Szálas optikai medúza szoknya: 16 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Mivel a száloptika hatása annyira lenyűgöző, gondolkodtam azon, hogy száloptikát és RGB LED -eket készítsek. Beletelt egy kis időbe, mire kitaláltam egy dizájnt, és rájöttem, hogyan rögzíthetem a szálakat a LED szalagra. Végül elkészítettem ezt a Jelly Fish szoknyát: száloptikai szálakat ragasztunk vinilcsövekbe, amelyeket egy LED szalagra és övre ragasztanak. Hátul egy kis táska az akkumulátorhoz és a mikrovezérlőhöz, amely a LED -et árammal és adatokkal látja el. Mivel a szalagon lévő LED -ek címezhetők, az öv különböző előre programozott színekben és mintákban világíthat.

Ez a projekt remek módja az RGB LED -ek használatának megkezdéséhez és az Arduino IDE -vel való programozás megismeréséhez. És ne aggódjon, nincs szüksége kiváló forrasztási és programozási ismeretekre a szoknya elkészítéséhez.

1. lépés: Kellékek

Anyagok

· 200 x 2 m hosszú száloptika - 0,05 cm átmérőjű [eBay]

· Címzett 5 V -os RGB LED -ek (60/m) szilikon tokkal [Adafruit, eBay]

· Arduino mikrokontroller [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Lítium (ion) polimer akkumulátor vagy USB tápegység [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Átlátszó vinilcső - 0,6 cm átmérőjű [bolt]

· Átlátszó 5 perces epoxi vagy E6000 ragasztó műanyaghoz [hardverbolt]

· Tiszta erős kacsaszalag (lehetőleg kétszálas) [hardverbolt]

· Hőzsugorodás - 1 cm átmérőjű [bolt]

· 1,5 m 22 AWG sodrott réz kábel/huzal [vasáruház]

· Vékony öv

· 10 cm erős, ragadós hátú tépőzár [szövetbolt]

· Anyag az elemzsákhoz

Eszközök

· Ragasztópisztoly

· Forrasztópáka

· Forrasztás

· Kés

· Olló

· Könnyebb

· Hőfegyver

· Tű és cérna

· Mérőszalag

2. lépés: RGB LED szalag

Az RGB LED -ek különböző színekben és mintákban világíthatnak, mert címezhetők. Minden RGB LED piros, zöld és kék LED -ekkel, valamint egy apró illesztőprogram -chipkel rendelkezik. A chip miatt az RGB LED okosabb, mint egy hagyományos LED. Minden LED -chip tudja a saját helyzetét a szalagon, és egyenként szabályozhatja a piros, zöld és kék fényerőt. Ezért szinte minden elképzelhető minta és szín programozható.

Az egyes LED -ek között három sor található: +5V, DO/DI és GND. Az 5V -os vonal (ami "5 volt") biztosítja a LED -et áramellátással; A DI/DO (azaz "adatbevitel" és "adatkimenet") megmondja a LED -nek, hogyan és mikor kell világítani; A GND a földet jelenti. E három vonal tetején egy kis olló szimbóluma látható - ez az egyetlen hely, ahol el kell vágni a LED szalagot.

Nyilakat is találnia kell a csíkon. A nyilak az adatok haladási irányát mutatják. Fontos, hogy feltüntesse a csík elejét és végét: a vágott él a tőled elfelé mutató nyíllal a kezdet. Ezt az oldalt áramforráshoz és mikrovezérlőhöz kell csatlakoztatni. Mielőtt LED -szalagot használna egy projektben, ellenőrizze, hogy az összes LED működik -e. A 14. lépésben áttekintjük a program feltöltésének módját és a LED -szalag tesztelését.

A LED szalagok különböző sűrűségű LED -ekkel rendelkeznek (30 LED/m, 60 LED/m vagy 90 LED/m). Ennél a projektnél azt javaslom, hogy használjon 60 LED/m vagy még több LED/métert a teljesebb megjelenésű szoknya érdekében.

