Fiber Optic Jellyfish Skirt: 16 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Dahil ang epekto ng hibla optika ay kamangha-mangha ako ay nag-iisip tungkol sa paggawa ng isang sangkap na may mga hibla optika at RGB LEDs. Tumagal ako ng ilang oras hanggang sa magkaroon ako ng isang disenyo at naisip kung paano ilakip ang mga hibla sa LED strip. Sa huli ay ginawa ko ang Jelly Fish Skirt na ito: ang mga hibla ng fiber optic ay nakadikit sa mga vinyl tubes na na-tape sa isang LED strip at sinturon. Sa likuran ay isang maliit na bag para sa baterya at microcontroller na nagbibigay ng LED na may lakas at data. Dahil ang mga LED sa strip ay natugunan ang sinturon ay maaaring sindihan sa iba't ibang mga pre-program na mga kulay at pattern.

Ang proyektong ito ay isang mahusay na paraan upang makapagsimula sa mga RGB LED at alamin ang tungkol sa pagprograma gamit ang Arduino IDE. At walang alalahanin na hindi mo kailangan ng mahusay na paghihinang o mga kasanayan sa programa upang gawin ang palda na ito.

Hakbang 1: Mga Panustos

Mga Kagamitan

· 200 x 2 m ang haba ng optika ng hibla - diameter na 0.05 cm [eBay]

· Maaaring puntahan ang mga LED na 5V RGB (60 / m) na may silicone case [Adafruit, eBay]

· Arduino microcontroller [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Lithium (ion) polymer na baterya o USB power bank [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· I-clear ang vinyl tube - 0.6 cm ang lapad [tindahan ng hardware]

· I-clear ang 5 Minute Epoxy o E6000 adhesive para sa plastic [tindahan ng hardware]

· I-clear ang malakas na tape ng pato (mas mabuti na bi-filament) [tindahan ng hardware]

· Pag-urong ng init - 1 cm diameter [tindahan ng hardware]

· 1.5 m ng 22 AWG maiiwan tayo na tanso cable / wire [tindahan ng hardware]

· Manipis na sinturon

· 10 cm malakas na malagkit na back-Velcro [tindahan ng tela]

· Tela para sa bag ng baterya

Mga kasangkapan

· Mainit na glue GUN

· Panghinang

· Maghinang

· Kutsilyo

· Gunting

· Mas magaan

· Mainit na baril

· Karayom at thread

· Meassuring tape

Hakbang 2: RGB LED Strip

Ang mga RGB LEDs ay maaaring sindihan sa iba't ibang mga kulay at pattern sapagkat addressable ang mga ito. Ang bawat RGB LED ay may pula, berde at asul na LED pati na rin isang maliit na maliit na chip ng driver. Dahil sa maliit na tilad, ang RGB LED ay mas matalino kaysa sa isang regular na LED. Alam ng chip ng bawat LED ang sariling posisyon sa strip at maaari ring kontrolin ang ningning ng pula, berde at asul nang paisa-isa. Samakatuwid, halos lahat ng naiisip na pattern at kulay ay maaaring mai-program.

Sa pagitan ng bawat indibidwal na LED maaari kang makahanap ng tatlong mga linya: + 5V, DO / DI at GND. Ang linya ng 5V (na nangangahulugang "5 Volts") ay nagbibigay ng LED na may kapangyarihan; Ang DI / DO (na kumakatawan sa "Data Input" at "Data Output") ay nagsasabi sa LED kung paano at kailan magpapagaan; Ang GND ay nangangahulugang lupa. Sa tuktok ng tatlong linya na iyon ay ang simbolo ng isang maliit na gunting - ito lamang ang lugar kung saan mo dapat gupitin ang LED strip.

Dapat mo ring makita ang mga arrow sa strip. Ipinapakita ng mga arrow ang direksyon na naglalakbay ang data. Mahalagang ipahiwatig ang simula at pagtatapos ng strip: ang cut edge na may arrow na itinuturo ang layo mula sa iyo ang simula. Ang panig na ito ay kailangang maiugnay sa isang mapagkukunan ng kuryente at microcontroller. Bago ka gumamit ng isang LED strip sa isang proyekto, tiyaking subukan ang lahat ng mga LED na gumagana. Sa Hakbang 14 susuriin natin kung paano mag-upload ng isang programa at subukan ang iyong LED strip.

