Lampu LED Mengangkat: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Adakah anda pernah bermain-main dengan magnet dan mencuba untuk membuatnya bergerak? Saya yakin banyak dari kita mempunyai, dan walaupun nampaknya mungkin, jika ditempatkan dengan sangat berhati-hati, setelah beberapa lama anda akan menyedari bahawa sebenarnya mustahil untuk dilakukan. Ini kerana Teorema Earnshaw, yang membuktikan bahawa mustahil untuk mengangkat objek hanya dengan bahan feromagnetik. Walau bagaimanapun, kami mempunyai jalan penyelesaian. Daripada menggunakan magnet, kita akan mengangkat lampu menggunakan ilusi yang disebut tensegrity, menjadikan lampu yang kelihatan seperti sedang mengambang!

Langkah 1: Bekalan

Untuk membuat lampu ini, terdapat pelbagai persediaan yang diperlukan:

Elektronik:

• Papan Arduino Nano
• Wayar pelompat
• 24 Cincin LED
• Bateri 9V
• Penyambung bateri 9V

Bekalan Hiasan:

• Kadbod (atau kayu, jika menggunakan pemotongan laser)
• Pancing (mana-mana yang harus berfungsi, dan cuba memilih yang setebal mungkin)

Lain-lain:

• Getah
• Pistol gam panas
• Gam panas melekat
• Peralatan pematerian
• Velcro

Langkah 2: Pasang Elektronik

Mula-mula kita perlu memasang bahagian elektronik. Ini mudah dan boleh dilakukan dengan beberapa langkah:

1. Pateri penyambung bateri 9V ke papan Arduino Nano. Ini mungkin sedikit sukar, tetapi merupakan bahagian penting bagi kejayaan projek kerana tidak cukup kuasa yang diberikan kepada dewan akan menyebabkannya tidak berfungsi dengan baik. Sambungkan wayar merah ke pin VIN, dan sambungkan wayar hitam ke salah satu pin GND di papan.
2. Pateri pin ke bahagian belakang gelang LED. Pada 24 cincin LED ini, biasanya ada 4 tempat untuk solder, tetapi dalam projek ini, kami hanya akan menggunakan 3: DI, VCC, dan GND. Bahagian DO tidak akan digunakan dalam projek ini. Pateri dengan wayar yang menunjuk ke cincin, kerana bahagian luar gelang akan tersembunyi di belakang sehelai kertas, tetapi jika wayar pelompat disolder ke arah yang salah, ia akan menonjol dari lampu.
3. Sambungkan wayar ke Nano. DI harus disambungkan ke pin D5, VCC disambungkan ke 5V, dan GND ke GND, pada cincin LED dan Arduino Nano, masing-masing.

Dan anda sudah selesai dengan elektronik!

Langkah 3: Arca Ketegangan

Untuk projek ini, kami menggunakan tensegrity, yang merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan tindakan menggunakan ketegangan untuk menahan sesuatu di tempatnya. Sekiranya anda hanya ingin membuat patung itu, anda boleh memuat turun fail Adobe Illustrator, yang dibuat untuk pemotongan laser, atau melihat sendiri foto itu dan memotongnya dalam kadbod.

Sekiranya anda ingin memahami cara kerjanya, teruskan membaca di bawah!

Arca tensegrity ini menggunakan tali pancing untuk membuatnya kelihatan seperti objek yang melayang. Dalam foto yang dijelaskan, kedudukan setiap 6 baris diserlahkan, dalam warna yang berasingan. Merah yang lebih panjang adalah yang menjaga bahagian atas agar tidak jatuh. Mari kita panggil ini "garis struktur". Kemudian kita mempunyai garis biru, yang jauh lebih pendek daripada yang merah, memegang bahagian atas ke atas. Mari kita sebut ini "garis levitasi".

Dalam arca tegangan kita, garis levitasi adalah struktur yang mengangkat strukturnya. Kerana bahagian atas ingin bergerak ke bawah kerana graviti, garis levitasi mesti menahan struktur ke atas. Apabila mereka melekat, mereka sangat tegang, memegang bahagian atas struktur ke atas. Terdapat salah satu dari dua dari empat sisi patung itu, walaupun secara teori, satu itu cukup untuk menahan strukturnya.

