Fiber Optik Meduza Etek: 16 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Fiber optikanın təsiri o qədər heyrətləndirici olduğu üçün, fiber optik və RGB LED -lərlə bir paltar hazırlamağı düşünürdüm. Dizayn hazırlayıb lifləri LED şeridinə necə bağlayacağımı anladığım vaxt keçdi. Sonda bu Jelly Balıq Etekini hazırladım: fiber optik tellər, bir LED şeridi və kəmərinə yapışdırılmış vinil borulara yapışdırılır. Arxada, LED -ə güc və məlumat verən batareya və mikrokontrolör üçün kiçik bir çanta var. Şeriddəki LEDlər ünvanlı olduğundan kəmər əvvəlcədən proqramlaşdırılmış müxtəlif rənglərdə və naxışlarda yandırıla bilər.

Bu layihə, RGB LED -lərinə başlamaq və Arduino IDE ilə proqramlaşdırma haqqında məlumat əldə etmək üçün əla bir yoldur. Bu ətəyi hazırlamaq üçün nə əla lehimləmə, nə də proqramlaşdırma bacarıqlarına ehtiyacınız yoxdur.

Addım 1: Təchizat

Materiallar

· 200 x 2 m uzunluğunda fiber optik - diametri 0.05 sm [eBay]

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

· Arduino mikro nəzarətçisi [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Lityum (ion) polimer batareya və ya USB güc bankı [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Şəffaf vinil boru - diametri 0.6 sm [hardware mağazası]

· Plastik üçün 5 dəqiqəlik Epoksi və ya E6000 yapışdırıcı [hardware mağazası]

· Şəffaf güclü ördək bantı (tercihen iki filamentli) [hardware mağazası]

· İstilik daralması - diametri 1 sm [hardware mağazası]

· 1.5 m 22 AWG qapalı mis kabel/tel [hardware mağazası]

· İncə kəmər

· 10 sm güclü yapışqan dayaqlı Velcro [parça mağazası]

· Batareya çantası üçün parça

Alətlər

· İsti yapışqan silahı

· Lehimleme dəmir

· Lehim

· Bıçaq

· Qayçı

· Yüngül

· İstilik silahı

· İğne və iplik

· Ölçmə lenti

Addım 2: RGB LED şeridi

RGB LED -ləri ünvanlı olduğu üçün müxtəlif rəng və naxışlarda yandırıla bilər. Hər bir RGB LED -də qırmızı, yaşıl və mavi LED -lər, həmçinin kiçik bir sürücü çipi var. Çipə görə RGB LED adi LED -dən daha ağıllıdır. Hər bir LED çipi zolaqdakı öz mövqeyini bilir və ayrıca qırmızı, yaşıl və mavinin parlaqlığını ayrıca idarə edə bilir. Buna görə, demək olar ki, hər xəyal edilə bilən naxış və rəng proqramlaşdırıla bilər.

Hər bir LED arasında üç xətt tapa bilərsiniz: +5V, DO/DI və GND. 5V xətti ("5 Volt" deməkdir) LED -ə güc verir; DI/DO ("Məlumat Girişi" və "Məlumat Çıxışı" deməkdir) LED -in necə və nə vaxt yandırılacağını bildirir; GND yer deməkdir. Bu üç sətrin üstündə kiçik bir qayçı simvolu var - bu LED şeridini kəsməli olduğunuz yeganə yerdir.

Şeriddə oxlar da tapmalısınız. Oxlar məlumatların gediş istiqamətini göstərir. Şeridin başlanğıcını və sonunu göstərmək vacibdir: oxun səndən uzağa baxan kəsilmiş kənarı başlanğıcdır. Bu tərəfin enerji mənbəyinə və mikro nəzarətçiyə bağlanması lazımdır. Bir layihədə bir LED şeridi istifadə etməzdən əvvəl, bütün LED -lərin işlədiyini yoxladığınızdan əmin olun. Addım 14 -də bir proqramı necə yükləyəcəyimizi və LED şeridinizi sınayacağımıza keçəcəyik.

