Fiber Optik Denizanası Etek: 16 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Fiber optiğin etkisi çok etkileyici olduğu için fiber optik ve RGB LED'lerle bir kıyafet yapmayı düşünüyordum. Bir tasarım bulmam ve fiberleri LED şeridine nasıl bağlayacağımı bulmam biraz zaman aldı. Sonunda bu Jöle Balık Eteği yaptım: fiber optik şeritleri, bir LED şerit ve kayış üzerine bantlanan vinil tüplere yapıştırılıyor. Arkada pil ve LED'e güç ve veri sağlayan mikro denetleyici için küçük bir çanta var. Şerit üzerindeki LED'ler adreslenebilir olduğundan, kayış önceden programlanmış farklı renk ve desenlerde yanabilir.

Bu proje, RGB LED'lerle başlamanın ve Arduino IDE ile programlama hakkında bilgi edinmenin harika bir yoludur. Endişelenmeyin, bu eteği yapmak için mükemmel lehimleme veya programlama becerilerine ihtiyacınız yok.

Adım 1: Sarf Malzemeleri

Malzemeler

· 200 x 2 m uzunluğunda fiber optik - 0,05 cm çap [eBay]

· Silikon kılıflı adreslenebilir 5V RGB LED'ler (60/m) [Adafruit, eBay]

· Arduino mikrodenetleyici [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Lityum (iyon) polimer pil veya USB güç bankası [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Şeffaf vinil boru - 0,6 cm çap [donanım mağazası]

· Plastik [donanım mağazası] için şeffaf 5 Dakika Epoksi veya E6000 yapıştırıcı

· Güçlü ördek bantını temizleyin (tercihen bi-filament) [donanım mağazası]

· Isı büzüşmeli - 1 cm çap [donanım mağazası]

· 1,5 m 22 AWG örgülü bakır kablo/tel [donanım mağazası]

· İnce kemer

· 10 cm güçlü yapışkan destekli Velcro [kumaş mağazası]

· Pil çantası için kumaş

Aletler

· Sıcak yapıştırıcı tabancası

· Havya

· lehim

· Bıçak

· Makas

· Çakmak

· Isı tabancası

· İğne ve iplik

· Ölçüm bandı

Adım 2: RGB LED Şerit

RGB LED'ler adreslenebilir oldukları için çeşitli renk ve desenlerde yanabilirler. Her RGB LED'de kırmızı, yeşil ve mavi bir LED'in yanı sıra küçük bir sürücü çipi bulunur. Çip nedeniyle RGB LED, normal bir LED'den daha akıllıdır. Her LED'in çipi, şerit üzerindeki kendi konumunu bilir ve ayrıca kırmızı, yeşil ve mavinin parlaklığını ayrı ayrı kontrol edebilir. Bu nedenle, akla gelebilecek hemen hemen her desen ve renk programlanabilir.

Her bir LED arasında üç hat bulabilirsiniz: +5V, DO/DI ve GND. 5V hattı ("5 Volt" anlamına gelir) LED'e güç sağlar; DI/DO ("Veri Girişi" ve "Veri Çıkışı" anlamına gelir) LED'e nasıl ve ne zaman yanacağını söyler; GND, zemin anlamına gelir. Bu üç çizginin üstünde küçük bir makasın sembolü var - bu, LED şeridi kesmeniz gereken tek nokta.

Ayrıca şeritte okları da bulmalısınız. Oklar, verilerin seyahat ettiği yönü gösterir. Şeridin başlangıcını ve sonunu belirtmek önemlidir: ok sizden uzağa işaret eden kesim kenarı başlangıçtır. Bu tarafın bir güç kaynağına ve mikrodenetleyiciye bağlanması gerekir. Bir projede bir LED şeridi kullanmadan önce, tüm LED'lerin çalıştığını test ettiğinizden emin olun. Adım 14'te bir programı nasıl yükleyeceğinizi ve LED şeridinizi nasıl test edeceğinizi gözden geçireceğiz.

LED şeritler farklı yoğunluklarda LED'lerle (30 LED/m, 60 LED/m veya 90 LED/m) gelir. Bu proje için, daha dolgun görünümlü bir etek için 60 LED/m veya daha fazla LED/metre kullanmanızı tavsiye ederim.

