Levitáló LED -lámpa: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Játszottál már mágnesekkel, és próbáltad őket levitálni? Biztos vagyok benne, hogy sokan közülünk, és bár lehetségesnek tűnhet, ha nagyon óvatosan helyezzük el, egy idő után rájön, hogy ez valójában lehetetlen. Ennek oka Earnshaw tétele, amely azt bizonyítja, hogy lehetetlen csak ferromágneses anyagokkal lebegni. Van azonban megoldásunk. Ahelyett, hogy mágneseket használnánk, a tensegrity nevű illúzió segítségével lebegtetjük a lámpát, és olyan lámpát készítünk, amely lebegésnek tűnik!

1. lépés: Kellékek

Ennek a lámpának az elkészítéséhez számos kellékre van szükség:

Elektronika:

• Arduino Nano Board
• Jumper vezetékek
• 24 LED gyűrű
• 9V -os akkumulátor
• 9V -os akkumulátor csatlakozó

Dekoratív kellékek:

• Karton (vagy fa, ha lézervágást használ)
• Horgászzsinór (bármelyiknek működnie kell, és próbálja meg a lehető legátláthatóbbat választani)

Egyéb:

• Gumiszalag
• Ragasztópisztoly
• Forró ragasztórudak
• Forrasztóberendezés
• Tépőzár

2. lépés: Szerelje össze az elektronikát

Először össze kell szerelnünk az elektronikus alkatrészeket. Ez egyszerű, és néhány lépésben elvégezhető:

1. Forrasztja a 9 V -os elemcsatlakozót az Arduino Nano kártyához. Ez egy kicsit nehéz lehet, de elengedhetetlen része a projekt sikerének, mivel a tábla nem elegendő áramellátása miatt nem fog megfelelően működni. Csatlakoztassa a piros vezetéket a VIN csaphoz, a fekete vezetéket pedig az alaplap egyik GND csapjához.
2. Forrasztja a csapokat a LED -gyűrű hátuljára. Ezen a 24 LED -gyűrűn általában 4 hely van a forrasztáshoz, de ebben a projektben csak 3 -at fogunk használni: DI, VCC és GND. A DO részt nem fogjuk használni ebben a projektben. Forrasztja úgy, hogy a huzal a gyűrűbe mutasson, mivel a gyűrű külseje egy papír mögé rejtőzik, de ha az áthidaló huzalokat rossz irányba forrasztják, akkor kiugrik a lámpából.
3. Csatlakoztassa a vezetékeket a Nano -hoz. A DI -t a D5 tűhöz, a VCC -t 5V -hoz, a GND -t pedig a GND -hez kell csatlakoztatni a LED -gyűrűn és az Arduino Nano -n.

És kész az elektronikával!

3. lépés: A Tensegrity szobor

Ehhez a projekthez a tensegrityt használjuk, amely kifejezés a feszültség használatának leírására szolgál. Ha csak a szobrot szeretné létrehozni, akkor letöltheti a lézervágáshoz készült Adobe Illustrator fájlt, vagy megnézheti a fényképet, és maga vághatja ki kartonba.

Ha meg akarod érteni, hogyan működik ez, akkor olvass tovább!

Ez a feszült szobor horgászzsinórt használ, hogy inkább lebegő tárgynak tűnjön. A megjegyzésekkel ellátott fotón a 6 sor mindegyikének helyzete kiemelt, külön színekben. A hosszabb pirosak azok, amelyek megakadályozzák a tetejének leesését. Nevezzük ezeket "strukturális vonalaknak". Aztán megvannak a kék vonalak, amelyek sokkal rövidebbek, mint a pirosak, a felső részt felfelé tartva. Nevezzük ezeket "levitációs vonalaknak".

Feszültségi szobrunkban a levitációs vonalak tartják fel a szerkezetet. Mivel a felső rész lefelé akar mozogni a gravitáció miatt, a levitációs vonalaknak fel kell tartaniuk a szerkezetet. Ha rögzítve vannak, nagyon feszültek, felfelé tartják a szerkezet felső részét. Ezek egyike a szobor négy oldalán két, bár elméletileg egy is elég a szerkezet feltartásához.

