Interaktivní zářící houby: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento návod vám ukáže, jak vyrobit houby, které budou ve tmě svítit. Jednotlivé houby můžete vypnout a znovu zapnout stisknutím horní části.

Začal jsem tento projekt pro školní úkol, kde jsme museli něco vytvořit pomocí Arduino Uno.

Chtěl jsem vytvořit něco hezkého a kouzelného a rychle jsem se rozhodl, že chci dělat zářící houby. Zpočátku jsem je chtěl nejen rozzářit, ale také je nechat hýbat a hrát melodii. Vzhledem k termínu uzávěrky projektu jsem ale musel tyto nápady sešrotovat.

Tento projekt byl inspirován videem pro kutily:

Zde najdete postup, kterým jsem tyto světla vytvořil, a také návod, jak to udělat.

Pro tento projekt budete potřebovat:

• Arduino Uno;
• Prkénko;
• Parfémová deska;
• 5 LED diod z neopixelního LED pásku;
• 5 tlakových senzorů;
• Světelný senzor;
• Odpor 470Ω;
• 6 rezistorů jakékoli hodnoty;
• Tuhý drát (nevodivý!);
• Průhledný silikonový tmel;
• Akvarelová barva;
• Přilnavý film
• Stromová kláda;
• Vrtačka;
• Dláto a kladivo;
• Dráty v několika barvách;
• Elektrická páska;
• Ostatní, silná páska;
• Horké lepidlo;
• Smršťovací trubice;
• Tepelná pistole;
• Pájecí stanice;
• Kleště;
• hedvábný papír;
• Pevná ruka a spousta času a trpělivosti;

Krok 1: Návrh konceptu

Téměř okamžitě jsem věděl, co chci pro tento projekt udělat. Jelikož jsem už nějakou dobu chtěl dělat žhnoucí houby, usoudil jsem, že je to ideální příležitost. Abych měl trochu představu o technologii, která stojí za houbami, načrtl jsem, jak je vyrobím. To byl důležitý krok v mém procesu, protože tímto způsobem jsem vlastně mohl vizualizovat hardware a utřídit si věci v hlavě. Nakonec se design trochu změnil (umístil jsem LED nad snímač tlaku, přidal jsem tuhý drát, abych zatlačil na senzor a přidržel horní část houby a odstranil jsem pohybové a zvukové komponenty).

Před zahájením tohoto projektu jsem neměl žádné zkušenosti s Arduinem a věděl jsem, jak trochu kódovat v Pythonu, a tak jsem provedl průzkum. Přibližně jsem věděl, co budu pro svůj projekt potřebovat, a tak jsem vyčistil internet a začal experimentovat s kódem. Rychle jsem narazil na problémy se svými servy (které jsem chtěl použít k tomu, aby se houby pohybovaly), a tak jsem se rozhodl tuto myšlenku zahodit. Později, když jsem zjistil, že potřebuji více času, než jsem původně myslel, abych zjistil, jak kódovat to, co chci, a vyprázdnit stromovou logu, rozhodl jsem se také upustit od hudebního nápadu a zůstat jen u hub.

Také jsem si uvědomil, že by pravděpodobně bylo dobré umístit tlakový senzor pod LED, takže senzor nebude blokovat žádné světlo.

Krok 2: Příprava protokolu

Jedním z časově nejnáročnějších úkolů tohoto projektu bylo vyhloubení protokolu. Navrhoval bych buď pořídit si měkký druh dřeva, který se snadno zpracovává (na rozdíl ode mě), nebo koupit již vydlabaný kmen.

Pokud chcete vydlabat vlastní kládu, můžete díru buď vypálit, nebo použít metodu, kterou jsem použil. K mé metodě budete potřebovat vrtačku, dláto, kladivo a hodně trpělivosti.

Než začnete vrtat, měli byste přemýšlet o tom, jak hluboko chcete strom vyhloubit. Poznámka: Pokud odstraníte více dřeva, projekt bude nakonec méně těžký, ale také méně pevný.

Když zhruba víte, jak hluboko chcete jít, můžete začít vrtat otvory. Odstraňte dřevo mezi vyvrtanými otvory pomocí dláta a kladiva. Tento postup opakujte, dokud nebudete spokojeni.