Adım 3: Mikrodenetleyici

Aralarından seçim yapabileceğiniz birçok farklı mikrodenetleyici vardır. Resimde genellikle giyilebilir cihazlar için kullandığım 4 farklı mikrodenetleyici görebilirsiniz: Watterott'tan kırmızı Wattuino Nanite85, Atmel ATtiny85 mikroişlemcili en küçük karttır. Çoğu giyilebilir proje için harika. Dikiş için büyük delikler olmamasına rağmen, çok küçük olduğu için kıyafetlerinize takmak kolaydır. Kartta, bilgisayarınıza bağlamak ve güç bankası gibi bir güç kaynağı takmak için bir USB Önyükleyici bulunur. Kartın 6 pini vardır: 4 data pini, 1 GND ve 1 power.

Küçük kara tahta, aynı zamanda bir Atmel ATtiny85 mikroişlemciye sahip olan Adafruit'ten Gemma'dır. Delikler biraz daha büyüktür ve dikmek için iletken iplik kullanabilirsiniz. Gemma, Lityum Polimer piller için bir USB bağlantı noktasına ve bir JST bağlantısına sahiptir. Kart küçük projeler için harika çünkü 6 pini var: 3 data pini, 1 GND ve 2 power (3 V ve Vout).

Daha büyük siyah mikrodenetleyici Adafruit'ten Flora'dır. Flora, daha güçlü bir mikroişlemciye (Atmel Mega 32u4) sahiptir ve karmaşık projeler için kullanılabilir (birden fazla sensör, mikrofon, vb. bağlama). Kartın bir USB bağlantı noktası ve Lityum Polimer piller için bir JST konektörü vardır. Kart üzerinde 14 pinin (8 data, 3 GND ve 3 power) yanında ayrıca on/off anahtarı bulunmaktadır.

Mor mikrodenetleyici, Sparkfun'dan Atmel Mega328 mikroişlemcili LilypadArduino Simple'dır. Kartta bir JST konektörü, bir açma/kapama anahtarı ve ayrıca programlanabilir bir düğme anahtarı vardır. USB bağlantı noktası kartta olmadığından (FTDI koparma), güç kaynağı için bir güç bankası kullanmak daha karmaşıktır. 11 pini vardır: 9 data pini, 1 GND ve 1 power. Lilypad yıkanabilir ve büyük delikleri nedeniyle projeleri dikmek için iyidir.

Bu proje için Flora kullandım. Daha küçük bir mikrodenetleyici kullanabilirdim ama o sırada elimde olan tek şey buydu.

Adım 4: Güç Kaynağı

Lityum Polimer piller güçlüdür ve şarj edilmesi kolaydır. Kapasiteye (mA) bağlı olarak piller farklı boyutlarda gelir. Lityum Polimer piller genellikle mikrodenetleyiciye takılabilen 2 pimli JST konektörü ile birlikte gelir. 3,7 V'luk bir pil, tam olarak şarj edildiğinde yaklaşık 4,2 V'a sahiptir ve 3,0 V'ta ölür.

LED Şerit 5 V'luk bir güç kaynağıyla çalışmalıdır ancak aynı zamanda 3,7 V'luk bir pille de çalışır. Yine de asla 5 V'tan daha yükseğe çıkmayın.

Projeniz için hangi kapasite doğru? Bir LED yaklaşık 60 mA (miliamper) akım çeker. Şeridinizde 20 LED olduğunu hayal edin, büyük olasılıkla toplam 1.200 mA çekeceklerdir. 1200mAh (miliamper saat) bir pil bir saatliğine 1200mA sağlayabilir, bu nedenle pilinizin kapasitesi 2.500 mAh ise iki saat veya daha fazla dayanacaktır:

2.500 mAh / 1.200 mA = 2.08 sa

LED'ler her zaman tam parlaklıkta çalışmadığından, pil büyük olasılıkla daha uzun süre dayanır. Adafruit'te pilinizin çalışma süresini tahmin etmek için harika bir rehber bulabilirsiniz. Doğru kullanılmadığında Lityum Polimer piller gerçekten tehlikeli olabilir. Elektronikle fazla aşina değilseniz, bir USB güç bankası kullanmanızı tavsiye ederim. Akıllı telefonunuz veya bu durumda mikro denetleyici gibi küçük elektronik cihazlara güç sağlamak/şarj etmek için bir USB kablosuyla birlikte gelir. Lityum Polimer pil alüminyum bir kasada korunduğundan ve sızdırma veya patlamaya neden olabilecek şekilde hasar görme olasılığı daha düşük olduğundan, vücudunuzda bir USB güç bankası takmak daha güvenlidir. Bunun olmasını istemezsiniz. Bu eğitimde doğrudan bir Lityum Polimer pil kullandım (alüminyum kasada değil). O zamandan beri powerbank kullanmaya geçtim.