LED şeritləri fərqli LED sıxlığı ilə gəlir (30 LED/m, 60 LED/m və ya 90 LED/m). Bu layihə üçün daha dolğun bir ətək üçün 60 LED/m və ya daha çox LED/metr istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Addım 3: Mikro nəzarətçi

Seçmək üçün bir çox fərqli mikro nəzarətçi var. Şəkildə ümumiyyətlə geyilə bilən əşyalar üçün istifadə etdiyim 4 fərqli mikrokontrolör görə bilərsiniz: Watterott -dan qırmızı Wattuino Nanite85, Atmel ATtiny85 mikroprosessorlu ən kiçik lövhədir. Çox geyilə bilən layihələr üçün əladır. Tikiş üçün böyük delikləri olmasa da, çox kiçik olduğu üçün paltarınıza yapışdırmaq asandır. Lövhədə onu kompüterinizə bağlamaq və güc bankı kimi bir enerji mənbəyi bağlamaq üçün USB-Bootloader var. Lövhədə 6 pin var: 4 məlumat pin, 1 GND və 1 güc.

Kiçik qara lövhə, Atmel ATtiny85 mikroprosessoruna sahib olan Adafruitdən Gemmadır. Deliklər biraz daha böyükdür və onu tikmək üçün keçirici ipdən istifadə edə bilərsiniz. Gemma, USB portu və Lityum Polimer batareyaları üçün JST bağlantısına malikdir. Lövhə kiçik proyektlər üçün əladır, çünki 6 sancağa malikdir: 3 məlumat pin, 1 GND və 2 güc (3 V və Vout).

Daha böyük qara mikro nəzarətçi Florafrom Adafruit -dir. Flora daha güclü bir mikroprosessora (Atmel Mega 32u4) malikdir və kompleks layihələrdə (çoxlu sensorlar, mikrofonlar və s. Birləşdirmək) istifadə edilə bilər. Lövhədə USB portu və Lityum Polimer batareyaları üçün JST konnektoru var. 14 pindən başqa (8 məlumat, 3 GND və 3 güc) lövhədə açma/söndürmə açarı da var.

Bənövşəyi mikro nəzarətçi, Atmel Mega328 mikroprosessorlu Sparkfun -dan LilypadArduino Simple -dır. Lövhədə JST konnektoru, açma/söndürmə açarı və proqramlaşdırıla bilən düymə açarı var. USB portu lövhədə olmadığından (FTDI qırılması) enerji təchizatı üçün bir güc bankı istifadə etmək daha çətindir. 11 pinə malikdir: 9 məlumat pin, 1 GND və 1 güc. Lilypad yuyulur və böyük delikləri olduğu üçün tikiş layihələri üçün yaxşıdır.

Bu layihə üçün Flora'dan istifadə etdim. Daha kiçik bir mikrokontrolördən istifadə edə bilərdim, amma o vaxt əlimdə olan tək idi.

Addım 4: Enerji təchizatı

Lityum Polimer batareyaları güclüdür və asanlıqla doldurulur. Tutumdan (mA) asılı olaraq batareyalar müxtəlif ölçülərdə olur. Lityum Polimer batareyaları ümumiyyətlə mikrokontrolöre qoşula bilən 2 pinli JST konnektoru ilə gəlir. 3.7 V batareya tam doldurulduqda təxminən 4.2 V -a malikdir və 3.0 V -də ölür.

LED Şeridi 5 V enerji təchizatı ilə işləməlidir, eyni zamanda 3.7 V batareya ilə də işləyir. Heç vaxt 5 V -dan yuxarı qalxmayın.

Layihəniz üçün hansı qabiliyyət uyğun gəlir? Bir LED təxminən 60 mA (milliamps) cərəyan çəkir. Zolağınızda 20 LED -in olduğunu düşünün, çox güman ki, cəmi 1, 200 mA çəkəcəklər. 1200mAh (milliamp saat) batareya bir saat ərzində 1200mA təmin edə bilər, buna görə də batareyanızın 2, 500 mAh tutumu varsa, iki saat və ya daha çox davam edəcək:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2.08 saat

LED -lər hər zaman tam parlaqlıqda işləməyəcəyi üçün, çox güman ki, batareya daha uzun müddət işləyəcək. Adafruit -də batareyanızın işləmə müddətini hesablamaq üçün əla bir bələdçi tapa bilərsiniz. Düzgün istifadə edilmədikdə Lityum Polimer batareyaları həqiqətən təhlükəli ola bilər. Elektronika ilə çox tanış deyilsinizsə, USB güc bankından istifadə etməyi məsləhət görürəm. Smartfonunuz və ya bu vəziyyətdə mikrokontroller kimi kiçik elektronikaları gücləndirmək/doldurmaq üçün USB kabel ilə gəlir. Lityum Polimer batareyası alüminium korpusda qorunur və sızması və ya partlamasına səbəb ola biləcək zədələnmə ehtimalı az olduğundan bədəninizə USB güc bankı taxmaq daha təhlükəsizdir. Bunun olmasını istəmirsiniz. Bu təlimatda birbaşa Lityum Polimer batareyadan istifadə etdim (alüminium qutuda deyil). O vaxtdan etibarən güc banklarından istifadə etməyə başladım.