Pamatujte, že strana polena s otvorem v něm bude dno!

Nyní byste měli vykreslit, kam chcete, aby se vaše houby, světelný senzor a napájecí kabel vydaly a vyvrtat na těchto místech otvory zvenčí dovnitř do kulatiny. Doporučuji umístit světelný senzor daleko od hub, protože pokud je příliš blízko, světlo z hub se bude kazit s hodnotami senzoru.

Krok 3: Výroba houbových čepic

Na houbové čepice budete potřebovat průhledný silikonový tmel, akvarelové barvy, přilnavou fólii, něco na míchání a kulaté předměty (nebo rozpadlý hedvábný papír).

smíchejte kousek silikonu s trochou akvarelové barvy. Vybral jsem si bílou, abych mohl svým houbám stále dávat jakoukoli barvu, kterou jsem chtěl, pomocí barvy LED, ale pokud chcete jen jednu barvu, můžete ji zesílit tím, že vytvoříte houby stejné barvy.

Dále položte silikon na kousek potravinářské fólie a přeložte na něj potravinářskou fólii, aby byl silikon vložen mezi ně. Rukou vyrovnejte silikon, dokud nebude mít požadovanou tloušťku. Chcete -li získat představu o tom, jak bude vypadat, můžete jej podržet na světle. Ujistěte se, že klobouky na houby jsou dostatečně velké, aby se do nich vešly LED diody a snímače tlaku!

Umístěte potravinářskou fólii na kulatý předmět a nechte ji uschnout.

Až úplně zaschne, můžete ho vyjmout z potravinářské fólie, v případě potřeby odstranit jakýkoli přístup kolem okrajů a čepice na houby je hotová.

Krok 4: Zapojení LED diod

Zatímco vaše houbové čepice schnou, můžete začít s přípravou hardwarových komponent, počínaje LED diodami. K přípravě LED diod budete muset provést následující:

1. Odřízněte a odizolujte 9 červených vodičů, 9 černých vodičů (místo některých LED jsem použil modré kvůli nedostatku černého vodiče) a 9 kabelů barvy dle vašeho výběru (to budou vodiče použité pro data). Ujistěte se, že jsou vaše kabely dostatečně dlouhé, aby vedly ze spodní části kmene stromu až nahoru a dokonce i dost vyčnívaly. Je lepší je udělat příliš dlouhé než příliš krátké
2. Odřízněte 5 LED diod z vašeho LED pásku.
3. Připojte černé kabely k uzemňovacím kolíkům LED. Jeden kabel na každé straně LED. Opakujte s červenými kabely pro 5voltový pin na LED diodách a s ostatními kabely pro datový pin. Budete mít jednu LED s vodiči pouze na jedné straně, toto bude pátá a poslední LED, a proto nebude potřebovat další tři kabely. Na LED diodách uvidíte šipky ukazující jedním směrem. Pomocí trvalé značky označte konec vodičů na straně, ze které přicházejí šipky. To je velmi důležité, protože to budete později potřebovat!
4. Abyste ochránili dráty a zabránili jejich vzájemnému dotyku, odřízněte kousky smršťovací bužírky, umístěte je na odkryté dráty a pomocí smršťovací pistole je zmenšete.
5. Nakonec stočte kabely dohromady, jak je znázorněno na obrázcích.

Poznámka: Pokud chcete, můžete sejmout plastový kryt na LED diodách, ale doporučil bych jej nechat zapnutý, aby LED chránil.

Krok 5: Přidání tlakových senzorů

Pod LED diody umístíme tlakové senzory.

K jejich přípravě budete potřebovat následující:

1. Odřízněte asi 15 cm tuhého drátu (ujistěte se, že nevede elektřinu!) Použil jsem stříbrný drát;

2. Otočte drát do spirály, jak je znázorněno na obrázcích;

3. Přilepte jednu stranu spirály k tlakovým senzorům (použil jsem k tomu superglue, ale jakékoli lepidlo to zvládne);

4. Ujistěte se, že tlakové senzory zapadají pod LED diody. Pokud tomu tak není, můžete ohýbat dráty LED diod tak, aby pasovaly.

