Zwevende LED-lamp - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Heb je ooit met magneten gespeeld en geprobeerd ze te laten zweven? Ik weet zeker dat velen van ons dat hebben gedaan, en hoewel het misschien mogelijk lijkt, als je het heel zorgvuldig plaatst, zul je na een tijdje beseffen dat het eigenlijk onmogelijk is om te doen. Dit komt door de stelling van Earnshaw, die aantoont dat het onmogelijk is om een object te laten zweven met alleen ferromagnetische materialen. We hebben echter een oplossing. In plaats van magneten te gebruiken, zullen we de lamp laten zweven met behulp van een illusie die tensegrity wordt genoemd, waardoor een lamp ontstaat die eruitziet alsof hij zweeft!

Stap 1: Benodigdheden

Om deze lamp te maken zijn er verschillende benodigdheden nodig:

Elektronica:

• Arduino Nano-bord
• Doorverbindingsdraden
• 24 LED-ring
• 9V batterij
• 9V batterijconnector

Decoratieve benodigdheden:

• Karton (of hout, bij gebruik van lasersnijden)
• Vislijn (elke zou moeten werken, en probeer er een te kiezen die zo transparant mogelijk is)

anderen:

• Elastiekje
• Heet lijmpistool
• Hete lijmsticks
• Soldeerapparatuur
• klittenband

Stap 2: Monteer de elektronica

Eerst moeten we de elektronische onderdelen monteren. Dit is eenvoudig en kan in een paar stappen worden gedaan:

1. Soldeer de 9V-batterijconnector op het Arduino Nano-bord. Dit kan een beetje moeilijk zijn, maar het is een essentieel onderdeel van het succes van het project, omdat niet genoeg stroom aan het bord ervoor zorgt dat het niet goed functioneert. Sluit de rode draad aan op de VIN-pin en sluit de zwarte draad aan op een van de GND-pinnen op het bord.
2. Soldeer de pinnen aan de achterkant van de LED-ring. Op deze 24 LED-ringen zijn meestal 4 soldeerplaatsen, maar in dit project gebruiken we alleen 3: DI, VCC en GND. Het DO-gedeelte wordt in dit project niet gebruikt. Soldeer het met de draad in de ring gericht, omdat de buitenkant van de ring achter een stuk papier verborgen zal zijn, maar als de jumperdraden in de verkeerde richting worden gesoldeerd, zal deze uit de lamp steken.
3. Sluit de draden aan op de Nano. De DI moet worden aangesloten op de D5-pin, de VCC op 5V en de GND op de GND, respectievelijk op de LED-ring en de Arduino Nano.

En je bent klaar met de elektronica!

Stap 3: Het Tensegrity-beeldhouwwerk

Voor dit project gebruiken we tensegrity, een term die wordt gebruikt om het gebruik van spanning om iets op zijn plaats te houden te beschrijven. Als je alleen het beeld wilt maken, dan kun je het Adobe Illustrator-bestand downloaden, gemaakt voor lasersnijden, of de foto bekijken en zelf in karton uitknippen.

Wil je begrijpen hoe dit werkt, lees dan hieronder verder!

Dit tensegrity-beeldhouwwerk gebruikt een vislijn om het meer op een zwevend object te laten lijken. In de geannoteerde foto is de positie van elk van de 6 lijnen gemarkeerd, in afzonderlijke kleuren. De langere rode zorgen ervoor dat de bovenkant niet valt. Laten we deze de "structurele lijnen" noemen. Dan hebben we de blauwe lijnen, die veel korter zijn dan de rode, die het bovenste gedeelte omhoog houden. Laten we deze de "levitatielijnen" noemen.

In onze tensegrity-sculptuur zijn het de levitatielijnen die de structuur omhoog houden. Omdat het bovenste gedeelte door de zwaartekracht naar beneden wil bewegen, moeten de levitatielijnen de constructie omhoog houden. Wanneer ze zijn bevestigd, zijn ze erg gespannen en houden ze het bovenste gedeelte van de structuur omhoog. Er is er een aan twee of vier zijden van het beeldhouwwerk, hoewel in theorie één voldoende is om de structuur op te houden.

