Pantallona të gjera kandil deti me fibër optike: 16 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Për shkak se efekti i fibrave optike është aq magjepsës po mendoja të bëja një veshje me fibra optike dhe LED RGB. M'u desh pak kohë derisa unë erdha me një dizajn dhe kuptova se si t'i bashkoja fijet në shiritin LED. Në fund e bëra këtë Pantallona të Peshkut Jelly: fijet e fibrave optike janë ngjitur në tuba vinyl të cilët janë ngjitur në një shirit dhe rrip LED. Në pjesën e pasme është një qese e vogël për baterinë dhe mikrokontrolluesin që furnizon LED me energji dhe të dhëna. Për shkak se LED -të në shirit janë të adresueshëm, rripi mund të ndizet në ngjyra dhe modele të ndryshme të para -programuara.

Ky projekt është një mënyrë e shkëlqyeshme për të filluar me LED RGB dhe për të mësuar rreth programimit me Arduino IDE. Dhe mos u shqetësoni, as nuk keni nevojë për shkrirje të shkëlqyeshme dhe as aftësi programimi për të bërë këtë skaj.

Hapi 1: Furnizimet

Materiale

· Fibra optike e gjatë 200 x 2 m - diametër 0.05 cm [eBay]

· LED të adresueshëm 5V RGB (60/m) me kuti silikoni [Adafruit, eBay]

· Mikrokontrollues Arduino [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Bateri polimer litium (jon) ose bankë energjie USB [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Tub i qartë vinyl - diametër 0.6 cm [dyqan harduerësh]

· Pastrues ngjitës 5 minutësh Epoxy ose E6000 për plastikë [dyqan harduerësh]

· Pastro shiritin e fortë të rosës (mundësisht bi-filament) [dyqan harduerësh]

· Tkurrje e nxehtësisë - diametër 1 cm [dyqan harduerësh]

· 1.5 m kabllo/tela bakri të bllokuar 22 AWG [dyqan harduerësh]

· Rrip i hollë

· Velcro e fortë me mbështetëse ngjitëse 10 cm [dyqan pëlhure]

· Pëlhurë për çantën e baterisë

Mjetet

· Armë me zam të nxehtë

· Makine per ngjitjen e metalit

· Saldues

· Thikë

· Gërshërë

· Çakmak

· Armë e nxehtë

· Gjilpërë & fije

· Shirit matës

Hapi 2: Rrip LED RGB

LED -të RGB mund të ndizen në ngjyra dhe modele të ndryshme sepse janë të adresueshme. Çdo LED RGB ka një LED të kuq, jeshil dhe blu, si dhe një çip të vogël shoferi. Për shkak të çipit, LED RGB është më i zgjuar se një LED i zakonshëm. Çipi i secilit LED e di pozicionin e tij në shirit dhe gjithashtu mund të kontrollojë shkëlqimin e ngjyrës së kuqe, jeshile dhe blu individualisht. Prandaj, pothuajse çdo model dhe ngjyrë e imagjinueshme mund të programohet.

Midis secilit LED individual mund të gjeni tre rreshta: +5V, DO/DI dhe GND. Linja 5V (që do të thotë "5 Volt") siguron LED me fuqi; DI/DO (që do të thotë "Hyrje e të Dhënave" dhe "Dalje e të Dhënave") i tregon LED si dhe kur të ndizet; GND qëndron për terren. Në krye të atyre tre rreshtave është simboli i një gërshërë të vogël - ky është vendi i vetëm ku duhet të prisni shiritin LED.

Ju gjithashtu duhet të gjeni shigjeta në shirit. Shigjetat tregojnë drejtimin që të dhënat po udhëtojnë. Isshtë e rëndësishme të tregoni fillimin dhe mbarimin e shiritit: skaji i prerë me shigjetën drejtuar nga ju është fillimi. Kjo anë duhet të lidhet me një burim energjie dhe mikrokontrollues. Para se të përdorni një shirit LED në një projekt, sigurohuni që të provoni që të gjitha LED -të janë duke punuar. Në Hapin 14 do të shqyrtojmë se si të ngarkoni një program dhe të provoni shiritin tuaj LED.

