Llambë LED levituese: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:14

A keni luajtur ndonjëherë me magnet dhe jeni përpjekur t'i bëni ato të lëvizin? Jam i sigurt se shumë prej nesh e kanë, dhe megjithëse mund të duket e mundur, nëse vendosen me shumë kujdes, pas një kohe do të kuptoni se është në të vërtetë e pamundur për ta bërë. Kjo është për shkak të Teoremës së Earnshaw, e cila dëshmon se është e pamundur të levitosh një objekt vetëm me materiale ferromagnetike. Sidoqoftë, ne kemi një zgjidhje. Në vend që të përdorim magnet, ne do të lëvizim llambën duke përdorur një iluzion të quajtur tendencë, duke bërë një llambë që duket sikur po lundron!

Hapi 1: Furnizimet

Për të bërë këtë llambë, nevojiten një sërë furnizimesh:

Elektronikë:

• Arduino Nano Board
• Telat e kërcyesit
• Unaza 24 LED
• Bateri 9V
• Lidhës i baterisë 9V

Furnizime dekorative:

• Kartoni (ose druri, nëse përdorni prerje me lazer)
• Linja e peshkimit (çdo duhet të funksionojë, dhe përpiquni të zgjidhni një sa më transparente të jetë e mundur)

Të tjerët:

• Rrip gome
• Armë me zam të nxehtë
• Shkopinj zam të nxehtë
• Pajisjet e saldimit
• Velcro

Hapi 2: Mblidhni pajisjet elektronike

Së pari ne duhet të montojmë pjesët elektronike. Kjo është e thjeshtë dhe mund të bëhet me disa hapa:

1. Lidhni lidhësin e baterisë 9V në bordin Arduino Nano. Kjo mund të jetë pak e vështirë, por është një pjesë thelbësore e suksesit të projektit sepse mungesa e fuqisë së mjaftueshme për bordin do të bëjë që ai të mos funksionojë siç duhet. Lidhni tela të kuq me kunjin VIN dhe lidhni tela të zezë me një nga kunjat GND në tabelë.
2. Ngjitini kunjat në pjesën e pasme të unazës LED. Në këto 24 unaza LED, zakonisht ka 4 vende për saldim, por në këtë projekt, ne do të përdorim vetëm 3: DI, VCC dhe GND. Pjesa DO nuk do të përdoret në këtë projekt. Ngjiteni atë me telin drejtuar në unazë, pasi pjesa e jashtme e unazës do të fshihet pas një copë letre, por nëse telat e kërcyesit ngjiten në drejtim të gabuar, do të dalë nga llamba.
3. Lidhni telat me Nano. DI duhet të lidhet me pinin D5, VCC të lidhur me 5V, dhe GND me GND, në unazën LED dhe Arduino Nano, përkatësisht.

Dhe keni mbaruar me elektronikën!

Hapi 3: Skulptura Tensegrity

Për këtë projekt, ne po përdorim tendencitetin, i cili është një term i përdorur për të përshkruar aktin e përdorimit të tensionit për të mbajtur diçka në vend. Nëse thjesht doni të krijoni skulpturën, atëherë mund të shkarkoni skedarin Adobe Illustrator, të bërë për prerjen me lazer, ose të shikoni foton dhe ta copëtoni vetë në karton.

Nëse doni të kuptoni se si funksionon kjo, atëherë vazhdoni të lexoni më poshtë!

Kjo skulpturë e ashpër përdor linjën e peshkimit për ta bërë atë të duket më shumë si një objekt levitues. Në foton e shënuar, pozicioni i secilës prej 6 rreshtave theksohet, me ngjyra të veçanta. Ato më të gjata të kuqe janë ato që e mbajnë majën të mos bjerë. Le t'i quajmë këto "linja strukturore". Pastaj kemi linjat blu, të cilat janë shumë më të shkurtra se ato të kuqe, duke mbajtur pjesën e sipërme lart. Le t'i quajmë këto "linja levitimi".

Në skulpturën tonë të tensionuar, linjat e ngritjes janë ato që mbajnë strukturën lart. Për shkak se pjesa e sipërme dëshiron të lëvizë poshtë për shkak të gravitetit, linjat e ngritjes duhet ta mbajnë strukturën lart. Kur ato janë ngjitur, ato janë shumë të tensionuara, duke mbajtur pjesën e sipërme të strukturës lart. Ekziston një nga këto në dy nga katër anët e skulpturës, edhe pse në teori, njëra është e mjaftueshme për të mbajtur lart strukturën.