Als u echter alleen de levitatielijnen probeert te bevestigen, zult u merken dat deze gemakkelijk omvalt. Dit komt omdat het blad slechts op twee punten is bevestigd, wat niet voldoende is om een stabiele structuur te bieden. Stel je een wip voor. Het is bevestigd door één lijn, waardoor het vrij kan bewegen. In ons geval hebben we het bovenste gedeelte bevestigd door twee punten, en twee punten vormen een lijn, dus de bovenkant van onze tensegrity-sculptuur, met alleen de levitatielijnen, is slechts een wip.

Hier komen de structurele lijnen om de hoek kijken. Deze lijnen zijn ook gespannen en houden de structuur op zijn plaats. Als de bovenkant van de constructie in een willekeurige richting helt, zullen structurele lijnen in de andere richting de constructie op zijn plaats houden, waardoor de constructie stabiel wordt.

Ook al ziet het eruit als magie, er is eigenlijk veel reden achter het hele beeldhouwwerk!

Stap 4: Montage van de structuur

Nu is het tijd om de structuur te monteren om de lamp eraan te bevestigen. Dit onderdeel is relatief eenvoudig:

1. Zoek de basisstukken. Het zijn altijd de grootste vierkante.
2. Zet de "arm" stukken op. Zorg ervoor dat ze allemaal in dezelfde richting staan als ze van hun kant worden bekeken. Dit zorgt ervoor dat de tensegrity-structuur kan worden gemonteerd zoals bedoeld.
3. Leg een van de zijstukken erop. Dit stelt ons in staat om er zeker van te zijn dat het armstuk niet te ver naar binnen wordt geduwd terwijl we het lijmen, en zorgt ervoor dat de hele basis van de structuur kan worden uitgelijnd.
4. Monteer de rest van de structuur. De stukjes moeten precies op hun plaats vallen en met wat lijmen krijg je wat hierboven wordt weergegeven.

Daarna is het tijd om de vislijnen aan de constructies te bevestigen.

1. Lijm met behulp van hete lijm vier stukken vislijn op elk van de hoeken van een van de delen van de structuur. Zorg ervoor dat ze allemaal even lang zijn.
2. Lijm de vislijn op de overeenkomstige hoeken op de andere structuur. Ik vond het gemakkelijker om te lijmen als de hele structuur lag, dus ik zou het niet met mijn handen omhoog hoeven te houden.
3. Lijm de "levitatielijnen" op hun plaats. Duw de bovenste en onderste delen zo ver mogelijk weg, nadat de lijm is afgekoeld, en lijm de laatste twee vislijnen ertussen, waarbij de armen van de structuur worden verbonden.

Als je zo ver bent gekomen, goed gedaan! Je hebt het meeste werk al gedaan:)

Nu moeten we de lamp monteren. Dit onderdeel is heel eenvoudig:

1. Lijm de LED-ring op het ronde "wiel"-stuk met de twee gaten in het midden. Zorg ervoor dat de plastic steun voor de jumperdraden volledig binnen de buitenste cirkel zit.
2. Lijm de twee ronde stukken aan elkaar. Lijm het eerste "wiel" stuk met volledige cirkel met twee gaten in het midden. Deze vormen de bovenkant van onze zwevende lamp.
3. Bind de batterij aan het laatste rechthoekige stuk. Dit stuk heeft een gat gemaakt voor de 9V-batterij en bind het vast, samen met het Arduino Nano-bord, met elastiekjes. Denk eraan om hier geen lijm te gebruiken: de batterij gaat uiteindelijk dood en je hebt niets meer om te gebruiken!
4. Neem een stuk B5-papier en plak dit om de rand van de lamp. Dit werkt als een lampenkap en blokkeert ook de kijkers van het zien van het bord en de batterij in de lamp.
5. Je kunt iets uit de onderkant van de lamp laten hangen. In een paar van mijn foto's probeerde ik korte, afgeknipte stukjes stro te gebruiken om een kroonluchtereffect te creëren, maar ik haalde het er later uit omdat het mijn foto's in de weg stond. Je kunt creatief zijn met wat je hier neerzet!
6. Lijm de bovenkant van de lamp op het laatste wielstuk. Zorg er nogmaals voor dat alle stukken vislijn even lang zijn.
7. Lijm klittenband aan de bovenkant van het tweede wiel en aan de onderkant van het bovenste gedeelte van de structuur. Dit houdt de lamp op zijn plaats terwijl deze zweeft. Door het gebruik van klittenband kun je hem verwijderen en een nieuwe batterij geven wanneer je hem nodig hebt.

