Levitirajuća LED lampa: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Jeste li se ikada poigrali magnetima i pokušali ih natjerati da levitiraju? Siguran sam da mnogi od nas jesu, i iako bi se moglo činiti mogućim, ako se postavi vrlo pažljivo, nakon nekog vremena shvatit ćete da je to zapravo nemoguće učiniti. To je zbog Earnshawovog teorema koji dokazuje da je nemoguće levitirati objekt samo feromagnetskim materijalima. Međutim, imamo zaobilazno rješenje. Umjesto magneta, levitrirat ćemo svjetiljku pomoću iluzije koja se naziva tensegrity, čineći svjetiljku koja izgleda kao da pluta!

Korak 1: Opskrba

Za izradu ove svjetiljke potrebni su različiti materijali:

Elektronika:

• Arduino Nano ploča
• Kratkospojne žice
• 24 LED prsten
• 9V baterija
• Priključak za bateriju 9V

Dekorativni pribor:

• Karton (ili drvo, ako koristite lasersko rezanje)
• Linija za pecanje (svaka bi trebala funkcionirati i pokušajte je odabrati što transparentniju)

Drugi:

• Gumica
• Pištolj za vruće ljepilo
• Vruće ljepilo
• Oprema za lemljenje
• Čičak

Korak 2: Sastavite elektroniku

Prvo moramo sastaviti elektroničke dijelove. Ovo je jednostavno i može se učiniti u nekoliko koraka:

1. Lemite 9V konektor baterije na Arduino Nano ploču. To može biti pomalo teško, ali bitan je dio uspjeha projekta jer nedovoljno energije koja se daje ploči uzrokovat će da ne radi ispravno. Spojite crvenu žicu na VIN pin, a crnu žicu u jedan od GND pinova na ploči.
2. Lemite igle na stražnju stranu LED prstena. Na ova 24 LED prstena obično postoje 4 mjesta za lemljenje, ali u ovom projektu koristit ćemo samo 3: DI, VCC i GND. Dio DO neće se koristiti u ovom projektu. Lemite ga žicom usmjerenom u prsten, jer će vanjska strana prstena biti skrivena iza komada papira, ali ako su žice kratkospojnika lemljene u pogrešnom smjeru, virat će iz svjetiljke.
3. Spojite žice na Nano. DI mora biti spojen na pin D5, VCC spojen na 5V, a GND na GND, na LED prstenu, odnosno Arduino Nano.

I gotovi ste s elektronikom!

Korak 3: Skulptura Tensegrity

Za ovaj projekt koristimo tensegrity, izraz koji se koristi za opisivanje čina korištenja napetosti za držanje nečega na mjestu. Ako samo želite stvoriti skulpturu, tada možete preuzeti datoteku Adobe Illustrator, napravljenu za lasersko rezanje, ili pogledati fotografiju i sami je izrezati u karton.

Ako želite razumjeti kako to funkcionira, nastavite čitati u nastavku!

Ova skulptura napetosti koristi ribolovnu liniju kako bi izgledala više kao levitirajući objekt. Na označenoj fotografiji istaknut je položaj svakog od 6 redaka, odvojenim bojama. Duže crvene boje sprječavaju pad vrha. Nazovimo to "strukturne linije". Zatim imamo plave linije, koje su mnogo kraće od crvenih, držeći gornji dio prema gore. Nazovimo ih "linijama levitacije".

U našoj skulpturi napetosti, levitacijske linije drže strukturu. Budući da se gornji dio želi pomaknuti prema dolje zbog gravitacije, linije levitacije moraju držati strukturu gore. Kad su pričvršćene, vrlo su napete, držeći gornji dio strukture prema gore. Ima jedna takva na dvije od četiri strane skulpture, iako je u teoriji jedna dovoljna da zadrži strukturu.

