Levitating LED ნათურა: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ოდესმე თამაშობდით მაგნიტებთან და ცდილობდით მათ ლევიტირებას? დარწმუნებული ვარ, ბევრ ჩვენგანს აქვს ეს და მიუხედავად იმისა, რომ ეს შეიძლება ჩანდეს, თუ ძალიან ფრთხილად იქნება განთავსებული, გარკვეული პერიოდის შემდეგ მიხვდებით, რომ ამის გაკეთება რეალურად შეუძლებელია. ეს არის ერნშოუს თეორემის გამო, რომელიც ადასტურებს, რომ შეუძლებელია ობიექტის ლევიტაცია მხოლოდ ფერომაგნიტური მასალებით. თუმცა, ჩვენ გვაქვს გამოსავალი. მაგნიტების გამოყენების ნაცვლად, ჩვენ გავაანალიზებთ ნათურას ილუზიის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება დაძაბულობა, და გავაკეთებთ ნათურას, რომელიც თითქოს მცურავია!

ნაბიჯი 1: მარაგი

ამ ნათურის გასაკეთებლად საჭიროა სხვადასხვა სახის მარაგი:

ელექტრონიკა:

• არდუინო ნანოს დაფა
• ჯუმბერის მავთულები
• 24 LED ბეჭედი
• 9 ვ ბატარეა
• ბატარეის კონექტორი 9 ვ

დეკორატიული მასალები:

• მუყაო (ან ხე, ლაზერული ჭრის შემთხვევაში)
• თევზაობის ხაზი (ნებისმიერი უნდა მუშაობდეს და შეეცადოს აირჩიოს რაც შეიძლება გამჭვირვალე)

სხვები:

• Რეზინის სამაჯური
• ცხელი წებოს იარაღი
• ცხელი წებოს ჩხირები
• შედუღების მოწყობილობა
• Velcro

ნაბიჯი 2: შეიკრიბეთ ელექტრონიკა

პირველ რიგში ჩვენ უნდა შევიკრიბოთ ელექტრონული ნაწილები. ეს არის მარტივი და შეიძლება გაკეთდეს რამდენიმე ნაბიჯით:

1. შეაერთეთ 9V ბატარეის კონექტორი Arduino Nano დაფაზე. ეს შეიძლება იყოს ცოტა რთული, მაგრამ ეს არის პროექტის წარმატების განუყოფელი ნაწილი, რადგან დაფისათვის საკმარისი სიმძლავრე არ გამოიწვევს მის სათანადო ფუნქციონირებას. შეაერთეთ წითელი მავთული VIN პინთან და დააკავშირეთ შავი მავთული დაფის ერთ GND ქინძისთავთან.
2. Solder ქინძისთავები უკან LED ბეჭედი. ამ 24 LED რგოლზე, როგორც წესი, არის 4 ადგილი შესადუღებლად, მაგრამ ამ პროექტში ჩვენ მხოლოდ 3 გამოვიყენებთ: DI, VCC და GND. DO ნაწილი არ იქნება გამოყენებული ამ პროექტში. მიამაგრეთ იგი მავთულით, რომელიც რგოლისკენ არის მიმართული, რადგან ბეჭდის გარე ნაწილი დაფარული იქნება ფურცლის უკან, მაგრამ თუ მხტუნავების მავთულები არასწორი მიმართულებით არის გამობმული, ის გამოვა ნათურისგან.
3. შეაერთეთ მავთულები ნანოსთან. DI უნდა იყოს დაკავშირებული D5 პინთან, VCC 5V- თან და GND GND– თან, LED რგოლზე და არდუინო ნანოზე, შესაბამისად.

და თქვენ დაასრულეთ ელექტრონიკა!

ნაბიჯი 3: დაძაბულობის ქანდაკება

ამ პროექტისთვის ჩვენ ვიყენებთ დაძაბულობას, რაც არის ტერმინი, რომელიც აღწერს დაძაბულობის გამოყენების ქმედებას რაღაცის შესანარჩუნებლად. თუ თქვენ უბრალოდ გსურთ შექმნათ ქანდაკება, მაშინ შეგიძლიათ გადმოწეროთ Adobe Illustrator ფაილი, რომელიც დამზადებულია ლაზერული ჭრისთვის, ან გადახედოთ ფოტოს და თავად გაჭრათ მუყაოში.