3. lépés: Mikrokontroller

Sokféle mikrokontroller közül lehet választani. A képen 4 különböző mikrokontrollert láthat, amelyeket általában hordható eszközökhöz használok: A Watterott vörös Wattuino Nanite85 a legkisebb tábla Atmel ATtiny85 mikroprocesszorral. A legtöbb hordható projekthez kiváló. Annak ellenére, hogy nincsenek nagy lyukak a varráshoz, könnyű felhelyezni a ruháira, mert olyan kicsi. A táblán található egy USB-Bootloader, amellyel csatlakoztathatja a számítógéphez, és csatlakoztathat egy áramforrást, például egy power bankot. A tábla 6 tűvel rendelkezik: 4 adattű, 1 GND és 1 teljesítmény.

A kis fekete tábla az Adafruit -ból származó Gemma, amely Atmel ATtiny85 mikroprocesszorral is rendelkezik. A lyukak kissé nagyobbak, és varráshoz vezetőszálat használhat. A Gemma USB-porttal és JST-csatlakozással rendelkezik a lítium-polimer akkumulátorokhoz. A kártya nagyszerű kis projektekhez, mivel 6 tűvel rendelkezik: 3 adattű, 1 GND és 2 tápellátás (3 V és Vout).

A nagyobb fekete mikrokontroller a Floraf Adafruit. A Flora erősebb mikroprocesszorral rendelkezik (Atmel Mega 32u4), és összetett projektekhez használható (több érzékelő, mikrofon stb. Csatlakoztatása). Az alaplap USB-porttal és JST-csatlakozóval rendelkezik a lítium-polimer akkumulátorok számára. A 14 érintkezőn kívül (8 adat, 3 GND és 3 tápellátás) van egy ki/be kapcsoló is a táblán.

A lila mikrovezérlő a Sparkfun LilypadArduino Simple, Atmel Mega328 mikroprocesszorral. Az alaplap JST csatlakozóval, be-/kikapcsolóval, valamint programozható gombkapcsolóval rendelkezik. Mivel az USB-port nincs a fedélzeten (FTDI breakout), bonyolultabb egy tápegység használata az áramellátáshoz. 11 tűvel rendelkezik: 9 adattű, 1 GND és 1 teljesítmény. A Lilypad mosható, és nagy lyukak miatt kiválóan alkalmas varráshoz.

Ehhez a projekthez a Flora -t használtam. Használhattam volna egy kisebb mikrokontrollert is, de ez volt az egyetlen, ami akkor kéznél volt.

4. lépés: Tápegység

A lítium -polimer akkumulátorok erősek és könnyen feltölthetők. A kapacitástól (mA) függően az akkumulátorok különböző méretűek. A lítium-polimer akkumulátorok általában 2 pólusú JST csatlakozóval rendelkeznek, amely csatlakoztatható a mikrokontrollerhez. A 3,7 V -os akkumulátor körülbelül 4,2 V -os, ha teljesen fel van töltve, és 3,0 V -nál lemerül.

A LED szalagnak 5 V -os tápegységről kell működnie, de 3,7 V -os elemmel is működik. Soha ne lépje túl az 5 V -ot.

Milyen kapacitás megfelelő a projekthez? Egy LED körülbelül 60 mA (milliamper) áramot vesz fel. Képzelje el, hogy 20 LED van a csíkon, ezek nagy valószínűséggel összesen 1200 mA -t húznak. Az 1200mAh (milliamp óra) akkumulátor 1200 mA -t képes táplálni egy órán keresztül, tehát ha az akkumulátor kapacitása 2,500 mAh, akkor két vagy több órán át tart:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 óra

Mivel a LED -ek nem működnek teljes fényerővel, az akkumulátor valószínűleg tovább fog tartani. Nagyszerű útmutatót talál az akkumulátor üzemidejének becsléséhez az Adafruit -on. Ha nem megfelelően használják, a lítium -polimer akkumulátorok nagyon veszélyesek lehetnek. Ha nem vagy túl jártas az elektronikában, akkor javaslom az USB tápegység használatát. USB -kábellel szállítja a kis elektronikai eszközök, például az okostelefon vagy ebben az esetben a mikrovezérlő áramellátását/töltését. Biztonságosabb, ha a testén USB tápegységet visel, mivel a lítium -polimer akkumulátor alumínium tokban van védve, és kevésbé valószínű, hogy megsérül, ami szivárgást vagy felrobbanást okozhat. Nem akarja, hogy ez megtörténjen. Ebben az oktatóanyagban közvetlenül egy lítium -polimer akkumulátort használtam (nem alumínium tokban). Azóta áttértem a power bankok használatára.