Ang mga LED strips ay may iba't ibang mga density ng LEDs (30 LEDs / m, 60 LEDs / m o 90 LEDs / m). Para sa proyektong ito, inirerekumenda ko ang paggamit ng 60 LEDs / m o kahit na higit pang mga LED / metro para sa isang mas buong hitsura na palda.

Hakbang 3: Microcontroller

Mayroong maraming iba't ibang mga microcontroller upang pumili mula sa. Sa larawan maaari mong makita ang 4 na magkakaibang mga microcontroller na karaniwang ginagamit ko para sa mga naisusuot: Ang pulang Wattuino Nanite85mula sa Watterott ay ang pinakamaliit na board na may isang Atmel ATtiny85 microprocessor. Mahusay ito para sa karamihan ng mga naisusuot na proyekto. Kahit na wala itong malalaking butas para sa pagtahi, madaling dumikit sa iyong damit dahil napakaliit nito. Sa board ay isang USB-Bootloader upang ikonekta ito sa iyong computer at maglakip ng isang mapagkukunan ng kuryente tulad ng isang power bank. Ang board ay may 6 na pin: 4 na data pin, 1 GND at 1 lakas.

Ang maliit na itim na board ay ang Gemma mula sa Adafruit na mayroon ding isang Atmel ATtiny85 microprocessor. Ang mga butas ay medyo malaki at maaari mong gamitin ang conductive thread para sa pagtahi nito. Ang Gemma ay may isang USB-port at isang koneksyon sa JST para sa mga baterya ng Lithium Polymer. Magaling ang board para sa maliliit na proyekto dahil mayroon itong 6 na pin: 3 data pin, 1 GND at 2 power (3 V at Vout).

Ang mas malaking itim na microcontroller ay angFlorafrom Adafruit. Ang Flora ay may isang mas malakas na microprocessor (Atmel Mega 32u4) at maaaring magamit para sa mga kumplikadong proyekto (pagkonekta sa maraming mga sensor, mikropono, atbp.). Ang board ay may USB-port at isang JST-konektor para sa mga baterya ng Lithium Polymer. Bukod sa 14 na mga pin (8 data, 3 GND at 3 lakas) mayroon ding isang on / off switch sa board.

Ang lila microcontroller ay ang LilypadArduino Simple mula sa Sparkfun na may isang Atmel Mega328 microprocessor. Ang board ay may isang konektor na JST, isang on / off-switch pati na rin isang programmable button-switch. Dahil ang USB-port ay wala sa board (FTDI breakout) mas kumplikado ito gamit ang isang power bank para sa power supply. Mayroon itong 11 mga pin: 9 na data pin, 1 GND at 1 lakas. Ang Lilypad ay puwedeng hugasan at mainam para sa mga proyekto sa pananahi dahil sa malalaking butas.

Para sa proyektong ito ginamit ko ang Flora. Maaari akong gumamit ng isang mas maliit na microcontroller ngunit ito lamang ang mayroon ako sa kamay sa oras na iyon.

Hakbang 4: Supply ng Kuryente

Ang mga baterya ng Lithium Polymer ay malakas at madaling muling magkarga. Depende sa kapasidad (mA) ang mga baterya ay may iba't ibang laki. Ang mga baterya ng Lithium Polymer ay karaniwang may kasamang 2-pin na konektor ng JST, na maaaring mai-plug sa microcontroller. Ang isang 3.7 V na baterya ay may tungkol sa 4.2 V kapag ganap na nasingil at namatay sa 3.0 V.

Ang LED Strip ay dapat na tumakbo sa isang 5 V power supply ngunit gumagana rin ito sa isang 3.7 V na baterya. Huwag kailanman pumunta nang mas mataas sa 5 V bagaman.

