Талшықты -оптикалық медуза юбкасы: 16 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Оптикалық талшықтың әсері соншалықты қызықты болғандықтан, мен талшықты оптика мен RGB светодиодтары бар киім жасауды ойладым. Мен дизайнды ойлап тауып, талшықты жарықдиодты жолаққа қалай бекіту керектігін білгенше біраз уақыт өтті. Ақырында мен бұл желе балық юбкасын жасадым: талшықты -оптикалық жіптер светодиодты жолақ пен белдікке бекітілген винил түтіктерге жабыстырылады. Артқы жағында жарықдиодты қуат пен деректермен қамтамасыз ететін батарея мен микроконтроллерге арналған кішкене сөмке бар. Жолақтағы светодиодтар адресативті болғандықтан, белдеу алдын ала бағдарламаланған түрлі түстер мен өрнектерде жануы мүмкін.

Бұл жоба RGB светодиодтарынан бастаудың және Arduino IDE көмегімен бағдарламалауды үйренудің тамаша тәсілі. Бұл юбканы жасау үшін сізге керемет дәнекерлеу де, бағдарламалау да қажет емес.

1 -қадам: Жабдықтар

Материалдар

· Ұзындығы 200 x 2 м талшықты оптика - диаметрі 0,05 см [eBay]

· Силикон корпусы бар 5В RGB светодиодтары (60/м) [Adafruit, eBay]

· Arduino микроконтроллері [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Литий (ионды) полимерлі батарея немесе USB қуат банкі [Sparkfun, Adafruit, eBay]

Таза винил түтік - диаметрі 0,6 см [аппараттық дүкен]

· Таза 5 минуттық эпоксидті немесе пластикке арналған E6000 желімі [аппараттық дүкен]

· Таза мықты үйрек таспасы (жақсырақ қос жіп) [аппараттық дүкен]

· Жылудың қысқаруы - диаметрі 1 см [аппараттық дүкен]

· 1,5 м 22 AWG бұрандалы мыс кабелі/сымы [аппараттық дүкен]

· Жұқа белбеу

· 10 см мықты жабысқақ арқалық [мата дүкені]

· Батарея сөмкесіне арналған мата

Құралдар

· Ыстық желім пистолеті

· Дәнекерлеу үтігі

· Дәнекер

· Пышақ

· Қайшы

· Жеңіл

· Жылу қаруы

· Ине мен жіп

· Өлшеу таспасы

2 -қадам: RGB жарықдиодты жолағы

RGB светодиодтары әр түрлі түстер мен үлгілерде жануы мүмкін, себебі олар адресацияланған. Әр RGB светодиодында қызыл, жасыл және көк жарықдиодты, сондай -ақ шағын драйвер чипі бар. Чиптің арқасында RGB жарықдиодты қарапайым жарықдиодқа қарағанда ақылды. Әр жарықдиодты чип жолақтағы өз орнын біледі, сонымен қатар қызыл, жасыл және көк жарықтығын жеке басқара алады. Сондықтан кез келген дерлік үлгі мен түсті бағдарламалауға болады.

Әрбір жеке жарықдиодты арасында сіз үш жолды таба аласыз: +5V, DO/DI және GND. 5В желісі («5 вольт» дегенді білдіреді) жарық диодты қуатпен қамтамасыз етеді; DI/DO («Деректерді енгізу» және «Деректерді шығару» дегенді білдіреді) жарықдиодты қалай және қашан жану керектігін айтады; GND жерді білдіреді. Осы үш жолдың үстінде кішкене қайшының символы орналасқан - бұл жарықдиодты жолақты кесу керек жалғыз жер.

Сонымен қатар жолақта жебелерді табу керек. Көрсеткілер деректер жүретін бағытты көрсетеді. Жолақтың басталуы мен аяқталуын көрсету маңызды: жебе сізден алысқа бағытталған, оның басы. Бұл жақ қуат көзіне және микроконтроллерге қосылуы керек. Жарықдиодты жолақты жобада қолданбас бұрын, барлық светодиодтардың жұмыс істейтінін тексеріңіз. 14 -қадамда біз бағдарламаны қалай жүктеу керектігін және жарықдиодты жолақты тексеруді қарастырамыз.