Addım 5: LED şeridini və kəmərini kəsin

Başlamaq üçün kəmərin uzunluğunu və neçə LED və fiber optik telə ehtiyacınız olduğunu anlamalısınız. Belinizin ölçüsünü ölçün (ölçmələr üçün kömək edin) və ölçdüyünüz müddətcə bir LED şeridi kəsin. Kiçik qayçı ilə işarələnmiş ən yaxın kəsmə xəttində zolağı kəsin (şəklə baxın). Ən yaxşı halda, LED şeridi kalça ölçüsündən bir qədər qısadır. İndi şeriddəki LEDləri sayın - bu, hazırlayacağınız fərdi fiber optik tellərin sayıdır. Həm də proqramı mikrokontrolörünüzə yükləməzdən əvvəl NeoPixel kodunda elan etməli olduğunuz LEDlərin sayıdır.

Mənim zolağımda hər metrə 60 LED var. 70 sm uzunluğunda bir parça kəsildikdən sonra şeriddə 42 LED qalır.

Daha sonra daha çox dəstək üçün LED şeridi nazik bir kəmərə yapışdıracağam. Kəmər LED şeridi qədər geniş və təxminən 10 sm uzun olmalıdır. Kəməri bağlamaq üçün Velcro istifadə edəcəyiniz üçün, kəmər tokasını kəsdiyinizə əmin olun.

Addım 6: Lehim Telləri LED Şeridinə

Növbəti addımda üç teli LED şeridinə lehimləməli və isti yapışqan və istilik büzücü ilə möhürləməlisiniz. Əvvəlcə kiçik bir istilik büzücü parçasını (təxminən 1,5 sm uzunluğunda) silikon qabın üzərinə itələyin. Sonra üç tel kəsin və şeridin əvvəlində keçirici +5V, DIN və GND pinlərinin hər birinə bir tel lehimləyin (LED şeritlərini necə lehimləmək haqqında təlimat). Hər üç xətt üçün eyni rəngli teldən istifadə edirsinizsə, hər telin ətrafına bir neçə bant qoyun və qarışdırmayın deyə işarələyin. Kabellərin kifayət qədər uzun olduğuna əmin olun - təxminən 30 sm - daha sonra mikro nəzarətçinizə lehimləmək üçün. Əmin deyilsinizsə, bunları düşündüyünüzdən daha uzun edin.

İndi az miqdarda isti yapışqan silikon qutuya itələyin, amma ilk LED -i yapışqanla örtməyincə. Yapışqan hələ də yumşaq olsa da, istilik daralmasını silikon qabın yarısına və tellərin yarısına çəkin. Şeridin bir az yapışqanını istilik büzücü borusuna sıxın və istilik büzücü və ya tellərin ətrafında sıx olana qədər qızdırıcıyı qızdırmaq üçün bir qızdırıcı tabanca, daha yüngül və ya lehimləmə dəmiri istifadə edin. İndi LED şeridin digər ucunu bir az isti yapışqan ilə bağlayın.

Addım 7: Fiber Optik Paketləri Hazırlayın

0,05 sm diametrli 200 fiber optik lifdən 2 m uzunluğunda bir tel aldım. Bazarda daha incə fiber optik liflər var, lakin lif nə qədər qalındırsa, ucları o qədər parlaq olacaq və qırılma ehtimalı daha azdır.

Etəyin təxminən 50 sm uzunluğunda olmasını istədiyim üçün fiber optik ipi üç dəfə kəsdim və 50 sm -də 800 lif aldım.

İndi hər bir LED -ə bir az fiber optik dəsti yapışdırmaq lazımdır. Hər biri 3 sm uzunluğunda 42 ədəd (LED -lərimin sayı) kəsdiyim 0,6 sm diametrli şəffaf vinil borudan istifadə etdim. Hər bir vinil parçasına təxminən 17 lif qoydum və onları borudan keçirib ucundan bir qədər keçib, təxminən 3-4 sm. Liflərinizin və ya vinil borunun qalınlığından asılı olaraq, hər boruda fərqli miqdarda lif ola bilər. Bacardığınız qədər istifadə edin.

Keçirdiyiniz nəticədə liflər arasına bir az şəffaf yapışqan (E6000 istifadə etdim) sürtün. Yapışqanın liflər arasına düşdüyünə əmin olun və ipin yuxarı hissəsini boruya geri çəkin. Orjinal olaraq 5 dəqiqəlik bir epoksi seçirəm, amma ən yaxşı seçim deyildi. Yapışqan həqiqətən sərtləşdi və liflər bəzən qırıldı. Şəffaf bir E6000 yapışdırıcısı eyni şəkildə işləyir və daha çevikdir.

