First_Encounter_: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

First_Encounter_ là một cài đặt tương tác dựa trên Arduino, được phát triển cho khóa học Thiết kế và Hiện thực Tương tác Vật lý tại KTH ở Stockholm. First_Encounter_ là một tác phẩm nghệ thuật sắp đặt treo bao gồm, trong trường hợp của chúng tôi là 20 mô-đun hình tam giác. Vì mã được sử dụng cũng là mô-đun, nên tùy thuộc vào bạn và khả năng tính toán của Arduino để xác định có bao nhiêu hình tam giác bạn muốn cho phiên bản của mình.

Làm việc chăm chỉ cho dự án tiếp theo của bạn yêu cầu âm nhạc, đây là danh sách phát First_Encounter_:

• Bạn vẫn chưa thấy gì - Bachman-Turner Overdrive
• Hot Stuff - Donna Summer
• Bạn nên biết - Alanis Morissette
• Lemon Tree - Fools Garden
• Bị mù bởi ánh sáng - Manfred Mann's Earth Band
• Hơn cả một cảm giác - Boston
• Đến với nhau - The Beatles
• Pumped Up Kicks - Nuôi dưỡng mọi người
• Wire to Wire - Razorlight
• Từ ngữ - Bee Gees
• Đếm ngược cuối cùng - Châu Âu

Bước 1: Nội dung nóng

Các nguồn cung cấp bạn cần. Số tiền chính xác bạn cần sẽ phụ thuộc vào số lượng hình tam giác bạn muốn làm:

• Gỗ cắt laser, dày 4mm
• Acrylic trắng sữa để cắt laser (2mm)
• Keo dán gỗ
• Giấy nhám
• Dải đèn LED NeoPixels, 30 LED mỗi mét, 6 mét (180 LED)
• Lá nhôm
• Dây điện - ± 70 mét màu sắc khác nhau
• Băng điện
• Servos - 10x
• Thiết bị đầu cuối vít - 170 đã qua sử dụng
• Vít nhỏ ± 8 mm dài - 80 được sử dụng
• Arduino UNO
• Bảng đột phá MPR121 Capsense - 2x
• Bảng đột phá PCA9685 Servo
• Vải đen
• Keo nóng
• Nguồn cung cấp 5V 12A

Bước 2: Bạn nên biết

Độ dày của cả acrylic và gỗ cũng như kích thước của hình tam giác đều rất quan trọng.

Mặc dù có dải đèn LED Neopixel dày 5mm, chúng tôi cảm thấy rằng chúng không đủ sáng cho mục đích này. Chúng tôi đã sử dụng dải đèn LED rộng 10mm và acrylic dày 2mm, tổng cộng lên đến 12mm. Do đó, độ dày của bức tường cũng cần phải là 12 mm, để thiết kế hoạt động, trong trường hợp của chúng tôi, kết quả là 3 lớp gỗ 4mm.

Kích thước của hình tam giác cũng phụ thuộc vào dải đèn LED bạn có hoặc số lượng bạn muốn hàn. Chúng tôi muốn có 9 đèn LED trên mỗi tam giác và đi kèm với dải Neopixel gồm 30 đèn LED trên mỗi mét để phù hợp với một tam giác lớn hơn và giảm lượng hàn. Với thiết lập 3 đèn LED này sẽ phù hợp chính xác bên trong hình tam giác mà không cần hàn thêm. Với 60 LED tiêu chuẩn trên mỗi mét cuộn, bạn cần tạo hình tam giác nhỏ hơn hoặc sử dụng nhiều LED hơn cho mỗi bên hoặc dây hàn ở giữa các LED đơn.

Bước 3: Cây chanh

Trường hợp của First_Encounter_ bao gồm tổng cộng 5 miếng, chúng tôi cắt bằng máy cắt laser. Tấm phía trước màu trắng là một mảnh acrylic màu trắng sữa, các bức tường của hộp được xây dựng từ 3 hình tam giác riêng lẻ và cuối cùng là tấm sau bằng gỗ. Đi kèm với bước này có một tệp Illustrator có thể được sử dụng để cắt laser các hình dạng.

Đối với mỗi hình tam giác bạn muốn, bạn cần dán các hình tam giác tường lại với nhau. Hình tam giác lớn nhất đi ở dưới cùng và nhỏ nhất ở trên cùng để tạo thành một hình dạng giống như cầu thang. Đảm bảo bên trong tường càng phẳng càng tốt nếu không dải đèn LED sẽ không vừa khít.

