Levitav LED -lamp: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kas olete kunagi magnetitega ringi mänginud ja proovinud neid levitada? Olen kindel, et paljudel meist on see olemas ja kuigi see võib tunduda võimalik, võib see väga hoolikalt paigutades mõne aja pärast aru saada, et seda on tegelikult võimatu teha. Selle põhjuseks on Earnshawi teoreem, mis tõestab, et ainult ferromagnetiliste materjalidega on võimatu objekti levitada. Siiski on meil lahendus. Magnetite kasutamise asemel levitame lampi, kasutades illusiooni nimega tensegrity, tehes lambi, mis näeb välja nagu ujuv!

Samm: tarvikud

Selle lambi valmistamiseks on vaja mitmesuguseid tarvikuid:

Elektroonika:

• Arduino Nano juhatus
• Jumper juhtmed
• 24 LED -rõngas
• 9V aku
• 9V aku pistik

Dekoratiivsed tarvikud:

• Papp (või puit, kui kasutatakse laserlõikust)
• Õngenöör (ükskõik milline peaks toimima ja proovige valida võimalikult läbipaistev)

Teised:

• Kummipael
• Kuum liimipüstol
• Kuum liimipulgad
• Jootmisseadmed
• Velcro

Samm: pange elektroonika kokku

Esiteks peame kokku panema elektroonilised osad. See on lihtne ja seda saab teha mõne sammuga:

1. Jootke 9V aku pistik Arduino Nano plaadile. See võib olla natuke keeruline, kuid see on projekti edu jaoks oluline osa, kuna tahvlile antud ebapiisav võimsus põhjustab selle ebaõiget toimimist. Ühendage punane juhe VIN -tihvtiga ja must juhe ühe plaadi GND -tihvtiga.
2. Jootke tihvtid LED -rõnga tagaküljele. Nendel 24 LED -rõngal on tavaliselt 4 kohta jootmiseks, kuid selles projektis kasutame ainult 3: DI, VCC ja GND. DO osa selles projektis ei kasutata. Jootke see nii, et traat oleks suunatud rõngasse, kuna rõnga väliskülg jääb paberitüki taha peitu, kuid kui hüppaja juhtmed on jootetud vales suunas, ulatub see lambist välja.
3. Ühendage juhtmed Nano -ga. DI tuleb ühendada vastavalt LED -rõnga ja Arduino Nano pistikuga D5, VCC 5V -ga ja GND GND -ga.

Ja olete elektroonikaga valmis!

3. samm: Tensegrity skulptuur

Selle projekti puhul kasutame pinget, mis on termin, mida kasutatakse pinge kasutamise toimingu kirjeldamiseks, et midagi paigal hoida. Kui soovite lihtsalt skulptuuri luua, saate alla laadida laserlõikamiseks loodud Adobe Illustrator faili või vaadata fotot ja lõigata see ise papist välja.

Kui soovite aru saada, kuidas see toimib, lugege edasi!

See pingelise kujuga skulptuur kasutab õngenööri, et see tunduks pigem hõljuv objekt. Kommenteeritud fotol on iga 6 joone asukoht eraldi värvides esile tõstetud. Pikemad punased on need, mis takistavad ladva kukkumist. Nimetagem neid "struktuurseteks joonteks". Siis on meil sinised jooned, mis on punastest palju lühemad, hoides ülemist osa üles. Nimetagem neid "levitatsiooniliinideks".

Meie pingelise skulptuuri puhul hoiavad struktuuri üleval levitatsioonijooned. Kuna ülemine osa soovib gravitatsiooni tõttu allapoole liikuda, peavad levitatsioonijooned konstruktsiooni üleval hoidma. Kui need on kinnitatud, on nad väga pinges, hoides konstruktsiooni ülemist osa üles. Skulptuuri neljal küljel on üks neist, kuigi teoreetiliselt piisab ühest konstruktsiooni hoidmiseks.