Sidoqoftë, nëse provoni të lidhni vetëm linjat e ngritjes, do të vini re se ajo bie lehtë. Kjo ndodh sepse maja është e bashkangjitur vetëm me dy pika, gjë që nuk është e mjaftueshme për të siguruar një strukturë të qëndrueshme. Imagjinoni një sharrëzë. Shtë bashkangjitur me një rresht, duke e lejuar atë të lëvizë lirshëm. Në rastin tonë, ne kemi pjesën e sipërme të bashkangjitur me dy pika, dhe dy pika formojnë një vijë, kështu që maja e skulpturës sonë të tensionit, me vetëm linjat e ngritjes, është vetëm një sharrë.

Këtu hyjnë në lojë linjat strukturore. Këto linja janë gjithashtu të tensionuara dhe ato mbajnë strukturën në pozicion. Nëse maja e strukturës anon në çdo drejtim, linjat strukturore në drejtimin tjetër do ta mbajnë strukturën në vend, duke bërë që struktura të bëhet e qëndrueshme.

Edhe pse duket si magji, në të vërtetë ka shumë arsye prapa gjithë skulpturës!

Hapi 4: Montimi i strukturës

Tani është koha për të mbledhur strukturën për të lidhur llambën me të. Kjo pjesë është relativisht e lehtë:

1. Gjeni pjesët bazë. Ata janë gjithmonë katrorët më të mëdhenj.
2. Vendosni pjesët e "krahut". Sigurohuni që ata të gjithë të kenë të njëjtin drejtim kur shikohen nga ana e tyre. Kjo siguron që struktura e tensionit do të jetë në gjendje të mblidhet ashtu siç synohet.
3. Vendosni njërën nga pjesët anësore. Kjo na lejon të jemi të sigurtë që pjesa e krahut nuk shtyhet shumë brenda, ndërsa e ngjisim, dhe sigurohet që e gjithë baza e strukturës të mund të rreshtohet.
4. Mblidhni pjesën tjetër të strukturës. Pjesët duhet të bien në vend saktësisht, dhe me disa ngjitje, do të përfundoni me atë që tregohet më sipër.

Pasi ta keni bërë këtë, është koha për të lidhur linjat e peshkimit me strukturat.

1. Duke përdorur zam të nxehtë, ngjitni katër pjesë të linjës së peshkimit në secilën nga qoshet e njërës prej pjesëve të strukturës. Sigurohuni që të gjithë të kenë të njëjtën gjatësi.
2. Ngjiteni vijën e peshkimit në qoshet përkatëse në strukturën tjetër. E kisha më të lehtë të ngjitja nëse e gjithë struktura ishte shtrirë, kështu që nuk do të më duhej ta mbaja me duart e mia.
3. Ngjitni "linjat e ngritjes" në vend. Shtyjeni pjesët e sipërme dhe të poshtme sa më larg që të keni mundësi, pasi zamja të jetë ftohur dhe ngjitni dy linjat e fundit të peshkimit në mes, duke lidhur krahët e strukturës.

Nëse e keni arritur deri tani, atëherë punë e mirë! Ju keni bërë pjesën më të madhe të punës tashmë:)

Tani duhet të mbledhim llambën. Kjo pjesë është vërtet e lehtë:

1. Ngjiteni unazën LED në pjesën rrethore të "rrotës" me dy vrimat në mes. Sigurohuni që mbështetësja plastike për telat e kërcyesit të jetë plotësisht brenda rrethit të jashtëm.
2. Ngjitini dy pjesët rrethore së bashku. Ngjiteni pjesën e parë të "rrotës" me rreth të plotë me dy vrima në mes. Këto bëjnë pjesën e sipërme të llambës sonë levituese.
3. Lidheni baterinë me pjesën e fundit drejtkëndore. Kjo pjesë ka një vrimë të bërë për baterinë 9V dhe lidheni atë, së bashku me tabelën Arduino Nano, me shirita gome. Mos harroni të mos përdorni zam këtu: bateria përfundimisht do të vdesë dhe nuk do të keni asgjë për të përdorur!
4. Merrni një copë letër B5 dhe ngjiteni rreth buzës së llambës. Kjo funksionon si një hije llambë, dhe gjithashtu do të bllokojë shikuesit të mos shohin tabelën dhe baterinë në llambë.
5. Mund të keni diçka që varet nga fundi i llambës. Në disa nga fotografitë e mia, unë u përpoqa të përdorja copa të shkurtra dhe të prera kashte për të krijuar një efekt llambadar, por më vonë e nxora sepse ishte në rrugën e fotografive të mia. Mund të jeni krijues me atë që vendosni këtu!
6. Ngjiteni pjesën e sipërme të llambës në pjesën e fundit të rrotës. Sigurohuni, përsëri, që të gjitha pjesët e vijës së peshkimit të kenë të njëjtën gjatësi.
7. Ngjitni velcro në krye të rrotës së dytë dhe në pjesën e poshtme të pjesës së sipërme të strukturës. Kjo do ta mbajë llambën në vend derisa të levitojë. Përdorimi i velcro ju lejon ta hiqni atë dhe t'i jepni një bateri të re kur të keni nevojë.

