Optik tolali meduza yubkasi: 16 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Optik tolali optikaning ta'siri shunchalik ajoyibki, men optik tolali va RGB LEDli liboslar yasash haqida o'yladim. Dizaynni o'ylab topib, tolalarni LED tasmasiga qanday yopishtirishni o'ylab topgunimcha, menga biroz vaqt kerak bo'ldi. Oxir -oqibat, men bu jele baliq yubkasini yasadim: optik tolali tolalar vinil naychalarga yopishtirilgan, ular LED tasmasi va kamarga yopishtirilgan. Orqa tomonda LEDni quvvat va ma'lumot bilan ta'minlaydigan batareya va mikrokontroller uchun kichik sumka bor. Chiziqdagi LEDlar manzilli bo'lgani uchun, kamar oldindan dasturlashtirilgan ranglar va naqshlarda yonishi mumkin.

Bu loyiha RGB LEDlarini ishga tushirish va Arduino IDE bilan dasturlash haqida ma'lumot olishning ajoyib usuli. Xavotir olmang, bu yubkani yasash uchun sizga mukammal lehim va dasturlash ko'nikmalari kerak emas.

1 -qadam: materiallar

Materiallar

· 200 x 2 m uzunlikdagi optik tolali - diametri 0,05 sm [eBay]

· Silikon korpusli 5V RGB LED (60/m) [Adafruit, eBay]

· Arduino mikrokontroller [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Lityum (ionli) polimer batareya yoki USB quvvat banki [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Shaffof vinil naycha - diametri 0,6 sm [apparat do'koni]

· Plastmassa uchun 5 daqiqali epoksi yoki E6000 yopishtiruvchi tozalang [apparat do'koni]

· Aniq kuchli o'rdak lentasi (yaxshisi ikki filamentli) [apparat do'koni]

· Issiqlik qisqarishi - diametri 1 sm [apparat do'koni]

· 1,5 m uzunlikdagi 22 ta AWG mis sim/sim [apparat do'koni]

· Yupqa kamar

· 10 sm qalinlikdagi yopishqoq tayanchli Velcro [mato do'koni]

· Batareya sumkasi uchun mato

Asboblar

· Issiq yopishtiruvchi qurol

· Lehimlash temir

· Lehim

· Pichoq

· Qaychi

· Yengilroq

· Issiq qurol

· Igna va ip

· O'lchash tasmasi

2 -qadam: RGB LED chizig'i

RGB LED -lar har xil rang va naqshlarda yonib turishi mumkin, chunki ular manzilli. Har bir RGB LED -da qizil, yashil va ko'k LED, shuningdek, kichik haydovchi chipi mavjud. Chip tufayli RGB LED oddiy LEDga qaraganda aqlli. Har bir LED chipi chiziqdagi o'z pozitsiyasini biladi, shuningdek, qizil, yashil va ko'k ranglarning yorqinligini alohida boshqarishi mumkin. Shuning uchun, deyarli har bir tasavvur qilinadigan naqsh va rangni dasturlash mumkin.

Har bir LED o'rtasida siz uchta chiziqni topishingiz mumkin: +5V, DO/DI va GND. 5V liniyasi ("5 volt" degan ma'noni anglatadi) LEDni quvvat bilan ta'minlaydi; DI/DO ("Ma'lumotlarni kiritish" va "Ma'lumotlarni chiqarish" degan ma'noni anglatadi) LEDga qanday va qachon yonishi kerakligini aytadi; GND yerni anglatadi. Bu uchta chiziqning tepasida kichkina qaychi ramzi - bu LED tasmasini kesish kerak bo'lgan yagona joy.

Shuningdek, chiziqdan o'qlarni topishingiz kerak. Oklar ma'lumotlarning yo'nalishini ko'rsatadi. Ipning boshi va oxirini ko'rsatish juda muhim: o'q sizdan chetga qarab kesilgan - bu boshlanish. Bu tomon quvvat manbai va mikrokontrollerga ulangan bo'lishi kerak. Loyihada LED tasmasini ishlatishdan oldin, barcha LEDlarning ishlayotganligini tekshirib ko'ring. 14 -qadamda biz dasturni qanday yuklash va LED tasmasini sinab ko'rish haqida gaplashamiz.