Walau bagaimanapun, jika anda cuba melampirkan garis levitasi, anda akan melihat bahawa ia jatuh dengan mudah. Ini kerana bahagian atas dilampirkan hanya dengan dua titik, yang tidak cukup untuk memberikan struktur yang stabil. Bayangkan gergaji besi. Ia dilampirkan oleh satu garis, yang memungkinkannya bergerak bebas. Dalam kes kami, kami mempunyai bahagian atas yang dilampirkan oleh dua titik, dan dua titik membentuk garis, jadi bahagian atas patung tegangan kami, dengan hanya garis levitasi, hanyalah sebuah tembok.

Di sinilah garis struktur masuk untuk bermain. Garis-garis ini juga tegang, dan mereka memegang struktur pada kedudukannya. Sekiranya bahagian atas struktur condong ke arah mana pun, garis struktur ke arah lain akan menahan struktur di tempatnya, menyebabkan struktur menjadi stabil.

Walaupun kelihatan seperti sihir, sebenarnya ada banyak alasan di sebalik keseluruhan patung itu!

Langkah 4: Menyusun Struktur

Kini tiba masanya untuk memasang struktur agar lampu terpasang padanya. Bahagian ini agak mudah:

1. Cari kepingan asas. Mereka selalu menjadi yang terbesar.
2. Letakkan kepingan "lengan". Pastikan mereka semua menghadap ke arah yang sama ketika dilihat dari sisi mereka. Ini memastikan struktur ketegangan dapat dipasang sebagaimana mestinya.
3. Pakai salah satu bahagian sampingan. Ini membolehkan kita memastikan bahagian lengan tidak didorong terlalu jauh semasa kita melekatkannya, dan memastikan keseluruhan pangkal struktur dapat diselaraskan.
4. Susun struktur selebihnya. Potongan-potongan itu mesti dipasang tepat, dan dengan beberapa perekat, anda akan berakhir dengan apa yang ditunjukkan di atas.

Setelah melakukan itu, inilah masanya untuk menghubungkan tali pancing ke struktur.

1. Dengan menggunakan lem panas, lekatkan empat bahagian pancing ke setiap sudut salah satu bahagian struktur. Pastikan panjangnya sama.
2. Lekatkan pancing ke sudut yang sesuai pada struktur yang lain. Saya merasa lebih senang merekatkan jika seluruh strukturnya terbaring, jadi saya tidak perlu memegangnya dengan tangan.
3. Lekatkan "garis levitasi" di tempatnya. Tolak bahagian atas dan bawah sejauh yang anda boleh, setelah lem sejuk, dan tempelkan dua tali pancing terakhir di antara, menghubungkan lengan struktur.

Sekiranya anda berjaya sejauh ini, maka berjaya! Anda telah membuat sebahagian besar kerja:)

Sekarang kita perlu memasang lampu. Bahagian ini sangat mudah:

1. Lekatkan cincin LED ke bahagian "roda" bulat dengan dua lubang di tengahnya. Pastikan sokongan plastik untuk wayar pelompat berada di dalam bulatan luar sepenuhnya.
2. Lekatkan dua kepingan bulat itu bersama-sama. Lekatkan bahagian "roda" pertama dengan bulatan lengkap dengan dua lubang di tengahnya. Ini menjadikan bahagian atas lampu terangkat kami.
3. Ikat bateri ke bahagian segiempat terakhir. Bahagian ini mempunyai lubang yang dibuat untuk bateri 9V, dan ikat, bersama dengan papan Arduino Nano, dengan tali getah. Ingat untuk tidak menggunakan gam di sini: bateri akhirnya akan mati dan anda tidak akan mempunyai apa-apa untuk digunakan!
4. Ambil sehelai kertas B5 dan lekatkan di sekeliling tepi lampu. Ini berfungsi seperti pelindung lampu, dan ia juga akan menghalang penonton untuk melihat papan dan bateri di dalam lampu.
5. Anda boleh menggantung sesuatu di bahagian bawah lampu. Dalam beberapa foto saya, saya mencuba menggunakan potongan jerami pendek dan pendek untuk membuat kesan candelier, tetapi kemudian saya mengeluarkannya kerana ia menghalangi foto saya. Anda boleh kreatif dengan apa yang anda letakkan di sini!
6. Lekatkan bahagian atas lampu ke bahagian roda terakhir. Pastikan, sekali lagi, bahawa semua bahagian pancing mempunyai panjang yang sama.
7. Lekatkan velcro ke bahagian atas roda kedua dan ke bahagian bawah bahagian atas struktur. Ini akan menahan lampu di tempatnya semasa sedang melayang. Penggunaan velcro membolehkan anda menurunkannya dan memberikan bateri baru apabila anda memerlukannya.