Međutim, ako ste pokušali pričvrstiti samo linije levitacije, primijetit ćete da se lako prevrću. To je zato što je vrh pričvršćen sa samo dvije točke, što nije dovoljno za stabilnu strukturu. Zamislite klackalicu. Pričvršćen je jednom linijom, što mu omogućuje slobodno kretanje. U našem slučaju, gornji dio pričvršćen je s dvije točke, a dvije točke tvore liniju, pa je vrh naše skulpture napetosti, sa samo linijama levitacije, samo klackalica.

Ovdje se pojavljuju strukturne linije. Ove su linije također napete i drže strukturu na mjestu. Ako se vrh konstrukcije nagne u bilo kojem smjeru, strukturne linije u drugom smjeru držat će strukturu na mjestu, uzrokujući da struktura postane stabilna.

Iako izgleda kao magija, iza cijele skulpture zapravo postoji mnogo razloga!

Korak 4: Sastavljanje strukture

Sada je vrijeme za sastavljanje konstrukcije kako bi svjetiljka bila pričvršćena na nju. Ovaj dio je relativno jednostavan:

1. Pronađite osnovne dijelove. Oni su uvijek najveći kvadratni.
2. Stavite komade "ruke". Provjerite jesu li svi okrenuti u istom smjeru ako ih gledate sa strane. Time se osigurava da će se struktura napetosti moći sastaviti kako je predviđeno.
3. Stavite jedan od bočnih dijelova. To nam omogućuje da budemo sigurni da dio ruke nije previše gurnut unutra dok ga lijepimo, te osigurava da se cijela baza konstrukcije može poravnati.
4. Sastavite ostatak konstrukcije. Komadi bi trebali točno sjesti na svoje mjesto, a uz malo lijepljenja završit ćete s onim što je gore prikazano.

Nakon toga, vrijeme je za spajanje ribarskih linija na strukture.

1. Vrućim ljepilom zalijepite četiri komada ribarske niti na svaki od uglova jednog od dijelova strukture. Provjerite jesu li svi iste duljine.
2. Zalijepite ribarsku liniju na odgovarajuće kutove na drugoj strukturi. Bilo mi je lakše lijepiti ako cijela konstrukcija leži, pa je ne bih morao držati rukama.
3. Zalijepite "linije levitacije" na mjesto. Gurnite gornji i donji dio što je dalje moguće, nakon što se ljepilo ohladi, a između njih zalijepite posljednje dvije ribarske linije, povezujući krakove konstrukcije.

Ako ste uspjeli dovde, dobar posao! Većinu posla ste već obavili:)

Sada moramo sastaviti svjetiljku. Ovaj dio je zaista jednostavan:

1. Zalijepite LED prsten na kružni komad "kotača" s dvije rupe u sredini. Provjerite jesu li plastični držači za kratkospojne žice u potpunosti unutar vanjskog kruga.
2. Zalijepite dva kružna komada zajedno. Zalijepite prvi komad "kotača" s potpunim krugom s dvije rupe u sredini. Ovo čini vrh naše levitirajuće svjetiljke.
3. Privežite bateriju za posljednji pravokutni komad. Ovaj komad ima rupu napravljenu za bateriju od 9V i povežite ga, zajedno s Arduino Nano pločom, gumicama. Zapamtite da ovdje ne smijete koristiti ljepilo: baterija će na kraju izumrijeti i nećete imati što koristiti!
4. Uzmite komad papira B5 i zalijepite ga oko ruba svjetiljke. Ovo djeluje poput sjenila, a također će blokirati gledatelje da vide ploču i bateriju u svjetiljci.
5. Može vam nešto visjeti s dna lampe. Na nekoliko svojih fotografija pokušao sam koristiti kratke, izrezane komade slame kako bih stvorio efekt lustera, ali kasnije sam ga izvadio jer mi je to smetalo na fotografijama. Možete biti kreativni s onim što ovdje stavite!
6. Zalijepite vrh svjetiljke na posljednji dio kotača. Ponovno provjerite jesu li svi dijelovi ribolovne linije iste duljine.
7. Zalijepite čičak na vrh drugog kotača i na dno gornjeg dijela konstrukcije. Ovo će držati svjetiljku na mjestu dok levitira. Korištenje čička omogućuje vam da ga skinete i date novu bateriju kad vam zatreba.