Anong kapasidad ang tama para sa iyong proyekto? Ang isang LED ay kumukuha ng halos 60 mA (milliamp) ng kasalukuyang. Isipin na mayroon kang 20 LEDs sa iyong strip, malamang na gumuhit sila ng 1, 200 mA sa kabuuan. Ang isang 1200mAh (milliamp hour) na baterya ay maaaring magbigay ng 1200mA para sa isang oras, kaya't kung ang iyong baterya ay may kapasidad na 2, 500 mAh tatagal ito ng dalawang oras o higit pa:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2.08 h

Dahil ang mga LED ay hindi tatakbo sa buong ningning sa lahat ng oras, ang baterya ay malamang na magtatagal. Maaari kang makahanap ng isang mahusay na gabay tungkol sa pagtantya ng tumatakbo na oras ng iyong baterya sa Adafruit. Kapag hindi ginamit nang tama, ang mga baterya ng Lithium Polymer ay maaaring mapanganib. Kung hindi ka masyadong pamilyar sa electronics inirerekumenda kong gumamit ng isang USB power bank. Ito ay may kasamang USB cable upang i-power / singilin ang maliliit na electronics tulad ng iyong smartphone o sa kasong ito, microcontroller. Ito ay mas ligtas na nakasuot ng isang USB power bank sa iyong katawan dahil ang baterya ng Lithium Polymer ay protektado sa isang kaso ng aluminyo at mas malamang na mapinsala na maaaring maging sanhi ng pagtulo o pagsabog nito. Hindi mo nais na mangyari ito. Sa tutorial na ito, gumamit ako ng isang baterya ng Lithium Polymer nang direkta (hindi sa isang kaso ng aluminyo). Mula noon lumipat ako sa paggamit ng mga power bank.

Hakbang 5: Pagputol sa LED Strip at Belt

Upang magsimula, kailangan mong malaman ang haba ng sinturon at kung gaano karaming mga LED at hibla ng hibla ng optic ang kakailanganin mo. Sukatin ang laki ng iyong baywang (tulong para sa pagsukat) at gupitin ang isang LED strip hangga't ang iyong pagsukat. Gupitin ang strip sa pinakamalapit na linya ng paggupit na minarkahan ng maliit na gunting (tingnan ang larawan). Sa pinakamagandang kaso ang LED strip ay bahagyang mas maikli kaysa sa haba ng pagsukat ng iyong balakang. Bilangin ang mga LED sa strip - ito ang bilang ng mga indibidwal na hibla ng fiber optic na iyong ihahanda. Gayundin ito ang bilang ng mga LED na kailangan mong ideklara sa NeoPixel code bago i-upload ang programa sa iyong microcontroller.

Ang aking strip ay may 60 LEDs bawat metro. Matapos i-cut ang isang 70 cm ang haba ng piraso ay may 42 LEDs na natitira sa strip.

Mamaya sa tape ko ang LED strip papunta sa isang manipis na sinturon para sa higit pang suporta. Ang sinturon ay dapat na kasing malawak ng LED strip at mas mahaba ang 10cm. Dahil gagamitin mo ang Velcro upang isara ang sinturon, siguraduhing putulin ang belt buckle.

Hakbang 6: Mga Wire ng Solder Sa LED Strip

Sa susunod na hakbang kakailanganin mong maghinang ang tatlong mga wire papunta sa LED strip at i-seal ito ng mainit na pandikit at pag-urong ng init. Itulak muna ang isang maliit na piraso ng pag-urong ng init (mga 1.5 cm ang haba) papunta sa silicone case. Pagkatapos ay gupitin ang tatlong mga wire at maghinang ng isang kawad sa bawat isa sa kondaktibong + 5V, DIN at GND na mga pin sa simula ng strip (kung paano maghinang tutorial ng LED strips). Kung gumagamit ka ng parehong kulay na kawad para sa lahat ng tatlong mga linya, maglagay ng ilang tape sa paligid ng bawat kawad at markahan ang mga ito upang hindi mo ito ihalo. Tiyaking sapat ang haba ng mga wire - mga 30 cm - upang maghinang ito sa iyong microcontroller sa paglaon. Gawin itong mas mahaba kaysa sa iniisip mong dapat kung hindi ka sigurado.