LED chiziqlar har xil zichlikdagi LEDlar bilan keladi (30 LED/m, 60 LED/m yoki 90 LED/m). Ushbu loyiha uchun etaklarning to'liq ko'rinishi uchun 60 LED/m yoki undan ko'p LED/metrdan foydalanishni tavsiya qilaman.

3 -qadam: Mikrokontroller

Tanlash uchun juda ko'p turli xil mikrokontrollerlar mavjud. Rasmda men odatda kiyiladigan kiyimlar uchun ishlatadigan 4 xil mikrokontrollerni ko'rishingiz mumkin: qizil Wattuino Nanite85fotterottdan - Atmel ATtiny85 mikroprotsessorli eng kichik taxta. Bu eng ko'p kiyiladigan loyihalar uchun juda yaxshi. Tikuv uchun katta teshiklari bo'lmasa -da, kiyimga yopishtirish oson, chunki u juda kichik. Bortda uni kompyuterga ulash va quvvat banki kabi quvvat manbaini ulash uchun USB-yuklash qurilmasi o'rnatilgan. Kengashda 6 ta pin bor: 4 ta ma'lumotlar pinasi, 1 ta GND va 1 ta quvvat.

Kichkina qora taxta - bu Adafruit -dan Gemma, u Atmel ATtiny85 mikroprotsessoriga ega. Teshiklar biroz kattaroqdir va siz uni tikish uchun o'tkazgichli ipdan foydalanishingiz mumkin. Gemma lityum polimer batareyalari uchun USB-port va JST-ulanishiga ega. Kengash kichik loyihalar uchun juda mos keladi, chunki u 6 ta pinli: 3 ta ma'lumotlar pimi, 1 ta GND va 2 ta quvvat (3 V va Vout).

Eng katta qora mikrokontroller - Florafrom Adafruit. Flora yanada kuchli mikroprotsessorga ega (Atmel Mega 32u4) va uni murakkab loyihalarda (bir nechta datchiklar, mikrofonlar va boshqalarni ulash) ishlatish mumkin. Kengash lityum polimer batareyalari uchun USB-port va JST-ulagichga ega. 14 pinli (8 ta ma'lumot, 3 ta GND va 3 ta quvvat) dan tashqari, bortda yoqish/o'chirish tugmasi ham mavjud.

Binafsha rangli mikrokontroller - Sparkfun -dan LilypadArduino Simple, Atmel Mega328 mikroprotsessori. Kengashda JST ulagichi, yoqish/o'chirish, shuningdek dasturlashtiriladigan tugmachali kalit mavjud. USB-port bortda bo'lmaganligi uchun (FTDI uzilishi), quvvat manbai uchun quvvat bankidan foydalanish ancha murakkab. Unda 11 ta pin bor: 9 ta ma'lumotlar pimi, 1 ta GND va 1 ta quvvat. Lilypad yuvilishi mumkin va teshiklari katta bo'lgani uchun tikuv loyihalari uchun juda mos keladi.

Bu loyiha uchun Floradan foydalandim. Men kichikroq mikrokontroldorni ishlatgan bo'lardim, lekin u o'sha paytda qo'limda bo'lgan yagona qurilma edi.

4 -qadam: Elektr ta'minoti

Lityum polimer batareyalar kuchli va zaryadlash oson. Sig'imga (mA) qarab, batareyalar har xil o'lchamda bo'ladi. Lityum polimer batareyalari odatda 2-pinli JST ulagichi bilan birga keladi, uni mikrokontrollerga ulash mumkin. 3.7 V batareyasi to'liq zaryad olganda taxminan 4,2 V ga ega va 3,0 V da o'ladi.

