Levitating LED Lampe: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Har du nogensinde leget med magneter og prøvet at få dem til at svæve? Det er jeg sikker på, at mange af os har, og selvom det kan virke muligt, hvis det placeres meget omhyggeligt, vil du efter et stykke tid indse, at det faktisk er umuligt at gøre. Dette skyldes Earnshaw's sætning, der beviser, at det er umuligt at svæve et objekt med kun ferromagnetiske materialer. Vi har imidlertid en løsning. I stedet for at bruge magneter vil vi svæve lampen ved hjælp af en illusion kaldet tensegrity, hvilket gør en lampe, der ligner den flyder!

Trin 1: Forbrugsvarer

For at lave denne lampe er der brug for en række forskellige forsyninger:

Elektronik:

• Arduino Nano Board
• Jumper ledninger
• 24 LED -ring
• 9V batteri
• 9V batteristik

Dekorative forsyninger:

• Pap (eller træ, hvis du bruger laserskæring)
• Fiskelinje (enhver skal fungere, og prøv at vælge en så gennemsigtig som muligt)

Andre:

• Elastik
• Varm limpistol
• Varme limpinde
• Loddeudstyr
• velcro

Trin 2: Saml elektronikken

Først skal vi samle de elektroniske dele. Dette er enkelt og kan gøres med et par trin:

1. Lod 9V batteristikket til Arduino Nano -kortet. Dette kan være lidt svært, men det er en væsentlig del af projektets succes, fordi ikke nok strøm til bestyrelsen får det til ikke at fungere korrekt. Tilslut den røde ledning til VIN -stiften, og slut den sorte ledning til en af GND -benene på brættet.
2. Lod lodstiftene bag på LED -ringen. På disse 24 LED -ringe er der normalt 4 steder til lodning, men i dette projekt vil vi kun bruge 3: DI, VCC og GND. DO -delen vil ikke blive brugt i dette projekt. Lod det med tråden pegende ind i ringen, da ringens yderside vil være skjult bag et stykke papir, men hvis jumpertrådene er loddet i den forkerte retning, vil det stikke ud af lampen.
3. Tilslut ledningerne til Nano. DI skal tilsluttes henholdsvis D5 -stiften, VCC tilsluttet 5V og GND til GND på henholdsvis LED -ringen og Arduino Nano.

Og du er færdig med elektronikken!

Trin 3: Tensegrity -skulpturen

Til dette projekt bruger vi tensegrity, som er et udtryk, der bruges til at beskrive handlingen med at bruge spænding til at holde noget på plads. Hvis du bare vil oprette skulpturen, kan du downloade Adobe Illustrator -filen, der er lavet til laserskæring, eller se på fotoet og selv klippe det ud i pap.

Hvis du vil forstå, hvordan dette fungerer, skal du fortsætte med at læse herunder!

Denne tensegrity -skulptur bruger fiskelinje til at få det til at ligne mere et svævende objekt. På det annoterede foto fremhæves placeringen af hver af de 6 linjer i separate farver. De længere røde er dem, der holder toppen fra at falde. Lad os kalde disse "strukturelle linjer". Så har vi de blå linjer, som er meget kortere end de røde, og holder den øverste del opad. Lad os kalde disse "levitationslinjer".

I vores tensegrity -skulptur er levitationslinjerne dem, der holder strukturen oppe. Fordi den øverste del vil bevæge sig ned på grund af tyngdekraften, skal levitationslinjerne holde strukturen oppe. Når de er fastgjort, er de meget spændte og holder den øverste del af strukturen oppe. Der er en af disse på to af fire sider af skulpturen, selvom man i teorien er nok til at holde strukturen oppe.

Men hvis du prøvede at vedhæfte bare levitationslinjerne, vil du bemærke, at det let vælter. Dette skyldes, at toppen kun er fastgjort med to punkter, hvilket ikke er nok til at give en stabil struktur. Forestil dig en vippe. Den er fastgjort med en linje, så den kan bevæge sig frit. I vores tilfælde har vi den øverste del fastgjort med to punkter, og to punkter danner en linje, så toppen af vores tensegrity -skulptur med kun levitationslinjer er bare en vippe.

Det er her, de strukturelle linjer spiller ind. Disse linjer er også spændte, og de holder strukturen på plads. Hvis toppen af strukturen læner sig i en hvilken som helst retning, vil strukturelle linjer i den anden retning holde strukturen på plads, hvilket får strukturen til at blive stabil.

Selvom det ligner magi, er der faktisk en god grund bag hele skulpturen!

Trin 4: Samling af strukturen

Nu er det tid til at samle strukturen for at have lampen fastgjort til den. Denne del er relativt let:

1. Find bundstykker. De er altid de største firkantede.
2. Læg "arm" stykkerne på. Sørg for, at de alle vender i samme retning, når de ses fra deres side. Dette sikrer, at tensegrity -strukturen kan samles efter hensigten.
3. Læg et af sidestykkerne på. Dette giver os mulighed for at være sikker på, at armstykket ikke skubbes for langt ind, mens vi limer det, og sikrer, at hele bunden af strukturen kan justeres.
4. Saml resten af strukturen. Brikkerne skal falde på plads nøjagtigt, og med lidt limning ender du med det, der er vist ovenfor.

Efter at have gjort det, er det tid til at forbinde fiskelinerne med strukturerne.

