Đèn LED bay bổng: 6 bước (có hình ảnh)

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

Bạn đã bao giờ nghịch nam châm và cố gắng làm cho chúng bay lên chưa? Tôi chắc rằng nhiều người trong chúng ta đều có, và mặc dù điều đó có vẻ khả thi, nhưng nếu được đặt rất cẩn thận, sau một thời gian, bạn sẽ nhận ra nó thực sự không thể làm được. Điều này là do Định lý Earnshaw, chứng minh rằng không thể bay một vật thể chỉ bằng vật liệu sắt từ. Tuy nhiên, chúng tôi có một cách giải quyết. Thay vì sử dụng nam châm, chúng tôi sẽ nâng chiếc đèn lên bằng cách sử dụng một ảo ảnh có tên là căng thẳng, tạo ra một chiếc đèn trông giống như nó đang lơ lửng!

Bước 1: Nguồn cung cấp

Để làm ra chiếc đèn này, cần có nhiều loại vật tư khác nhau:

Thiết bị điện tử:

• Bảng Arduino Nano
• Dây nhảy
• 24 vòng LED
• Pin 9V
• Đầu nối pin 9V

Đồ trang trí:

• Các tông (hoặc gỗ, nếu sử dụng cắt laser)
• Dây câu (bất kỳ cái nào cũng được và cố gắng chọn một cái càng trong suốt càng tốt)

Khác:

• Dây cao su
• Súng bắn keo nóng
• Keo nóng
• Thiết bị hàn
• khóa dán

Bước 2: Lắp ráp các thiết bị điện tử

Đầu tiên chúng ta cần lắp ráp các bộ phận điện tử. Điều này rất đơn giản và có thể được thực hiện với một vài bước:

1. Hàn đầu nối pin 9V vào bảng Arduino Nano. Điều này có thể hơi khó khăn một chút, nhưng nó là một phần thiết yếu cho sự thành công của dự án vì không đủ năng lượng cung cấp cho bo mạch sẽ khiến nó hoạt động không bình thường. Kết nối dây màu đỏ với chân VIN và kết nối dây màu đen với một trong các chân GND trên bảng.
2. Hàn các chân vào mặt sau của vòng LED. Trên 24 vòng LED này, thường có 4 vị trí để hàn, nhưng trong dự án này, chúng tôi sẽ chỉ sử dụng 3: DI, VCC và GND. Phần DO sẽ không được sử dụng trong dự án này. Hàn nó với dây chỉ vào trong vòng, vì bên ngoài của vòng sẽ được giấu sau một mảnh giấy, nhưng nếu các dây nhảy được hàn không đúng hướng, nó sẽ nhô ra khỏi đèn.
3. Kết nối dây với Nano. DI phải được kết nối với chân D5, VCC kết nối với 5V và GND với GND, trên vòng LED và Arduino Nano, tương ứng.

Và bạn đã hoàn thành với các thiết bị điện tử!

Bước 3: Điêu khắc Tensegrity

Đối với dự án này, chúng tôi đang sử dụng tính căng thẳng, là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả hành động sử dụng sức căng để giữ một thứ gì đó ở đúng vị trí. Nếu bạn chỉ muốn tạo tác phẩm điêu khắc, thì bạn có thể tải xuống tệp Adobe Illustrator, được tạo để cắt bằng laser hoặc nhìn vào ảnh và tự cắt nó ra bằng bìa cứng.

Nếu bạn muốn hiểu cách thức hoạt động của nó, thì hãy tiếp tục đọc phần bên dưới!

Tác phẩm điêu khắc căng thẳng này sử dụng dây câu để làm cho nó có vẻ giống một vật thể bay hơn. Trong ảnh có chú thích, vị trí của mỗi dòng trong số 6 dòng được đánh dấu, bằng các màu riêng biệt. Những cái dài hơn màu đỏ là những cái giữ cho phần trên không bị rơi xuống. Hãy gọi đây là những "đường cấu trúc". Sau đó, chúng ta có các đường màu xanh, ngắn hơn nhiều so với đường màu đỏ, giữ phần trên cùng lên. Hãy gọi đây là những "đường bay".

Trong tác phẩm điêu khắc căng thẳng của chúng tôi, các đường bay là những đường giữ cấu trúc lên. Bởi vì phần trên cùng muốn di chuyển xuống vì trọng lực, các đường bay phải giữ cấu trúc lên. Khi chúng được gắn vào, chúng rất căng, giữ phần trên của cấu trúc lên. Có một trong số những thứ này ở hai trong bốn mặt của tác phẩm điêu khắc, mặc dù trên lý thuyết, một trong số đó là đủ để giữ cấu trúc.

