Schwebende LED-Lampe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Haben Sie schon einmal mit Magneten herumgespielt und versucht, sie zum Schweben zu bringen? Ich bin sicher, viele von uns haben das, und obwohl es möglich erscheint, wenn es sehr sorgfältig platziert wird, werden Sie nach einer Weile feststellen, dass es tatsächlich unmöglich ist. Dies liegt an Earnshaws Theorem, das beweist, dass es unmöglich ist, ein Objekt nur mit ferromagnetischen Materialien schweben zu lassen. Wir haben jedoch einen Workaround. Anstatt Magnete zu verwenden, werden wir die Lampe mit einer Illusion namens Tensegrity schweben lassen, wodurch eine Lampe entsteht, die aussieht, als würde sie schweben!

Schritt 1: Zubehör

Um diese Lampe herzustellen, werden verschiedene Materialien benötigt:

Elektronik:

• Arduino Nano-Board
• Überbrückungsdrähte
• 24 LED-Ring
• 9V Batterie
• 9V Batterieanschluss

Dekoratives Zubehör:

• Karton (oder Holz, wenn Laserschneiden verwendet wird)
• Angelschnur (jede sollte funktionieren, und versuchen Sie, eine so transparente wie möglich zu wählen)

Andere:

• Gummiband
• Heißklebepistole
• Heißklebestifte
• Lötgeräte
• Klettverschluss

Schritt 2: Montieren Sie die Elektronik

Zuerst müssen wir die elektronischen Teile zusammenbauen. Dies ist einfach und in wenigen Schritten erledigt:

1. Löten Sie den 9-V-Batterieanschluss an die Arduino Nano-Platine. Dies kann ein wenig schwierig sein, ist aber ein wesentlicher Bestandteil für den Erfolg des Projekts, da nicht genügend Strom für das Board bereitgestellt wird, was dazu führt, dass es nicht richtig funktioniert. Verbinden Sie das rote Kabel mit dem VIN-Pin und das schwarze Kabel mit einem der GND-Pins auf der Platine.
2. Löten Sie die Stifte auf die Rückseite des LED-Rings. Auf diesen 24 LED-Ringen gibt es normalerweise 4 Lötstellen, aber in diesem Projekt verwenden wir nur 3: DI, VCC und GND. Der DO-Teil wird in diesem Projekt nicht verwendet. Löten Sie es mit dem Draht in den Ring, da die Außenseite des Rings hinter einem Stück Papier verborgen ist, aber wenn die Überbrückungsdrähte in die falsche Richtung gelötet werden, ragt er aus der Lampe heraus.
3. Verbinden Sie die Drähte mit dem Nano. Der DI muss an den D5-Pin, der VCC an 5V und der GND an den GND des LED-Rings bzw. des Arduino Nano angeschlossen werden.

Und fertig ist die Elektronik!

Schritt 3: Die Tensegrity-Skulptur

Für dieses Projekt verwenden wir Tensegrity, ein Begriff, der den Vorgang beschreibt, bei dem Spannung verwendet wird, um etwas an Ort und Stelle zu halten. Wenn Sie nur die Skulptur erstellen möchten, können Sie die zum Laserschneiden erstellte Adobe Illustrator-Datei herunterladen oder sich das Foto ansehen und selbst in Karton ausschneiden.

Wenn Sie verstehen möchten, wie das funktioniert, lesen Sie weiter unten!

Diese Tensegrity-Skulptur verwendet eine Angelschnur, um sie eher wie ein schwebendes Objekt erscheinen zu lassen. Im kommentierten Foto ist die Position jeder der 6 Linien in separaten Farben hervorgehoben. Die längeren roten verhindern, dass die Spitze herunterfällt. Nennen wir diese die "Strukturlinien". Dann haben wir die blauen Linien, die viel kürzer sind als die roten, die den oberen Teil hochhalten. Nennen wir diese die "Schwebelinien".

In unserer Tensegrity-Skulptur sind es die Schwebelinien, die die Struktur halten. Da sich der obere Teil aufgrund der Schwerkraft nach unten bewegen möchte, müssen die Schwebelinien die Struktur oben halten. Wenn sie befestigt sind, sind sie sehr gespannt und halten den oberen Teil der Struktur hoch. Eine davon befindet sich auf zwei von vier Seiten der Skulptur, obwohl theoretisch eine ausreicht, um die Struktur zu halten.