Жарық диодты жолақтар әр түрлі жарық диодтарымен келеді (30 жарық диоды/м, 60 жарық диоды/м немесе 90 жарық диоды/м). Бұл жоба үшін толық юбка үшін 60 жарықдиодты/м немесе одан да көп жарықдиодты/метрді қолдануды ұсынамын.

3 -қадам: микроконтроллер

Таңдау үшін көптеген түрлі микроконтроллерлер бар. Суретте сіз әдетте киюге арналған 4 түрлі микроконтроллерді көре аласыз: Watterott қызыл Wattuino Nanite85 - бұл Atmel ATtiny85 микропроцессоры бар ең кішкентай тақта. Бұл киюге болатын көптеген жобалар үшін тамаша. Тігін тігуге арналған үлкен тесіктері болмаса да, киімге бекіту оңай, себебі ол өте кішкентай. Бортта оны компьютерге қосу және қуат банкі сияқты қуат көзін қосу үшін USB-жүктеуші бар. Тақтада 6 түйреуіш бар: 4 түйреуіш, 1 GND және 1 қуат.

Кішкене қара тақта - Gemma, Adafruit, сонымен қатар Atmel ATtiny85 микропроцессоры бар. Саңылаулар сәл үлкенірек және оны тігу үшін өткізгіш жіпті қолдануға болады. Gemma-де литий полимерлі батареяларға арналған USB-порт пен JST-қосылымы бар. Тақта шағын жобалар үшін өте қолайлы, себебі ол 6 түйреуіштен тұрады: 3 деректер түйреуі, 1 GND және 2 қуат (3 V және Vout).

Үлкен қара микроконтроллер - Florafrom Adafruit. Флорада қуатты микропроцессор бар (Atmel Mega 32u4) және оны күрделі жобаларға (бірнеше датчиктерді, микрофондарды және т.б. қосу) қолдануға болады. Тақтада литий полимерлі батареяларға арналған USB-порт пен JST-қосқышы бар. 14 түйреуіштен басқа (8 деректер, 3 GND және 3 қуат) тақтада қосу/өшіру қосқышы да бар.

Күлгін микроконтроллер - бұл Atmel Mega328 микропроцессоры бар Sparkfun LilypadArduino Simple. Тақтада JST қосқышы, қосу/өшіру, сондай-ақ бағдарламаланатын түймешік-қосқыш бар. USB-порт тақтада болмағандықтан (FTDI үзілісі) қоректендіру үшін қуат банкін қолдану қиынырақ. Оның 11 түйреуі бар: 9 деректер түйреуі, 1 GND және 1 қуат. Lilypad жуылады және үлкен тесіктерге байланысты жобаларды тігу үшін жақсы.

Бұл жоба үшін мен Флораны қолдандым. Мен кішігірім микроконтроллерді қолдана алар едім, бірақ ол сол кезде менің қолымда болатын.

4 -қадам: Қуат көзі

Литий полимерлі аккумуляторлар қуатты және оңай зарядталады. Сыйымдылығына (мА) байланысты батареялар әр түрлі мөлшерде болады. Литий-полимерлік батареялар әдетте 2-істікшелі JST коннекторымен келеді, оны микроконтроллерге қосуға болады. 3.7 В аккумуляторы толық зарядталғанда шамамен 4,2 В болады және 3,0 В кезінде өледі.

Жарық диодты жолақ 5 В қуат көзінде жұмыс істеуі керек, бірақ ол 3,7 В батареямен де жұмыс істейді. Ешқашан 5 В жоғары көтермеңіз.