Hapi 5: Kodimi

Tani këtu është pjesa argëtuese: kodimi se si dëshironi të duket llamba! Unë kam përdorur një dritë RGB rrotulluese këtu, por mos ngurroni të krijoni gjithçka që dëshironi dhe jini krijues me të!

Unë e di që kam shpjeguar secilën pjesë të kodit në mënyrë të pavarur në udhëzimin tim të fundit, por këtë herë, i përfshiva të gjitha shpjegimet në komente në kod. Ndërsa eksploroni kodin, mbani në mend atë që kam krijuar: një llambë rrotulluese të ylberit. Nëse ai shpjegim nuk ishte mjaft i mirë (nuk e di si ta shpjegoj ndryshe), gjithmonë mund të shikoni përsëri videon e përfshirë në fillim. Ju mund ta shihni kodin më poshtë, ose ta shkarkoni nga lidhja e faqes në internet Arduino Krijo më poshtë!

Arduino Krijo Lidhje

(Gjithashtu, nëse mjaft njerëz më kërkojnë të shpjegoj kodin në mënyrë më të detajuar, mbase do të bëj diçka për të …)

Levitating_Lamp.ino

#përfshi// përfshini bibliotekën për të përdorur unazën LED

#definePIN5 // kunja me të cilën është lidhur unaza LED

#defineNumPixels24 // numri i pikselave në unazë. ka unaza me 8 LED, ose mund të përdorni një shirit LED me Neopixels. Vetëm mos harroni të specifikoni sa LED keni!

Piksela Adafruit_NeoPixel (NumPixel, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // shpall objektin e dritës të quajtur piksele. Kodi do t'i referohet unazës LED si kjo.

#defineDELAYVAL20 // kjo vendos se sa kohë bordi duhet të presë para se të rrotullohen dritat. Nëse e bëni këtë më të vogël, atëherë ngjyrat e ylberit do të rrotullohen edhe më shpejt.

int r [NumPixel]; // kjo është vlera e kuqe për të gjitha LED -të

int g [NumPixel]; // kjo është vlera e gjelbër për të gjitha LED -të

int b [NumPixel]; // kjo është vlera blu për të gjitha LED -të

ndryshimi i kufirit = 31; // kjo vendos vlerën e shkëlqimit. Numri maksimal është 31, por çdo numër x ku 0 <x <32 do të funksionojë.

/////// Vendosni pozicionin fillestar të dritave /////////

voidsetLights () {

int R = 8*ndrysh, G = 0, B = 0; // pozicioni fillestar i të gjitha LED -ve

për (int i = 0; i <8; i ++, R- = ndrysh, G+= ndrysh) {

r = R;

g = G;

b = 0;

}

për (int i = 0; i <8; i ++, G- = ndrysh, B+= ndrysh) {

g [i+8] = G;

b [i+8] = B;

r [i+8] = 0;

}

për (int i = 0; i <8; i ++, B- = ndrysh, R+= ndrysh) {

r [i+16] = R;

b [i+16] = B;

g [i+16] = 0;

}

}

/////// Përfundoni vendosjen e pozicionit fillestar të LED -ve /////////

voidsetup () {

piksele.filloj (); // ndizni objektin pixels

setLights (); // vendosni pozicionin fillestar të LED -ve

}

int idx = 0; // vendosni pozicionin fillestar të rrotullimit të LED

voidloop () {

/////// vendosni ngjyrën e secilës prej LEDs /////////

për (int i = 0; i <numpixels; i ++) = "" {

pixels.setPixelColor (i, pixels. Color (r [(i+idx)%24], g [(i+idx)%24], b [(i+idx)%24]));

piksele.shfaq ();

}

/////// përfundoni vendosjen e ngjyrës së LED -ve /////////

vonesa (Vonesa); // prisni DELAYVAL milisekonda

idx ++; // lëvizni rrotullimin e LED -ve me një

idx%= 24; // mod vlerën me 24. Kjo kufizon vlerën e idx në mes 0 dhe 23, përfshirëse

}

shikoni rawLevitating_Lamp.ino të organizuar me ❤ nga GitHub

Hapi 6: Plotësoni

Tani është koha për të ndezur llambën, ngjiteni velcro në strukturën dhe fikni dritat: është koha e shfaqjes. Ndjehuni të lirë të bëni çfarëdo ndryshimi që dëshironi dhe ndani me botën atë që keni krijuar me këtë projekt!

Fat i mirë dhe vazhdoni të eksploroni!