Korak 5: Kodiranje

Evo sada zabavnog dijela: kodirajte kako želite da lampa izgleda! Ovdje sam koristio rotirajuće RGB svjetlo, ali slobodno stvorite što god želite i budite kreativni s njim!

Znam da sam svaki dio koda objasnio nezavisno u zadnjoj uputi, ali ovaj put sam sva objašnjenja uključio u komentare koda. Dok istražujete kôd, imajte na umu ono što sam stvorio: rotirajuću duginu svjetiljku. Ako to objašnjenje nije bilo dovoljno dobro (ne znam kako drugačije to objasniti), uvijek se možete osvrnuti na video zapis na početku. Kôd možete vidjeti u nastavku ili ga preuzeti s donje veze na web stranici Arduino Create!

Arduino Izradi vezu

(Također, ako me dovoljno ljudi zamoli da detaljnije objasnim kôd, možda ću učiniti nešto po tom pitanju …)

Levitirajuća_svjetiljka.ino

#uključi// uključuje knjižnicu za korištenje LED prstena

#definePIN5 // pin na koji je LED prsten spojen

#defineNumPixels24 // broj piksela u prstenu. postoje prstenovi s 8 LED dioda ili biste mogli koristiti LED traku s neopikselima. Ne zaboravite navesti koliko LED dioda imate!

Adafruit_NeoPixel pikseli (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // deklarira svjetlosni objekt koji se naziva pikseli. Kod će se ovako odnositi na LED prsten.

#defineDELAYVAL20 // ovo odlučuje koliko dugo ploča treba čekati prije nego što se svjetla okrenu. Ako ovo učinite manjim, dugine će se boje rotirati još brže.

int r [NumPixels]; // ovo je crvena vrijednost za sve LED diode

int g [NumPixels]; // ovo je zelena vrijednost za sve LED diode

int b [NumPixels]; // ovo je plava vrijednost za sve LED diode

constint diff = 31; // ovo postavlja vrijednost svjetline. Maksimalni broj je 31, ali će raditi bilo koji broj x gdje je 0 <x <32.

/////// Postavite početni položaj svjetala ////////

voidsetLights () {

int R = 8*razlika, G = 0, B = 0; // početni položaj svih LED dioda

za (int i = 0; i <8; i ++, R- = razlika, G+= razlika) {

r = R;

g = G;

b = 0;

}

za (int i = 0; i <8; i ++, G- = razlika, B+= razlika) {

g [i+8] = G;

b [i+8] = B;

r [i+8] = 0;

}

za (int i = 0; i <8; i ++, B- = razlika, R+= razlika) {

r [i+16] = R;

b [i+16] = B;

g [i+16] = 0;

}

}

/////// Dovršite postavljanje početnog položaja LED dioda ////////

voidsetup () {

pikseli.begin (); // uključuje objekt piksela

setLights (); // postavljanje početnog položaja LED dioda

}

int idx = 0; // postavlja početni položaj rotacije LED diode

voidloop () {

/////// postavite boju svake od LED dioda ////////

for (int i = 0; i <numpikseli; i ++) = "" {

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

pikseli.show ();

}

/////// dovršite postavljanje boje LED dioda ////////

kašnjenje (DELAYVAL); // čekanje DELAYVAL milisekundi

idx ++; // pomiče rotaciju LED dioda za jedan

idx%= 24; // mijenja vrijednost za 24. Time se vrijednost idx ograničava na između 0 i 23, uključujući ovo

}

pogledajte rawLevitating_Lamp.ino hosted with ❤ by GitHub

Korak 6: Dovršite

Sada je vrijeme da uključite svjetiljku, zalijepite čičak na strukturu i isključite svjetla: vrijeme je za predstavu. Slobodno unesite promjene koje želite i podijelite sa svijetom ono što ste stvorili ovim projektom!

Sretno i nastavite istraživati!