Сіздің жобаңызға қандай мүмкіндіктер сәйкес келеді? Бір жарық диоды шамамен 60 мА (миллиамп) ток алады. Сіздің жолағыңызда 20 светодиод бар деп елестетіп көріңіз, олар жалпы алғанда 1 200 мА тартатын болады. 1200 мАч (миллиамп сағат) батарея бір сағат ішінде 1200 мА қуат бере алады, сондықтан егер сіздің батареяның сыйымдылығы 2, 500 мАч болса, ол екі сағат немесе одан да көп уақытқа жетеді:

2, 500 мАч / 1, 200 мА = 2,08 сағ

Светодиодтар толық жарықтылықта жұмыс істемейтіндіктен, батарея ұзақ қызмет етеді. Adafruit -те батареяның жұмыс уақытын бағалауға арналған нұсқаулықты таба аласыз, егер дұрыс пайдаланылмаса, литий полимерлі батареялар өте қауіпті болуы мүмкін. Егер сіз электрониканы жақсы білмесеңіз, USB қуат банкісін қолдануды ұсынамын. Ол смартфон немесе бұл жағдайда микроконтроллер сияқты шағын электрониканы қуаттауға/зарядтауға арналған USB кабелімен бірге келеді. Литий полимерлі батарея алюминий корпусымен қорғалған және оның ағып кетуіне немесе жарылуына әкелуі мүмкін зақымдану ықтималдығы аз болғандықтан, денеңізге USB қуат банкісін кию қауіпсіз болады. Бұл оқулықта мен литий полимерлі аккумуляторды қолдандым (алюминий корпуста емес). Содан бері мен банктерді қолдануға көштім.

5 -қадам: Жарықдиодты жолақ пен белдікті кесу

Бастау үшін сіз белдіктің ұзындығын және қанша жарықдиодты және талшықты -оптикалық жіп қажет болатынын анықтауыңыз керек. Беліңіздің өлшемін өлшеңіз (өлшеуге көмек) және өлшеу кезінде жарық диодты жолақты кесіңіз. Жолақты кішкене қайшымен белгіленген ең жақын кесу сызығынан кесіңіз (суретті қараңыз). Жақсы жағдайда жарықдиодты жолақ жамбас өлшемінен сәл қысқа. Енді жолақтағы светодиодтарды санаңыз - бұл сіз дайындайтын жеке талшықты -оптикалық жіптердің саны. Сондай -ақ, бұл бағдарламаны микроконтроллерге жүктемес бұрын NeoPixel кодында жарияланатын жарық диодтарының саны.

Менің жолағымда метрге 60 жарық диоды бар. 70 см ұзындықты кескеннен кейін жолақта 42 жарық диоды қалады.

Кейінірек көбірек қолдау үшін жарық диодты жолақты жұқа белбеуге бекітемін. Белдіктің диодты жолағы сияқты ені 10 см ұзын болуы керек. Сіз белбеуді жабу үшін Velcro қолданатындықтан, белбеудің байлауын кесіп тастаңыз.

6 -қадам: Жарық диодты жолаққа дәнекерлеу сымдары

Келесі қадамда сізге үш сымды светодиодты жолаққа дәнекерлеп, ыстық желіммен және термиялық қысқышпен тығыздау қажет. Алдымен жылуды қысқартатын кішкене бөлікті (ұзындығы шамамен 1,5 см) силикон корпусына итеріңіз. Содан кейін үш сымды кесіңіз және жолақтың басында өткізгіш +5В, DIN және GND түйреуіштерінің әрқайсысына сым дәнекерлеңіз (жарық диодты жолақтарды қалай дәнекерлеу керек - оқулық). Егер сіз барлық үш жолда бірдей түсті сымды қолдансаңыз, әр сымның айналасына бірнеше таспа салып, оларды араластырмайтындай етіп белгілеңіз. Сымдардың микроконтроллерге дәнекерлеу үшін ұзындығы шамамен 30 см болатынына көз жеткізіңіз. Егер сіз сенімді болмасаңыз, оларды ойлағаннан ұзағырақ жасаңыз.