1. Ved hjælp af varm lim limes fire stykker fiskelinje til hvert af hjørnerne af en af strukturens dele. Sørg for, at de alle har samme længde.
2. Lim fiskelinjen til de tilsvarende hjørner på den anden struktur. Jeg fandt det lettere at lime, hvis hele strukturen lå ned, så jeg ikke skulle holde den op med mine hænder.
3. Lim "levitationslinjerne" på plads. Skub top- og bundpartierne så langt væk som muligt, efter at limen er afkølet, og lim de to sidste fiskelinjer imellem, og forbinder strukturens arme.

Hvis du har nået så langt, så godt arbejde! Du har allerede gjort det meste af arbejdet:)

Nu skal vi samle lampen. Denne del er virkelig let:

1. Lim LED -ringen til det cirkulære "hjul" stykke med de to huller i midten. Sørg for, at plaststøtten til jumpertrådene er helt inde i den ydre cirkel.
2. Lim de to cirkulære stykker sammen. Lim det første "hjul" stykke med komplet cirkel med to huller i midten. Disse gør toppen af vores svævende lampe.
3. Bind batteriet til det sidste rektangulære stykke. Dette stykke har et hul til 9V batteriet, og bind det sammen med Arduino Nano board med gummibånd. Husk ikke at bruge lim her: batteriet dør til sidst, og du har ikke noget at bruge!
4. Tag et stykke B5 -papir, og lim det rundt om lampens kant. Dette fungerer som en lampeskærm, og det vil også blokere seerne for at se tavlen og batteriet i lampen.
5. Du kan have noget hængende ud af lampens bund. På et par af mine fotos forsøgte jeg at bruge korte, skårne halmstykker til at skabe en lysekrone -effekt, men jeg tog det senere ud, fordi det var i vejen for mine fotos. Du kan være kreativ med det, du lægger her!
6. Lim toppen af lampen til det sidste hjulstykke. Sørg igen for, at alle stykker fiskelinje har samme længde.
7. Lim velcro til toppen af det andet hjul og til bunden af den øverste del af strukturen. Dette holder lampen på plads, mens den svæver. Brug af velcro gør det muligt at tage det ned og give det et nyt batteri, når du har brug for det.

Trin 5: Kodning

Nu er den sjove del: kodning af, hvordan du vil have lampen til at se ud! Jeg har brugt et roterende RGB -lys her, men du er velkommen til at oprette, hvad du vil, og være kreativ med det!

Jeg ved, at jeg forklarede hver del af koden uafhængigt i min sidste instruktør, men denne gang inkluderede jeg alle forklaringerne i kommentarerne i koden. Mens du udforsker koden, skal du huske på, hvad jeg har skabt: en roterende regnbuelampe. Hvis denne forklaring ikke var god nok (jeg ved ikke, hvordan jeg ellers skal forklare det), kan du altid se tilbage på den video, der var inkluderet i begyndelsen. Du kan se koden herunder, eller downloade den fra Arduino Create -webstedets link herunder!

Arduino Opret link

(Hvis også mange beder mig om at forklare koden mere detaljeret, gør jeg måske noget ved det …)

Levitating_Lamp.ino

#omfatte// omfatte biblioteket for at bruge LED -ringen

#definePIN5 // pin, som LED -ringen er forbundet til

#defineNumPixels24 // antallet af pixels i ringen. der er ringe med 8 lysdioder, eller du kan bruge en LED -strip med Neopixels. Husk bare at angive, hvor mange lysdioder du har!

Adafruit_NeoPixel pixels (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // erklære lysobjektet kaldet pixels. Koden refererer til LED -ringen som denne.

#defineDELAYVAL20 // dette bestemmer, hvor længe brættet skal vente, før lysene drejes. Hvis du gør dette mindre, vil regnbuens farver rotere endnu hurtigere.

int r [NumPixels]; // dette er den røde værdi for alle lysdioderne

int g [NumPixels]; // dette er den grønne værdi for alle lysdioderne

int b [NumPixels]; // dette er den blå værdi for alle lysdioderne

constint diff = 31; // dette indstiller lysstyrkeværdien. Det maksimale antal er 31, men ethvert tal x, hvor 0 <x <32 vil fungere.

/////// Indstil lysets startposition ////////

voidsetLights () {

int R = 8*diff, G = 0, B = 0; // startpositionen for alle lysdioderne

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

r = R;

g = G;

b = 0;

}

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

g [i+8] = G;

b [i+8] = B;

r [i+8] = 0;

}

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

r [i+16] = R;

b [i+16] = B;

g [i+16] = 0;

}

}

/////// Afslut indstilling af LED'ernes udgangsposition ////////

voidsetup () {

pixels.begin (); // slå pixelobjektet til

setLights (); // indstil LED'ernes udgangsposition

}

int idx = 0; // indstil LED -rotationens startposition

voidloop () {

/////// indstil farven på hver af lysdioderne //////////

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

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

pixels.show ();

}

/////// afslut med at indstille farven på lysdioderne ////////

forsinkelse (DELAYVAL); // vent DELAYVAL millisekunder

idx ++; // flyt LED'ernes rotation med en

idx%= 24; // mod værdien med 24. Dette begrænser værdien af idx til mellem 0 og 23, inklusive

}

se rawLevitating_Lamp.ino hostet af ❤ af GitHub

Trin 6: Færdig

Nu er det tid til at tænde lampen, holde velcroen fast i strukturen og slukke lyset: det er showtime. Du er velkommen til at foretage de ændringer, du ønsker, og dele med verden, hvad du har skabt med dette projekt!

Held og lykke og fortsæt med at udforske!