Shiritat LED vijnë me dendësi të ndryshme LED (30 LED/m, 60 LED/m ose 90 LED/m). Për këtë projekt, unë do të rekomandoja përdorimin e 60 LED/m ose edhe më shumë LED/metër për një skaj më të plotë.

Hapi 3: Mikrokontrolluesi

Ka shumë mikrokontrollues të ndryshëm për të zgjedhur. Në foto ju mund të shihni 4 mikrokontrollues të ndryshëm që zakonisht përdor për veshjet e veshura: Wattuino Nanite85 e kuqe nga Watterott është pllaka më e vogël me një mikroprocesor Atmel ATtiny85. Greatshtë e shkëlqyeshme për shumicën e projekteve të veshshme. Edhe pse nuk ka vrima të mëdha për qepje, është e lehtë të ngjiteni mbi rrobat tuaja sepse janë kaq të vogla. Në bord është një USB-Bootloader për ta lidhur atë me kompjuterin tuaj dhe për të bashkangjitur një burim energjie si një bankë energjie. Bordi ka 6 kunja: 4 kunja të dhënash, 1 GND dhe 1 fuqi.

Tabela e vogël e zezë është Gemma nga Adafruit e cila gjithashtu ka një mikroprocesor Atmel ATtiny85. Vrimat janë pak më të mëdha dhe mund të përdorni fije përçuese për qepjen e saj. Gemma ka një port USB dhe një lidhje JST për bateritë Litium Polimer. Bordi është i shkëlqyeshëm për projekte të vogla sepse ka 6 kunja: 3 kunja të dhënash, 1 GND dhe 2 fuqi (3 V dhe Vout).

Mikrokontrolluesi më i madh i zi është flora nga Adafruit. Flora ka një mikroprocesor më të fuqishëm (Atmel Mega 32u4) dhe mund të përdoret për projekte komplekse (lidh sensorë të shumtë, mikrofona, etj.). Bordi ka një port USB dhe një lidhës JST për bateritë Litium Polimer. Përveç 14 kunjave (8 të dhëna, 3 GND dhe 3 fuqi) ekziston gjithashtu një çelës ndezës/fikës në tabelë.

Mikrokontrolluesi i purpurt është LilypadArduino Simple nga Sparkfun me një mikroprocesor Atmel Mega328. Bordi ka një lidhës JST, një çelës on/off, si dhe një çelës butoni të programueshëm. Meqenëse porta USB nuk është në bord (shpërthimi FTDI) është më e ndërlikuar të përdorni një bankë energjie për furnizimin me energji. Ka 11 kunja: 9 kunja të dhënash, 1 GND dhe 1 fuqi. Lilypad mund të lahet dhe është i mirë për projektet e qepjes për shkak të vrimave të mëdha.

Për këtë projekt kam përdorur Flora. Mund të kisha përdorur një mikrokontrollues më të vogël, por ishte i vetmi që kisha në dorë në atë kohë.

Hapi 4: Furnizimi me energji elektrike

Bateritë litium polimer janë të fuqishme dhe të lehta për tu rimbushur. Në varësi të kapacitetit (mA) bateritë vijnë në madhësi të ndryshme. Bateritë litium polimer zakonisht vijnë me një lidhës JST me 2 kunja, i cili mund të lidhet me mikrokontrolluesin. Një bateri 3.7 V ka rreth 4.2 V kur ngarkohet plotësisht dhe vdes në 3.0 V.

Rrip LED duhet të funksionojë me një furnizim me energji 5 V, por gjithashtu punon me një bateri 3.7 V. Sidoqoftë, kurrë mos shkoni më shumë se 5 V.