Енді силикон корпусына ыстық желімнің аз мөлшерін итеріңіз, бірақ бірінші жарықдиодты желіммен жабатындай емес. Желім әлі жұмсақ болған кезде, жылуды қысқышты силикон корпусының жартысына және сымдардың жартысына тартыңыз. Желімді қысқыш түтікке біршама желім шығарыңыз да, жылуды азайту үшін пистолетті, жеңілірек немесе дәнекерлеуішті қолданыңыз. Енді жарық диодты жолақтың екінші ұшын ыстық желіммен тығыздаңыз.

7 -қадам: талшықты -оптикалық пакеттерді дайындаңыз

Мен диаметрі 0,05 см болатын 200 талшықты -оптикалық талшықтардың ұзындығы 2 м жіп сатып алдым. Нарықта талшықты -оптикалық талшықтар бар, бірақ талшық неғұрлым қалың болса, ұштары соғұрлым жарқырайды және олардың сыну ықтималдығы аз болады.

Мен юбка ұзындығы шамамен 50 см болғанын қалағандықтан, мен талшықты -оптикалық жіпті үш рет кесіп, 50 см -де 800 талшық алдым.

Енді әр жарықдиодты талшықты -оптикалық пакетті желімдеу керек. Мен диаметрі 0,6 см мөлдір винил түтікті қолдандым, оны ұзындығы 3 см болатын 42 бөлікке бөлдім (светодиодтарымның саны). Мен әр винил бөлігіне 17 -ге жуық талшықтарды салып, оларды түтік арқылы итеріп, 3-4 см -ге жақындадым. Талшықтарыңыздың немесе винил түтіктерінің қалыңдығына байланысты әр түтікте әр түрлі талшықтар болуы мүмкін. Мүмкіндігінше қолданыңыз.

Соңында талшықтардың арасына мөлдір желім (мен E6000 қолдандым) жағыңыз. Желімнің талшықтардың арасына енетініне көз жеткізіңіз және жіптің жоғарғы жағын түтікке қайта тартыңыз. Мен 5 минуттық эпоксидті таңдаймын, бірақ бұл ең жақсы таңдау емес. Желім қатты қатып, талшықтар кейде сынған. Мөлдір E6000 желімі де жақсы жұмыс істейді және икемді.

8 -қадам: Талшықты -оптикалық жарықты жарқыратыңыз

Желім құрғаған кезде, өткір пышақпен түтіктің ұшынан шамамен 0,5 см кесіңіз. Барлық талшықтардың енді кесілген ұшымен біркелкі екеніне көз жеткізіңіз және ішке қарай тартылмаңыз. Кесу неғұрлым таза болса, жарық талшықтарға соғұрлым жақсы өтеді.

Шеттерін одан да жарқын ету үшін кесілген ұшын ерітуге болады. Талшықтар аздап ерігенше винил түтіктің ұшын таза жалынға жақын ұстаңыз (газ пеші немесе оттық, бірақ шам емес). Абайлаңыз және оны жалынға жақын ұстамаңыз - түтікті өртегіңіз келмейді. Енді талшықты ұштар екі есе жарқырауы керек.

9 -қадам: Талшықтарды бөліңіз

Енді жеке жіптер дерлік дайын. Толық көрінетін юбка үшін біз талшықтарды бөліп алуымыз керек. Талшықтар шығатын түтіктің соңында оларды біркелкі жайып, үстіне ыстық желімді мұқият салыңыз. Тым көп желім қолданбаңыз немесе пистолетті тым жақын қоймаңыз, себебі талшықтар еріп, майысады. Оны желім құрғағанша ұстаңыз.

10 -қадам: Винил түтік ұстағышын жасаңыз

Жарықдиодты жолақта алынбалы, су өткізбейтін силикон корпусы бар. Мен әртүрлі желімдерді қолдандым, бірақ силиконға ештеңе жабыспады. Дегенмен, мен қорғаныс үшін силикон корпусын сақтап қалғым келді.