Sau khi keo khô, chà nhám bên ngoài tường và các mặt của tấm backplate ở góc khoảng 30 độ. Điều này sẽ cho phép chuyển động mà chúng ta muốn có. Cố gắng giữ nó đối xứng và giống nhau nhất có thể để đảm bảo chuyển động phù hợp. Nếu muốn, bạn có thể (phun) sơn gỗ ngay bây giờ để cuối cùng có được lớp sơn hoàn thiện tốt hơn.

Bước 4: Bị che khuất bởi ánh sáng

Neopixels của chúng tôi có vỏ chống thấm nước, cần được tháo ra để dải vừa với hình tam giác. Cắt dải đèn LED theo chiều dài bạn cần cho các hình tam giác của bạn, trong trường hợp của chúng tôi là dài 9 LED. Ở phía đầu vào, như được chỉ ra bởi các mũi tên, hàn dây vào cả ba điểm tiếp xúc (đen = mặt đất, vàng = dữ liệu vào, đỏ = dữ liệu ra trong hình). Ở phía bên kia, phía đầu ra, chỉ hàn một dây với điểm tiếp xúc 'dữ liệu ra' (màu xanh lá cây = dữ liệu ra trong hình). Đảm bảo dây chạy dọc theo dải đèn LED (xem hình), nếu không chúng sẽ không vừa! Các dây nên dài khoảng 12cm.

Cách ly các điểm cuối bằng băng dính điện để tránh ngắn mạch vì chúng sẽ bị ép vào nhau.

Cuối cùng, sau mỗi nhóm 3 đèn LED, hãy uốn cong dải tại các điểm đã cắt để tạo thành một hình tam giác.

Bước 5: Hơn cả một cảm giác

Cách First_Encounter cảm nhận là thông qua cảm biến điện dung hoặc capsense. Để capsense hoạt động chính xác nhất có thể, chúng ta cần một khối lượng lớn kim loại, tốt nhất là đồng. Tuy nhiên coper khá đắt, do đó chúng tôi đã sử dụng lá nhôm gấp lại.

Các lá nhôm cần được gấp lại thành một hình tam giác, tốt nhất là lớn hơn một chút so với không gian bên trong tường. Chúng tôi đã đi với 24 lớp cho phiên bản của chúng tôi. Cách đơn giản nhất là sử dụng các hình tam giác phế thải từ bức tường, chúng có kích thước chính xác bằng kích thước bên trong của bức tường, vì vậy nếu bạn gấp đúng cách, hình tam giác sẽ hơi to ra.

Đặt chúng theo hình chữ S như trong hình, đây là cách gấp hình tam giác tương đối dễ dàng, nếu bạn cần tạo nhiều hình tam giác thì có thể dùng băng dính chúng lại với nhau. Ở phần cuối của hình chữ S, bạn nên mở rộng hai cạnh của hình tam giác, điều này sẽ giữ cho nó được gấp sau đó. Tiếp theo đánh dấu lá nhôm nơi bạn cần cắt và sau đó dùng kéo để cắt thực sự. Điều này giúp vết cắt sạch hơn khi sử dụng dao.

Khi bắt đầu gấp, bạn có thể sử dụng một trong các tam giác thừa để có được kích thước gần đúng của (một vài) nếp gấp đầu tiên. Khi gấp, hãy giữ mặt mờ của giấy bạc bên trong và mặt phản chiếu ở bên ngoài, đèn LED sẽ phản xạ tốt hơn ra bên ngoài theo cách này.

Tiếp theo, tạo một lỗ (bạn có thể sử dụng một chiếc dùi lỗ bằng giấy đơn giản nếu cần thiết) trong hình tam giác đã gấp, gần giống với lỗ trên tấm dán mặt sau. Gấp lại hai trong số các lớp và gắn một sợi dây có phần tước lớn. Gấp lại hình tam giác và đảm bảo dây ra khỏi lỗ sau đó. Phần dây chưa quấn phải dài khoảng 10cm. Cuối cùng, thêm một số băng (điện) vào các cạnh của lỗ, điều này ngăn chúng bị rách khi các dây được đẩy qua6

Bước 6: Đến với nhau

Trước khi tiếp tục, có thể hữu ích để kiểm tra xem các dải LED có được hàn chính xác hay không.