Cili kapacitet është i duhuri për projektin tuaj? Një LED tërheq rreth 60 mA (miliamps) rrymë. Imagjinoni që keni 20 LED në shiritin tuaj, ata ka shumë të ngjarë të tërheqin 1, 200 mA në total. Një bateri 1200mAh (miliamp orë) mund të furnizojë 1200mA për një orë, kështu që nëse bateria juaj ka kapacitet 2, 500 mAh do të zgjasë për dy orë ose më shumë:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2.08 orë

Meqenëse LED nuk do të funksionojnë me shkëlqim të plotë gjatë gjithë kohës, bateria ka shumë të ngjarë të zgjasë më shumë. Ju mund të gjeni një udhëzues të shkëlqyeshëm për vlerësimin e kohës së funksionimit të baterisë tuaj në Adafruit. Kur nuk përdoren si duhet, bateritë e Lithium Polymer mund të jenë vërtet të rrezikshme. Nëse nuk jeni shumë të njohur me elektronikën, do të rekomandoja të përdorni një bankë USB të energjisë. Ajo vjen me një kabllo USB për të fuqizuar/ngarkuar pajisje elektronike të vogla si smartphone juaj ose në këtë rast, mikrokontrollues. Wearingshtë më e sigurt të vishni një bankë të energjisë USB në trupin tuaj sepse bateria Lithium Polymer është e mbrojtur në një kuti alumini dhe ka më pak të ngjarë të dëmtohet, gjë që mund të shkaktojë rrjedhjen ose shpërthimin e saj. Ju nuk dëshironi që kjo të ndodhë. Në këtë tutorial kam përdorur një bateri Lithium Polymer direkt (jo në një kuti alumini). Që atëherë kam kaluar në përdorimin e bankave të energjisë.

Hapi 5: Prerja e Rripit dhe Rripit LED

Për të filluar, duhet të kuptoni gjatësinë e rripit dhe sa LED dhe fije fibër optike do t'ju nevojiten. Matni madhësinë e belit tuaj (ndihmë për marrjen e matjeve) dhe prerë një shirit LED për aq kohë sa matja juaj. Pritini shiritin në vijën më të afërt të prerjes të shënuar me gërshërë të vogla (shiko figurën). Në rastin më të mirë, shiriti LED është pak më i shkurtër se gjatësia e matjes së ijeve tuaja. Tani numëroni LED -të në shirit - ky është numri i fijeve individuale të fibrave optike që do të përgatitni. Gjithashtu ky është numri i LED -ve që duhet të deklaroni në kodin NeoPixel para se të ngarkoni programin në mikrokontrolluesin tuaj.

Shiriti im ka 60 LED për metër. Pas prerjes së një pjese të gjatë 70 cm, mbeten 42 LED në shirit.

Më vonë do ta lidh shiritin LED në një rrip të hollë për më shumë mbështetje. Rripi duhet të jetë aq i gjerë sa shiriti LED dhe rreth 10 cm më i gjatë. Për shkak se do të përdorni Velcro për të mbyllur rripin, sigurohuni që të ndërprisni shtrëngimin e rripit.

Hapi 6: Telat e saldimit në Rripin LED

Në hapin tjetër do t'ju duhet të lidhni të tre telat në shiritin LED dhe ta mbyllni me zam të nxehtë dhe tkurrje të nxehtësisë. Fillimisht shtyni një pjesë të vogël të tkurrjes së nxehtësisë (rreth 1.5 cm e gjatë) në kutinë prej silikoni. Pastaj prerë tre tela dhe lidhni një tel në secilën prej kunjave përçues +5V, DIN dhe GND në fillim të shiritit (udhëzimi për lidhjen e shiritave LED). Nëse përdorni tela me ngjyrë të njëjtë për të tre rreshtat, vendosni pak kasetë rreth secilit tel dhe shënojini ato në mënyrë që të mos i përzieni. Sigurohuni që telat të jenë mjaft të gjatë - rreth 30 cm - për t'i ngjitur ato në mikrokontrolluesin tuaj më vonë. Bëni ato më gjatë sesa mendoni se duhet nëse nuk jeni të sigurt.

