Holographic Plates - Photonics Challenger Hackathon PhabLabs: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa simula ng taong ito ay hiniling sa akin na lumahok sa PhabLabs Photonics Hackathon sa Science Center Delft sa Netherlands. Narito mayroon silang isang mahusay na workspace na may maraming mga machine na maaaring magamit upang lumikha ng isang bagay na karaniwang hindi ko magagawa na madali.

Simula sa hackathon naisip ko kaagad na magiging kagiliw-giliw na gumawa ng isang bagay sa mga laser machine ng CNC na magagamit doon.

Sa pagawaan ay mayroon silang isang maliit na ilaw na acrylic plate na nakatayo roon na nakaukit sa patent ng lego na gumagawa ng isang uri ng hologram ngunit isang layer lamang kaya't ito ay isang imahe lamang ng 2D. Pinag-isipan ko ito kung ano ang posible kung kukuha ako ng maraming mga layer ng acrylic at lumikha ng isang tunay na 3D holographic na imahe.

Nagsimula ako sa isang globo lamang at talagang nagsimula itong magmukhang isang tunay na nasuspinde na globo, naglalaro sa pag-iilaw na napunta ako sa ideya kung makakalaro din nito ang spectrum ng (puting) ilaw na nagtatayo ng Red Green at Blue light, posible bang lumikha ulit ng puting ilaw sa mga plate na nakalagay sa likod ng bawat isa, ang bawat plate ay gumagamit lamang ng pangunahing mga ilaw na kulay, Red Green o Blue.

Hakbang 1: Hakbang 1 Mga Kagamitan at Tool na Kailangan

Mga tool:

• CNC laser cutting at etching machine
• Panghinang na bakal atbp.
• Mainit na glue GUN
• 3D printer (sa maagang yugto ng prototyping)
• Plyer
• Mga tumatawag
• Sanding papel

Software:

• Fusion 360
• Arduino IDE
• Cura

Mga Materyales:

electronics:

• Mga LED (maliit na manipis na SMD3535 na humantong sa mga piraso upang mapalapit ang mga plato)
• ESP8266
• 5v 10A supply ng kuryente
• Mga kable, simpleng manipis na mga wire lamang para sa 5v leds

mga materyales para sa "iskultura":

• 3mm acrylic (nakaukit sa laser machine)
• Kahoy, laser upang mai-mount ang mga LED at suportahan ang acrylic
• 3D na naka-print sa maagang prototype para sa LED mount at suporta sa acrylic.
• materyal na gagawa ng kahon, gumamit ako ng foamboard sa simula upang makagawa ng isang kahon nang mabilis en sa paglaon laser cut ng kahoy.

Hakbang 2: Hakbang 2: Pagsubok sa Laser na Pag-ukit at Pag-iilaw

Ang unang bagay na nais kong subukan ay ang posibilidad ng paggawa ng isang 3d hologram na may maraming mga acrylic plate, na nagsisimula sa isang globo. bumuo ng maraming mga plate.

Nag-print ako ng isang simpleng base sa PLA kasama ang aking 3d printer ay ang aking sarili at nagdagdag ng ilang mga LED na inilalagay ko pa rin.

Sa panahon ng mga proces na ito nakuha ko ang ideya kung posible na lumikha ng puti (magaan) kung ang kulay ng mga LED ay kulay berde lamang o asul, na may 3 mga plato sa RGB pagkatapos ay sa teorya ay magpaputi, ngunit gagana rin ba ito kung may layered.

Matapos ang pag-mounting ito nang magkasama at pag-iilaw ito nalaman ko na talaga itong uri ng paggana, hindi ito perpektong puti ngunit tiyak na ihinahalo nito ang mga kulay sa mga layer sa likuran nito.

Naisip ko na marahil ay gagana nang mas mahusay kung magpapalit ako mula sa isang solidong etch upang likhain ang hugis sa mga tuldok upang ang ilaw ay mas madaling makita sa maraming mga layer at talagang gumana bilang "mga pixel" ngunit pagkatapos ay sa 3D.