Ha azonban csak a levitációs vonalakat próbálta rögzíteni, észre fogja venni, hogy könnyen leesik. Ennek oka, hogy a tetejét csak két pont rögzíti, ami nem elegendő a stabil szerkezet biztosításához. Képzeljünk el egy libikótát. Egy vonallal van rögzítve, így szabadon mozoghat. Esetünkben a felső rész két ponttal van rögzítve, és két pont egy vonalat képez, így a tensegrity -szoborunk teteje, csak a levitációs vonalakkal, csak libikóka.

Itt jönnek létre a szerkezeti vonalak. Ezek a vonalak is feszültek, és helyben tartják a szerkezetet. Ha a szerkezet teteje bármilyen irányba dől, a másik irányú szerkezeti vonalak a helyükön tartják a szerkezetet, ami a szerkezet stabilitását eredményezi.

Annak ellenére, hogy varázslatnak tűnik, valójában sok oka van az egész szobor mögött!

4. lépés: A szerkezet összeszerelése

Most itt az ideje összeszerelni a szerkezetet, hogy a lámpát hozzáerősítsék. Ez a rész viszonylag egyszerű:

1. Keresse meg az alapdarabokat. Mindig ők a legnagyobb négyzet alakúak.
2. Tegye fel a "kar" darabokat. Győződjön meg arról, hogy mindegyik ugyanabba az irányba néz, amikor oldalról nézi őket. Ez biztosítja, hogy a feszítőszerkezetet rendeltetésszerűen össze lehessen szerelni.
3. Tegye fel az egyik oldalsó részt. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy biztosítsuk, hogy a kardarab ne legyen túlságosan benyomva, miközben ragasztjuk, és biztosítja, hogy a szerkezet teljes alapja igazítható legyen.
4. Szerelje össze a szerkezet többi részét. A daraboknak pontosan a helyükre kell esniük, és némi ragasztással a fentiekkel végezhetünk.

Ezt követően ideje összekötni a horgászzsinórokat a szerkezetekkel.

1. Forró ragasztó segítségével ragasszon négy darab horgászzsinórt a szerkezet egyik részének minden sarkára. Győződjön meg arról, hogy mindegyik azonos hosszúságú.
2. Ragassza a horgászzsinórt a másik szerkezet megfelelő sarkaihoz. Könnyebbnek találtam a ragasztást, ha az egész szerkezet lefektetett, így nem kell feltartani a kezemmel.
3. Ragassza a helyére a "levitációs vonalakat". A ragasztó lehűlése után tolja a lehető legtávolabb a felső és az alsó részt, és ragasztja közéjük az utolsó két horgászzsinórt, összekötve a szerkezet karjait.

Ha eddig eljutottál, akkor jó munkát! A munka nagy részét már elvégezted:)

Most össze kell szerelnünk a lámpát. Ez a rész nagyon egyszerű:

1. Ragassza a LED -gyűrűt a kör alakú "kerék" darabra úgy, hogy a két lyuk középen legyen. Győződjön meg arról, hogy az áthidaló vezetékek műanyag tartója teljesen a külső kör belsejében van.
2. Ragassza össze a két kör alakú darabot. Ragassza fel az első "kerék" darabot teljes körrel, két lyukkal a közepén. Ezek teszik lebegő lámpánk tetejét.
3. Csatlakoztassa az akkumulátort az utolsó téglalap alakú darabhoz. Ez a darab egy lyukat készített a 9 V -os akkumulátor számára, és az Arduino Nano táblával együtt gumiszalaggal kösse le. Ne feledje, hogy itt ne használjon ragasztót: az akkumulátor végül lemerül, és nem lesz mit használnia!
4. Fogjon egy darab B5 -ös papírt, és ragassza rá a lámpa peremére. Ez úgy működik, mint egy lámpaernyő, és megakadályozza, hogy a nézők lássák a táblát és az elemet a lámpában.
5. Lóghat valami a lámpa aljáról. Néhány fényképemen megpróbáltam rövid, vágott szalmadarabokkal csillárhatást kelteni, de később kivettem, mert a fotóim útjába került. Kreatív lehet azzal, amit ide tesz!
6. Ragassza fel a lámpa tetejét az utolsó kerékdarabra. Ismét győződjön meg arról, hogy a damil minden darabja egyforma hosszú.
7. Ragasszon tépőzárat a második kerék tetejére és a szerkezet felső részének aljára. Ez tartja a lámpát a helyén, miközben lebeg. A tépőzár használata lehetővé teszi, hogy levegye és új elemet adjon neki, amikor szüksége van rá.