Ngayon itulak ang isang maliit na halaga ng mainit na pandikit sa silicone case, ngunit hindi pa malayo upang masakop ang unang LED na may pandikit. Habang ang pandikit ay malambot pa rin, hilahin ang pag-urong ng init sa kalahating paraan sa silicone case at kalahating daanan sa mga wire. Pindutin ang ilang pandikit mula sa strip sa heat shrink tube at gumamit ng heat gun, lighter o ang soldering iron upang mapainit ang pag-urong ng init hanggang sa masikip sa paligid ng strip at mga wire. Ngayon selyohan ang kabilang dulo ng LED strip na may ilang mainit na pandikit.

Hakbang 7: Maghanda ng Mga Fiber Optic Bundle

Bumili ako ng isang 2 m na mahabang hibla ng 200 fibre optic fibers na may diameter na 0.05 cm. Mayroong mga mas payat na hibla ng hibla ng optic sa merkado ngunit kung mas makapal ang hibla, mas maliwanag ang mga dulo ay lumiliwanag at mas malamang na masira ang mga ito.

Dahil nais ko ang palda na halos 50 cm ang haba, pinutol ko ang hibla ng hibla ng optic ng tatlong beses at nakakuha ng 800 mga hibla sa 50 cm.

Ngayon ang isang maliit na bundle ng fiber optics ay kailangang nakadikit sa bawat LED. Gumamit ako ng isang malinaw na vinyl tube na may diameter na 0.6 cm, na pinutol ko sa 42 piraso (bilang ng aking mga LED) bawat 3 cm ang haba. Inilagay ko ang tungkol sa 17 mga hibla sa bawat piraso ng vinyl at itinulak ang mga ito sa pamamagitan ng tubo at medyo nakaraan ang dulo, mga 3 hanggang 4 cm. Nakasalalay sa kapal ng iyong mga hibla o vinyl tube, maaari kang magkaroon ng iba't ibang dami ng mga hibla sa bawat tubo. Gumamit ng mas maraming posible na magkasya.

Sa huli na itinulak mo, kumalat ng ilang malinaw na pandikit (Gumamit ako ng E6000) sa gitna ng mga hibla. Siguraduhin na ang pandikit ay nakakakuha sa pagitan ng mga hibla at hilahin ang tuktok ng strand pabalik sa tubo. Pumili ako nang tuwid ng isang 5 minutong epoxy ngunit hindi ito ang pinakamahusay na pagpipilian. Ang kola ay talagang tumigas at ang mga hibla ay kung minsan ay nasisira. Ang isang malinaw na E6000 adhesive ay gumagana nang maayos din at mas may kakayahang umangkop.

Hakbang 8: Gawing mas maliwanag ang Fiber Optics

Kapag ang kola ay tuyo, gupitin ang tungkol sa 0.5 cm mula sa dulo ng tubo gamit ang isang matalim na kutsilyo. Siguraduhin na ang lahat ng mga hibla ngayon ay mapula gamit ang cut end at hindi urong sa loob. Ang mas malinis na hiwa, mas mabuti ang ilaw ay lilipat sa mga hibla.

Upang mas maliwanag ang mga dulo maaari mo ring matunaw ang cut end. Hawakan ang dulo ng tubong vinyl malapit sa isang malinis na apoy (gas oven o mas magaan ngunit hindi isang kandila) hanggang sa ang mga hibla ay medyo natunaw. Mag-ingat kahit na at huwag hawakan ito masyadong malapit sa apoy - ayaw mong sunugin ang tubo. Ngayon ang mga tip ng hibla ay dapat na lumiwanag nang dalawang beses na mas maliwanag.

Hakbang 9: Paghiwalayin ang Mga Fiber

Ngayon ang mga indibidwal na hibla ay halos tapos na. Para sa isang mas buong hitsura na palda, kailangan naming ihiwalay ang mga hibla. Sa dulo ng tubo kung saan lumabas ang mga hibla, ikalat nang pantay-pantay at maingat na inilagay ang isang mainit na pandikit sa itaas. Huwag gumamit ng labis na pandikit o ilagay ang pandikit na baril kahit na dahil ang mga hibla ay matutunaw at yumuko. Hawakan ito sa lugar hanggang sa matuyo ang pandikit.