5. lépés: A LED szalag és az öv vágása

Kezdésként ki kell derítenie az öv hosszát, és hány LED -re és száloptikai szálra lesz szüksége. Mérje meg a derekát (segítség a mérésekhez), és vágjon le egy LED -csíkot, amíg a mérés. Vágja le a csíkot a legközelebbi vágóvonalon, amelyet apró ollóval jelöltek (lásd a képet). A legjobb esetben a LED szalag valamivel rövidebb, mint a csípőmérete. Most számolja meg a LED -eket a szalagon - ez az egyes száloptikai szálak száma, amelyeket előkészít. Szintén ennyi LED -et kell megadni a NeoPixel kódban, mielőtt feltöltené a programot a mikrokontrollerre.

A szalagom 60 LED -et tartalmaz méterenként. Egy 70 cm hosszú darab vágása után 42 LED maradt a szalagon.

Később a LED szalagot egy vékony övre ragasztom a további támogatás érdekében. Az övnek olyan szélesnek kell lennie, mint a LED -szalagnak, és körülbelül 10 cm -rel hosszabbnak kell lennie. Mivel tépőzárral fogja lezárni az övet, ügyeljen arra, hogy vágja le az övcsatot.

6. lépés: Forrasztóvezetékek a LED -csíkra

A következő lépésben a három vezetéket fel kell forrasztani a LED szalagra, és forró ragasztóval és hőre zsugorodással le kell zárni. Először nyomjon egy kis darab zsugort (kb. 1,5 cm hosszú) a szilikon tokra. Ezután vágjon el három vezetéket, és forrasztjon egy vezetéket a vezetőképes +5V, DIN és GND tűk mindegyikéhez a szalag elején (hogyan kell forrasztani a LED -szalagokat). Ha ugyanazt a színű vezetéket használja mindhárom vonalhoz, tegyen szalagot minden vezeték köré, és jelölje be, hogy ne keverje össze őket. Győződjön meg arról, hogy a vezetékek elég hosszúak - körülbelül 30 cm - a későbbi forrasztáshoz a mikrokontrollerhez. Ha nem biztos benne, tegye hosszabbra őket, mint gondolná.

Most nyomjon egy kevés forró ragasztót a szilikon tokba, de ne olyan messzire, hogy az első LED -et ragasztóval borítsa be. Míg a ragasztó még puha, húzza a hőzsugorodást félig a szilikon tokon és félig a vezetékeken. Nyomjon ki néhány ragasztót a csíkból a hőre zsugorodó csőbe, és melegítő pisztoly, öngyújtó vagy forrasztópáka segítségével melegítse fel a zsugorodást, amíg szoros nem lesz a csík és a vezetékek körül. Most tömítse le a LED szalag másik végét valamilyen forró ragasztóval.

Lépés: Készítse elő a száloptikai csomagokat

Vettem egy 2 m hosszú szálat 200 száloptikai szálból, 0,05 cm átmérővel. Vannak vékonyabb száloptikai szálak a piacon, de minél vastagabb a szál, annál világosabban csillognak a végei, és kevésbé valószínű, hogy eltörnek.

Mivel azt akartam, hogy a szoknya körülbelül 50 cm hosszú legyen, háromszor levágtam a száloptikai szálat, és 50 cm -nél 800 szálat kaptam.

Most egy kis köteg száloptikát kell ragasztani minden LED -re. Egy átlátszó, 0,6 cm átmérőjű vinil csövet használtam, amelyet 42 darabra vágtam (a LED -ek száma), egyenként 3 cm hosszúak. Körülbelül 17 szálat tettem minden egyes vinildarabba, és átnyomtam a csövön, és kissé túl a végén, körülbelül 3-4 cm. A szálak vagy a vinilcső vastagságától függően minden csőben eltérő mennyiségű szál lehet. Használjon annyit, amennyit csak elfér.

A végén, amit átnyomtál, kenj át egy kis tiszta ragasztót (én E6000 -t használtam) a szálak közé. Ügyeljen arra, hogy a ragasztó a szálak közé kerüljön, és húzza vissza a szál tetejét a csőbe. Eredetileg 5 perces epoxit választok, de nem volt a legjobb választás. A ragasztó nagyon kemény lett, és a szálak néha eltörtek. Az átlátszó E6000 ragasztó ugyanolyan jól működik és rugalmasabb.