5. lépés: Kódolás

Most itt a szórakoztató rész: kódoljuk, hogy milyen legyen a lámpa! Itt forgó RGB lámpát használtam, de nyugodtan hozzon létre, amit csak akar, és legyen kreatív vele!

Tudom, hogy a legutóbbi utasításomban önállóan magyaráztam el a kód minden részét, de ezúttal minden magyarázatot beleírtam a kód megjegyzései közé. A kód felfedezése közben tartsa szem előtt, amit létrehoztam: egy forgó szivárvány lámpát. Ha ez a magyarázat nem volt elég jó (nem tudom máshogy megmagyarázni), akkor mindig visszanézhet az elején található videóra. Az alábbi kódot láthatja, vagy letöltheti az alábbi Arduino Create website linkről!

Arduino Link létrehozása

(Továbbá, ha elég sokan kérik tőlem, hogy magyarázzam el részletesebben a kódot, akkor talán teszek valamit …)

Levitating_Lamp.ino

#befoglalni// tartalmazza a könyvtárat a LED gyűrű használatához

#definePIN5 // az a tű, amelyhez a LED -gyűrű csatlakozik

#defineNumPixels24 // a gyűrűben lévő pixelek száma. vannak gyűrűk 8 LED -del, vagy használhat egy LED -szalagot a Neopixellel. Ne felejtse el megadni, hogy hány LED -je van!

Adafruit_NeoPixel pixelek (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // deklarálja a pixelnek nevezett fényobjektumot. A kód így fog utalni a LED gyűrűre.

#defineDELAYVAL20 // ez határozza meg, hogy mennyi ideig kell a táblának várnia a lámpák elforgatása előtt. Ha ezt kisebbre állítja, akkor a szivárvány színei még gyorsabban forognak.

int r [NumPixelek]; // ez az összes LED piros értéke

int g [NumPixels]; // ez az összes LED zöld értéke

int b [NumPixelek]; // ez a kék érték az összes LED -hez

constint diff = 31; // ez állítja be a fényerő értékét. A maximális szám 31, de minden x szám, ahol 0 <x <32 működik.

/////// A lámpák kezdeti helyzetének beállítása ////////

voidsetLights () {

int R = 8*diff, G = 0, B = 0; // az összes LED kezdeti helyzete

mert (int i = 0; i <8; i ++, R- = diff, G+= diff) {

r = R;

g = G;

b = 0;

}

mert (int i = 0; i <8; i ++, G- = diff, B+= diff) {

g [i+8] = G;

b [i+8] = B;

r [i+8] = 0;

}

mert (int i = 0; i <8; i ++, B- = diff, R+= diff) {

r [i+16] = R;

b [i+16] = B;

g [i+16] = 0;

}

}

/////// Fejezze be a LED -ek kezdeti helyzetének beállítását ////////

voidsetup () {

pixels.begin (); // kapcsolja be a pixels objektumot

setLights (); // állítsa be a LED -ek kezdeti helyzetét

}

int idx = 0; // állítsa be a LED forgás kezdeti helyzetét

voidloop () {

/////// állítsa be az egyes LED -ek színét ////////

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

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

pixels.show ();

}

/////// fejezze be a LED -ek színének beállítását ////////

késleltetés (DELAYVAL); // várjon DELAYVAL ezredmásodpercet

idx ++; // eggyel mozgassa a LED -ek forgását

idx%= 24; // módosítsa az értéket 24 -gyel. Ez az idx értékét 0 és 23 közé korlátozza

}

Tekintse meg a rawLevitating_Lamp.ino webhelyet, amelyet a GitHub ❤ üzemeltet

6. lépés: Végezze el

Most itt az ideje, hogy bekapcsolja a lámpát, ragassza a tépőzárat a szerkezethez, és kapcsolja le a villanyt: showtime. Nyugodtan hajtson végre bármilyen változtatást, és ossza meg a világgal, amit ezzel a projekttel létrehozott!

Sok sikert és további felfedezést!