Tani shtyni një sasi të vogël zam të nxehtë në kutinë prej silikoni, por jo aq sa të mbuloni LED -in e parë me zam. Ndërsa zamja është ende e butë, tërhiqeni tkurrjen e nxehtësisë përgjysmë në kutinë e silikonit dhe përgjatë telave. Shtypni disa zam nga shiriti në tubin e tkurrjes së nxehtësisë dhe përdorni një armë ngrohëse, çakmak ose saldim për të ngrohur tkurrjen e nxehtësisë derisa të jetë e ngushtë rreth shiritit dhe telave. Tani vulosni skajin tjetër të shiritit LED me një zam të nxehtë.

Hapi 7: Përgatitni Pakot e Fibrave Optike

Bleva një fije 2 m të gjatë prej 200 fibrash optike me një diametër prej 0.05 cm. Ka fibra më të holla të fibrave optike në treg, por sa më e trashë të jetë fibra, aq më të ndritshme do të shkëlqejnë skajet dhe aq më pak ka gjasa që ato të prishen.

Për shkak se doja që fundi të ishte rreth 50 cm i gjatë, e preva fijen e fibrave optike tri herë dhe mora 800 fije në 50 cm.

Tani një pako e vogël e fibrave optike duhet të ngjitet në secilën LED. Kam përdorur një tub të qartë vinyl me një diametër prej 0.6 cm, të cilin e kam ndarë në 42 pjesë (numri i LED -ve të mia) secila 3 cm e gjatë. Vendosa rreth 17 fibra në secilën pjesë vinyl dhe i shtyva përmes tubit dhe pak nga fundi, rreth 3 deri në 4 cm. Në varësi të trashësisë së fibrave ose tubit tuaj vinyl, mund të keni një sasi të ndryshme të fibrave në secilin tub. Përdorni sa më shumë që të jetë e mundur.

Në fund që keni shtyrë, përhapni një zam të qartë (kam përdorur E6000) në mesin e fibrave. Sigurohuni që zamja të futet midis fibrave dhe tërhiqeni pjesën e sipërme të fillesë përsëri në tub. Unë në mënyrë origjinale zgjedh një epoksi 5 minutësh, por nuk ishte zgjidhja më e mirë. Ngjitësja u bë vërtet e fortë dhe fibrat ndonjëherë prisheshin. Një ngjitës i qartë E6000 funksionon po aq mirë dhe është më fleksibël.

Hapi 8: Bëni Fiber Optics Shine Brighter

Kur zamja është tharë, prerë rreth 0.5 cm nga maja e tubit me një thikë të mprehtë. Sigurohuni që të gjitha fijet tani të jenë të skuqura me fundin e prerë dhe të mos tërhiqen brenda. Sa më e pastër të jetë prerja, aq më mirë drita do të kalojë në fibra.

Për t’i bërë skajet të shkëlqejnë edhe më shumë, mund të shkrini edhe fundin e prerë. Mbajeni fundin e tubit vinyl afër një flake të pastër (furrë me gaz ose çakmak, por jo një qiri) derisa fibrat të jenë shkrirë pak. Kini kujdes edhe pse dhe mos e mbani shumë afër flakës - nuk doni të digjni tubin. Tani majat e fibrave duhet të shkëlqejnë dy herë më shumë.

Hapi 9: Ndani Fijet

Tani fillesat individuale janë pothuajse të përfunduara. Për një skaj me pamje më të plotë, ne duhet të ndajmë fijet. Në fund të tubit ku dalin fijet, përhapini ato në mënyrë të barabartë dhe vendosni me kujdes pak zam të nxehtë në majë. Mos përdorni shumë zam ose mos e vendosni armën e ngjitësit shumë afër, megjithëse fijet do të shkrihen dhe do të përkulen. Mbajeni në vend derisa zamja të jetë tharë.