თუ გსურთ გაიგოთ როგორ მუშაობს ეს, განაგრძეთ კითხვა ქვემოთ!

ეს დაძაბულობის ქანდაკება იყენებს სათევზაო ხაზს, რათა ის უფრო დამსგავსებულ ობიექტს დაემსგავსოს. ანოტირებულ ფოტოში, თითოეული 6 სტრიქონის პოზიცია ხაზგასმულია, ცალკეულ ფერებში. უფრო გრძელი წითელებია ის, ვინც იკავებს ზემოდან დაცემას. მოდით ვუწოდოთ მათ "სტრუქტურული ხაზები". შემდეგ ჩვენ გვაქვს ლურჯი ხაზები, რომლებიც გაცილებით მოკლეა ვიდრე წითლები, რომლებიც ზედა ნაწილს მაღლა იჭერენ. მოდით ვუწოდოთ მათ "ლევიტაციის ხაზები".

ჩვენს დაძაბულ სკულპტურაში, ლევიტაციის ხაზები არის ის, რაც სტრუქტურას ამაგრებს. რადგანაც ზედა ნაწილს სიმძიმის გამო ქვევით გადაწევა სურს, ლევიტაციის ხაზებმა უნდა შეინარჩუნოს სტრუქტურა მაღლა. როდესაც ისინი მიმაგრებულია, ისინი ძალიან დაძაბულნი არიან, ატარებენ სტრუქტურის ზედა ნაწილს ზემოთ. ქანდაკების ოთხიდან ოთხზე არის ერთი მათგანი, მიუხედავად იმისა, რომ თეორიულად, ერთი საკმარისია სტრუქტურის შესანარჩუნებლად.

თუმცა, თუ თქვენ სცადეთ ლევიტაციის ხაზების მიმაგრება, შეამჩნევთ, რომ ის ადვილად იშლება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ზედა ნაწილი მხოლოდ ორი წერტილით არის დამაგრებული, რაც არ არის საკმარისი სტაბილური სტრუქტურის უზრუნველსაყოფად. წარმოიდგინეთ ნახერხი. იგი მიმაგრებულია ერთი ხაზით, რაც მას თავისუფლად გადაადგილების საშუალებას აძლევს. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ გვაქვს ზედა ნაწილი ორი წერტილით მიმაგრებული და ორი წერტილი ქმნის ხაზს, ასე რომ ჩვენი დაძაბულობის ქანდაკების ზედა ნაწილი, მხოლოდ ლევიტაციის ხაზებით, არის მხოლოდ ქერქი.

სწორედ აქ იწყება სტრუქტურული ხაზების თამაში. ეს ხაზები ასევე დაძაბულია და ისინი სტრუქტურას ინარჩუნებენ პოზიციაში. თუ სტრუქტურის ზედა ნაწილი რომელიმე მიმართულებით იხრება, სხვა მიმართულებით სტრუქტურული ხაზები შეინარჩუნებს სტრუქტურას, რაც იწვევს სტრუქტურის სტაბილურობას.

მიუხედავად იმისა, რომ ის ჯადოსნურად გამოიყურება, სინამდვილეში ქანდაკების უკან ბევრი მიზეზია!

ნაბიჯი 4: სტრუქტურის შეკრება

ახლა დროა შევიკრიბოთ სტრუქტურა, რომ ნათურა მასზე იყოს დამაგრებული. ეს ნაწილი შედარებით ადვილია:

1. იპოვნეთ ძირითადი ნაწილები. ისინი ყოველთვის ყველაზე დიდი კვადრატები არიან.
2. ჩაიცვი "მკლავის" ნაჭრები. დარწმუნდით, რომ ისინი ყველა ერთიდაიმავე მიმართულებით არიან მიმართული, როდესაც მათი მხრიდან შეხედავთ. ეს უზრუნველყოფს დაძაბულობის სტრუქტურის აწყობას ისე, როგორც განზრახული იყო.
3. განათავსეთ ერთი გვერდითი ნაწილი. ეს გვაძლევს საშუალებას ვიყოთ დარწმუნებულნი, რომ ხელის ნაჭერი ძალიან შორს არ არის გადაწეული, სანამ მას წებოვდებით და დარწმუნებული ვიქნებით, რომ სტრუქტურის მთელი ბაზა შეიძლება გასწორდეს.
4. შეაგროვეთ დანარჩენი სტრუქტურა. ნაჭრები ზუსტად უნდა დადგეს თავის ადგილას და გარკვეული წებოვნებით თქვენ დაასრულებთ იმას რაც ნაჩვენებია ზემოთ.