Adım 5: LED Şeridi ve Kayışı Kesme

Başlamak için, kayışın uzunluğunu ve kaç tane LED ve fiber optik kabloya ihtiyacınız olacağını bulmanız gerekir. Belinizin boyutunu ölçün (ölçü almak için yardım) ve ölçümünüz kadar bir LED şerit kesin. Küçük makasla işaretlenmiş en yakın kesme çizgisinden şeridi kesin (resme bakın). En iyi durumda LED şerit, kalça ölçümünüzün uzunluğundan biraz daha kısadır. Şimdi şerit üzerindeki LED'leri sayın - bu, hazırlayacağınız tek tek fiber optik şeritlerin sayısıdır. Ayrıca bu, programı mikrodenetleyicinize yüklemeden önce NeoPixel kodunda bildirmeniz gereken LED sayısıdır.

Şeridimde metre başına 60 LED var. 70 cm uzunluğunda bir parça kesildikten sonra şerit üzerinde 42 adet led kalmaktadır.

Daha sonra, daha fazla destek için LED şeridi ince bir kayışa bantlayacağım. Kemer, LED şerit kadar geniş ve yaklaşık 10 cm daha uzun olmalıdır. Kemeri kapatmak için Velcro kullanacağınız için kemer tokasını kestiğinizden emin olun.

Adım 6: LED Şerit Üzerine Lehim Telleri

Bir sonraki adımda, üç kabloyu LED şeridine lehimlemeniz ve sıcak tutkal ve ısıyla büzüşme ile kapatmanız gerekecek. Önce küçük bir ısı büzüşmeli parçayı (yaklaşık 1,5 cm uzunluğunda) silikon kılıfın üzerine itin. Ardından üç kabloyu kesin ve şeridin başlangıcındaki iletken +5V, DIN ve GND pinlerinin her birine bir tel lehimleyin (LED şeritleri nasıl lehimlenir öğretici). Üç hat için de aynı renkli kabloyu kullanıyorsanız, her bir kablonun etrafına bir miktar bant yapıştırın ve karıştırmamak için işaretleyin. Kabloların daha sonra mikrodenetleyicinize lehimlemek için yeterince uzun - yaklaşık 30 cm - olduğundan emin olun. Emin değilseniz, bunları düşündüğünüzden daha uzun yapın.

Şimdi silikon kılıfın içine az miktarda sıcak tutkal sürün, ancak ilk LED'i tutkalla kaplayacak kadar değil. Tutkal hala yumuşakken, ısı büzüşmesini silikon kılıfın yarısına ve tellerin yarısına kadar çekin. Şeritten ısıyla daralan makaron içine bir miktar yapıştırıcı bastırın ve bir ısı tabancası, çakmak veya havya kullanarak ısı büzüşmesini şerit ve teller etrafında sıkılaşıncaya kadar ısıtmak için kullanın. Şimdi LED şeridin diğer ucunu biraz sıcak tutkalla kapatın.

7. Adım: Fiber Optik Paketleri Hazırlayın

0,05 cm çapında 2 m uzunluğunda 200 fiber optik fiber tel satın aldım. Piyasada daha ince fiber optik fiberler var ama fiber ne kadar kalınsa uçlar o kadar parlak olacak ve kırılma olasılıkları o kadar düşük olacaktır.

Eteğin yaklaşık 50 cm uzunluğunda olmasını istediğim için fiber optik ipliği üç kez kestim ve 50 cm'de 800 fiber elde ettim.

Şimdi her LED'e küçük bir fiber optik demeti yapıştırılması gerekiyor. Her biri 3 cm uzunluğunda 42 parçaya (LED'lerin sayısı) böldüğüm 0,6 cm çapında şeffaf bir vinil tüp kullandım. Her bir vinil parçasına yaklaşık 17 elyaf koydum ve onları tüpün içinden ve ucundan biraz, yaklaşık 3 ila 4 cm öteye ittim. Elyafınızın veya vinil tüpünüzün kalınlığına bağlı olarak, her tüpte farklı miktarda elyaf olabilir. Sığdırabildiğiniz kadarını kullanın.