5. Umístěte tlakové senzory pod LED diody tak, aby LED dioda byla mezi spirálou drátu. Podívejte se na fotografie pro referenci.

6. Pokud chceme, aby tlaková čidla fungovala správně, budeme muset udělat něco, co je podrží při stisknutí vodičů. Za tímto účelem jsem mezi kabely pod tlakovými senzory umístil pásku.

Dále musíme pájet vodiče k tlakovým senzorům. (Tento krok můžete také provést dříve, než uděláte všechny ostatní, ale já jsem to udělal v tomto pořadí)

7. Odřízněte a odizolujte 15 vodičů: 5 pro zem, 5 pro data a 5 pro 5 voltů. Doporučil bych pro ně použít jiné barvy, než jaké jste použili pro LED diody. Použil jsem oranžovou, zelenou a šedou.

8. Připájejte vodiče pro data a 5 voltů k tlakovým senzorům. Při přidávání odporů použijeme uzemňovací vodič (v dalším kroku)

POZNÁMKA: Možná budete chtít do těchto svazků vodičů přidat také nějaký tuhý drát. To nakonec dodá stonkům hub trochu větší sílu. Neudělal jsem to, protože jsem si neuvědomil, jak těžké budou případné houby.

Krok 6: Světelný senzor a odpory

V tomto kroku připravíme světelný senzor a v případě potřeby přidáme odpory.

Začneme světelným senzorem:

1. Ještě jednou odřízněte a odizolujte vodič pro zem, data a jeden pro 5 voltů.

2. Připájejte vodič pro data a 5 voltů ke světelnému senzoru.

Nyní přidáme všechny odpory.

Pro tlakové senzory a světelný senzor budete muset provést následující:

1. Uzemněte zemnící vodič na polovinu, odizolujte každý konec drátu a mezi oba konce připájejte odpor. Nezáleží na tom, jaká je hodnota odporu. Použijte smršťovací trubici na celý odpor, aby byla chráněna a pevně zajištěna uvnitř drátu.

2. Dále buď opatrně odřízněte gumu/plast přibližně ve středu datového vodiče, aby se odhalil kousek skutečného drátu, nebo datový vodič přestřihněte na polovinu, každý konec znovu odizolujte a pájejte zpět k sobě.

3. Pájejte zemnící vodič s odporem uvnitř k odkrytému vodiči na datovém vodiči, jak je znázorněno na obrázcích. K zakrytí obnažených vodičů použijte elektrickou pásku nebo smršťovací trubičku (před pájením určitě na drát nějaké navlékněte!)

Pro LED budeme potřebovat pouze jeden odpor.

1. Vyberte jeden ze svazků vodičů LED, které jste právě vytvořili (doporučil bych vybrat ten s nejdelšími dráty, protože ten půjde nejdále po stromovém protokolu) poznámka: nevybírejte LED s dráty pouze na jedné straně! Toto bude poslední z 5!

2. Přidejte odpor 470Ω k datovému vodiči této diody LED stejným způsobem jako u tlakových senzorů a světelného senzoru.

3. Znovu také použijte smršťovací trubku k ochraně a zajištění rezistoru.

Krok 7: Výroba stonků

Abychom vytvořili stonky, musíme nejprve zjistit, jak dlouho chceme, aby byly přibližně:

1. Protáhněte svazky kabelů LED otvory, které jste vytvořili ve stromovém protokolu.

2. Hrajte si trochu s vyčnívajícími kabely, dokud nebudete spokojeni s tím, jak to vypadá. Pokud chcete mít představu o tom, jak to bude vypadat, můžete na ně položit silikonové klobouky.

3. Jakmile jste spokojeni, označte místo na svazku drátů, kde jde do protokolu, pomocí trvalé značky.

4. Znovu vytáhněte svazky kabelů a pomocí pásky zajistěte, aby dráty zůstaly pevně pohromadě.

Nyní k části, kde vlastně vyrábíme stonky:

1. Natřete dráty stejnou barvou jako vaše houby. Pro jistotu bych doporučil malovat trochu níže, než kam chcete, aby vaše stonky směřovaly.