ამის შემდეგ, დროა დააკავშიროთ სათევზაო ხაზები სტრუქტურებს.

1. ცხელი წებოს გამოყენებით, დააწებეთ ოთხი ცალი სათევზაო ხაზი სტრუქტურის ერთ -ერთი ნაწილის თითოეულ კუთხეში. დარწმუნდით, რომ ისინი ყველა ერთნაირია.
2. მიამაგრეთ სათევზაო ხაზი სხვა სტრუქტურის შესაბამის კუთხეებზე. გამიადვილდა წებო, თუკი მთელი სტრუქტურა იშლებოდა, ასე რომ მე არ მომიწევდა მისი ხელებით დაჭერა.
3. წებო "ლევიტაციის ხაზები" ადგილზე. დააწებეთ ზედა და ქვედა ნაწილები რაც შეიძლება შორს, წებოს გაცივების შემდეგ და შეაერთეთ ბოლო ორი სათევზაო ხაზი მათ შორის, დააკავშირეთ სტრუქტურის მკლავები.

თუ აქამდე მიაღწიეთ, მაშინ კარგი სამუშაო! თქვენ უკვე შეასრულეთ ბევრი სამუშაო:)

ახლა ჩვენ უნდა შევიკრიბოთ ნათურა. ეს ნაწილი მართლაც ადვილია:

1. წებოვანა LED ბეჭედი წრიული "საჭე" ცალი ორი ხვრელი შუა. დარწმუნდით, რომ ჯუმბერის მავთულის პლასტიკური საყრდენი მთლიანად არის გარე წრის შიგნით.
2. წებოვანა ორი წრიული ნაჭერი ერთად. წებოვანა პირველი "ბორბლის" ნაჭერი სრული წრით, შუაში ორი ხვრელით. ეს ქმნის ჩვენი ლევიატორის ზედა ნაწილს.
3. მიამაგრეთ ბატარეა ბოლო მართკუთხა ნაჭერზე. ამ ნაჭერს აქვს 9 ვ ბატარეის ხვრელი და მიამაგრეთ იგი არდუინო ნანოს დაფასთან ერთად, რეზინის ზოლებით. დაიმახსოვრე არ გამოიყენოთ წებო აქ: ბატარეა საბოლოოდ მოკვდება და თქვენ არაფერი გექნებათ გამოსაყენებელი!
4. აიღეთ B5 ქაღალდის ნაჭერი და მიამაგრეთ იგი ნათურის რგოლზე. ეს მუშაობს ნათურის ჩრდილის მსგავსად და ის ასევე დაბლოკავს მაყურებელს, რომ არ დაინახონ დაფა და ბატარეა ნათურაში.
5. თქვენ შეგიძლიათ რაღაც ჩამოკიდოთ ლამპის ბოლოში. ჩემს რამოდენიმე ფოტოში შევეცადე მოკლე, დაჭრილი ჩალის ნაჭრების გამოყენება ჭაღის ეფექტის შესაქმნელად, მაგრამ მოგვიანებით ამოვიღე, რადგან ეს იყო ჩემი ფოტოების გზაზე. თქვენ შეგიძლიათ იყოთ კრეატიული იმით, რასაც აქ დებთ!
6. მიამაგრეთ ნათურის ზედა ნაწილი ბორბლის ბოლო ნაწილზე. კიდევ ერთხელ დარწმუნდით, რომ სათევზაო ხაზის ყველა ნაჭერი ერთნაირია.
7. წებოვანი velcro მეორე ბორბლის ზედა ნაწილში და სტრუქტურის ზედა ნაწილის ბოლოში. ეს შეინარჩუნებს ნათურა ადგილს, სანამ ის ლევიტაციას ახდენს. Velcro– ს გამოყენება საშუალებას გაძლევთ ამოიღოთ იგი და მიეცით ახალი ბატარეა, როდესაც დაგჭირდებათ.

ნაბიჯი 5: კოდირება

ახლა აქ არის სახალისო ნაწილი: კოდირება, თუ როგორ გსურთ ნათურა გამოიყურებოდეს! მე აქ გამოვიყენე მბრუნავი RGB შუქი, მაგრამ მოგერიდებათ შექმნათ რაც გსურთ და იყავით კრეატიული მასთან ერთად!

