Motion Reactive Surfboard LED-Streifen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Kürzlich haben ein paar Freunde und ich das Flusssurfen entdeckt. Wir leben in München und haben das Glück, drei surfbare Flusswellen zu haben, darunter den berühmten Eisbach Surfspot. Die Kehrseite des Flusssurfens ist, dass es ziemlich süchtig macht und ich daher selten Zeit für meine anderen Hobbys wie das Bauen elektronischer Projekte finde. Bis ein Freund von mir auf die tolle Idee kam, ein Surfbrett für unsere erste Nachtsurfing-Session mit LED-Strips auszustatten. Unser Plan war es, nicht nur das Surfbrett zu beleuchten, sondern auch ein Gyroskop zu installieren, damit sie auf die Bewegung des Boards reagieren.

Lieferungen:

• 5m WS2812B LED-Streifen, IP68, 60 LEDs/m
• Arduino Nano
• MPU6050 3-Achsen-Gyroskop (z. B. ebay.de)
• 18650 Akku (z. B. ebay.de)
• TP4056 Ladegerät mit Tiefentladeschutzschaltung (z. B. ebay.de)
• 3,7V auf 5V Aufwärtsmodul, >1,5A (z. B. ebay.de)
• Tupperware-Box
• 3-polige Superseal-Anschlüsse (z. B. ebay.de)
• Epoxidklebstoff
• Silikon
• 3M Dual Lock Tape (z. B. ebay.de)
• Heißkleber
• Kabelbinder

Schritt 1: Vorbereiten des Surfbretts

Wir haben für dieses Projekt ein wirklich billiges 7'-Schaumbrett verwendet, das das erste Brett war, das wir für die kleine Eisbachwelle (auch bekannt als E2) gekauft haben. Wir wollten einen langen LED-Streifen entlang der Seite des Surfbretts anbringen. Als ersten Schritt haben wir mit einem Rotationswerkzeug die oberste Schaumschicht entfernt. Es wird empfohlen, dafür eine Atemschutzmaske zu verwenden, da die Wohnung meines Freundes durch den Eingriff vollständig mit einer blauen Staubschicht bedeckt ist. Das Versenken des LED-Streifens im Surfbrett hilft, Schäden zu vermeiden, wenn Sie das Board versehentlich gegen die Wand schlagen, was beim Flusssurfen häufig vorkommt.

Schritt 2: Kleben des LED-Streifens

Das Anbringen der LED-Streifen war nicht einfach, da viele Kleber nicht gut auf dem Silikon haften, das den Streifen bedeckt. Nach einigen gescheiterten Versuchen mit Heißkleber und Mehrzweckkleber haben wir uns schließlich für ein hochviskoses Zweikomponenten-Epoxid entschieden. Außerdem mussten wir den LED-Streifen etwas kürzen und das Ende mit Silikon abdichten. Leider hat sich nach der ersten Surfsession auch das Epoxy wieder gelöst, so dass wir planen auch die Oberseite der Strips mit Silikon oder transparentem Epoxy zu bedecken.

Schritt 3: Vorbereiten der Elektronik

Ursprünglich wollten wir eine Powerbank verwenden, um die 5V bereitzustellen, die für die Stromversorgung der Arduino- und LED-Streifen benötigt werden. Die meisten Powerbanks schalten sich jedoch automatisch ab, wenn die Stromaufnahme unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, was ein wenig unpraktisch ist. Am Ende haben wir die Powerbank durch einen 18650-Akku, ein TP4056-Board und ein 3,7V auf 5V Step-Up-Modul ersetzt. Achten Sie darauf, einen Boost-Konverter zu wählen, der die Stromaufnahme der LED-Streifen verarbeiten kann, oder passen Sie die Helligkeit der LEDs entsprechend an. Unser 1,5A Step-Up-Modul erwies sich bei Einstellung der LED-Helligkeit auf >50% als nicht leistungsstark genug.

Wie sich herausstellte, war es nicht das Step-Up-Modul, das den Ausgangsstrom begrenzte, sondern der Tiefentladeschutz an Bord des TP4056-Moduls. Ich habe es durch ein TP4056-Modul ohne Tiefentladeschutz ersetzt.

Alle elektronischen Komponenten wurden auf einem Perfboard montiert und an der Unterseite mit versilbertem Kupferdraht verbunden. Ich habe auch einen Schiebeschalter nach dem Aufwärtswandler hinzugefügt.