Upang maperpekto ang mga proces gumawa ako ng ilang mga sheet ng pagsubok na may iba't ibang density ng mga tuldok at gumamit din ng maraming iba't ibang mga setting upang ibagay ang laser sa perpektong lakas ng pag-ukit. Kailangan mong iakma ang laser para sa dami ng lakas na ginagamit nito upang mag-ukit, mas maraming lakas na ginagamit mo at mas mabagal kang mag-etch ay lilikha ng isang mas malalim na etch, at hindi lahat ay gumagana nang kasing ganda ng iba sa sitwasyong ito. iba ito para sa bawat laser, inirerekumenda kong gumamit ng isang mababang setting, hindi mo kailangan ng isang malalim na ukit para sa iskulturang ito.

Hakbang 3: Hakbang 3: Pangwakas na Prototype

Para sa pangwakas na prototype nagpasya akong gumawa ng mga plate ng acrylic na 20X20cm upang makita mo ang ilang mga detalye sa kanila at makakuha ng isang mas mahusay na pakiramdam kung paano ito tumingin sa isang mas malaking sukat.

Gumawa ako ng isang light module kung saan mailalagay ko ang isang kabuuang 21 plate sa (7X3) dahil nais kong gamitin ito upang subukan kung hanggang saan posible na pumunta, kung gaano karaming mga plato ang maaaring mailagay bago mawala ang epekto o tulad ng nahanap ko kung kailan ito naging "magulo". Nalaman ko na ang 12 ay magiging isang disenteng maximum, ang pagpunta sa mas mataas ay nagresulta sa sobrang paglabo.

Sinubukan ko din at nilaro ang distansya sa pagitan ng mga plato, sa pamamagitan ng paglaktaw ng isang plato bawat oras ay dinoble ang agwat sa pagitan ng mga plato at higit pa, dito ko rin nalaman na ito ay lubos na mahalaga, kapag nadagdagan ang distansya nagbabago rin ang epekto. Ano sa tingin ko na nangyari ay na sa mas malaking distansya ng mga mata ay mas mahusay na posible sa pagtuklas ng lalim. Pagkatapos ay magreresulta ito na ang mga kulay ay mas mababa ang pinaghalong.

Ang light "plate" ay may light strip na 9 leds para sa bawat linya ng data ng plate na pabalik-balik na zig-zag, na may 5v na linya ng kuryente sa bawat panig, + linya sa isang gilid at - linya sa kabilang panig, ang paggawa ay medyo madaling ayusin.

Ginagamit ang 5V 10A power supply upang mapagana ang mga LED at ang ESP8266 nang sabay-sabay.

Para sa ESP gumawa kami ng isang code na may ilang tulong mula sa higit pang mga may kasanayang mga coder sa hackathon, ang piraso na ito ay isang ehersisyo sa pag-coding din para sa akin. Ang code na kalaunan ay ginamit ko ay isang code na kumukupas sa lahat ng mga plate nang isang beses mula sa RGB hanggang GRB sa BRG at bumalik muli sa RGB sa isang tuluy-tuloy na loop. Pagpapangkat ng LED control bawat 9 leds kaya't ang bawat plate ay may isang kulay, kinokontrol ng code ang 12 plate / biyahe ang iba ay hindi aktibo lamang dahil hindi ko sila kailangan. Idinagdag ko ang code dito.

Sinubukan ko ring kontrolin ang mga LED gamit ang wifi sa ESP gamit ang artnet at madmapper, ngunit hindi pa masaya sa mga resulta, dapat itong gumana nang maayos ngunit kakailanganin ko munang magkaroon ng mas mahusay na pag-unawa sa mga diskarteng "pagmamapa" na ito.

Hakbang 4: Mga Natutuhan sa Aralin

Ang unang bagay na natutunan ko ay ang pagtatrabaho sa pamutol ng laser sa laser at tagaukit. Noong nakaraan ginamit ko ang mga diskarteng ito upang gumawa ng mga modelo ngunit hindi ako nagtagal ng oras upang tingnan ang mas tumpak na pag-tune lalo na ang pag-tune ng ukit / pag-ukit. Alamin na ito ay gumagawa ng isang pagkakaiba-iba para sa mga nagresultang ilaw intensity, at hindi lamang nangangahulugang isang "mas malalim" na pag-ukit ay mas mahusay, kailangan kong hanapin ang balanse ng pag-ukit sapat lamang ngunit hindi gaanong.