LED chizig'i 5 V quvvat manbai bilan ishlashi kerak, lekin u 3,7 V batareya bilan ham ishlaydi. Hech qachon 5 V dan yuqori ko'tarilmang.

Sizning loyihangiz uchun qaysi imkoniyat to'g'ri? Bitta LED taxminan 60 mA (milliamper) tokni tortadi. Tasavvur qiling -a, sizning tasmangizda 20 ta LED bor, ular katta ehtimol bilan 1 200 mA chizishadi. 1200mAh (milliamper soatlik) batareya bir soat davomida 1200mA quvvat bilan ta'minlay oladi, shuning uchun agar sizning batareyangiz 2, 500 mA / soat quvvatga ega bo'lsa, u ikki soat yoki undan ko'proq davom etadi:

2, 500 mA / soat, 200 mA = 2,08 soat

LEDlar to'liq yorqinlikda ishlamasligi sababli, batareya uzoq vaqt xizmat qiladi. Lityum -polimer batareyalar to'g'ri ishlatilmasa, juda xavfli bo'lishi mumkin. Agar siz elektronikani yaxshi bilmasangiz, men USB quvvat bankidan foydalanishni maslahat beraman. U sizning smartfoningiz yoki bu holda mikrokontroller kabi kichik elektronikani quvvatlantirish/zaryadlash uchun USB kabeli bilan birga keladi. Lityum -polimer batareyasi alyumin korpus bilan himoyalangan va shikastlanish ehtimoli kamroq, bu uning oqishi yoki portlashiga olib kelishi mumkin. Siz bu sodir bo'lishini xohlamaysiz. Bu qo'llanmada men Lityum Polimer batareyasini to'g'ridan -to'g'ri ishlatardim (alyuminiy qutida emas). Men kuch banklaridan foydalanishga o'tdim.

5 -qadam: LED tasmasini va kamarini kesish

Boshlash uchun siz kamarning uzunligini va qancha LED va optik tolali iplar kerakligini aniqlashingiz kerak. Belning o'lchamini o'lchang (o'lchovlarni bajarishga yordam bering) va o'lchaguningizcha LED tasmasini kesib oling. Kichkina qaychi bilan belgilangan chiziqni eng yaqin chiziqda kesib oling (rasmga qarang). Eng yaxshi holatda, LED tasmasi kestirib o'lchov uzunligidan biroz qisqaroq. Endi chiziqdagi LEDlarni hisoblang - bu siz tayyorlamoqchi bo'lgan individual optik tolali tolalar soni. Bundan tashqari, bu dasturni mikrokontrolleringizga yuklashdan oldin NeoPixel kodida e'lon qilishingiz kerak bo'lgan LEDlarning soni.

Mening chizig'imda har bir metr uchun 60 LED mavjud. 70 sm uzunlikdagi bo'lakni kesib bo'lgach, chiziqda 42 ta LED qoladi.

Keyinchalik, ko'proq qo'llab -quvvatlash uchun LED tasmasini ingichka kamarga yopishtiraman. Kamar LED tasmasi kengligida va taxminan 10 sm uzunlikda bo'lishi kerak. Kamarni yopish uchun siz Velcro -dan foydalanganingiz uchun, kamarning tokasini kesib oling.

6 -qadam: LED chizig'iga lehim simlari

Keyingi bosqichda siz uchta simni LED chizig'iga lehimlashingiz va issiq elim va issiqlik qisqarishi bilan yopishtirishingiz kerak bo'ladi. Birinchidan, silikon korpusga issiqlik qisqichining kichik qismini (uzunligi taxminan 1,5 sm) suring. Keyin uchta simni kesib oling va chiziqning boshida o'tkazgichli +5V, DIN va GND pinlarining har biriga simni lehimlang (LED chiziqlarini qanday lehimlash bo'yicha qo'llanma). Agar siz uchta chiziq uchun bir xil rangli simdan foydalansangiz, har bir simning atrofiga bir nechta lenta qo'ying va ularni aralashtirmaslik uchun belgilang. Simlarning etarlicha uzunligiga ishonch hosil qiling - taxminan 30 sm - ularni keyinchalik mikrokontroleringizga lehimlash uchun. Agar ishonchingiz komil bo'lmasa, ularni siz o'ylagandan ko'ra uzoqroq qiling.