Әр светодиодтың үстіне талшықты байламды бекіту үшін ыстық желімнен жасалған кішкене ұстағыш салу қажет. Жарық диодының үстіне талшықты -оптикалық жіпті қойып, түтіктің оң және сол жағына ыстық желім салыңыз - ол құрғағанша күтіңіз. Барлық басқа талшықтар үшін қайталаңыз. Содан кейін бүйірдегі желімді мұқият ерітіп, 4-5 түтікті бірге жабыстырыңыз - винил түтіктер арасындағы қашықтыққа мұқият назар аударыңыз. Ақыр соңында, әр талшықты -оптикалық пакет жарықдиодты шамның жоғарғы жағында болуы керек.

11 -қадам: жолақ пен белбеудегі таспа түтіктері

Келесі қадамда үйрек таспасын ұзындығы 5 см жіңішке жолақтарға кесіңіз және түтік ұстағыштарын жарықдиодты жолақ пен белбеудің айналасына бекітіңіз. 3 сымы бар жолақтың соңынан бастаңыз және 10 см белбеуді ашық қалдырыңыз. Жарық диодының үстіне әр жолақты қоюды ұмытпаңыз. Түтік ұстағыштардың бөлігін тіркегеннен кейін, келесі бөлікті біз ұстаушылардың өздері жасаған соңғы қадаммен бірдей процесте бекітіңіз. Содан кейін келесі бөлімді бекітіңіз. Соңғы ұстағыштың соңғы үш түтігін таспа мен белдікке әлі жапсырмаңыз.

Соңында 3 сыммен белдікке кішкене тесік кесіп, үш сымды тесікке қарай тартыңыз. Сымдарды жолақтың ортасына қарай бүгіңіз және оларды бірнеше ілмектермен бекітіңіз. Біз ақырында сымдарды батарея қалтасы болатын жерге апарамыз.

12 -қадам: Батарея қалтасын жасаңыз

Батарея мен микроконтроллер үшін мен кішкене қалта тіктім. Егер сіз тігіп алмасаңыз, екі шаршы матаны кесіп, оларды желіммен жабыңыз. Оны белбеуге бекіту үшін мен пластикалық торлы матадан тұтқасы бар шаршыны кесіп алдым (суретті қараңыз) - қалыпты мата дәл осылай жұмыс істеуі керек. Квадрат батарея қалтасымен бірдей болуы керек.

Енді батарея қалтасын алып жүретін орынды таңдаңыз. Менікі артқы жағында сәл оң жақта. Енді қалтаны қойғыңыз келетін екі винил түтіктің арасындағы таспаның бір ілмегін алып тастаңыз және тұтқаны жарықдиодты жолақ пен белбеудің арасына итеріңіз. Тұтқаны төмен қарай тартыңыз және оны тігіңіз немесе алаңға жабыстырыңыз. Батарея қалтасы мен ұстағышына аздап велкро жабыстырыңыз. Сонымен қатар, жарық диодты жолақты белбеуге қайта жабыстыруды ұмытпаңыз.

Мен велкроны таңдадым, себебі мен киетін киімге байланысты батарея сөмкесін алмастырғым келді. Тұрақты батарея сөмкесін жасаудың басқа да көптеген әдістері бар, ол одан да қауіпсіз және қауіпсіз.

13 -қадам: Белбеу бекіткішін жасаңыз

Ұзындығы 10 см болатын велкро кесіндісін кесіңіз және өрескел бөлікті белбеудің үстіне жабыңыз, біз 10 см ашық қалдырдық. Бұлыңғыр бөлікті кейінге қалдырыңыз.