Wenn Sie jedoch versucht haben, nur die Schwebeleinen anzubringen, werden Sie feststellen, dass sie leicht umfallen. Dies liegt daran, dass die Oberseite nur an zwei Punkten befestigt ist, was nicht ausreicht, um eine stabile Struktur bereitzustellen. Stellen Sie sich eine Wippe vor. Es ist an einer Linie befestigt, so dass es sich frei bewegen kann. In unserem Fall haben wir den oberen Teil durch zwei Punkte befestigt, und zwei Punkte bilden eine Linie, so dass die Oberseite unserer Tensegrity-Skulptur mit nur den Schwebelinien nur eine Wippe ist.

Hier kommen die strukturellen Linien ins Spiel. Diese Linien sind ebenfalls angespannt und halten die Struktur in Position. Wenn sich die Oberseite der Struktur in eine beliebige Richtung neigt, halten die Strukturlinien in die andere Richtung die Struktur an Ort und Stelle, wodurch die Struktur stabil wird.

Auch wenn es wie Magie aussieht, steckt hinter der gesamten Skulptur tatsächlich eine Menge Gründe!

Schritt 4: Aufbau der Struktur

Jetzt ist es Zeit, die Struktur zusammenzubauen, um die Lampe daran zu befestigen. Dieser Teil ist relativ einfach:

1. Finden Sie die Basisstücke. Sie sind immer die größten quadratischen.
2. Setzen Sie die "Arm" -Stücke auf. Stellen Sie sicher, dass sie alle in die gleiche Richtung zeigen, wenn sie von der Seite betrachtet werden. Dies stellt sicher, dass die Tensegrity-Struktur wie beabsichtigt zusammengebaut werden kann.
3. Setzen Sie eines der Seitenteile auf. Dadurch können wir sicherstellen, dass das Armstück beim Kleben nicht zu weit hineingedrückt wird und die gesamte Basis der Struktur ausgerichtet werden kann.
4. Bauen Sie den Rest der Struktur zusammen. Die Teile sollten genau an ihrem Platz liegen, und mit etwas Kleben erhalten Sie das oben Gezeigte.

Danach ist es an der Zeit, die Angelschnüre mit den Strukturen zu verbinden.

1. Kleben Sie mit Heißkleber vier Stücke Angelschnur an jede der Ecken eines der Teile der Struktur. Stellen Sie sicher, dass sie alle gleich lang sind.
2. Kleben Sie die Angelschnur an die entsprechenden Ecken der anderen Struktur. Ich fand es einfacher zu kleben, wenn die gesamte Struktur lag, sodass ich sie nicht mit meinen Händen hochhalten musste.
3. Kleben Sie die "Schwebelinien" an Ort und Stelle. Schieben Sie den oberen und unteren Teil so weit wie möglich weg, nachdem der Kleber abgekühlt ist, und kleben Sie die letzten beiden Angelschnüre dazwischen, um die Arme der Struktur zu verbinden.

Wenn Sie es bis hierher geschafft haben, dann gute Arbeit! Die meiste Arbeit hast du schon gemacht:)

Jetzt müssen wir die Lampe zusammenbauen. Dieser Teil ist ganz einfach:

1. Kleben Sie den LED-Ring mit den beiden Löchern in der Mitte auf das kreisförmige "Rad" -Stück. Stellen Sie sicher, dass sich die Kunststoffhalterung für die Überbrückungsdrähte vollständig innerhalb des äußeren Kreises befindet.
2. Kleben Sie die beiden runden Teile zusammen. Kleben Sie das erste "Rad" -Stück mit vollständigem Kreis mit zwei Löchern in der Mitte. Diese bilden die Spitze unserer schwebenden Lampe.
3. Binden Sie die Batterie an das letzte rechteckige Stück. Dieses Stück hat ein Loch für die 9V-Batterie und binde es zusammen mit dem Arduino Nano Board mit Gummibändern fest. Denken Sie daran, hier keinen Kleber zu verwenden: Die Batterie wird irgendwann sterben und Sie haben nichts mehr zu gebrauchen!
4. Nehmen Sie ein Stück B5-Papier und kleben Sie es um den Rand der Lampe. Dies funktioniert wie ein Lampenschirm und verhindert auch, dass die Betrachter die Platine und die Batterie in der Lampe sehen.
5. Sie können etwas aus der Unterseite der Lampe hängen lassen. Auf einigen meiner Fotos habe ich versucht, kurze, geschnittene Strohstücke zu verwenden, um einen Kronleuchter-Effekt zu erzielen, aber ich habe ihn später herausgenommen, weil er meinen Fotos im Weg war. Sie können kreativ sein mit dem, was Sie hier eingeben!
6. Kleben Sie die Oberseite der Lampe auf das letzte Radstück. Stellen Sie auch hier sicher, dass alle Angelschnurstücke gleich lang sind.
7. Kleben Sie Klettverschluss oben auf das zweite Rad und unten auf den oberen Teil der Struktur. Dies hält die Lampe an Ort und Stelle, während sie schwebt. Die Verwendung von Klettverschluss ermöglicht es Ihnen, es abzunehmen und ihm bei Bedarf eine neue Batterie zu geben.

