterio ir prijungti maitinimo šaltinį, pavyzdžiui, maitinimo banką. Plokštėje yra 6 kaiščiai: 4 duomenų kaiščiai, 1 GND ir 1 galia.

Maža juoda lenta yra „Gemma“iš „Adafruit“, kuri taip pat turi „Atmel ATtiny85“mikroprocesorių. Skylės yra šiek tiek didesnės, o siuvimui galite naudoti laidų siūlą. „Gemma“turi USB prievadą ir JST jungtį ličio polimerų baterijoms. Plokštė puikiai tinka mažiems projektams, nes turi 6 kontaktus: 3 duomenų kaiščius, 1 GND ir 2 maitinimo šaltinius (3 V ir Vout).

Didesnis juodas mikrovaldiklis yra „Adafruit“„Floraf“. „Flora“turi galingesnį mikroprocesorių („Atmel Mega 32u4“) ir gali būti naudojamas sudėtingiems projektams (jungiant kelis jutiklius, mikrofonus ir kt.). Plokštė turi USB prievadą ir JST jungtį ličio polimerų baterijoms. Be 14 kontaktų (8 duomenys, 3 GND ir 3 maitinimo), plokštėje taip pat yra įjungimo/išjungimo jungiklis.

Violetinis mikrovaldiklis yra „LilypadArduino Simple“iš „Sparkfun“su „Atmel Mega328“mikroprocesoriumi. Plokštėje yra JST jungtis, įjungimo/išjungimo jungiklis ir programuojamas mygtuko jungiklis. Kadangi USB prievadas nėra plokštėje (FTDI pertrauka), tai yra sudėtingiau naudoti maitinimo šaltinį. Jame yra 11 kontaktų: 9 duomenų kaiščiai, 1 GND ir 1 galia. „Lilypad“galima plauti ir tinka siuvimo projektams, nes jame yra didelių skylių.

Šiam projektui naudojau „Flora“. Galėjau naudoti mažesnį mikrovaldiklį, bet tuo metu jis buvo vienintelis, kurį turėjau po ranka.

4 žingsnis: maitinimo šaltinis

Ličio polimerų baterijos yra galingos ir lengvai įkraunamos. Priklausomai nuo talpos (mA), baterijos būna įvairių dydžių. Ličio polimerų baterijos paprastai būna su 2 kontaktų JST jungtimi, kurią galima prijungti prie mikrovaldiklio. 3,7 V baterija turi apie 4,2 V pilną įkrovimą ir miršta esant 3,0 V.

LED juostelė turėtų veikti iš 5 V maitinimo šaltinio, tačiau ji taip pat veikia su 3,7 V baterija. Tačiau niekada neviršykite aukštesnės nei 5 V įtampos.

Kokie pajėgumai tinka jūsų projektui? Vienas šviesos diodas sunaudoja apie 60 mA (miliamperių) srovės. Įsivaizduokite, kad juostelėje yra 20 šviesos diodų, greičiausiai jie iš viso suvartos 1 200 mA. 1200 mAh (miliamperių valandų) baterija gali tiekti 1200 mA per valandą, taigi, jei jūsų akumuliatoriaus talpa yra 2 500 mAh, ji truks dvi valandas ar ilgiau:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 val

Kadangi šviesos diodai neveikia visu ryškumu, greičiausiai baterija tarnaus ilgiau. Galite rasti puikų vadovą, kaip apskaičiuoti „Adafruit“baterijos veikimo laiką. Jei netinkamai naudojamos ličio polimerų baterijos, jos gali būti tikrai pavojingos. Jei nesate per daug susipažinę su elektronika, rekomenduočiau naudoti USB maitinimo banką. Komplekte yra USB kabelis, kuriuo galima įkrauti/įkrauti mažą elektroniką, pvz., Išmanųjį telefoną arba šiuo atveju mikrovaldiklį. Saugiau dėvėti USB maitinimo bloką ant kūno, nes ličio polimerų baterija yra apsaugota aliuminio dėkle ir yra mažesnė tikimybė, kad ji bus sugadinta, dėl kurios ji gali nutekėti arba sprogti. Jūs nenorite, kad taip atsitiktų. Šioje pamokoje aš naudoju ličio polimerų bateriją tiesiogiai (ne aliuminio dėkle). Nuo to laiko perėjau prie maitinimo bankų naudojimo.