Para sa proyektong ito nais ko rin itong magkaroon ng isang stand alone na object kaya't may isang naka-code na ESP sa kasong ito na kumokontrol sa mga LED nang walang anumang kinakailangang input, dahil din sa nais kong makakuha ng isang mas mahusay na pag-unawa tungkol sa pag-coding, sa nakaraan gumawa ako ng ilang talagang simpleng naka-code, at ang mga code para sa piraso na ito ay hindi pa rin kumplikado ngunit nang simulan ko ang mga bahagi ng hackathon na ito ay talagang bago pa rin.

Pagkatapos pagkatapos ng mga diskarteng paggawa na ito ay nauunawaan ang ilaw. paano ito makakahalo at maghahalo ba ito? Nalaman na ang pagtatrabaho sa mga tuldok sa halip na isang ganap na nakaukit na hugis, na lumilikha ng "mga pixel" tulad ng naunang sinabi. Una nalaman na gumagana iyon ngunit nang madagdagan ko ang distansya sa pagitan ng mga plato ang epekto ay talagang nabawasan muli, ang pang-unawa ng mata ng tao na ginagawa itong gumagana at pinaghalo ang mga kulay ngunit may isang bagay ding nakapagtataka dahil ang iyong mga mata ay hindi nakakakuha ng kung ano ang nangyayari, hindi nila ito maaaring tutok talaga sa lalim. Ngunit kung ang distansya sa pagitan ng mga plato ay nadagdagan ang iyong mga mata ay maaaring tumuon sa lalim ngunit pagkatapos ay nawala ang mahika.

Hakbang 5: Mga Potensyal na Pagpapabuti

Ang unang pagpapabuti na nagtatrabaho pa rin ako ay pumunta sa isang mas mahusay at mas kumplikadong code upang makontrol ang mga plato. Ang aking layunin ay magkaroon ng maraming mga setting at precoded effects na maaaring ma-trigger, iyon ang dahilan kung bakit pinili ko ring gumamit ng isang ESP dahil maaari kong ma-trigger / makontrol ang mga ito ng madaling paggamit ng wifi.

Dagdag dito nais kong gumawa ng isang ilaw para lamang sa 12 mga plato tulad ng sa kalaunan ay pinili kong gamitin, ang piraso na ginawa ko ngayon ay perpekto para sa yugtong ito ng pagsubok na may distansya at bilang ng mga plato atbp, ngunit ngayon pinili kong pumunta para sa 12 mga plato ay muling gagawin ko isa na ginawa para sa 12 mga plato at ginagawang mas mahusay din ang pag-mount ng mga LED, ngayon ay naka-plug sila doon at hawakan ng lugar gamit ang improbisadong foamboard, sa mahabang panahon ay hindi maganda para sa mga LED, ididikit ko sila sa aluminyo para sa mas mahusay na conductivity ng init at magkaroon ng mga ito bilang mga module kaya kung may isang bagay na makabasag sa isang strip ay madaling mailabas at mapalitan.

Para sa mga plato sinusubukan ko pa rin kung ano ang gagawin sa mga gilid, ngayon ay nakalantad lamang ang mga gilid at makikita mo kung anong kulay ang naiilawan nila, sinubukan kong magtayo ng isang enclosure sa paligid ng buong piraso ngunit hindi ako nasisiyahan dahil dito sumasalamin muli sa ilaw. Kaya't nagsimula ako sa pagsubok sa ilang mga espesyal na naka-print na profile sa 3D, pagpipinta sa mga gilid o paggamit ng mapanimdim na palara upang mapanatili ang ilaw na "loob" ng mga plato.

Hakbang 6: Sumigaw

Nais kong magbigay ng ilang mga espesyal na salamat sa mga sumusunod na tao:

• Teun Verkerk para sa paanyaya na lumahok sa hackathon
• Nabi Kambiz, Nuriddin Kadouri at Aidan Wyber, para sa tulong at patnubay sa panahon ng hackathong. Ang pagtulong at pagpapaliwanag ng lahat ng mga machine at materyales na nasa kamay at si Aidan ay may labis na pasensya na nagpapaliwanag at tumutulong sa coding noob na ito.
• Chun-Yian Liew, isang kapwa kalahok na gumawa din ng isang kamangha-manghang proyekto. Tinulungan din ako ni Chun ng ilang beses nang hindi ko maintindihan kung ano ang nangyayari sa pag-coding.