2. Smíchejte průhledný silikonový tmel s akvarelovými barvami stejným způsobem, jako jste to udělali s klobouky na houby.

3. Umístěte barevný silikon na list potravinářské fólie a položte na něj svazek kabelů. Ujistěte se, že je silikon přibližně uprostřed místa, kde chcete, aby byl dřík na vodičích.

4. Přeložte potravinovou fólii na polovinu přehybem co nejblíže svazku drátů.

5. Stiskněte silikon proti svazku drátů a hrajte si s ním, dokud nejsou dráty, kam chcete, aby stonek směřoval, zcela zakryty. Poznámka: Je dobré vynést silikon tak vysoko, jak jen můžete, ale nezakrývejte snímač tlaku.

6. Opakujte postup s dalšími 4 svazky drátů a nechte je uschnout.

Krok 8: Testování (a kód)

Než budete vše pájet dohromady, pravděpodobně budete chtít vyzkoušet, zda vaše komponenty stále fungují.

Pomocí prkénka rychle připojte všechny svazky LED a světelný senzor a nahrajte kód do svého Arduina a zkontrolujte, zda vše stále funguje. Všimněte si, že pravděpodobně budete muset upravit parametry senzorů pro váš projekt.

POZNÁMKA: Nemám žádné zkušenosti s kódováním, takže to zdaleka není nejúčinnější způsob, jak to udělat. Pravděpodobně by bylo lepší použít několik funkcí a spustit přes ně různé proměnné LED. Pokusil jsem se, aby to fungovalo, ale nakonec jsem se rozhodl to udělat jednodušším a méně efektivním způsobem, protože jsem trávil příliš mnoho času nad kódem a musel jsem jít dál.

Kód:

#define NUM_LEDS 5

#define DATA_PIN 6

LED diody CRGB [NUM_LEDS];

// LED 0

int inPinPressureSensor0 = A0;

int ledState0 = HIGH;

plovoucí tlak Čtení0;

float pressurePrevious0 = LOW;

// LED 1

int inPinPressureSensor1 = A1;

int ledState1 = VYSOKÝ;

plovoucí tlakReading1;

float pressurePrevious1 = LOW;

// LED 2

int inPinPressureSensor2 = A2;

int ledState2 = HIGH;

plovoucí tlakReading2; float pressurePrevious2 = LOW;

// LED 3

int inPinPressureSensor3 = A3;

int ledState3 = VYSOKÝ;

plovoucí tlak Čtení3;

float pressurePrevious3 = LOW;

// LED 4

int inPinPressureSensor4 = A4;

int ledState4 = HIGH;

plovoucí tlak Čtení4;

float pressurePrevious4 = LOW;

//Světelný senzor

int inPinLightSensor = A5;

plovoucí světlo Čtení;

plovoucí světloPředchozí;

neplatné nastavení ()

{

Serial.begin (9600);

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS);

// tlakový senzor LED 0

pinMode (inPinPressureSensor0, INPUT);

// LED snímače tlaku 1

pinMode (inPinPressureSensor1, INPUT);

// LED tlakového senzoru 2

pinMode (inPinPressureSensor2, INPUT);

// LED snímače tlaku 3

pinMode (inPinPressureSensor3, INPUT);

// LED tlakového senzoru 4

pinMode (inPinPressureSensor4, INPUT);

//Světelný senzor

pinMode (inPinLightSensor, INPUT);

}

prázdná smyčka ()

{

// LED pro čtení tlaku 0

pressureReading0 = analogRead (inPinPressureSensor0);

zpoždění (20);

// LED pro čtení tlaku 1

pressureReading1 = analogRead (inPinPressureSensor1);

zpoždění (20);

// LED pro čtení tlaku 2

pressureReading2 = analogRead (inPinPressureSensor2);

zpoždění (20);

// LED pro čtení tlaku 3

pressureReading3 = analogRead (inPinPressureSensor3);

zpoždění (20);

// LED pro čtení tlaku 4

pressureReading4 = analogRead (inPinPressureSensor4);

zpoždění (20);

//Světelný senzor

lightReading = analogRead (inPinLightSensor);