5 žingsnis: LED juostelės ir diržo pjovimas

Norėdami pradėti, turite išsiaiškinti diržo ilgį ir kiek šviesos diodų ir šviesolaidžių sruogų jums reikės. Išmatuokite juosmens dydį (padėkite atlikti matavimus) ir nupjaukite LED juostelę, kol matuojate. Nupjaukite juostelę ant artimiausios pjovimo linijos, pažymėtos mažomis žirklėmis (žr. Paveikslėlį). Geriausiu atveju šviesos diodų juostelė yra šiek tiek trumpesnė už jūsų klubo matavimo ilgį. Dabar suskaičiuokite šviesos diodus ant juostos - tai yra atskirų šviesolaidžių gijų, kurias ketinate paruošti, skaičius. Taip pat tai yra šviesos diodų skaičius, kurį turite deklaruoti „NeoPixel“kode prieš įkeldami programą į savo mikrovaldiklį.

Mano juostelėje yra 60 šviesos diodų vienam metrui. Nupjovus 70 cm ilgio gabalą, ant juostos liko 42 šviesos diodai.

Vėliau LED juostelę užklijuosiu ant plono diržo, kad būtų daugiau palaikymo. Diržas turi būti tokio pat pločio kaip LED juosta ir apie 10 cm ilgesnis. Kadangi diržui uždaryti naudosite „Velcro“, būtinai nukirpkite diržo sagtį.

6 veiksmas: litavimo laidai ant LED juostos

Kitame žingsnyje turėsite lituoti tris laidus ant šviesos diodų juostos ir užsandarinti karštais klijais ir susitraukti. Pirmiausia ant silikono dėklo stumkite nedidelį šilumos susitraukimo gabalėlį (apie 1,5 cm ilgio). Tada perpjaukite tris laidus ir lituokite laidą prie kiekvieno laidžiojo +5 V, DIN ir GND kaiščio juostos pradžioje (kaip lituoti LED juostas). Jei visoms trims linijoms naudojate tos pačios spalvos vielą, aplink kiekvieną laidą uždėkite juostą ir pažymėkite, kad nesumaišytumėte. Įsitikinkite, kad laidai yra pakankamai ilgi - apie 30 cm -, kad vėliau juos prilituotumėte prie savo mikrovaldiklio. Padarykite juos ilgesnius, nei manote, kad turėtumėte, jei nesate tikri.

Dabar į silikoninį dėklą įstumkite nedidelį kiekį karštų klijų, bet ne tiek, kad klijais padengtų pirmąjį šviesos diodą. Kol klijai dar minkšti, traukite šilumą susitraukiančią pusę per silikoninį dėklą ir pusę laidų. Paspauskite šiek tiek klijų iš juostelės į termiškai susitraukiantį vamzdelį ir naudokite šilumos pistoletą, žiebtuvėlį arba lituoklį, kad sušiltų šilumos susitraukimas, kol jis bus sandarus aplink juostą ir laidus. Dabar uždenkite kitą LED juostos galą karštais klijais.

7 žingsnis: Paruoškite šviesolaidžio paketus

Aš nusipirkau 2 m ilgio sruogą iš 200 šviesolaidžių, kurių skersmuo yra 0,05 cm. Rinkoje yra plonesnių šviesolaidžių pluoštų, tačiau kuo storesnis pluoštas, tuo ryškesni jų galai ir jie mažiau lūžta.

Kadangi norėjau, kad sijonas būtų apie 50 cm ilgio, tris kartus perpjoviau šviesolaidžio pluoštą ir gavau 800 pluoštų, esant 50 cm.

Dabar prie kiekvieno šviesos diodo reikia klijuoti nedidelį pluošto pluoštą. Aš naudojau skaidrų 0,6 cm skersmens vinilo vamzdelį, kurį supjaustiau į 42 dalis (mano šviesos diodų skaičius), kurių ilgis 3 cm. Į kiekvieną vinilo gabalėlį įdėjau apie 17 pluoštų ir išstūmiau juos per vamzdelį ir šiek tiek per galą, apie 3–4 cm. Priklausomai nuo jūsų pluošto ar vinilo vamzdžio storio, kiekviename vamzdyje gali būti skirtingas pluoštų kiekis. Naudokite tiek, kiek gali tilpti.

Pabaigoje, kurią išspaudėte, tarp pluoštų paskleiskite skaidrius klijus (aš naudojau E6000). Įsitikinkite, kad klijai patenka tarp pluoštų ir traukite virvelės viršutinę dalį atgal į vamzdelį. Aš iš pradžių renkuosi 5 minučių epoksidą, bet tai nebuvo geriausias pasirinkimas. Klijai pasidarė tikrai kieti, o pluoštai kartais lūžo. Skaidrus E6000 klijai veikia taip pat gerai ir yra lankstesni.

