Holografik Plitələr - Photonics Challenger Hackathon PhabLabs: 6 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu ilin əvvəlində Hollandiyadakı Delft Elm Mərkəzində PhabLabs Photonics Hackathon -da iştirak etməyimi istədilər. Burada, ümumiyyətlə, asanlaşdıra bilməyəcəyim bir şey yaratmaq üçün istifadə edilə biləcək bir çox maşınla əla bir iş sahəsinə sahibdirlər.

Hackathon başlayaraq dərhal orada mövcud olan CNC lazer maşınları ilə bir şey etməyin maraqlı olacağını düşündüm.

Atölyədə, bir növ holoqram hazırlayan lego patentinə həkk olunmuş kiçik bir işıqlı akril lövhə var idi, ancaq hələ də 2D şəkil idi. Bu, bir neçə qat akril götürsəm və əsl 3D holoqrafik görüntü yaratsaydım nəyin mümkün olacağını düşündürdü.

Sadəcə bir kürədən başladım və əslində əslində asılmış bir kürəyə bənzəməyə başladım, işıqlandırma ilə oynayaraq, o zaman (ağ) işıq spektri ilə də oynaya biləcəyini düşündüm. Qırmızı Yaşıl və Mavi işığa görə, bir -birinin ardınca qoyulmuş bu lövhələrlə yenidən ağ işıq yaratmaq olarmı, hər bir lövhə yalnız Qırmızı Yaşıl və ya Mavi.

Addım 1: Adım 1 Lazım olan Materiallar və Alətlər

Alətlər:

• CNC lazer kəsmə və aşındırma maşını
• Lehimləmə dəmiri və s.
• İsti yapışqan silahı
• 3D printer (prototipin erkən mərhələsində)
• Plyer
• Callipers
• Zımpara kağızı

Proqram təminatı:

• Fusion 360
• Arduino IDE
• Cura

Materiallar:

elektronika:

• LEDlər (lövhələri bir -birinə yaxınlaşdırmaq üçün kiçik nazik SMD3535 led zolaqlar)
• ESP8266
• 5V 10A enerji təchizatı
• Kablolama, 5v ledlər üçün sadə nazik tellər

"heykəltəraşlıq" üçün materiallar:

• 3 mm akril (lazer maşınında həkk olunmuş)
• Ağac, LED -ləri akrilikə bağlamaq və dəstəkləmək üçün lazer
• LED montaj və akril dəstək üçün erkən prototipdə 3D çap.
• qutu hazırlamaq üçün material, əvvəlcə daha sonra lazer CNC kəsilmiş taxta bir qutu hazırlamaq üçün köpük taxtadan istifadə etdim.

Addım 2: Adım 2: Lazerlə aşındırma və işıqlandırma testi

Test etmək istədiyim ilk şey, bir sferadan başlayaraq, birdən çox akril lövhə ilə 3D hologram hazırlamaq imkanı idi. birdən çox lövhə yığın.

Mən özümdə olan 3d printerimlə PLA -da sadə bir baza çap etdim və hələ də ətrafa qoyduğum bəzi LEDləri əlavə etdim.

Bu proseslər zamanı LED -ləri yalnız qırmızı yaşıl və ya mavi rəngləndirsəm, ağ (işıq) yaratmağın mümkün olub -olmaması fikrini aldım, RGB -də 3 lövhə varsa, nəzəri olaraq ağ rəngə çevriləcək, ancaq qatlı olarsa bu da işləyəcək..

Bunları bir yerə yığdıqdan və işıqlandırdıqdan sonra, əslində işlədiyini, mükəmməl ağ olmadığını, ancaq arxasındakı təbəqələrdə rəngləri qarışdırdığını öyrəndim.

İşığın bir neçə təbəqəni görmək və əslində "piksel" olaraq işləmək daha asan olacağını, sonra da şəkli nöqtələrə çevirmək üçün möhkəm bir aşındırmadan dəyişsəm daha yaxşı işləyəcəyini düşündüm.

