Motion Reactive Surfboard LED Strips - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Onlangs hebben een paar vrienden en ik het riviersurfen ontdekt. Omdat we in München wonen, hebben we het geluk dat we drie surfbare riviergolven hebben, waaronder de beroemde surfplek Eisbach. Het nadeel van riviersurfen is dat het behoorlijk verslavend is en daarom vind ik zelden tijd voor mijn andere hobby's, waaronder het bouwen van elektronische projecten. Dit was totdat een vriend van mij op het geweldige idee kwam om een surfplank uit te rusten met LED-strips voor onze eerste nachtelijke surfsessie. Ons plan was om niet alleen de surfplank te verlichten, maar ook een gyroscoop te installeren om ze te laten reageren op de beweging van de plank.

Benodigdheden:

• 5m WS2812B ledstrips, IP68, 60 leds/m
• Arduino Nano
• MPU6050 3-assige gyroscoop (bijv. ebay.de)
• 18650 batterij (bijv. ebay.de)
• TP4056 batterijlader met overontladingsbeveiligingscircuit (bijv. ebay.de)
• 3.7V tot 5V step-up module, >1.5A (bijv. ebay.de)
• Tupperware doos
• 3-pins, superseal-connectoren (bijv. ebay.de)
• epoxy lijm
• siliconen
• 3M dual lock-tape (bijv. ebay.de)
• hete lijm
• kabelbinders

Stap 1: De surfplank voorbereiden

We hebben voor dit project een echt goedkoop 7'-schuimbord gebruikt, het eerste bord dat we kochten voor de kleine Eisbach-golf (ook bekend als E2). We wilden één lange LED-strip aan de hele zijkant van de surfplank bevestigen. Als eerste stap hebben we de bovenste schuimlaag verwijderd met een roterend gereedschap. Het wordt aangeraden om hiervoor een ademhalingsmasker te gebruiken, aangezien de procedure het appartement van mijn vriend volledig bedekt heeft met een laag blauw stof. Door de LED-strip verzonken in de surfplank te hebben, voorkom je schade wanneer je per ongeluk het bord tegen de muur stoot, wat veel gebeurt tijdens het riviersurfen.

Stap 2: Lijmen van de LED-strip

Het bevestigen van de LED-strips was niet eenvoudig omdat veel lijmen niet goed hechten aan de siliconen die de strip bedekt. Na enkele mislukte pogingen met hete lijm en multifunctionele lijm kwamen we uiteindelijk uit op een tweecomponenten epoxy met hoge viscositeit. Ook hebben we de ledstrip een beetje moeten inkorten en het uiteinde afgedicht met siliconen. Helaas kwam na de eerste surfsessie ook de epoxy weer los dus we zijn van plan om ook de bovenkant van de strips te bekleden met siliconen of transparante epoxy.

Stap 3: De elektronica voorbereiden

Oorspronkelijk wilden we een powerbank gebruiken om de 5V te leveren die nodig is om de Arduino en LED-strips van stroom te voorzien. De meeste powerbanks schakelen echter automatisch uit wanneer het stroomverbruik onder een bepaalde drempel komt, wat een beetje een onhandige functie is. Uiteindelijk hebben we de powerbank vervangen door een 18650-batterij, een TP4056-bord en een step-upmodule van 3,7 V naar 5 V. Zorg ervoor dat u een boost-converter kiest die het stroomverbruik van de LED-strips aankan of pas de helderheid van de LED's dienovereenkomstig aan. Onze 1.5A step-up module bleek niet krachtig genoeg bij het instellen van de led-helderheid op >50%.

Het bleek dat het niet de step-up-module was die de uitgangsstroom beperkte, maar de overontladingsbeveiliging aan boord van de TP4056-module. Ik heb hem vervangen door een TP4056-module zonder overontladingsbeveiliging.

Alle elektronische componenten waren gemonteerd op een perforatiebord en aan de onderkant verbonden met verzilverd koperdraad. Ik heb ook een schuifschakelaar toegevoegd na de boost-converter.