Hakbang 10: Bumuo ng Vinyl Tube Holder

Ang LED strip ay may natatanggal, hindi tinatagusan ng tubig na silicone case. Sinubukan ko ang maraming iba't ibang mga glues ngunit walang permanenteng natigil sa silikon. Gayunpaman, nais kong panatilihin ang silicone case para sa proteksyon.

Upang ikabit ang hibla ng hibla sa tuktok ng bawat LED, kinakailangan upang bumuo ng isang maliit na may-ari na gawa sa mainit na pandikit. Maglagay ng isang hibla na hibla ng hibla sa tuktok ng isang LED at maglagay ng isang mainit na pandikit sa paligid at sa kanan at kaliwang bahagi ng tubo - maghintay hanggang sa matuyo ito. Ulitin para sa lahat ng iba pang mga hibla ng hibla, isa-isa. Pagkatapos ay maingat na matunaw ang pandikit sa gilid at kola ng 4 hanggang 5 tubo na magkasama - bigyang pansin ang distansya sa pagitan ng mga tubong vinyl. Sa huli, ang bawat hibla ng fiber optic ay dapat na nasa tuktok ng isang LED.

Hakbang 11: Mga Tape Tube sa Strip at Belt

Sa susunod na hakbang, gupitin ang duck tape sa 5 cm ang haba ng manipis na mga piraso at i-tape ang mga may hawak ng tubo sa paligid ng LED strip at sinturon. Magsimula sa dulo ng strip na may 3 mga wire at iwanan ang 10 cm ng sinturon na walang takip. Tiyaking ilagay ang bawat strand nang eksakto sa tuktok ng isang LED. Matapos ilakip ang isang seksyon ng mga may hawak ng tubo, ilakip ang susunod na seksyon na may parehong proseso tulad ng huling hakbang kung saan ginawa namin ang mga may hawak mismo. Pagkatapos ay ikabit ang susunod na seksyon. Huwag i-tape ang huling tatlong tubo ng huling may hawak sa strip at sinturon pa.

Sa dulo gamit ang 3 wires, gupitin ang isang maliit na butas sa sinturon at hilahin ang tatlong mga wire kahit na ang butas. Bend ang mga wire patungo sa gitna ng strip at i-secure ang mga ito ng ilang na may ilang mga loop ng tape. Humahantong kami sa kalaunan ng mga wire sa kung saan ang bulsa ng baterya.

Hakbang 12: Gumawa ng Pocket ng Baterya

Para sa baterya at microcontroller, tumahi ako ng isang maliit na bulsa. Kung hindi ka maaaring manahi, gupitin lamang ang dalawang parisukat na piraso ng tela at idikit ito. Upang ikabit ito sa sinturon, pinutol ko ang isang parisukat na may hawakan mula sa isang plastic mesh na tela (tingnan ang larawan) - ang regular na tela ay dapat ding gumana. Ang parisukat ay dapat na halos pareho sa laki ng bulsa ng baterya.

Pumili ngayon ng isang lugar kung saan nais mong dalhin ang bulsa ng baterya. Ang sa akin ay nasa likuran ng konti sa kanan. Alisin ngayon ang isang loop ng tape sa pagitan ng dalawang mga tubo ng vinyl kung saan mo nais na ilagay ang bulsa at itulak ang hawakan sa pagitan ng LED strip at sinturon. Hilahin ang hawakan at tahiin o idikit ito sa parisukat. Dumikit ang ilang velcro sa bulsa ng baterya at may hawak. Gayundin, huwag kalimutang i-tape ang LED strip pabalik sa sinturon muli.

Pinili ko ang velcro dahil gusto kong mapalitan ang bag ng baterya depende sa suot kong sangkap. Maraming iba pang mga paraan upang makagawa ng isang permanenteng bag ng baterya na mas ligtas at mas ligtas pa.

Hakbang 13: Buuin ang Fastener ng Belt

Gupitin ang isang 10 cm mahabang piraso ng velcro at idikit ang magaspang na piraso sa tuktok ng sinturon kung saan iniwan namin ang 10 cm na walang takip. Itabi ang malabo na piraso para sa paglaon.