Endi silikon korpusga ozgina issiq elim suring, lekin birinchi LEDni elim bilan yopguncha. Yelim hali ham yumshoq bo'lsa -da, issiqlik o'tkazgichini silikon korpusining yarmiga va simlarning yarmiga torting. Issiqlik qisqaradigan trubkaga bir oz elim yopishtiring va issiqlik tabancasi, zajigalka yoki lehim bilan ishlating. Endi LED chizig'ining boshqa uchini issiq elim bilan yopishtiring.

7 -qadam: Optik tolali to'plamlarni tayyorlang

Men diametri 0,05 sm bo'lgan 200 ta optik tolali 2 m uzunlikdagi ipni sotib oldim. Bozorda ingichka optik tolali tolalar bor, lekin tolasi qanchalik qalin bo'lsa, uchlari shunchalik yorqinroq bo'ladi va sinish ehtimoli kamroq bo'ladi.

Men yubka uzunligi taxminan 50 sm bo'lishini xohlaganim uchun, optik tolali ipni uch marta kesib tashladim va 50 smda 800 ta tola oldim.

Endi har bir LEDga bir oz tolali optik tolalarni yopishtirish kerak. Men diametri 0,6 sm bo'lgan tiniq vinil naychadan foydalandim, uni 3 sm uzunlikdagi 42 bo'lakka (LEDlarim soni) kesib oldim. Men har bir vinil bo'lagiga taxminan 17 ta tolalarni qo'ydim va ularni trubadan o'tib, uchidan biroz o'tib, taxminan 3 - 4 sm. Sizning tolalaringiz yoki vinil naychangizning qalinligiga qarab, har bir trubkada har xil miqdordagi tolalar bo'lishi mumkin. Iloji boricha ko'proq foydalaning.

Oxir -oqibat, siz tolalar orasiga shaffof elim surting (men E6000 ishlatardim). Yelim tolalar orasiga tushganiga ishonch hosil qiling va ipning yuqori qismini yana trubaga torting. Men 5 daqiqali epoksiyani tanladim, lekin bu eng yaxshi tanlov emas edi. Yelim juda qattiqlashdi va tolalar ba'zan sinib ketdi. Aniq E6000 yopishtiruvchi ham xuddi shunday ishlaydi va yanada moslashuvchan bo'ladi.

8 -qadam: Optik tolalarni yanada yorqinroq qiling

Yelim quriganida, o'tkir pichoq bilan naychaning uchidan taxminan 0,5 sm kesib oling. Endi barcha tolalar kesilgan uchi bilan yuvilganligiga va ichkariga burilmaganligiga ishonch hosil qiling. Kesim qanchalik toza bo'lsa, yorug'lik tolalarga shunchalik yaxshi o'tadi.

Uchlarini yanada yorqinroq qilish uchun kesilgan uchini ham eritishingiz mumkin. Elyaflar ozgina erimaguncha, vinil naychaning uchini toza olovga yaqin tuting (gaz pechi yoki zajigalka, lekin sham emas). Ehtiyot bo'ling va uni olovga yaqin tutmang - siz naychani yoqib yubormoqchi emassiz. Endi tolalar uchlari ikki barobar yorqinroq bo'lishi kerak.

9 -qadam: tolalarni ajrating

Endi alohida iplar deyarli tayyor. To'liqroq yubka uchun biz tolalarni ajratishimiz kerak. Elyaflar chiqadigan naychaning oxirida ularni bir tekis qilib yoyib, ustiga yaxshilab issiq elim surting. Juda ko'p elim ishlatmang yoki yopishtiruvchi qurolni juda yaqin qo'ymang, chunki tolalar eriydi va egiladi. Yelim quruq bo'lguncha uni ushlab turing.