// Pokud svítí, LED nesvítí.

if (lightReading> 28.0)

{

ledState0 = LOW;

ledState1 = LOW;

ledState2 = LOW;

ledState3 = LOW;

ledState4 = LOW;

}

// Pokud je tma a předtím bylo světlo, LED se rozsvítí.

if (lightReading 28.0)

{

ledState0 = VYSOKÝ;

ledState1 = VYSOKÝ;

ledState2 = VYSOKÝ;

ledState3 = VYSOKÝ;

ledState4 = VYSOKÝ;

}

// pokud pin snímače tlaku 0 čte 38,0 (není stisknuto) if (tlak Čtení0> = 38,0 && tlakPředchozí0 <38,0 && lightČtení <= 28,0)

{

// pokud LED 0 svítí, vypněte ji. jinak (takže když je vypnutý) zapněte ho.

if (ledState0 == HIGH)

{

ledState0 = LOW;

}

jiný

{

ledState0 = VYSOKÝ;

}

}

// pokud pin čidla tlaku 1 čte 100,0 (není stisknuto) if (tlak Čtení1> = 100,0 && tlakPředchozí1 <100,0 && lightČtení <= 28,0)

{

// pokud LED 1 svítí, vypněte ji. jinak (takže když je vypnutý) zapněte ho.

if (ledState1 == HIGH)

{

ledState1 = LOW;

}

jiný

{

ledState1 = VYSOKÝ;

}

}

// pokud kolík 2 snímače tlaku čte 180,0 (není stisknuto) if (tlak Čtení2> = 180,0 && tlakPředchozí2 <180,0 && lightČtení <= 28,0)

{

// pokud LED 2 svítí, vypněte ji. jinak (takže když je vypnutý) zapněte ho.

if (ledState2 == HIGH)

{

ledState2 = LOW;

}

jiný

{

ledState2 = VYSOKÝ;

}

}

// pokud čidlo tlaku č. 3 čte 6,0 (nestlačeno), pokud (tlakČtení3> = 6,0 && tlakPředchozí3 <6,0 && lightČtení <= 28,0)

{

// pokud LED 3 svítí, vypněte ji. jinak (takže když je vypnutý) zapněte ho.

if (ledState3 == HIGH)

{

ledState3 = LOW;

}

jiný

{

ledState3 = VYSOKÝ;

}

}

// pokud kolík čidla tlaku 4 čte 10,0 (není stisknuto), pokud (tlakČtení4> = 10,0 && tlakPředchozí4 <10,0 && lightČtení <= 28,0)

{

// pokud LED 4 svítí, vypněte ji. jinak (takže když je vypnutý) zapněte ho.

if (ledState4 == HIGH)

{

ledState4 = LOW;

}

jiný

{

ledState4 = VYSOKÝ;

}

}

if (ledState0 == HIGH)

{

LED [0] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

jiný

{

leds [0] = CRGB:: Black;

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

if (ledState1 == HIGH)

{

LED [1] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

jiný

{

leds [1] = CRGB:: Black;

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

if (ledState2 == HIGH)

{

LED [2] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

jiný

{

leds [2] = CRGB:: Black;

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

if (ledState3 == HIGH)

{

LED [3] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

jiný

{

leds [3] = CRGB:: Black;

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

if (ledState4 == HIGH)

{

LED [4] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

jiný

{

leds [4] = CRGB:: Black;

FastLED.show ();

zpoždění (30);

}

tlakPředchozí0 = tlakČtení0;

tlakPředchozí1 = tlakČtení1;

tlakPředchozí2 = tlakČtení2;

tlakPředchozí3 = tlakČtení3;

tlakPředchozí4 = tlakČtení4;

lightPrevious = lightReading;

// Otevřete sériový monitor, abyste viděli své hodnoty a podle toho změnili parametry.

Serial.println ("Tlak0:");

Serial.println (pressureReading0);

Serial.println ("Pressure1:");

Serial.println (pressureReading1);

Serial.println ("Tlak2:");

Serial.println (pressureReading2);

Serial.println ("Pressure3:");

Serial.println (pressureReading3);

Serial.println ("Pressure4:");

Serial.println (pressureReading4);

Serial.println ("LightReading:");

Serial.println (lightReading);

zpoždění (200);

}

Krok 9: Pájení

Nyní nejtěžší část projektu: pájení všeho dohromady… uvnitř protokolu.