Stap 4: Waterdichte behuizing voor elektronica

Mijn plan was om een mooie 3D-geprinte behuizing voor de elektronica te maken en wat handige tutorials te lezen over het ontwerpen van waterdichte 3D-prints (zie hier en hier). Helaas lukte het me niet om het deksel van de behuizing echt waterdicht te krijgen met een rubberen o-ring of siliconen en gaf het op na drie mislukte pogingen. Uiteindelijk hebben we de elektronica gewoon in een Tupperware-doos gedaan, een gat gemaakt voor de kabel en deze afgedicht met hete lijm en siliconen. Als ik het opnieuw zou moeten doen, zou ik waarschijnlijk gewoon een IP68-behuizing kopen met een kabeldoorvoer.

Stap 5: Arduino-code

De bijgevoegde Arduino-code is vrij eenvoudig en bouwt voort op de FastLED- en Adafruit MPU6050-bibliotheken. De LED's reageren verschillend wanneer de volgende beweging wordt gedetecteerd.

• links/rechts draaien: een gekleurde stip die heen en weer veegt aan de kant waar het bord naar toe draait
• staan: FastLED's "confetti" animatie
• pompen: knipperend regenboogpatroon
• rechtdoor surfen: FastLED's "regenboog met glitter" animatie

Stap 6: Alles aansluiten

We wilden niet dat de elektronica permanent aan de ledstrip vastzat, maar een connector ertussen. Na enige tijd zoeken naar connectoren met IP68-classificatie hebben we uiteindelijk besloten om zogenaamde superseal-connectoren te gebruiken. Deze worden alleen beoordeeld als IP67, maar ze zijn minder omvangrijk en goedkoper dan de meeste IP68-connectoren die we hebben gevonden. Naast de afdichting die bij de connector wordt geleverd, hebben we ze ook opnieuw verzegeld met epoxy.

Ten slotte werd de elektronicabox aan de bovenkant van de surfplank bevestigd met 3M dual lock-tape en vastgezet met kabelbinders. Uiteindelijk ziet het er allemaal een beetje geïmproviseerd uit, want we wilden heel graag dingen snel gedaan hebben, zodat we het bord konden uitproberen.

Stap 7: Surf door

We waren net op tijd klaar met het board om het uit te proberen voor onze eerste nachtelijke surfsessie. Uiteindelijk ging bijna alles mis. Toen we bij de golf kwamen, vertrokken de enige mensen met een schijnwerper. Ook realiseerden we ons dat de LED-strips na ongeveer een minuut uitgaan omdat het stroomverbruik te hoog was voor de step-up module. Nadat we het bord snel opnieuw hadden gehackt door de batterij rechtstreeks op de 5V-ingang van de Arduino en LED-strips aan te sluiten en alles vast te zetten met veel plakband, hadden we ook het geluk dat er nog wat mensen met een schijnwerper bij de rivier arriveerden. Het bord werkte en we hadden een geweldige surfsessie.

Achteraf zagen we dat de siliconenslang die de LED's bedekte nogal wat gaten had, de epoxy kwam los en de connectoren waren niet waterdicht, dus het is een beetje een wonder dat de LED-strips helemaal tot het einde werkten. Nu is het tijd om het board te repareren en te verbeteren voor de volgende surfavond.

Stap 8: bijwerken

Ik heb ook een kleine LED-strip op mijn 5'-bord bevestigd voor de sluitingsdag van het seizoen in Floßlände.

De ledstrip werd in een transparante PVC-slang gedaan en afgedicht met siliconen. De slang heb ik met kabelbinders en zelfklevende kabelbinderhouders aan het bord vastgemaakt.

De elektronica is in een IP68 gecertificeerde doos met kabeldoorvoer geplaatst. De doos zat vast met dubbelzijdig plakband. Alles bleef goed zitten, maar ik kon het daarna ook verwijderen.