10 -qadam: Vinil quvur ushlagichini yarating

LED tasmasi olinadigan, suv o'tkazmaydigan silikon korpusga ega. Men turli xil yopishtiruvchi moddalarni sinab ko'rdim, lekin hech narsa silikonga yopishib qolmadi. Biroq, men himoya qilish uchun silikon qutini saqlamoqchi edim.

Elyaf to'plamini har bir LEDning yuqori qismiga ulash uchun issiq elimdan yasalgan ushlagichni qurish kerak. Optik tolali ipni LEDning yuqori qismiga qo'ying va naychaning o'ng va chap tomoniga issiq elim yopishtiring - quriguncha kuting. Boshqa barcha tolalar uchun takrorlang. Keyin yon tomondan elimni yaxshilab eritib, 4-5 ta naychani yopishtiring - vinil naychalari orasidagi masofaga katta e'tibor bering. Oxir -oqibat, har bir optik tolali to'plam LEDning tepasida bo'lishi kerak.

11 -qadam: tasma va tasmali tasmalar

Keyingi bosqichda, o'rdak tasmasini 5 sm uzunlikdagi ingichka chiziqlar bilan kesib oling va naycha ushlagichlarini LED tasmasi va kamar atrofiga yopishtiring. 3 simli chiziqning oxiridan boshlang va 10 sm kamarni ochiq holda qoldiring. Har bir chiziqni LEDning yuqori qismiga qo'yganingizga ishonch hosil qiling. Quvur ushlagichlarining bir qismini biriktirgandan so'ng, keyingi qismni biz ushlagichlarni o'zimiz yasagan oxirgi bosqichga o'xshash jarayon bilan biriktiring. Keyin keyingi qismni biriktiring. Oxirgi ushlagichning oxirgi uchta naychasini tasma va kamarga hali yopishtirmang.

Oxirida 3 ta sim bilan kamarga ozgina teshik kesib oling va uchta simni teshikdan tortib oling. Iplarni chiziqning o'rtasiga bükünüz va ularni bir nechta halqa lenta bilan mahkamlang. Oxir -oqibat biz simlarni batareya cho'ntagi joylashgan joyga olib boramiz.

12 -qadam: Batareya cho'ntagini yarating

Batareya va mikrokontroller uchun men kichkina cho'ntak tikdim. Agar siz tikolmasangiz, ikkita kvadrat matoni kesib, ularni bir -biriga yopishtiring. Uni kamarga mahkamlash uchun men plastmassa to'rli matodan tutqichli kvadratni kesib oldim (rasmga qarang) - oddiy mato ham shunday ishlashi kerak. Kvadrat batareyaning cho'ntagiga teng bo'lishi kerak.

Endi batareya cho'ntagini olib yurmoqchi bo'lgan joyni tanlang. Meniki biroz orqada. Endi cho'ntakni joylashtirmoqchi bo'lgan ikkita vinil naycha orasidagi bitta lentani olib tashlang va tutqichni LED tasmasi va kamar orasiga bosing. Tutqichni pastga torting va uni tikib yoki kvadratga yopishtiring. Batareya cho'ntagiga va ushlagichiga ozgina velkro yopishtiring. Shuningdek, LED tasmasini yana kamarga yopishtirishni unutmang.

Men velcro ni tanladim, chunki men kiygan kiyimimga qarab batareya sumkasini almashtirmoqchi edim. Hatto xavfsizroq va xavfsizroq bo'lgan doimiy batareya sumkasini yasashning boshqa ko'plab usullari mavjud.

13 -qadam: kamarni mahkamlagichni yarating

10 sm uzunlikdagi velkro bo'lakni kesib oling va qo'pol qismini 10 sm ochiq holda qoldirgan kamarning ustiga yopishtiring. Nopok bo'lakni keyinroq qo'ying.