Hapi 10: Ndërtoni mbajtësin e tubave Vinyl

Shiriti LED ka një kuti silikoni të lëvizshme, të papërshkueshëm nga uji. Kam provuar shumë ngjitës të ndryshëm, por asgjë nuk i është ngjitur përgjithmonë silikonit. Sidoqoftë, doja ta mbaja kutinë prej silikoni për mbrojtje.

Për të bashkuar paketën e fibrave në krye të secilës LED, është e nevojshme të ndërtoni një mbajtës të vogël të bërë nga zam i nxehtë. Vendosni një fije optike mbi një LED dhe vendosni pak zam të nxehtë rreth dhe në anën e djathtë dhe të majtë të tubit - prisni derisa të thahet. Përsëriteni për të gjitha fijet e tjera të fibrave, individualisht. Pastaj shkrini me kujdes ngjitësin në anën dhe ngjitni 4 deri në 5 tuba së bashku - kushtojini vëmendje distancës midis tubave vinyl. Në fund, çdo pako me fibra optike duhet të jetë në majë të një LED.

Hapi 11: Tubat e Shiritit në Rrip dhe Brez

Në hapin tjetër, prerë shiritin e rosës në shirita të hollë të gjatë 5 cm dhe ngjitini mbajtëset e tubave rreth shiritit dhe rripit LED. Filloni me fundin e shiritit që ka 3 telat dhe lini 10 cm rrip të zbuluar. Sigurohuni që të vendosni çdo fije pikërisht mbi një LED. Pas bashkimit të një pjese të mbajtësve të tubave, bashkëngjitni pjesën tjetër me të njëjtin proces si hapi i fundit ku i bëmë vetë mbajtësit. Pastaj bashkëngjitni seksionin tjetër. Mos i lidhni ende tre tubat e fundit të mbajtësit të fundit në shirit dhe rrip.

Në fund me 3 telat, prerë një vrimë të vogël në rrip dhe tërhiqni tre telat përmes vrimës. Përkulni telat drejt qendrës së shiritit dhe sigurojini ato me disa sythe kasetë. Ne përfundimisht do t'i çojmë telat më tej atje ku do të jetë xhepi i baterisë.

Hapi 12: Bëni xhepin e baterisë

Për baterinë dhe mikrokontrolluesin, qepa një xhep të vogël. Nëse nuk mund të qepni, thjesht prerë dy copa pëlhure katrore dhe ngjitini ato së bashku. Për ta bashkangjitur në rrip, unë kam prerë një shesh me një dorezë nga një pëlhurë rrjetë plastike (shiko figurën) - pëlhura e zakonshme duhet të funksionojë po aq mirë. Sheshi duhet të jetë me të njëjtën madhësi me xhepin e baterisë.

Tani zgjidhni një vend ku dëshironi të mbani xhepin e baterisë. Imi është në pjesën e pasme pak në të djathtë. Tani hiqni një lak kasetë midis dy tubave vinyl ku dëshironi të vendosni xhepin dhe shtyni dorezën midis shiritit LED dhe rripit. Tërhiqeni dorezën poshtë dhe qepeni ose ngjiteni në shesh. Ngjitni pak velkro mbi xhepin dhe mbajtësen e baterisë. Gjithashtu, mos harroni të ngjisni përsëri shiritin LED në rrip.

Zgjodha velcro sepse doja të isha në gjendje të zëvendësoja çantën e baterisë në varësi të veshjes që kam veshur. Ka shumë mënyra të tjera për të bërë një çantë baterie të përhershme që është edhe më e sigurt dhe më e sigurt.

Hapi 13: Ndërtoni fiksuesin e rripit

Pritini një copë velkro të gjatë 10 cm dhe ngjiteni pjesën e përafërt në pjesën e sipërme të brezit ku lamë 10 cm të zbuluar. Vendoseni copën e paqartë mënjanë për më vonë.