8. lépés: Tedd fényesebbé a száloptikát

Ha a ragasztó megszáradt, akkor éles késsel vágjon le körülbelül 0,5 cm -t a cső hegyéről. Győződjön meg arról, hogy az összes szál egy síkban van a vágott véggel, és nem hátrál meg belül. Minél tisztább a vágás, annál jobban átvihető a fény a szálakra.

Annak érdekében, hogy a végei még ragyogóbbak legyenek, a vágott végét is megolvaszthatja. Tartsa a vinilcső végét tiszta láng közelében (gáztűzhely vagy öngyújtó, de nem gyertya), amíg a szálak kissé meg nem olvadnak. Legyen azonban óvatos, és ne tartsa túl közel a lánghoz - nem akarja megégetni a csövet. Most a szálhegyeknek kétszer olyan fényesen kell ragyogniuk.

9. lépés: Válassza szét a szálakat

Most már majdnem elkészültek az egyes szálak. A teltebb megjelenésű szoknyához szét kell választanunk a szálakat. A cső végén, ahol a szálak kijönnek, egyenletesen terítse szét őket, és óvatosan tegyen rá forró ragasztót. Ne használjon túl sok ragasztót, és ne tegye túl közel a ragasztópisztolyt, mert a szálak megolvadnak és meghajlanak. Tartsa a helyén, amíg a ragasztó megszárad.

10. lépés: Készítse el a vinil csőtartót

A LED szalag levehető, vízálló szilikon tokkal rendelkezik. Sokféle ragasztót próbáltam, de semmi nem ragadt tartósan a szilikonra. A szilikon tokot azonban meg akartam tartani a védelem érdekében.

A szálköteg minden LED tetejére történő rögzítéséhez forró ragasztóból készült kis tartót kell építeni. Helyezzen egy száloptikai szálat egy LED tetejére, és tegyen forró ragasztót a cső körül és jobb és bal oldalán - várja meg, amíg megszárad. Ismételje meg az összes többi szálszálat, egyenként. Ezután óvatosan olvassza fel a ragasztót az oldalán, és ragasszon össze 4-5 csövet - ügyeljen a vinilcsövek közötti távolságra. Végül minden száloptikai kötegnek közvetlenül a LED tetején kell lennie.

11. lépés: Szalagcsövek szalagon és övön

A következő lépésben vágja le a kacsaszalagot 5 cm hosszú vékony csíkokra, és ragassza fel a csőtartókat a LED csík és az öv körül. Kezdje a szalag végével, amely 3 vezetékkel rendelkezik, és hagyjon fedetlen 10 cm övet. Ügyeljen arra, hogy minden szálat pontosan a LED tetejére helyezzen. A csőtartók egy részének rögzítése után csatlakoztassa a következő részt ugyanazzal az eljárással, mint az utolsó lépést, ahol magukat a tartókat készítettük. Ezután csatolja a következő részt. Az utolsó tartó utolsó három csövét még ne ragassza fel a csíkra és az övre.

A végén a 3 vezetékkel vágjon egy kis lyukat az övbe, és húzza ki a három vezetéket a lyukon keresztül. Hajlítsa a vezetékeket a szalag közepe felé, és rögzítse őket néhány szalaggal. Végül a vezetékeket tovább vezetjük oda, ahol az akkumulátor zsebe lesz.

12. lépés: Készítse el az akkumulátor zsebet

Az akkumulátorhoz és a mikrokontrollerhez varrtam egy kis zsebet. Ha nem tud varrni, csak vágjon két négyzet alakú szövetdarabot, és ragassza össze őket. Az övhöz való rögzítéshez egy műanyag hálószövetből fogantyúval négyzetet vágtam ki (lásd az ábrát) - a normál szövetnek ugyanolyan jól kell működnie. A négyzetnek körülbelül akkoranak kell lennie, mint az elemtartó zsebének.

Most válasszon egy helyet, ahol az akkumulátor zsebét szeretné hordani. Az enyém hátul egy kicsit jobbra. Most távolítsa el az egyik szalaghurkot a két vinilcső között, ahová a zsebet kívánja helyezni, és nyomja a fogantyút a LED szalag és az öv közé. Húzza le a fogantyút, és varrja vagy ragasztja rá a négyzetre. Ragasszon néhány tépőzárat az akkumulátor zsebére és a tartójára. Ezenkívül ne felejtse el újra ragasztani a LED szalagot az övre.