8 žingsnis: Padarykite šviesolaidį ryškesnį

Kai klijai išdžiūsta, aštriu peiliu nupjaukite maždaug 0,5 cm nuo vamzdžio galo. Įsitikinkite, kad visi pluoštai yra sutapatinti su nupjautu galu ir nėra atsitraukę viduje. Kuo švaresnis pjūvis, tuo geriau šviesa persiduos pluoštui.

Kad galai būtų dar ryškesni, nupjautą galą taip pat galite išlydyti. Laikykite vinilo vamzdžio galą prie švarios liepsnos (dujinės orkaitės ar žiebtuvėlio, bet ne žvakės), kol pluoštai šiek tiek ištirps. Tačiau būkite atsargūs ir nelaikykite jo per arti liepsnos - nenorite deginti vamzdžio. Dabar pluošto galiukai turėtų spindėti dvigubai ryškiau.

9 žingsnis: atskirkite pluoštus

Dabar atskiros sruogos beveik baigtos. Norėdami atrodyti išsamiau, sijonas turi būti atskirtas. Vamzdelio gale, iš kurio išeina pluoštai, tolygiai paskleiskite juos ir atsargiai užpilkite karštu klijais. Nenaudokite per daug klijų ir nedėkite klijų pistoleto per arti, nes pluoštai ištirps ir sulenks. Laikykite jį vietoje, kol klijai išdžius.

10 žingsnis: Sukurkite vinilo vamzdžių laikiklį

LED juostelė turi nuimamą, vandeniui atsparų silikoninį dėklą. Išbandžiau daug skirtingų klijų, bet niekas visam laikui neprilipo prie silikono. Tačiau norėjau apsaugoti silikoninį dėklą.

Norėdami pritvirtinti pluošto ryšulį ant kiekvieno šviesos diodo, turite pastatyti nedidelį laikiklį, pagamintą iš karštų klijų. Uždėkite šviesolaidžio pluoštą ant šviesos diodo ir uždėkite šiek tiek karštų klijų aplink vamzdžio dešinę ir kairę pusę - palaukite, kol jis išdžius. Pakartokite tai visoms kitoms pluošto sruogoms atskirai. Tada atsargiai ištirpinkite klijus šone ir suklijuokite nuo 4 iki 5 vamzdelių - atkreipkite ypatingą dėmesį į atstumą tarp vinilo vamzdžių. Galų gale kiekvienas šviesolaidžio pluoštas turėtų būti tiesiai ant šviesos diodo.

11 veiksmas: juostiniai vamzdžiai ant juostos ir diržo

Kitame žingsnyje supjaustykite ančių juostą 5 cm ilgio plonomis juostelėmis ir užklijuokite vamzdžių laikiklius aplink LED juostelę ir diržą. Pradėkite nuo juostos, kurioje yra 3 laidai, galo ir palikite neuždengtą 10 cm diržo. Būtinai padėkite kiekvieną sruogą tiksliai ant šviesos diodo. Pritvirtinę vamzdžių laikiklių dalį, kitą sekciją pritvirtinkite tuo pačiu procesu, kaip ir paskutinį žingsnį, kuriame mes padarėme pačius laikiklius. Tada prijunkite kitą skyrių. Dar neužklijuokite paskutinių trijų paskutinio laikiklio vamzdelių ant juostos ir diržo.

Pabaigoje su 3 laidais į diržą įpjaukite nedidelę skylę ir ištraukite tris laidus per skylę. Sulenkite laidus į juostos centrą ir keletą jų pritvirtinkite keliomis juostos kilpomis. Galiausiai laidus nuvesime toliau ten, kur bus akumuliatoriaus kišenė.

12 žingsnis: padarykite baterijos kišenę

Baterijai ir mikrovaldikliui siuvau nedidelę kišenę. Jei negalite siūti, tiesiog nupjaukite du kvadratinius audinio gabalus ir klijuokite juos kartu. Norėdami jį pritvirtinti prie diržo, aš iš plastikinio tinklelio audinio iškirpiau kvadratą su rankena (žr. Paveikslėlį) - įprastas audinys turėtų veikti taip pat gerai. Kvadratas turi būti maždaug tokio paties dydžio kaip akumuliatoriaus kišenė.

Dabar pasirinkite vietą, kurioje norite nešiotis akumuliatoriaus kišenę. Mano yra šiek tiek dešinėje pusėje. Dabar nuimkite vieną juostos kilpą tarp dviejų vinilo vamzdelių, kur norite įdėti kišenę, ir stumkite rankeną tarp šviesos diodų juostos ir diržo. Patraukite rankeną žemyn ir siūkite arba klijuokite ant kvadrato. Ant akumuliatoriaus kišenės ir laikiklio priklijuokite šiek tiek velcro. Taip pat nepamirškite vėl priklijuoti LED juostos ant diržo.