Белбеу сәл ауыр болғандықтан, мен оны киіп жүргенде велкро ашылады деп қорықтым. Қосымша қолдау үшін мен үш кішкентай велкро жолағын кесіп алдым. 3 түтікті орамай тастаған белбеудің соңына, белбеу мен жарықдиодты жолақтың арасына түтіктердің астына туралған шағын велкро жолақтарды жабыстырыңыз. Бұлыңғыр бөлік жарық диодты жолаққа жабысуы керек, ал өрескел жағы белдікке жабысуы керек. Бұлыңғыр бөлік бір жағынан, ал өрескел бөлігі екінші жағынан жабысып қалуы керек. Сондықтан, әр бөлік екінші бөлікке тигізбестен бұрын, белбеу мен жарық диодты жолақтың ортасында ғана бола алады. Жарықдиодты және белбеудің жанынан жабысқақ жақтары жабыспайтын етіп матамен жабылуы мүмкін.

Кейбір таспалы жолақтармен винил түтіктерінің соңғы ұстағыштарын белдікке бекітіңіз.

Енді сіз өзіңіз қалдырған 10 см анық емес бөлікті алыңыз. Оны белбеудің астына дәл сол жағына бекітіңіз, онда сіз кішкене велкро жолақтарын қоясыз.

Енді белдемшені киіп, белбеуді жабуға болады.

14 -қадам: Жарықдиодты бағдарламаны жүктеңіз

Енді сіз LED бағдарламасын микроконтроллерге жүктеуіңіз керек.

Жақсы жазылған және егжей -тегжейлі оқулықтар көп болғандықтан, мен сізбен тек сілтемелермен бөлісемін: Егер сізге Arduino -ны бастау, Arduino ортасы туралы білу, микроконтроллерді компьютерге қосу және бағдарламаларды Arduino -ға жүктеу бойынша қосымша көмек қажет болса. пайдалы ақпаратты Arduino веб -сайтынан немесе Adafruit Flora оқулығынан таба аласыз.

Жарықдиодты жарықтандырудың тамаша бағдарламасы - бұл Adafruit -тен Strandtest. Нұсқауды орындап, NeoPixel zip файлын жүктеп алып, оны Arduino кітапханасына қосыңыз. Егер сіз RGB светодиодтары туралы көбірек білгіңіз келсе және өзіңіздің кодты жазғыңыз келсе, FastLED кітапханасын қараңыз. Бұл адрестік жарық диодты жолақтар мен пиксельдерді бағдарламалауға арналған басқа Arduino кітапханасы. Үлкен мысалдарды көру үшін Fast LED қауымдастығын қараңыз.

15 -қадам: жолақты микроконтроллерге қосыңыз

+5 В сымды белдіктен микроконтроллердегі VBAT түйреуішіне, GND -ден GND -ге және деректер сымын сіз микроконтроллерге жүктеген жарықдиодты кодта анықтаған түйреуге дәнекерлеңіз. Мен 6 -істікті таңдадым. Сымдар үзілмейтініне сенімді болу үшін мен Флораны пластмассаға жапсырып, түйреуіштерді ыстық желіммен қорғадым. Сондай -ақ, сіз сол жақ бұрышта кішкене түймешік қосқышты көре аласыз - мен оны әр түрлі жарықдиодты үлгілерді ауыстыру үшін қостым. Енді қуат көзін микроконтроллерге қосыңыз және жарық диодты белдеу жануы керек.

16 -қадам:… Дайын болды

Бітуге сәл қалды бітейін деп қалдым! Енді сіз талшықтарды әр түрлі ұзындықтарда кесуге болады. Егер сіз әр түрлі әсерлерді қаласаңыз, талшықтардың ұзындығы бойынша тегістеу қағазын қолдануға немесе талшықтарды сәл майыстыруға болады. Мен ұштарына қарай таралуы үшін ұштарын аздап тазарттым.

Менің нұсқаулықты оқығаныңызға және сіздің юбкаңызды киіп, көңіл көтергеніңізге рахмет. Егер сізде сұрақтар туындаса немесе бірдеңе түсініксіз болса, тартынбаңыз.