Schritt 5: Codierung

Jetzt kommt der lustige Teil: Codieren Sie, wie die Lampe aussehen soll! Ich habe hier ein rotierendes RGB-Licht verwendet, aber Sie können gerne erstellen, was Sie wollen, und kreativ damit sein!

Ich weiß, dass ich jeden Teil des Codes unabhängig in meinem letzten instructable erklärt habe, aber dieses Mal habe ich alle Erklärungen in Kommentaren in den Code aufgenommen. Denken Sie beim Erkunden des Codes daran, was ich erstellt habe: eine rotierende Regenbogenlampe. Wenn diese Erklärung nicht gut genug war (ich weiß nicht, wie ich sie sonst erklären soll), kannst du jederzeit auf das am Anfang enthaltene Video zurückblicken. Sie können den Code unten sehen oder vom Arduino Create-Website-Link unten herunterladen!

Arduino Link erstellen

(Außerdem, wenn mich genug Leute bitten, den Code genauer zu erklären, werde ich vielleicht etwas dagegen tun…)

Schwebende_Lampe.ino

#enthalten// Binden Sie die Bibliothek ein, um den LED-Ring zu verwenden

#definePIN5// der Pin, mit dem der LED-Ring verbunden ist

#defineNumPixels24// die Anzahl der Pixel im Ring. Es gibt Ringe mit 8 LEDs, oder Sie können einen LED-Streifen mit den Neopixeln verwenden. Denken Sie daran, anzugeben, wie viele LEDs Sie haben!

Adafruit_NeoPixel-Pixel (AnzahlPixel, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // Deklariere das Lichtobjekt namens Pixel. Der Code bezieht sich so auf den LED-Ring.

#defineDELAYVAL20// legt fest, wie lange das Board warten soll, bevor die Lichter gedreht werden. Wenn Sie diese verkleinern, drehen sich die Regenbogenfarben noch schneller.

int r[AnzahlPixel]; // Dies ist der rote Wert für alle LEDs

int g[AnzahlPixel]; // Dies ist der grüne Wert für alle LEDs

int b[AnzahlPixel]; // Dies ist der blaue Wert für alle LEDs

konstantes Diff=31; // Dies stellt den Helligkeitswert ein. Die maximale Zahl ist 31, aber jede Zahl x mit 0 < x < 32 funktioniert.

/////// Stellen Sie die Anfangsposition der Lichter ein ////////

voidsetLights(){

int R=8*diff, G=0, B=0; // die Anfangsposition aller LEDs

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;

}

}

/////// Einstellung der Ausgangsposition der LEDs beenden ////////

voidsetup() {

Pixel.begin(); // schalte das Pixel-Objekt ein

setLights(); // die Anfangsposition der LEDs einstellen

}

int-idx=0; // die Anfangsposition der LED-Rotation einstellen

Leerschleife () {

/////// stellen Sie die Farbe jeder der LEDs ein ////////

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

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

Pixel.show();

}

/////// Einstellung der Farbe der LEDs beenden ////////

Verzögerung (VERZÖGERUNG); // warte DELAYVAL Millisekunden

idx++; // bewege die Drehung der LEDs um eins

idx%=24; // den Wert um 24 modifizieren. Dies beschränkt den Wert von idx auf zwischen 0 und 23, einschließlich

}

rawLevitating_Lamp.ino anzeigen, gehostet mit ❤ von GitHub

Schritt 6: Fertig

Jetzt ist es an der Zeit, die Lampe einzuschalten, den Klettverschluss an die Struktur zu kleben und das Licht auszuschalten: Es ist Showtime. Fühlen Sie sich frei, Änderungen vorzunehmen, die Sie möchten, und teilen Sie mit der Welt, was Sie mit diesem Projekt geschaffen haben!

Viel Glück und Weiterforschen!