Poznámka: své odhalené vodiče budete muset chránit smršťovací trubkou, takže si je před zapájením kabelů nezapomeňte nasadit! Pokud zapomenete, můžete je také zakrýt elektrickou páskou.

1: Začněte připájením kabelu z 5voltového pinu vašeho Arduina k desce perf. Totéž proveďte se zemí, datovým kolíkem ~ 6 a A0 až A5.

2. Dále protáhněte světelný senzor otvorem v protokolu. Pájecí zem na zem na desce perf, 5 voltů na 5 voltů na desce perf a data na A5 na desce perf. Pomocí smršťovací trubice zakryjte odkryté dráty.

3. Protáhněte svůj první houbový stonek otvorem v protokolu (toto je stonek s odporem na datovém vodiči!). Pečlivě připájejte každý vodič na jeho místo: (můžete se také podívat na schéma, které vám pomůže s přehledem, co kam jde)

• Pájejte datový vodič snímače tlaku na A0 na desce perf;
• Připájejte zemnicí vodič snímače tlaku k zemi na desce perf;
• Pájejte 5voltový vodič snímače tlaku na 5voltovou desku perf.
• Pájejte datový vodič, který jste označili LED, na ~ 6 na desce perf;
• Připájejte uzemňovací vodič, který jste označili LED, k zemi na desce perf;
• Pájejte 5voltový vodič, který jste označili LED, k 5voltům na desce perf;

4. Zakryjte odkryté dráty smršťovací trubkou.

5. Chcete -li mít přehled, spojte páskované kabely ve svazcích.

6. Protáhněte svou druhou houbu.

• Pájejte datový vodič, který jste neoznačili první LED, na datový vodič, který jste označili druhou LED (tu, kterou jste právě protáhli);
• Zapojte zemnicí vodič, který jste neoznačili první LED, na zemnící vodič, který jste označili druhou LED (tu, kterou jste právě protáhli);
• Pájejte 5voltový vodič, který jste neoznačili první LED, na 5voltový vodič, který jste označili druhou LED (tu, kterou jste právě protáhli);

Opakujte stejný postup pro ostatní dráty a stonky hub. Ve schématu zkontrolujte, který datový vodič se připojuje ke kterému datovému kolíku.

Až budete s pájením hotovi, použijte horké lepidlo (nebo pásku, chcete -li je odstranit), abyste zajistili svou desku perf a Arduino uvnitř logu.

Mějte trpělivost a ujistěte se, že k sobě připojujete správné vodiče, jinak můžete riskovat vybuchnutí jedné z vašich LED! (To je důvod, proč bylo velmi důležité označit konec tří vodičů na LED diodách)

Krok 10: Sestavení a změna parametrů

Když je vše připájeno na místo, je čas sestavit houby!

1: Vyčistěte část stonku, kde se setkává s polenem, pomocí nůžek a přilepte je přilepené na strom. K tomu je nejlepší použít silikon.

2: Vyberte houbové čepice, které chcete použít, a na vnitřní stranu přilepte kousek hedvábného papíru. Tím zajistíte, že neuvidíte drát uvnitř houby.

3: Pomocí horkého lepidla slepte dohromady části spirály drátu, kterou jste vytvořili, abyste se ujistili, že po stisknutí drží tvar.

4: Na drátěnou spirálu přilepte houbovou čepičku.

5: Vystřihněte kruh hedvábného papíru o velikosti houby a zakryjte dno hub. Tím se vyčistí a dokonce bude vypadat trochu jako spory! Na fotografii se podívejte, jak jsem řezal hedvábný papír.

Nyní jsou všechny houby shromážděny, je čas změnit parametry senzorů.

Spusťte kód Arduino a otevřete sériový monitor. Podívejte se na hodnoty senzorů a upravujte je, dokud nebudete spokojeni. Houby můžete nastavit tak, aby reagovaly na tlak a světelný senzor reagoval na světlo, jak chcete.