Cách lắp ráp dễ dàng nhất là đặt các hình tam giác tường đã được chà nhám lên bàn, với mặt rộng nhất hướng lên trên. Đặt hình tam giác acrylic vào bên trong bức tường và đảm bảo rằng nó đi thẳng xuống mặt bàn. Tiếp theo, đặt dải đèn LED vào và dán tất cả chúng lại với nhau từ bên trong bằng súng bắn keo nóng.

Tiếp theo, đặt băng dính điện qua các cạnh, để ngăn sự tiếp xúc ngẫu nhiên giữa nhôm và dải đèn LED. Kéo các dây từ dải đèn LED qua lỗ trên nhôm và dán miếng nhôm vào hình tam giác.

Bây giờ lấy vải và bố trí hình dạng bạn muốn tạo với các tấm lưng của các hình tam giác. Chừa một khoảng trống nhỏ giữa hình tam giác để tăng chuyển động. Sau đó, dán các tấm lưng vào áo trên vị trí đó và cắt vải một chút ở vị trí của lỗ tấm sau.

Cuối cùng kéo dây qua và vặn các hình tam giác vào vị trí.

Bước 7: Tăng Kicks

Bây giờ mọi thứ đã được lắp ráp, chúng tôi sẽ thêm chuyển động vào cấu trúc. Bộ chuyển động sẽ được điều chỉnh bởi tổng cộng 10 servo. Chúng tôi cũng đã thêm các thiết bị đầu cuối vít ở mặt sau của mỗi hình tam giác, bằng cách này, hệ thống có thể ít nhiều theo mô-đun và dễ sửa chữa. Một lưu ý quan trọng ở đây, là đảm bảo rằng các dây dẫn ra khỏi các đầu cuối vít sẽ đi lên trên cùng khi treo, để không cản trở chuyển động.

Do lo ngại về trọng lượng, chúng tôi quyết định dán các servo vào một mảnh gỗ nhỏ và vặn mảnh đó vào hình tam giác. Chúng tôi cũng đặt các kết nối 5V và kết nối đất của cả servo và dải LED của mỗi tam giác trong cùng một đầu nối vít, theo cách này, chỉ có một dây 5V và một dây nối đất chạy lên trên từ mỗi tam giác.

Bước 8: Wire to Wire

Sơ đồ đi dây trông khá phức tạp nhưng thực tế lại rất khả thi. Nguồn điện được chia thành 5 nhóm, 1 nhóm cho Arduino và bảng đột phá và 4 nhóm cho toàn bộ cài đặt. Việc đánh số các hình tam giác bắt đầu từ hình tam giác trên cùng bên trái, nếu nhìn từ phía trước. Đây là lý do tại sao việc đánh số trong sơ đồ có vẻ ngược lại.

Về bản chất từ mỗi bảng điều khiển, 4 dây đi lên đầu:

• 2 dây cho nguồn (5V và nối đất) của cả đèn LED và servo không thường xuyên.
• 1 dây cho đầu ra dữ liệu capsense
• 1 dây cho đầu vào dữ liệu servo

Điều rất quan trọng là dây capsense hình tam giác đầu tiên, được kết nối với bảng capsense đầu tiên và điểm đầu vào đầu tiên. Chúng phải theo thứ tự, nếu không thì ánh sáng của đèn LED sẽ không hoạt động bình thường. Các đèn LED được kết nối theo chuỗi (dây màu xanh lá cây chạy ngang qua các hình tam giác), do đó số mũ và bảng điều khiển cần phải tương ứng, điều này cũng đúng đối với động cơ servo.

Chúng tôi đã gắn nguồn điện và nhiều đầu nối vít trên một khung gỗ, bằng cách này, ảnh hưởng của chuyển động lên các kết nối sẽ được giảm thiểu.

Khi đấu dây xong, bạn có thể lắp các đầu servo vào để kết nối chúng với các hình tam giác được kết nối.

Bước 9: Từ ngữ

Đây là mã Arduino

Đặt số lượng hình tam giác bạn xây dựng ở đây:

#define N_TRIANGLES 20

Đặt số lượng Servos bạn đã sử dụng ở đây:

#define N_SERVOS 10

Đặt số lượng đèn LED bạn đã sử dụng ở đây:

#define N_LEDs 180

Tốc độ hoạt ảnh bạn muốn (Hình tam giác chuyển sang màu trắng):

#define hueSpeed 2

Bước 10: Đếm ngược cuối cùng

Cảm ơn bạn và chúc bạn vui vẻ