Prosesi mükəmməlləşdirmək üçün fərqli sıxlıq nöqtələri olan bir neçə test vərəqi hazırladım və lazerin mükəmməl aşınma gücünə uyğunlaşdırılması üçün bir çox fərqli parametrdən istifadə etdim. Lazeri aşındırmaq üçün istifadə etdiyi gücə görə tənzimləməlisiniz, nə qədər çox güc istifadə etsəniz və nə qədər yavaş çəksəniz, daha dərin bir aşınma yaradacaqsınız və bu vəziyyətdə hamısı başqaları kimi yaxşı işləmir. Bu hər bir lazer üçün fərqlidir, olduqca aşağı bir parametr istifadə etməyi məsləhət görürəm, bu heykəl üçün dərin bir aşınmaya ehtiyacınız yoxdur.

Addım 3: Addım 3: Son Prototip

Son prototip üçün 20X20 sm ölçüsündə akril lövhələr düzəltmək qərarına gəldim ki, onlarda daha çox detalları araşdırasınız və daha böyük miqyasda necə görünə biləcəyini daha yaxşı hiss edəsiniz.

(7X3) -də cəmi 21 boşqab yerləşdirə biləcəyim bir işıq modulu düzəltdim, çünki bu effekti itirməmişdən və ya tapdığım qədər nə qədər gedə biləcəyimi, neçə lövhə yerləşdirilə biləcəyini sınamaq istədim. "qarışıq" olmaq nə vaxt ortaya çıxacaq. 12 -nin layiqli bir maksimum olacağını öyrəndim, daha da yüksəlmək çox bulanıklığa səbəb oldu.

Plitələr arasındakı məsafəni də sınadım və oynadım, bir lövhəni atlayaraq lövhələr arasındakı məsafə iki dəfə artırılır və burada məsafənin artması ilə təsirin də dəyişdiyini öyrəndim. Düşündüyüm şey, daha böyük məsafə ilə gözlərin dərinliyi aşkar etməkdə daha yaxşı olmasıdır. Bu, rənglərin daha az qarışması ilə nəticələnir.

Yüngül "lövhə" nin hər tərəfində 5v elektrik xətləri, hər tərəfində 5v elektrik xətləri, bir tərəfində + xətti və digər tərəfində - xətti olan, hər bir lövhə məlumat xətti üçün 9 LEDdən ibarət işıq şeridi var. düzəltmək asandır.

LEDləri və ESP8266 -nı bir anda gücləndirmək üçün 5V 10A enerji təchizatı istifadə olunur.

ESP üçün, hackathonda daha bacarıqlı kodlayıcıların köməyi ilə bir kod hazırladıq, bu parça da mənim üçün kodlaşdırma üçün bir məşq idi. Sonda istifadə etdiyim kod, bütün lövhələri bir dəfə RGB -dən GRB -ə BRG -yə və yenidən davamlı bir döngədə yenidən RGB -ə qaytaran bir koddur. Hər bir lövhənin bir rəngə sahib olması üçün LED nəzarətini 9 led başına qruplaşdırırıq, kod 12 lövhəni/səfərləri idarə edir, digərləri isə sadəcə aktiv deyil, çünki ehtiyacım yox idi. Kodu bura əlavə etdim.

Mən də artnet və madmapper ilə ESP -də wifi istifadə edərək LED -ləri idarə etməyə çalışdım, amma hələ nəticələrdən məmnun deyiləm, bu yaxşı işləməlidir, amma əvvəlcə bu "Xəritəçəkmə" üsulları haqqında daha yaxşı bir anlayışa sahib olmalıyam.

Addım 4: Öyrənilən dərslər

Öyrəndiyim ilk şey CNC lazer kəsici və oyma ilə işləmək idi. Əvvəllər bu üsullardan modellər hazırlamaq üçün istifadə edirdim, amma daha dəqiq tüninqə, xüsusilə oyma/oyma işlərinin tənzimlənməsinə baxmaq üçün vaxt ayırmamışam. Bunun işığın intensivliyi üçün xeyli fərq yaratdığını və sadəcə "daha dərin" bir oymağın daha yaxşı olduğunu ifadə etmədiyini öyrənməklə, aşındırma tarazlığını kifayət qədər tapmalıydım, amma çox deyil.