Azért választottam a tépőzárat, mert szerettem volna cserélni az elemzsákot, attól függően, hogy milyen ruhában vagyok. Sok más módon is készíthet állandó akkumulátorzsákot, amely még biztonságosabb és biztonságosabb.

13. lépés: Építse fel az öv rögzítőjét

Vágjon le egy 10 cm hosszú tépőzáras darabot, és ragassza a durva darabot az öv tetejére, ahol 10 cm -t fedetlenül hagytunk. Tegye félre a homályos darabot későbbre.

Mivel az öv kissé nehéz, féltem, hogy a tépőzár kinyílik, miközben viseltem. További támogatás érdekében három kis tépőzáras csíkot vágtam. Az öv végén, ahol 3 csövet hagyott kihasználatlanul, ragassza fel a kis tépőzáras csíkokat az öv és a LED csík között, a csövek alá igazítva. A homályos darabnak ragaszkodnia kell a LED szalaghoz, míg a durva oldalnak az övhez. A homályos darabnak az egyik oldalon ki kell tűnnie, a durva darabnak ki kell tűnnie a másik oldalról. Ezért minden darab csak félúton lehet az öv és a LED szalag között, mielőtt megérinti a másik darabot. A ragadós oldalak, amelyek kilógnak a LED kikötő és az öv mellett, szövetbe boríthatók, így már nem ragadósak.

Néhány szalaggal rögzítse az utolsó vinil csőtartókat az övre.

Most szerezze be a félretett 10 cm -es homályos darabot. Ragassza az öv alá ugyanazon az oldalon, ahová a kis tépőzáras csíkokat helyezte.

Most kipróbálhatja a szoknyát, és becsukhatja az övet.

14. lépés: Töltse fel a LED programot

Most fel kell töltenie a LED programot a mikrokontrollerre.

Mivel sok jól megírt és részletes oktatóanyag létezik, csak megosztom veletek a linkeket: Ha további segítségre van szüksége az Arduino használatához, az Arduino környezet megismeréséhez, a mikrokontroller számítógéphez csatlakoztatásához és programok feltöltéséhez az Arduino -hoz hasznos információkat találhat az Arduino weboldalán vagy az Adafruit Flora bemutatójában.

Kezdésnek egy nagyszerű LED -es program az Adafruit Strandtestje. Csak kövesse az oktatóanyagot, töltse le a NeoPixel zip fájlt, és adja hozzá az Arduino könyvtárához. Ha többet szeretne megtudni az RGB LED -ekről, és saját kódot szeretne írni, nézze meg a FastLED könyvtárat. Ez egy másik Arduino könyvtár a címezhető LED szalagok és képpontok programozásához. Tekintse meg a Fast LED közösséget, ahol nagyszerű példákat láthat.

15. lépés: Csatlakoztassa a csíkot a mikrokontrollerhez

Forrasztja a +5 V -os vezetéket az övtől a mikrovezérlő VBAT -tűjéhez, a GND -t a GND -hez, az adatvezetéket pedig a mikrokontrollerre feltöltött LED -kódban meghatározott tűhöz. A 6 -os csapot választottam. Annak érdekében, hogy a vezetékek ne szakadjanak el, ragasztottam a Flora -t egy műanyag darabra, és valamilyen forró ragasztóval védtem a csapokat. A bal sarokban egy kis gombkapcsoló is látható - hozzáadtam a különböző LED minták közötti váltáshoz. Most csatlakoztassa az áramforrást a mikrokontrollerhez, és a LED -övnek ki kell gyulladnia.

16. lépés:… Majdnem kész

Majdnem kész! Most különböző hosszúságúra vághatja le a szálakat. Ha különböző hatásokat szeretne, használjon csiszolópapírt a szálak teljes hosszában, vagy enyhén hajlítsa meg a szálakat. Kicsit még csiszoltam a végeket, hogy a vége felé szórványosabb fényt kapjak.

Köszönöm, hogy elolvastad az utasításomat, és jó szórakozást az építéshez és a szoknyád viseléséhez. Ha kérdése van, vagy valami nem világos, kérdezzen bátran.