Aš pasirinkau velcro, nes norėjau, kad galėčiau pakeisti baterijų maišelį, priklausomai nuo mano dėvimos aprangos. Yra daug kitų būdų, kaip padaryti nuolatinį baterijų maišelį dar saugesnį ir saugesnį.

13 žingsnis: Sukurkite diržo tvirtinimo detalę

Iškirpkite 10 cm ilgio velcro gabalėlį ir priklijuokite šiurkščią dalį ant diržo, kur palikome 10 cm neuždengtą. Neryškų kūrinį atidėkite vėlesniam laikui.

Kadangi diržas yra šiek tiek sunkus, bijojau, kad nešiojant velcro atsidarys. Norėdami gauti daugiau paramos, aš supjaustiau tris mažas velcro juosteles. Ant diržo galo, kuriame palikote nepanaudotus 3 vamzdelius, užklijuokite mažas velcro juosteles tarp diržo ir šviesos diodų juostos, išlygintų po vamzdeliais. Neaiškus gabalas turėtų prilipti prie LED juostos, o šiurkšti pusė - prie diržo. Neaiškus gabalas turėtų išsikišti iš vienos pusės, o šiurkštus gabalas - iš kitos. Todėl kiekvienas gabalas gali būti tik pusiaukelėje tarp diržo ir LED juostos, prieš paliesdamas kitą detalę. Lipnios pusės, kurios išlieka pro šviesos diodą ir diržą, gali būti padengtos audiniu, kad jos nebeliktų lipnios.

Kai kuriomis juostelėmis pritvirtinkite paskutinius vinilo vamzdžių laikiklius prie diržo.

Dabar gaukite 10 cm neryškų gabalėlį, kurį atidėjote. Klijuokite jį po diržu toje pačioje pusėje, kur tik įdėjote mažas velcro juosteles.

Dabar galite išbandyti sijoną ir uždaryti diržą.

14 žingsnis: Įkelkite LED programą

Dabar turite įkelti LED programą į savo mikrovaldiklį.

Kadangi yra tiek daug gerai parašytų ir išsamių pamokų, tiesiog pasidalinsiu su jumis nuorodomis: Jei jums reikia daugiau pagalbos pradedant naudotis „Arduino“, sužinoti apie „Arduino“aplinką, prijungti mikrovaldiklį prie kompiuterio ir įkelti programas į „Arduino“naudingos informacijos galite rasti „Arduino“svetainėje arba „Adafruit Flora“vadovėlyje.

Puiki LED programa, kurią reikia pradėti, yra „Adafruit“„Strandtest“. Tiesiog sekite vadovėlį, atsisiųskite „NeoPixel“ZIP failą ir pridėkite jį prie „Arduino“bibliotekos. Jei norite sužinoti daugiau apie RGB šviesos diodus ir parašyti savo kodą, apsilankykite „FastLED“bibliotekoje. Tai dar viena „Arduino“biblioteka, skirta programuoti adresuojamas LED juosteles ir pikselius. Apsilankykite „Fast LED“bendruomenėje, kad pamatytumėte puikių pavyzdžių.

15 veiksmas: prijunkite juostelę prie mikrovaldiklio

Lituokite +5 V laidą nuo diržo iki VBAT kaiščio mikrokontroleryje, GND - GND ir duomenų laidą prie kaiščio, kurį apibrėžėte LED kode, kurį įkėlėte į mikrovaldiklį. Aš pasirinkau kaištį 6. Kad būtumėte tikri, jog laidai nenuplėšiu, „Flora“užklijavau lipnia juosta ant plastiko gabalo ir apsaugojau smeigtukus karštais klijais. Kairiajame kampe taip pat galite pamatyti mažą mygtuko jungiklį - pridėjau jį, kad pakeistumėte skirtingus šviesos diodų modelius. Dabar prijunkite maitinimo šaltinį prie mikrovaldiklio ir LED juosta turėtų užsidegti.

16 žingsnis: … Beveik baigta

Beveik baigta! Dabar galite nupjauti pluoštus skirtingais ilgiais. Jei norite skirtingų efektų, galite naudoti švitrinį popierių išilgai pluoštų arba šiek tiek sulenkti pluoštus. Aš šiek tiek šlifavau galus švitriniu popieriumi, kad galai būtų labiau išsklaidyti.

Ačiū, kad perskaitėte mano instrukciją ir smagiai kuriate bei dėvite sijoną. Jei turite kokių nors klausimų ar kažkas neaišku, nedvejodami klauskite.