Stap 5: Coderen

Nu komt het leuke gedeelte: coderen hoe je wilt dat de lamp eruitziet! Ik heb hier een roterend RGB-licht gebruikt, maar voel je vrij om te creëren wat je wilt, en wees er creatief mee!

Ik weet dat ik elk deel van de code onafhankelijk heb uitgelegd in mijn laatste instructable, maar deze keer heb ik alle uitleg opgenomen in opmerkingen in de code. Houd tijdens het verkennen van de code in gedachten wat ik heb gemaakt: een roterende regenbooglamp. Als die uitleg niet goed genoeg was (ik weet niet hoe ik het anders moet uitleggen), kun je altijd nog de video terugkijken die aan het begin is bijgevoegd. Je kunt de onderstaande code bekijken of downloaden van de Arduino Create-website-link hieronder!

Arduino Link maken

(Ook als genoeg mensen me vragen om de code in meer detail uit te leggen, zal ik er misschien iets aan doen …)

Zwevende_Lamp.ino

#erbij betrekken// voeg de bibliotheek toe om de LED-ring te gebruiken

#definePIN5// de pin waarmee de LED-ring is verbonden

#defineNumPixels24// het aantal pixels in de ring. er zijn ringen met 8 LED's, of je zou een LED-strip kunnen gebruiken met de Neopixels. Vergeet niet aan te geven hoeveel LED's je hebt!

Adafruit_NeoPixel-pixels (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // declareer het lichtobject met de naam pixels. De code verwijst als volgt naar de LED-ring.

#defineDELAYVAL20// dit bepaalt hoe lang het bord moet wachten voordat de lichten worden gedraaid. Als je deze kleiner maakt, draaien de regenboogkleuren nog sneller rond.

int r[AantalPixels]; // dit is de rode waarde voor alle LED's

int g[NumPixels]; // dit is de groene waarde voor alle LED's

int b[AantalPixels]; // dit is de blauwe waarde voor alle LED's

consint diff=31; // dit stelt de helderheidswaarde in. Het maximale aantal is 31, maar elk getal x waarbij 0 < x < 32 zal werken.

/////// Stel de beginpositie van de lichten in ////////

voidsetLights(){

int R=8*diff, G=0, B=0; // de beginpositie van alle LED's

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;

}

}

/////// Voltooi het instellen van de beginpositie van de LED's ////////

voidsetup() {

pixels.begin(); // schakel het pixels-object in

setLights(); // stel de beginpositie van de LED's in

}

int idx=0; // stel de beginpositie van de LED-rotatie in

voidloop() {

/////// stel de kleur van elk van de LED's in ////////

for(int i=0; i<numpixels; {

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

pixels.show();

}

/////// voltooi het instellen van de kleur van de LED's ////////

vertraging (VERTRAGING); // wacht DELAYVAL milliseconden

idx++; // verplaats de rotatie van de LED's met één

idx%=24; // mod de waarde met 24. Dit beperkt de waarde van idx tot tussen 0 en 23, inclusief

}

bekijk rawLevitating_Lamp.ino gehost met ❤ door GitHub

Stap 6: Voltooi

Nu is het tijd om de lamp aan te zetten, het klittenband aan de structuur te plakken en de lichten uit te doen: het is showtime. Voel je vrij om alle veranderingen aan te brengen die je wilt, en deel met de wereld wat je met dit project hebt gemaakt!

Veel succes en blijf ontdekken!