Tuy nhiên, nếu bạn chỉ cố gắn các đường bay lên, bạn sẽ nhận thấy rằng nó dễ dàng rơi xuống. Điều này là do đỉnh chỉ được gắn bởi hai điểm, không đủ để cung cấp một cấu trúc ổn định. Hãy tưởng tượng một chiếc bập bênh. Nó được gắn bởi một đường, cho phép nó di chuyển tự do. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi có phần trên cùng được gắn bởi hai điểm và hai điểm tạo thành một đường thẳng, vì vậy phần trên của tác phẩm điêu khắc căng thẳng của chúng tôi, chỉ với các đường bay, chỉ là một cái bập bênh.

Đây là lúc các đường cấu trúc phát huy tác dụng. Những đường này cũng căng thẳng, và chúng giữ cấu trúc đúng vị trí. Nếu đỉnh của kết cấu nghiêng về một hướng nào đó, các đường kết cấu theo hướng khác sẽ giữ kết cấu tại chỗ, làm cho kết cấu trở nên ổn định.

Mặc dù nó trông giống như ma thuật, nhưng thực sự có rất nhiều lý do đằng sau toàn bộ tác phẩm điêu khắc!

Bước 4: Lắp ráp cấu trúc

Bây giờ là lúc để lắp ráp cấu trúc để có đèn gắn vào nó. Phần này tương đối dễ:

1. Tìm các mảnh cơ sở. Chúng luôn là những hình vuông lớn nhất.
2. Đặt các mảnh "cánh tay" vào. Đảm bảo rằng tất cả họ đều quay mặt về cùng một hướng khi nhìn từ phía họ. Điều này đảm bảo cấu trúc căng thẳng sẽ có thể được lắp ráp như dự định.
3. Đặt một trong những miếng bên trên. Điều này cho phép chúng tôi chắc chắn rằng phần cánh tay không bị đẩy quá xa trong khi chúng tôi dán nó và đảm bảo toàn bộ phần đế của cấu trúc có thể được căn chỉnh.
4. Lắp ráp phần còn lại của cấu trúc. Các mảnh sẽ rơi vào đúng vị trí, và với một số miếng dán, bạn sẽ kết thúc với những gì được hiển thị ở trên.

Sau khi làm điều đó, nó là thời gian để kết nối các dây câu với các cấu trúc.

1. Sử dụng keo nóng, dán bốn đoạn dây câu vào mỗi góc của một trong các phần của cấu trúc. Đảm bảo rằng chúng có cùng chiều dài.
2. Dán dây câu vào các góc tương ứng trên cấu trúc khác. Tôi thấy việc dán keo dễ dàng hơn nếu toàn bộ cấu trúc được đặt xuống, vì vậy tôi sẽ không phải dùng tay giữ nó.
3. Dán các "đường bay" vào vị trí. Đẩy phần trên và phần dưới ra xa hết mức có thể, sau khi keo nguội, và dán hai dây câu cuối cùng vào giữa, nối các tay của cấu trúc.

Nếu bạn đã làm được điều đó đến nay, thì công việc tốt! Bạn đã hoàn thành hầu hết công việc rồi:)

Bây giờ chúng ta cần phải lắp ráp đèn. Phần này thực sự dễ dàng:

1. Dán vòng đèn LED vào miếng "bánh xe" hình tròn có hai lỗ ở giữa. Đảm bảo rằng giá đỡ bằng nhựa cho dây nhảy hoàn toàn nằm bên trong vòng tròn bên ngoài.
2. Dán hai miếng hình tròn lại với nhau. Dán miếng "bánh xe" đầu tiên với hình tròn hoàn chỉnh với hai lỗ ở giữa. Những thứ này tạo nên đỉnh của chiếc đèn bay của chúng tôi.
3. Buộc pin vào miếng hình chữ nhật cuối cùng. Miếng này có một lỗ được tạo cho pin 9V và buộc nó xuống, cùng với bảng Arduino Nano, bằng dây cao su. Hãy nhớ không sử dụng keo ở đây: pin cuối cùng sẽ chết và bạn sẽ không có gì để sử dụng!
4. Lấy tờ giấy B5 dán keo quanh viền đèn. Điều này hoạt động giống như một bóng đèn và nó cũng sẽ chặn người xem nhìn thấy bo mạch và pin trong đèn.
5. Bạn có thể treo thứ gì đó ra khỏi đáy đèn. Trong một vài bức ảnh của mình, tôi đã thử sử dụng những đoạn rơm cắt ngắn để tạo hiệu ứng đèn chùm, nhưng sau đó tôi đã gỡ nó ra vì nó cản trở ảnh của tôi. Bạn có thể sáng tạo với những gì bạn đặt ở đây!
6. Keo đầu đèn vào miếng bánh xe cuối cùng. Một lần nữa, hãy đảm bảo rằng tất cả các đoạn dây câu có cùng chiều dài.
7. Keo khóa dán vào đầu bánh xe thứ hai và vào cuối phần trên cùng của cấu trúc. Điều này sẽ giữ đèn tại chỗ trong khi nó đang bay lên. Việc sử dụng khóa dán cho phép bạn tháo nó xuống và cung cấp cho nó một viên pin mới khi bạn cần.