İttirdiğiniz sonunda, liflerin arasına biraz şeffaf yapıştırıcı (E6000 kullandım) yayın. Tutkalın lifler arasına girdiğinden emin olun ve ipin üst kısmını tekrar tüpe doğru çekin. Orijinal olarak 5 dakikalık bir epoksi seçmiştim ama bu en iyi seçim değildi. Yapıştırıcı gerçekten sertleşti ve lifler bazen kırıldı. Şeffaf bir E6000 yapıştırıcı da aynı şekilde çalışır ve daha esnektir.

8. Adım: Fiber Optikleri Daha Parlak Hale Getirin

Tutkal kuruduğunda, keskin bir bıçakla tüpün ucundan yaklaşık 0,5 cm kesin. Artık tüm liflerin kesilen uçla aynı hizada olduğundan ve içeriye doğru çekilmediğinden emin olun. Kesim ne kadar temiz olursa, ışık liflere o kadar iyi aktarılır.

Uçların daha da parlak olmasını sağlamak için kesilen ucu da eritebilirsiniz. Fiberler hafifçe eriyene kadar vinil borunun ucunu temiz bir aleve (gazlı fırın veya çakmak ama mum değil) yakın tutun. Yine de dikkatli olun ve aleve çok yakın tutmayın - tüpü yakmak istemezsiniz. Artık fiber uçları iki kat daha parlak olmalıdır.

9. Adım: Lifleri Ayırın

Şimdi bireysel teller neredeyse bitti. Daha dolgun görünen bir etek için lifleri ayırmamız gerekiyor. Elyafların çıktığı tüpün sonunda, bunları eşit şekilde dağıtın ve üstüne biraz sıcak tutkal koyun. Lifler eriyip büküleceğinden çok fazla tutkal kullanmayın veya tutkal tabancasını çok yakına koymayın. Tutkal kuruyana kadar yerinde tutun.

Adım 10: Vinil Tüp Tutucu Oluşturun

LED şerit çıkarılabilir, su geçirmez bir silikon kasaya sahiptir. Birçok farklı yapıştırıcı denedim ama hiçbir şey silikona kalıcı olarak yapışmadı. Ancak silikon kılıfı koruma amaçlı saklamak istedim.

Fiber demetini her bir LED'in üzerine tutturmak için, sıcak tutkaldan yapılmış küçük bir tutucu yapmak gerekir. Bir LED'in üzerine bir fiber optik şerit yerleştirin ve tüpün etrafına ve sağ ve sol tarafına biraz sıcak tutkal sürün – kuruyana kadar bekleyin. Diğer tüm lif şeritleri için ayrı ayrı tekrarlayın. Ardından yan taraftaki yapıştırıcıyı dikkatlice eritin ve 4 ila 5 boruyu birbirine yapıştırın - vinil borular arasındaki mesafeye çok dikkat edin. Sonunda, her fiber optik demeti bir LED'in tam üstünde olmalıdır.

Adım 11: Tüpleri Şerit ve Kemer Üzerine Bantlayın

Bir sonraki adımda ördek bandını 5 cm uzunluğunda ince şeritler halinde kesin ve tüp tutucuları LED şerit ve kemerin etrafına bantlayın. 3 teli olan şeridin ucuyla başlayın ve 10 cm'lik kayışı açıkta bırakın. Her teli tam olarak bir LED'in üzerine yerleştirdiğinizden emin olun. Tüp tutucuların bir bölümünü taktıktan sonra, bir sonraki bölümü, tutucuları kendi yaptığımız son adımdaki işlemin aynısıyla takın. Ardından bir sonraki bölümü ekleyin. Son tutucunun son üç tüpünü henüz şeride ve kayışa bantlamayın.

3 telin ucunda, kayışa küçük bir delik açın ve üç teli delikten çekin. Kabloları şeridin ortasına doğru bükün ve birkaç ilmekle birkaçını sabitleyin. Sonunda kabloları pil cebinin olacağı yere kadar götüreceğiz.

Adım 12: Pil Cebini Yapın

Pil ve mikrodenetleyici için küçük bir cep diktim. Dikemiyorsanız, iki kare kumaş parçası kesin ve bunları birbirine yapıştırın. Kemere takmak için plastik örgü kumaştan saplı bir kare kestim (resme bakın) - normal kumaş da aynı şekilde çalışmalıdır. Kare, pil cebiyle yaklaşık olarak aynı boyutta olmalıdır.

Şimdi pil cebini taşımak istediğiniz yeri seçin. Benimki arkada biraz sağda. Şimdi, cebi yerleştirmek istediğiniz iki vinil tüp arasındaki bant halkasını çıkarın ve kolu LED şerit ile kayış arasına itin. Kolu aşağı çekin ve kareye dikin veya yapıştırın. Pil cebine ve tutucuya biraz cırt cırt yapıştırın. Ayrıca LED şeridi tekrar kemere bantlamayı unutmayın.