Addım 8: Fiber Optikləri Parlaqlaşdırın

Yapışqan quruduqda, iti bıçaqla borunun ucundan təxminən 0,5 sm kəsin. Elyafların hamısının kəsilmiş ucu ilə yuyulduğundan və içəriyə çəkilmədiyindən əmin olun. Kəsik nə qədər təmiz olsa, işıq liflərə bir o qədər yaxşı keçər.

Uçları daha da parlaq etmək üçün kəsilmiş ucu da əridə bilərsiniz. Liflər bir qədər əriyənə qədər vinil borunun ucunu təmiz bir alovun (qaz sobası və ya daha yüngül, amma şam) yanında saxlayın. Ehtiyatlı olun və alova çox yaxın tutmayın - borunu yandırmaq istəmirsiniz. İndi lif ucları iki qat daha parlaq olmalıdır.

Addım 9: Lifləri ayırın

İndi fərdi iplər demək olar ki, hazırdır. Daha dolğun bir ətək üçün lifləri ayırmaq lazımdır. Liflərin çıxdığı borunun ucunda bərabər paylayın və diqqətlə üstünə bir az isti yapışqan qoyun. Çox yapışqan istifadə etməyin və ya yapışqan tabancasını çox yaxın qoymayın, çünki liflər əriyəcək və əyiləcək. Yapışqan quruyana qədər yerində saxlayın.

Addım 10: Vinil Boru Tutacağı qurun

LED şeridində çıxarıla bilən, suya davamlı silikon korpus var. Bir çox fərqli yapışqan sınadım, amma heç bir şey silikona daimi yapışmadı. Ancaq qorumaq üçün silikon qutunu saxlamaq istədim.

Hər bir LED -in üstünə lif dəstəsi bağlamaq üçün isti yapışqandan hazırlanmış bir az tutucu qurmaq lazımdır. Bir LEDin üstünə bir fiber optik tel qoyun və borunun sağına və soluna bir az isti yapışqan qoyun - quruyana qədər gözləyin. Bütün digər lif lifləri üçün fərdi olaraq təkrarlayın. Sonra diqqətlə yan tərəfdəki yapışqanı əridin və 4-5 borunu bir -birinə yapışdırın - vinil borular arasındakı məsafəyə diqqət yetirin. Sonda, hər bir fiber optik paket bir LED -in üstündə olmalıdır.

Addım 11: Şerit və Kəmərdə Bant Boruları

Növbəti addımda, ördək bantını 5 sm uzunluğunda nazik zolaqlara kəsin və boru tutacaqlarını LED şeridi və kəmərinin ətrafına yapışdırın. 3 telli zolağın ucundan başlayın və 10 sm kəməri açıq buraxın. Hər bir ipi tam olaraq LED -in üstünə qoyduğunuzdan əmin olun. Boru tutacaqlarının bir hissəsini bağladıqdan sonra, tutucuların özləri hazırladığımız son addımla eyni şəkildə növbəti hissəni yapışdırın. Sonra növbəti bölməni yapışdırın. Son tutucunun son üç borusunu hələ də zolağa və kəmərə yapışdırmayın.

3 telin ucunda, kəmərdən kiçik bir çuxur kəsin və üç teli çuxurdan çəkin. Telləri şeridin ortasına doğru bükün və bir neçə döngə bantla bərkidin. Nəhayət telləri batareya cibinin olduğu yerə aparacağıq.

Addım 12: Batareya Cibini hazırlayın

Batareya və mikrokontrolör üçün kiçik bir cib tikdim. Əgər tikə bilmirsinizsə, iki kvadrat parçanı kəsib yapışdırın. Kəmərə bağlamaq üçün plastik bir mesh parçadan sapı olan bir kvadrat kəsdim (şəkilə bax) - adi parça da işləməlidir. Kvadrat, batareya cibi ilə eyni ölçüdə olmalıdır.

İndi batareya cibini daşımaq istədiyiniz yeri seçin. Mənimki arxada bir az sağdadır. İndi cibini yerləşdirmək istədiyiniz iki vinil borunun arasına bir lent çıxarın və sapı LED şeridi ilə kəmərin arasına itələyin. Sapı aşağı çəkin və meydanda tikin və ya yapışdırın. Batareyanın cibinə və tutacağına bir az cırtdan yapışdırın. Ayrıca, LED şeridini yenidən kəmərə bağlamağı unutmayın.