Langkah 5: Pengekodan

Sekarang inilah bahagian yang menyeronokkan: mengekodkan rupa lampu yang anda mahukan! Saya telah menggunakan lampu RGB berputar di sini, tetapi jangan ragu untuk membuat apa sahaja yang anda mahukan, dan kreatif dengannya!

Saya tahu bahawa saya menjelaskan setiap bahagian kod secara bebas dalam arahan terakhir saya, tetapi kali ini, saya memasukkan semua penjelasan dalam komen dalam kod tersebut. Semasa anda meneroka kodnya, ingatlah apa yang saya buat: lampu pelangi berputar. Sekiranya penjelasan itu tidak cukup baik (saya tidak tahu cara lain untuk menerangkannya), anda selalu dapat melihat semula video yang disertakan pada awalnya. Anda dapat melihat kod di bawah, atau memuat turunnya dari pautan laman web Arduino Buat di bawah!

Arduino Buat Pautan

(Juga, jika cukup orang meminta saya menjelaskan kodnya dengan lebih terperinci, mungkin saya akan melakukan sesuatu mengenainya …)

Mengangkat_Lamp.ino

#sertakan// sertakan perpustakaan untuk menggunakan cincin LED

# definePIN5 // pin yang disambungkan cincin LED

# defineNumPixels24 // bilangan piksel di gelanggang. ada cincin dengan 8 LED, atau anda boleh menggunakan jalur LED dengan Neopixels. Hanya ingat untuk menentukan berapa banyak LED yang anda ada!

Piksel Adafruit_NeoPixel (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // nyatakan objek cahaya yang disebut piksel. Kod tersebut akan merujuk kepada cincin LED seperti ini.

# defineDELAYVAL20 // ini memutuskan berapa lama papan mesti menunggu sebelum lampu dipusingkan. Sekiranya anda menjadikannya lebih kecil, warna pelangi akan berputar lebih pantas.

int r [NumPixels]; // ini adalah nilai merah untuk semua LED

int g [NumPixels]; // ini adalah nilai hijau untuk semua LED

int b [NumPixels]; // ini adalah nilai biru untuk semua LED

constint diff = 31; // ini menetapkan nilai kecerahan. Bilangan maksimum adalah 31, tetapi sebarang nombor x di mana 0 <x <32 akan berfungsi.

/////// Tetapkan kedudukan awal lampu ////////

lampu voidset () {

int R = 8 * perbezaan, G = 0, B = 0; // kedudukan awal semua LED

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

r = R;

g = G;

b = 0;

}

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

g [i + 8] = G;

b [i + 8] = B;

r [i + 8] = 0;

}

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

r [i + 16] = R;

b [i + 16] = B;

g [i + 16] = 0;

}

}

/////// Selesaikan menetapkan kedudukan awal LED ////////

kekosongan () {

piksel.begin (); // hidupkan objek piksel

setLights (); // tetapkan kedudukan awal LED

}

int idx = 0; // tetapkan kedudukan awal putaran LED

kekosongan () {

/////// tetapkan warna setiap LED ////////

untuk (int i = 0; i <numpixels; i ++) = "" {

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

piksel.show ();

}

/////// selesai menetapkan warna LED ////////

kelewatan (DELAYVAL); // tunggu DELAYVAL milisaat

idx ++; // gerakkan putaran LED satu demi satu

idx% = 24; // mod nilai hingga 24. Ini mengehadkan nilai idx antara 0 dan 23, termasuk

}

lihat rawLevitating_Lamp.ino yang dihoskan dengan ❤ oleh GitHub

Langkah 6: Selesaikan

Kini tiba masanya untuk menyalakan lampu, pasangkan velcro ke struktur, dan matikan lampu: sudah tiba masanya. Jangan ragu untuk membuat apa sahaja perubahan yang anda mahukan, dan kongsikan kepada dunia apa yang telah anda buat dengan projek ini!

Semoga berjaya dan Terus Meneroka!