Kamar biroz og'ir bo'lgani uchun, men kiyganimda velkro ochilishidan qo'rqardim. Ko'proq qo'llab -quvvatlash uchun men uchta kichik velkro chiziqlarni kesib tashladim. 3 ta naychani tekkizmasdan qoldirgan kamarning oxiriga, kamar va LED tasmasi orasiga quvurlar ostiga tekislangan kichik velkro chiziqlar yopishtiring. Xira bo'lak LED tasmasiga, qo'pol tomoni esa kamarga yopishishi kerak. Nopok bo'lak bir tomondan, qo'pol bo'lak esa boshqa tomondan chiqib turishi kerak. Shuning uchun, har bir bo'lak, boshqa bo'lakka tegmasdan oldin, faqat kamar va LED tasmasi o'rtasida bo'lishi mumkin. Svetodiod va kamar yonidan yopishqoq tomonlarini mato bilan yopish mumkin, shunda ular endi yopishmaydi.

Ba'zi lentali chiziqlar yordamida oxirgi vinil naycha ushlagichlarini kamarga mahkamlang.

Endi siz chetga qo'ygan 10 sm noaniq bo'lakni oling. Uni belbog'ning ostiga yopishtiring, u erga mayda velkro chiziqlar qo'yiladi.

Endi siz yubka kiyib, kamarni yopishingiz mumkin.

14 -qadam: LED dasturini yuklang

Endi siz LED dasturini mikrokontrolleringizga yuklashingiz kerak.

Yaxshi yozilgan va batafsil qo'llanmalar juda ko'p bo'lgani uchun, men siz bilan faqat havolalarni bo'lishaman: Agar sizga Arduino -ni ishga tushirish, Arduino atrof -muhitini o'rganish, mikrokontrollerni kompyuterga ulash va dasturlarni Arduino -ga yuklash bo'yicha ko'proq yordam kerak bo'lsa. foydali ma'lumotlarni Arduino veb -saytida yoki Adafruit Flora darsligida topishingiz mumkin.

Boshlash uchun ajoyib LED dasturi - Adafruit -dan Strandtest. Qo'llanmani bajaring, NeoPixel zip faylini yuklab oling va Arduino kutubxonangizga qo'shing. Agar siz RGB LEDlari haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz va o'z kodingizni yozmoqchi bo'lsangiz, FastLED kutubxonasiga qarang. Bu adresli LED chiziqlar va piksellarni dasturlash uchun boshqa Arduino kutubxonasi. Ajoyib misollarni ko'rish uchun Fast LED hamjamiyatiga qarang.

15 -qadam: Stripni mikrokontrollerga ulang

+5 V simni belbog'dan mikrokontroldagi VBAT piniga, GND dan GND ga va ma'lumot simini siz mikrokontrolerga yuklagan LED kodida ko'rsatilgan pinga lehimlang. Men 6 -pinni tanladim. Simlar uzilmasligiga ishonch hosil qilish uchun Florani plastmassaga yopishtirdim va pimlarni issiq elim bilan himoya qildim. Siz chap burchakda tugmachaning kichik tugmachasini ham ko'rishingiz mumkin - men uni turli xil LED naqshlarini almashtirish uchun qo'shdim. Endi quvvat manbaini mikrokontrollerga ulang va LED tasmasi yonishi kerak.

16 -qadam:… deyarli bajarildi

Deyarli tugatildi! Endi siz tolalarni turli uzunliklarda kesishingiz mumkin. Agar siz turli effektlarni xohlasangiz, siz tolalar uzunligi bo'ylab zımpara qog'ozini ishlatishingiz yoki tolalarni ozgina egishingiz mumkin. Men uchlarini bir oz ko'proq zımparaladim.

Mening ko'rsatmalarni o'qiganingiz va yubka kiyganingiz va qurganingiz uchun tashakkur. Agar sizda biron bir savol bo'lsa yoki biror narsa aniq bo'lmasa, so'rashdan tortinmang.