Dahil medyo mabigat ang sinturon natakot ako na magbukas ang velcro habang suot ko ito. Para sa karagdagang suporta, pinutol ko ang tatlong maliliit na piraso ng velcro. Sa dulo ng sinturon kung saan ka umalis sa 3 tubes na hindi naka-tape, i-tape ang maliliit na velcro strips sa pagitan ng sinturon at LED strip, nakahanay sa ilalim ng mga tubo. Ang malabo na piraso ay dapat manatili sa LED strip, habang ang magaspang na bahagi ay dapat dumikit sa sinturon. Ang malabo na piraso ay dapat na dumikit sa isang gilid, at ang magaspang na piraso ay dapat na dumikit sa kabilang panig. Samakatuwid, ang bawat piraso ay magagawa lamang na maging kalahati sa pagitan ng sinturon at LED strip, bago hawakan ang iba pang piraso. Ang mga malagkit na panig na dumidikit sa LED stip at sinturon ay maaaring sakop ng tela upang hindi na sila malagkit.

Sa ilang mga tape strip ay nakakatiyak ang huling mga may hawak ng vinyl tube papunta sa sinturon.

Ngayon kunin ang 10 cm malabo na piraso na iyong itinabi. Idikit ito sa ilalim ng sinturon sa parehong panig kung saan inilagay mo lamang ang maliliit na velcro strips.

Ngayon ay maaari mong subukan ang palda at isara ang sinturon.

Hakbang 14: I-upload ang LED Program

Ngayon kailangan mong i-upload ang LED na programa sa iyong microcontroller.

Dahil maraming napakahusay na nakasulat at detalyadong mga tutorial, ibabahagi ko lamang sa iyo ang mga link: Kung kailangan mo ng karagdagang tulong sa pagsisimula sa isang Arduino, pag-aaral tungkol sa Kapaligiran ng Arduino, pagkonekta sa microcontroller sa isang computer at pag-upload ng mga programa sa Arduino mahahanap mo ang kapaki-pakinabang na impormasyon sa website ng Arduino o Adafruit Flora Tutorial.

Ang isang mahusay na programang LED upang magsimula ay ang Strandtest mula sa Adafruit. Sundin lamang ang tutorial, i-download ang NeoPixel zip file at idagdag ito sa iyong Arduino library. Kung nais mong malaman ang higit pa tungkol sa RGB LEDs at isulat ang iyong sariling code tingnan ang FastLED library. Ito ay isa pang aklatan ng Arduino para sa pag-program ng addressable LED strips at pixel. Suriin ang komunidad ng Mabilis na LED upang makita ang ilang magagandang halimbawa.

Hakbang 15: Ikonekta ang Strip sa Microcontroller

Solder ang +5 V wire mula sa sinturon hanggang sa VBAT pin sa microcontroller, GND sa GND at ang data wire sa pin na tinukoy mo sa LED code na na-upload mo sa microcontroller. Pinili ko ang pin 6. Upang matiyak na ang mga wire ay hindi mapapatay, nai-tap ko ang Flora sa isang piraso ng plastik at pinrotektahan ang mga pin ng ilang mainit na pandikit. Maaari mo ring makita ang isang maliit na switch ng pindutan sa kaliwang sulok - idinagdag ko ito para sa pagbabago sa pagitan ng iba't ibang mga pattern ng LED. Ikonekta ngayon ang iyong mapagkukunan ng kuryente sa microcontroller at dapat na sindihan ang LED belt.

Hakbang 16:… Halos Tapos Na

Malapit ng matapos! Ngayon ay maaari mong i-trim ang mga hibla sa iba't ibang haba. Kung sakaling gusto mo ng iba't ibang mga epekto, maaari mong gamitin ang papel de liha kasama ang haba ng mga hibla o bahagyang yumuko ang mga hibla. Nilabas ko ang mga dulo nang kaunti pa para sa isang mas kalat na glow patungo sa mga dulo.

Salamat sa pagbabasa ng aking itinuturo at magsaya sa pagbuo at pagsusuot ng iyong palda. Kung sakaling mayroon kang anumang mga katanungan o may isang bagay na hindi malinaw, huwag mag-atubiling magtanong.