Bước 5: Mã hóa

Bây giờ đây là phần thú vị: mã hóa những gì bạn muốn đèn trông như thế nào! Tôi đã sử dụng đèn RGB xoay ở đây, nhưng hãy thoải mái sáng tạo bất cứ thứ gì bạn muốn và sáng tạo với nó!

Tôi biết tôi đã giải thích từng phần của mã một cách độc lập trong hướng dẫn cuối cùng của tôi, nhưng lần này, tôi đã đưa tất cả các giải thích vào các nhận xét trong mã. Trong khi bạn khám phá mã, hãy ghi nhớ những gì tôi đã tạo: một chiếc đèn cầu vồng xoay. Nếu lời giải thích đó không đủ hay (tôi không biết giải thích thế nào khác), bạn luôn có thể xem lại video được bao gồm ở phần đầu. Bạn có thể xem mã bên dưới hoặc tải xuống từ liên kết trang web Tạo Arduino bên dưới!

Arduino Tạo liên kết

(Ngoài ra, nếu có đủ người yêu cầu tôi giải thích mã chi tiết hơn, có lẽ tôi sẽ làm điều gì đó về nó…)

Levitating_Lamp.ino

#bao gồm// bao gồm thư viện để sử dụng vòng LED

# definePIN5 // chân mà vòng LED được kết nối với

# defineNumPixels24 // số lượng pixel trong vòng. có các vòng có 8 đèn LED hoặc bạn có thể sử dụng dải đèn LED với Neopixels. Chỉ cần nhớ xác định bạn có bao nhiêu đèn LED!

Điểm ảnh Adafruit_NeoPixel (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // khai báo đối tượng sáng gọi là pixel. Mã sẽ tham chiếu đến vòng LED như thế này.

# defineDELAYVAL20 // điều này quyết định bảng sẽ đợi bao lâu trước khi đèn được xoay. Nếu bạn làm điều này nhỏ hơn, thì các màu cầu vồng sẽ quay nhanh hơn nữa.

int r [NumPixels]; // đây là giá trị màu đỏ cho tất cả các đèn LED

int g [NumPixels]; // đây là giá trị màu xanh lá cây cho tất cả các đèn LED

int b [NumPixels]; // đây là giá trị màu xanh lam cho tất cả các đèn LED

constint diff = 31; // điều này đặt giá trị độ sáng. Số tối đa là 31, nhưng bất kỳ số x nào mà 0 <x <32 sẽ hoạt động.

/////// Đặt vị trí ban đầu của đèn ////////

voidsetLights () {

int R = 8 * khác biệt, G = 0, B = 0; // vị trí ban đầu của tất cả các đèn LED

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;

}

}

/////// Kết thúc thiết lập vị trí ban đầu của các đèn LED ////////

voidsetup () {

pixel.begin (); // bật đối tượng pixel

setLights (); // thiết lập vị trí ban đầu của đèn LED

}

int idx = 0; // thiết lập vị trí ban đầu của vòng quay LED

voidloop () {

/////// đặt màu của từng đèn LED ////////

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

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

pixel.show ();

}

/////// kết thúc thiết lập màu của đèn LED ////////

trì hoãn (DELAYVAL); // đợi DELAYVAL mili giây

idx ++; // di chuyển vòng quay của các đèn LED một

idx% = 24; // sửa đổi giá trị bằng 24. Điều này hạn chế giá trị của idx trong khoảng từ 0 đến 23, bao gồm

}

xem rawLevitating_Lamp.ino được lưu trữ với ❤ bởi GitHub

Bước 6: Hoàn thành

Bây giờ là lúc để bật nguồn đèn, dán khóa dán vào cấu trúc và tắt đèn: đã đến giờ chiếu. Hãy thoải mái thực hiện bất kỳ thay đổi nào bạn muốn và chia sẻ với thế giới những gì bạn đã tạo ra với dự án này!

Chúc may mắn và tiếp tục khám phá!