Kui aga proovisite kinnitada ainult levitatsioonijooni, märkate, et see kukub kergesti ümber. Seda seetõttu, et ülaosa on kinnitatud ainult kahe punktiga, mis ei ole stabiilse struktuuri tagamiseks piisav. Kujutage ette kiiget. See on kinnitatud ühe joonega, võimaldades sellel vabalt liikuda. Meie puhul on ülemine osa kinnitatud kahe punktiga ja kaks punkti moodustavad joone, nii et meie pingelise skulptuuri ülaosa, kus on ainult levitatsioonijooned, on ainult kiik.

Siin tulevad mängu struktuursed jooned. Need jooned on samuti pinges ja hoiavad struktuuri paigas. Kui konstruktsiooni ülaosa kaldub mis tahes suunas, hoiavad konstruktsioonijooned teises suunas konstruktsiooni paigas, muutes konstruktsiooni stabiilseks.

Kuigi see tundub maagiana, on kogu skulptuuri taga tegelikult palju põhjust!

4. samm: struktuuri kokkupanek

Nüüd on aeg konstruktsioon kokku panna, et lamp oleks selle külge kinnitatud. See osa on suhteliselt lihtne:

1. Leidke põhitükid. Nad on alati suurimad ruudukujulised.
2. Pange "käe" tükid peale. Veenduge, et nad kõik oleksid küljelt vaadates samas suunas. See tagab pingelise struktuuri kokkupanemise ettenähtud viisil.
3. Pange üks küljetükkidest peale. See võimaldab meil olla kindel, et käeosa ei ole liimimise ajal liiga kaugele surutud, ning tagab kogu konstruktsiooni aluse joondamise.
4. Pange ülejäänud konstruktsioon kokku. Tükid peaksid täpselt paika loksuma ja mõne liimimise korral jõuate ülaltooduteni.

Pärast seda on aeg ühendada õngenöörid konstruktsioonidega.

1. Liimige kuuma liimi abil neli õngenööri tükki konstruktsiooni ühe osa iga nurga külge. Veenduge, et need oleksid kõik ühepikkused.
2. Liimige õngenöör teise konstruktsiooni vastavate nurkade külge. Mul oli lihtsam liimida, kui kogu konstruktsioon oli pikali, nii et ma ei peaks seda kätega üleval hoidma.
3. Liimige "levitatsioonijooned" oma kohale. Pärast liimi jahtumist lükake ülemine ja alumine osa nii kaugele kui võimalik ja liimige vahele kaks viimast õngenööri, ühendades konstruktsiooni käed.

Kui olete nii kaugele jõudnud, siis head tööd! Sa oled suurema osa tööst juba ära teinud:)

Nüüd peame lambi kokku panema. See osa on tõesti lihtne:

1. Liimige LED -rõngas ümmarguse "ratta" tüki külge, mille keskel on kaks auku. Veenduge, et hüppajate juhtmete plasttoed oleksid täielikult välisringi sees.
2. Liimige kaks ümmargust tükki kokku. Liimige esimene "ratta" tükk täisringiga, mille keskel on kaks auku. Need moodustavad meie levitava lambi ülaosa.
3. Siduge aku viimase ristkülikukujulise detaili külge. Sellel tükil on auk 9 V aku jaoks ja kinnitage see koos Arduino Nano plaadiga kummipaeltega. Pidage meeles, et ärge kasutage siin liimi: aku hakkab lõpuks tühjaks saama ja teil pole midagi kasutada!
4. Võtke tükk B5 paberit ja liimige see ümber lambi serva. See toimib nagu lambivari ja see takistab vaatajatel ka tahvli ja lambi aku nägemist.
5. Lambipõhjast võib midagi riputada. Proovisin mõnel oma fotol kasutada lühikeste, lõigatud kõrreosade abil lühteriefekti, kuid võtsin selle hiljem välja, kuna see oli minu fotode jaoks takistuseks. Võite olla loominguline sellega, mida siia panete!
6. Liimige lambi ülaosa viimase rattaosa külge. Veenduge veelkord, et kõik õngenööri tükid oleksid sama pikkusega.
7. Liimige takjapael teise ratta ülaossa ja konstruktsiooni ülemise osa põhja. See hoiab lampi paigal selle levitamise ajal. Velcro kasutamine võimaldab teil selle maha võtta ja vajadusel uue aku anda.