მე ვიცი, რომ მე განვმარტე კოდის თითოეული ნაწილი დამოუკიდებლად ჩემს ბოლო სასწავლო ინსტრუქციაში, მაგრამ ამჯერად, ყველა ახსნა -განმარტება ჩავრთე კოდში კომენტარებში. სანამ კოდს შეისწავლით, გახსოვდეთ რა მე შევქმენი: ცისარტყელას მბრუნავი ნათურა. თუ ეს ახსნა არ იყო საკმარისად კარგი (არ ვიცი სხვაგვარად როგორ ავხსნა), თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ გადახედოთ დასაწყისში მოცემულ ვიდეოს. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ კოდი ქვემოთ, ან გადმოწეროთ Arduino Create website ბმულიდან ქვემოთ!

Arduino შექმენით ბმული

(ასევე, თუ საკმარისი ხალხი მთხოვს კოდის უფრო დეტალურად ახსნას, იქნებ რამე გავაკეთო ამის შესახებ …)

Levitating_Lamp.ino

#ჩართეთ// ჩართეთ ბიბლიოთეკა LED ბეჭდის გამოსაყენებლად

#definePIN5 // პინი, რომელსაც LED ბეჭედი უკავშირდება

#defineNumPixels24 // პიქსელების რაოდენობა რგოლში. არის რგოლები 8 LED- ით, ან შეგიძლიათ გამოიყენოთ LED ზოლები ნეოპიქსელებთან ერთად. უბრალოდ გახსოვდეთ მიუთითეთ რამდენი LED გაქვთ!

Adafruit_NeoPixel პიქსელი (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // გამოაცხადეთ მსუბუქი ობიექტი, რომელსაც პიქსელები ეწოდება. კოდი აღნიშნავს LED რგოლს ასე.

#defineDELAYVAL20 // ეს წყვეტს რამდენ ხანს უნდა დაელოდოს დაფა შუქების დატრიალებამდე. თუ ამას უფრო პატარა გახდის, ცისარტყელას ფერები კიდევ უფრო სწრაფად ბრუნავს.

int r [NumPixels]; // ეს არის წითელი მნიშვნელობა ყველა LED- ისთვის

int g [NumPixels]; // ეს არის მწვანე მნიშვნელობა ყველა LED- ისთვის

int b [NumPixels]; // ეს არის ლურჯი მნიშვნელობა ყველა LED- ისთვის

შეზღუდვის განსხვავება = 31; // ეს ადგენს სიკაშკაშის მნიშვნელობას. მაქსიმალური რიცხვია 31, მაგრამ ნებისმიერი რიცხვი x სადაც 0 <x <32 იმუშავებს.

/////// განათების საწყისი პოზიციის დაყენება /////////

voidsetLights () {

int R = 8*განსხვავება, G = 0, B = 0; // ყველა LED- ის საწყისი პოზიცია

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;

}

}

/////// დაასრულეთ LED- ების საწყისი პოზიციის დაყენება /////////

voidsetup () {

pixels.begin (); // ჩართეთ pixels ობიექტი

setLights (); // დააყენეთ LED- ების საწყისი პოზიცია

}

int idx = 0; // დააყენეთ LED ბრუნვის საწყისი პოზიცია

voidloop () {

/////// დააყენეთ თითოეული LED- ების ფერი /////////

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 ();

}

/////// დაასრულეთ LED- ების ფერის დაყენება /////////

შეფერხება (DELAYVAL); // დაელოდეთ DELAYVAL მილიწამს

idx ++; // LED- ების ბრუნვის გადატანა ერთით

idx%= 24; // mod მნიშვნელობა 24 -ით. ეს ზღუდავს IDX მნიშვნელობას 0 -დან 23 -მდე, ჩათვლით

}

rawLevitating_Lamp.ino ნახვა hosted ერთად GitHub

ნაბიჯი 6: დაასრულეთ

ახლა დროა აანთოთ ნათურა, მიამაგროთ ხავერდი სტრუქტურას და გამორთოთ განათება: ჩვენების დროა. მოგერიდებათ განახორციელოთ ნებისმიერი ცვლილება, რაც გსურთ და გაუზიარეთ მსოფლიოს ის, რაც თქვენ შექმენით ამ პროექტით!

წარმატებებს გისურვებთ და განაგრძეთ გამოკვლევა!