Velcro'yu seçtim çünkü pil torbasını giydiğim kıyafete göre değiştirebilmek istiyordum. Daha güvenli ve daha güvenli kalıcı bir pil torbası yapmanın başka birçok yolu vardır.

Adım 13: Kemer Bağlayıcıyı Oluşturun

10 cm uzunluğunda bir cırt cırt parça kesin ve pürüzlü parçayı 10 cm açık bıraktığımız kemerin üstüne yapıştırın. Bulanık parçayı sonraya ayırın.

Kemer biraz ağır olduğu için takarken cırt cırtlının açılmasından korktum. Daha fazla destek için üç küçük cırt bant kestim. Kayışın 3 boruyu bantsız bıraktığınız ucunda, bant ile LED şerit arasındaki küçük cırt bantları boruların altına hizalayarak bantlayın. Bulanık kısım LED şeride, pürüzlü kısım ise kayışa yapışmalıdır. Bulanık parça bir taraftan çıkmalı ve kaba parça diğer taraftan çıkmalı. Bu nedenle, her bir parça, diğer parçaya dokunmadan önce sadece kayış ve LED şerit arasında yarı yolda kalabilecektir. LED şeridini ve kayışı geçen yapışkan taraflar, artık yapışkan olmamaları için kumaşla kaplanabilir.

Bazı bant şeritleri ile son vinil tüp tutucuları kayışa sabitleyin.

Şimdi kenara ayırdığınız 10 cm'lik tüylü parçayı alın. Küçük cırt bantları koyduğunuz taraftaki kemerin altına yapıştırın.

Şimdi eteği deneyebilir ve kemeri kapatabilirsiniz.

Adım 14: LED Programını Yükleyin

Şimdi LED programını mikrodenetleyicinize yüklemeniz gerekiyor.

Çok iyi yazılmış ve ayrıntılı öğreticiler olduğu için, bağlantıları sizinle paylaşacağım: Bir Arduino'ya başlamak için daha fazla yardıma ihtiyacınız varsa, Arduino Ortamını öğrenmek, mikro denetleyiciyi bir bilgisayara bağlamak ve Arduino'ya program yüklemek Arduino web sitesinde veya Adafruit Flora Eğitimi'nde faydalı bilgiler bulabilirsiniz.

Başlangıç için harika bir LED programı Adafruit'ten Strandtest'tir. Sadece öğreticiyi takip edin, NeoPixel zip dosyasını indirin ve Arduino kitaplığınıza ekleyin. RGB LED'ler hakkında daha fazla bilgi edinmek ve kendi kodunuzu yazmak istiyorsanız FastLED kitaplığına bakın. Adreslenebilir LED şeritleri ve pikselleri programlamak için başka bir Arduino kütüphanesidir. Bazı harika örnekleri görmek için Fast LED topluluğuna göz atın.

Adım 15: Şeridi Mikrodenetleyiciye Bağlayın

Kayıştan gelen +5 V kablosunu mikrodenetleyici üzerindeki VBAT pinine, GND'den GND'ye ve data kablosunu mikrodenetleyiciye yüklediğiniz LED kodunda tanımladığınız pine lehimleyin. Pin 6'yı seçtim. Kabloların kopmaması için Flora'yı bir plastik parçasına bantladım ve pimleri biraz sıcak tutkalla korudum. Sol köşede küçük bir düğme anahtarı da görebilirsiniz - Farklı LED desenleri arasında geçiş yapmak için ekledim. Şimdi güç kaynağınızı mikrodenetleyiciye bağlayın ve LED kayışı yanmalıdır.

Adım 16: … Neredeyse Tamamlandı

Neredeyse bitti! Artık lifleri farklı uzunluklarda kesebilirsiniz. Farklı efektler istiyorsanız, liflerin uzunluğu boyunca zımpara kağıdı kullanabilir veya lifleri hafifçe bükebilirsiniz. Uçlara doğru daha dağınık bir parlaklık için uçları biraz daha zımparaladım.

Eğitilebilirliğimi okuduğunuz için teşekkürler ve eteğinizi inşa ederken ve giyerken iyi eğlenceler. Herhangi bir sorunuz varsa veya net olmayan bir şey varsa, sormaktan çekinmeyin.