Bu layihə üçün ayrıca, başqa bir giriş tələb etmədən LEDləri idarə edən kodlu bir ESP ilə tək bir obyekt olaraq olmasını istədim, çünki kodlaşdırma haqqında daha yaxşı bir anlayış əldə etmək istədim, keçmişdə həqiqətən sadə kodlaşdırılmış və bu parçanın kodları hələ də həqiqətən də mürəkkəb deyil, amma bu hackathona başladığımda bunun hissələri hələ tamamilə yeni idi.

Sonra bu üsullardan sonra işığın anlaşılmasına gəldi. bu necə qarışacaq və hətta qarışacaqmı? Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi "piksellər" yaradan, tamamilə oyulmuş bir forma yerinə nöqtələrlə çalışmağın öyrənildi. Əvvəlcə bunun işlədiyini öyrəndim, amma lövhələr arasındakı məsafəni artırdığımda təsir əslində yenidən azaldı, insan gözünün işləməsi və rənglərin qarışması, eyni zamanda sehrli bir şey baş verir, çünki gözləriniz nə olduğunu başa düşə bilmirlər həqiqətən dərinliyə diqqət yetirin. Ancaq lövhələr arasındakı məsafə artırılarsa, gözləriniz dərinliyə diqqət edə bilər, ancaq sehr yox olur.

Addım 5: Potensial təkmilləşdirmələr

Hələ üzərində çalışdığım ilk təkmilləşdirmə, lövhələri idarə etmək üçün daha yaxşı və daha mürəkkəb bir koddur. Məqsədim tetiklenebilen birden çox ayar və kodlaşdırılmış effektlərə sahib olmaqdır, buna görə də bir ESP istifadə etməyi seçdim, çünki o zaman wifi istifadə edərək bunları işə sala/idarə edə bilərdim.

Əlavə olaraq istifadə etməyi seçdiyim kimi yalnız 12 lövhəyə bir işıq düzəltmək istəyirəm, indi hazırladığım parça məsafə və lövhələrin sayı və s. 12 lövhə üçün hazırlanmış və LED -lərin montajını bir az daha yaxşı hala gətirən biri, indi ora yapışdırılır və doğaçlama köpük lövhəsi ilə yerində saxlanılır, uzun müddət bu LED -lər üçün yaxşı olmayacaq, onları alüminiuma yapışdırardım. daha yaxşı istilik keçiriciliyinə və modullara sahib olmağına görə bir şey qırılarsa bir zolağı asanlıqla çıxarıb dəyişdirə bilərsiniz.

Plitələr üçün hələ də tərəflərlə nə edəcəyimi sınayıram, indi tərəflər yalnız açılır və hansı rəngdə yandığını görə bilərsiniz, bütün parçanın ətrafında bir korpus qurmağa çalışdım, amma bundan məmnun deyildim işığı geri qaytardı. Buna görə də, lövhələrin "içərisində" işığı saxlamaq üçün kənarları boyamaq və ya əks etdirən folqa istifadə etməklə bəzi xüsusi 3D çaplı profillərlə sınağa başladım.

Addım 6: Qışqır

Aşağıdakı şəxslərə xüsusi təşəkkürümü bildirmək istəyirəm:

• Teat Verkerk, hackathonda iştiraka dəvət üçün
• Nabi Kambiz, Nuriddin Kadouri və Aidan Wyber, hackathong zamanı kömək və rəhbərlik üçün. Əlində olan bütün maşın və materiallara kömək etmək və izah etmək və Aidan bu kodlaşdırma çubuğunu izah etmək və kömək etmək üçün böyük səbr göstərdi.
• Chun-Yian Liew, həm də inanılmaz bir layihə hazırlayan bir iştirakçı yoldaş. Kodlaşdırma ilə nə baş verdiyini anlamadığım zaman Chun da mənə bir neçə dəfə kömək etdi.