Samm: kodeerimine

Nüüd on siin lõbus osa: kodeerige, kuidas soovite lampi välja näha! Olen siin kasutanud pöörlevat RGB -valgustit, kuid looge julgelt kõike, mida soovite, ja olge sellega loov!

Ma tean, et selgitasin iga koodi osa iseseisvalt oma viimases juhendis, kuid seekord lisasin kõik selgitused koodi kommentaaridesse. Koodi uurides pidage meeles, mida olen loonud: pöörlevat vikerkaarelampi. Kui see selgitus ei olnud piisavalt hea (ma ei tea, kuidas seda muidu seletada), võite alati vaadata tagasi alguses olevale videole. Näete allolevat koodi või laadige see alla Arduino Loo veebisaidi lingilt!

Arduino Loo link

(Kui ka piisavalt inimesi palub mul koodi üksikasjalikumalt selgitada, siis võib -olla ma teen sellega midagi …)

Levitating_Lamp.ino

#kaasake// LED -rõnga kasutamiseks teegi lisamine

#definePIN5 // tihvt, millega LED -rõngas on ühendatud

#defineNumPixels24 // rõnga pikslite arv. rõngaid on 8 LED -iga või võite kasutada neopikslitega LED -riba. Ärge unustage täpsustada, kui palju LED -e teil on!

Adafruit_NeoPixel pikslid (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // deklareerida valgusobjekt nimega pikslid. Kood viitab LED -rõngale sellisena.

#defineDELAYVAL20 // see otsustab, kui kaua plaat peaks ootama, enne kui tulesid pööratakse. Kui muudate selle väiksemaks, pöörlevad vikerkaarevärvid veelgi kiiremini.

int r [NumPikslid]; // see on kõigi LED -ide punane väärtus

int g [NumPikslid]; // see on kõigi LED -ide roheline väärtus

int b [NumPikslid]; // see on kõigi LED -ide sinine väärtus

constint diff = 31; // see määrab heleduse väärtuse. Maksimaalne arv on 31, kuid mis tahes arv x, kus 0 <x <32, töötab.

/////// Määrake tulede esialgne asukoht ////////

voidsetLights () {

int R = 8*erinevus, G = 0, B = 0; // kõigi valgusdioodide lähteasend

jaoks (int i = 0; i <8; i ++, R- = diff, G+= diff) {

r = R;

g = G;

b = 0;

}

jaoks (int i = 0; i <8; i ++, G- = diff, B+= diff) {

g [i+8] = G;

b [i+8] = B;

r [i+8] = 0;

}

jaoks (int i = 0; i <8; i ++, B- = diff, R+= diff) {

r [i+16] = R;

b [i+16] = B;

g [i+16] = 0;

}

}

/////// Lõpetage valgusdioodide esialgse asukoha seadistamine ////////

voidsetup () {

pixels.begin (); // lülitage pikslite objekt sisse

setLights (); // määrake valgusdioodide lähteasend

}

int idx = 0; // määrake LED -i pöörlemise lähteasend

voidloop () {

/////// määrake iga LED -i värv ////////

jaoks (int i = 0; i <arvpikslit; i ++) = "" {

pixels.setPixelColor (i, pixels. Color (r [(i+idx)%24], g [(i+idx)%24], b [(i+idx)%24]));

pixels.show ();

}

/////// lõpetage LED -ide värvi määramine ////////

viivitus (DELAYVAL); // oota DELAYVAL millisekundit

idx ++; // liigutage valgusdioodide pöörlemist ühe võrra

idx%= 24; // muutke väärtust 24. Sellega piiratakse idx väärtus vahemikus 0 kuni 23 (kaasa arvatud)

}

vaata rawLevitating_Lamp.ino, mille hostiks on GitHub ❤

6. samm: lõpetage

Nüüd on aeg lamp sisse lülitada, takjapael konstruktsiooni külge kinni keerata ja tuled välja lülitada: on showtime. Tehke julgelt mis tahes muudatusi, mida soovite, ja jagage maailmaga seda, mille olete selle projektiga loonud!

Palju õnne ja jätkake uurimist!