Meqenëse rripi është pak i rëndë kisha frikë se velcro do të hapet ndërsa e mbaja. Për më shumë mbështetje, unë prerë tre shirita velcro të vegjël. Në fund të rripit ku keni lënë 3 tuba të palidhur, ngjitni shiritat e velkro të vegjël midis rripit dhe shiritit LED, të rreshtuar poshtë tubave. Pjesa e paqartë duhet të ngjitet në shiritin LED, ndërsa ana e ashpër duhet të ngjitet në rrip. Pjesa e paqartë duhet të ngjitet në njërën anë, dhe pjesa e ashpër duhet të dalë nga ana tjetër. Prandaj, secila pjesë do të jetë në gjendje të jetë vetëm në gjysmë të rripit dhe shiritit LED, para se të prekni pjesën tjetër. Anët ngjitëse që dalin jashtë shiritit dhe brezit LED mund të mbulohen me pëlhurë në mënyrë që të mos jenë më ngjitëse.

Me disa shirita kasetë siguroni mbajtëset e fundit të tubave vinyl mbi rrip.

Tani merrni pjesën 10 cm të paqartë që e kishit lënë mënjanë. Ngjiteni atë nën rrip në të njëjtën anë ku sapo vendosni shiritat e velkro të vegjël.

Tani mund të provoni skajin dhe të mbyllni rripin.

Hapi 14: Ngarko Programin LED

Tani ju duhet të ngarkoni programin LED në mikrokontrolluesin tuaj.

Meqenëse ka kaq shumë mësime të shkruara mirë dhe të detajuara, unë thjesht do të ndaj lidhjet me ju: Nëse keni nevojë për më shumë ndihmë për të filluar me një Arduino, për të mësuar rreth Arduino Environment, lidhjen e mikrokontrolluesit me një kompjuter dhe ngarkimin e programeve në Arduino mund të gjeni informacione të dobishme në faqen e internetit të Arduino ose Udhëzuesin Adafruit Flora.

Një program i shkëlqyer LED për të filluar është Strandtest nga Adafruit. Vetëm ndiqni mësimin, shkarkoni skedarin zip NeoPixel dhe shtojeni atë në bibliotekën tuaj Arduino. Nëse doni të mësoni më shumë rreth LED -ve RGB dhe të shkruani kodin tuaj, shikoni bibliotekën FastLED. Libraryshtë një bibliotekë tjetër Arduino për programimin e shiritave dhe pikseleve LED të adresueshëm. Shikoni komunitetin Fast LED për të parë disa shembuj të mrekullueshëm.

Hapi 15: Lidheni Shiritin me Mikrokontrolluesin

Ngjitni tela +5 V nga rripi në kunjin VBAT në mikrokontrollues, GND në GND dhe tela e të dhënave në pinin që keni përcaktuar në kodin LED që keni ngarkuar në mikrokontrollues. Zgjodha kunjin 6. Për të qenë të sigurtë se telat nuk do të shkëputen, e ngjita Florën në një copë plastike dhe i mbrova kunjat me disa zam të nxehtë. Ju gjithashtu mund të shihni një ndërprerës të vogël të butonave në këndin e majtë - e shtova atë për të ndryshuar midis modeleve të ndryshme LED. Tani lidhni burimin tuaj të energjisë me mikrokontrolluesin dhe rripi LED duhet të ndizet.

Hapi 16:… Pothuajse U krye

Pothuajse mbarova! Tani mund t'i shkurtoni fijet në gjatësi të ndryshme. Në rast se doni efekte të ndryshme, mund të përdorni letër zmerile përgjatë gjatësisë së fibrave ose të përkulni pak fijet. I shtroja skajet pak më shumë për një shkëlqim më të përhapur drejt skajeve.

Faleminderit për leximin tim të udhëzueshëm dhe argëtim duke ndërtuar dhe veshur skajin tuaj. Në rast se keni ndonjë pyetje ose diçka nuk është e qartë, mos hezitoni të pyesni.