Velcro seçdim, çünki geyindiyim paltardan asılı olaraq batareya çantasını əvəz edə bildim. Daha da təhlükəsiz və daha etibarlı bir daimi batareya çantası düzəltməyin bir çox başqa yolu var.

Addım 13: Kəmər bağlayıcı qurun

10 sm uzunluğunda bir cırtdan parçanı kəsin və kobud parçanı kəmərin üstünə 10 sm açıq buraxdığımız yerə yapışdırın. Qeyri -səlis parçanı daha sonra kənara qoyun.

Kəmər bir az ağır olduğu üçün geyindiyim müddətdə velkronun açılacağından qorxdum. Daha çox dəstək üçün üç kiçik cırtdan zolaq kəsdim. 3 borunu açmadığınız kəmərin ucuna, kəmərlə LED şeridin arasına, boruların altına hizalanmış kiçik velkro zolaqları yapışdırın. Qeyri -səlis parça LED şeridinə, kobud tərəfi isə kəmərə yapışmalıdır. Qeyri -səlis parça bir tərəfdən, kobud parça isə digər tərəfdən yapışmalıdır. Buna görə, hər bir parça digər parçaya toxunmadan əvvəl, yalnız kəmər və LED şeridi arasında yarıya qədər qala biləcək. LED şeridi və kəmərinin kənarından yapışan tərəflər artıq yapışqan olmaması üçün parça ilə örtülmüş ola bilər.

Bəzi bant zolaqları ilə son vinil boru tutacaqlarını kəmərə bağlayın.

İndi kənara qoyduğunuz 10 sm qeyri -səlis parçanı alın. Kəmərin altına eyni tərəfdən kiçik cırtdan zolaqları qoyduğunuz yerə yapışdırın.

İndi ətəyi sınayaraq kəməri bağlaya bilərsiniz.

Addım 14: LED Proqramını yükləyin

İndi LED proqramını mikrokontrolörünüzə yükləməlisiniz.

Çox yaxşı yazılmış və ətraflı dərsliklər olduğundan, yalnız sizinlə əlaqələri bölüşəcəyəm: Bir Arduino ilə işə başlamağınız, Arduino Ətrafını öyrənmək, mikro nəzarətçini kompüterə bağlamaq və proqramları Arduinoya yükləmək üçün daha çox kömək lazımdırsa. faydalı məlumatları Arduino saytında və ya Adafruit Flora Dərsliyində tapa bilərsiniz.

Başlamaq üçün əla bir LED proqramı Adafruit -dən Strandtestdir. Yalnız təlimatı izləyin, NeoPixel zip faylını yükləyin və Arduino kitabxananıza əlavə edin. RGB LEDləri haqqında daha çox məlumat əldə etmək və öz kodunuzu yazmaq istəyirsinizsə FastLED kitabxanasına baxın. Ünvanlı LED şeritləri və pikselləri proqramlaşdırmaq üçün başqa bir Arduino kitabxanasıdır. Bəzi gözəl nümunələri görmək üçün Fast LED cəmiyyətinə baxın.

Addım 15: Zolağı Mikro nəzarətçiyə qoşun

Kəmərdən +5 V teli mikro nəzarət cihazındakı VBAT pininə, GND -dən GND -yə və məlumat telini mikro nəzarətçiyə yüklədiyiniz LED kodunda təyin etdiyiniz pinə lehimləyin. 6 nömrəli pin seçdim. Tellərin yırtılmayacağından əmin olmaq üçün Floranı bir plastik parçaya yapışdırdım və sancaqları isti yapışqanla qorudum. Sol küncdə kiçik bir düymə açarını da görə bilərsiniz - fərqli LED nümunələri arasında dəyişmək üçün əlavə etdim. İndi güc mənbəyinizi mikrokontrolöre bağlayın və LED kəməri yanmalıdır.

Adım 16:… Demək olar ki, bitdi

Demək olar ki, bitdi! İndi lifləri müxtəlif uzunluqlarda kəsə bilərsiniz. Fərqli effektlər istəsəniz, liflərin uzunluğu boyunca zımpara kağızı istifadə edə və ya lifləri bir az əymək olar. Uçlara doğru daha çox yayılmaq üçün uclarını bir az daha zımpara etdim.

Təlimatımı oxuduğunuz üçün və ətəyinizi tikib əyləndiyiniz üçün təşəkkür edirəm. Hər hansı bir sualınız varsa və ya bir şey aydın deyilsə, soruşmaqdan çəkinməyin.