Schritt 4: Wasserdichtes Gehäuse für Elektronik

Mein Plan war es, ein schönes 3D-gedrucktes Gehäuse für die Elektronik zu erstellen und einige hilfreiche Tutorials zum Entwerfen wasserdichter 3D-Drucke zu lesen (siehe hier und hier). Leider gelang es mir weder mit einem Gummi-O-Ring noch mit Silikon den Deckel des Gehäuses wirklich wasserdicht zu machen und gab nach drei Fehlversuchen auf. Am Ende steckten wir die Elektronik einfach in eine Tupperware-Box, machten ein Loch für das Kabel und versiegelten es mit Heißkleber und Silikon. Wenn ich es wiederholen müsste, würde ich wahrscheinlich nur ein IP68-zertifiziertes Gehäuse mit Kabeldurchführung kaufen.

Schritt 5: Arduino-Code

Der angehängte Arduino-Code ist recht einfach und baut auf den FastLED- und Adafruit MPU6050-Bibliotheken auf. Die LEDs reagieren unterschiedlich, wenn die folgende Bewegung erkannt wird.

• Links-/Rechtsdrehung: ein farbiger Punkt, der auf der Seite, in die sich das Brett dreht, hin und her fegt
• stehend: FastLEDs "Konfetti"-Animation
• Pumpen: blinkendes Regenbogenmuster
• Geradeaus surfen: FastLEDs Animation "Regenbogen mit Glitzer"

Schritt 6: Alles verbinden

Wir wollten nicht, dass die Elektronik fest mit dem LED-Streifen verbunden ist, sondern einen Stecker dazwischen hat. Nachdem wir einige Zeit nach IP68-zertifizierten Steckverbindern gesucht hatten, haben wir uns schließlich für sogenannte Superseal-Steckverbinder entschieden. Diese sind nur als IP67 eingestuft, aber sie sind weniger sperrig und billiger als die meisten IP68-Steckverbinder, die wir gefunden haben. Zusätzlich zur Versiegelung, die mit dem Stecker geliefert wird, haben wir sie auch mit Epoxidharz neu versiegelt.

Abschließend wurde die Elektronikbox mit 3M Dual Lock Tape oben am Surfbrett befestigt und mit Kabelbindern gesichert. Am Ende sieht alles ein bisschen improvisiert aus, weil wir sehr darauf bedacht waren, die Dinge schnell zu erledigen, damit wir das Board ausprobieren können.

Schritt 7: Surfen Sie weiter

Wir haben das Board gerade noch rechtzeitig fertig, um es für unsere erste Nachtsurfing-Session auszuprobieren. Am Ende ging fast alles schief. Als wir zur Welle kamen, gingen die einzigen Leute mit Flutlicht einfach weg. Außerdem haben wir festgestellt, dass sich die LED-Streifen nach etwa einer Minute abschalten, weil die Stromaufnahme für das Step-Up-Modul zu hoch war. Nachdem wir das Board schnell neu gehackt haben, indem wir die Batterie direkt an den 5V-Eingang des Arduino und der LED-Streifen angeschlossen und alles mit viel Klebeband gesichert haben, hatten wir auch das Glück, dass noch einige Leute mit einem Flutlicht am Fluss ankamen. Das Board funktionierte und wir hatten eine tolle Surfsession.

Danach sahen wir, dass der Silikonschlauch, der die LEDs bedeckte, einige Löcher hatte, das Epoxid löste sich und die Anschlüsse waren nicht wasserdicht, so dass es ein Wunder ist, dass die LED-Streifen bis zum Ende funktionierten. Jetzt ist es an der Zeit, das Board für die nächste Surfnacht zu reparieren und zu verbessern.

Schritt 8: Aktualisieren

Für den Saisonabschlusstag auf der Floßlände habe ich auch einen kleinen LED-Streifen an meinem 5'-Board angebracht.

Der LED-Streifen wurde in einen transparenten PVC-Schlauch gesteckt und mit Silikon abgedichtet. Den Schlauch habe ich mit Kabelbindern und selbstklebenden Kabelbinderhaltern an der Platine befestigt.

Die Elektronik wurde in einer IP68 zertifizierten Box mit Kabeldurchführung untergebracht. Die Box wurde mit doppelseitigem Klebeband befestigt. Hat alles gut gehalten, aber ich konnte es auch nachträglich entfernen.