Биене на LED сърце: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Изминаха 5 прекрасни години, откакто се ожених за жена си. Подарявам й това електронно сърце. Може да усети вълнението. Той бие според сърдечния ритъм на притежателя. Тя ме подкрепя в много от моите луди търсения.

Подобно на всички мои творения, аз бях малко артистичен тук и направих формата на сърце от месингова телена мрежа. Цялата електроника е безопасно скрита в сърцето и се захранва от LiPo батерия.

Стъпка 1: Материали и инструменти

Материал

• Месингова тел 1 мм
• Месингова тел 0,8 мм
• Запояваща паста Припой
• 3D отпечатан шаблон за сърце

Източник STL и GCode за сърдечния шаблон са приложени. Обърнете внимание, че отпечатаното сърце е леко увеличено спрямо оригиналния модел, за да пасне на цялата електроника.

Електронни компоненти

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Зарядно устройство за батерии LiPo (Aliexpress)
• LiPo батерия (Aliexpress)
• MAX30102 Сензор за сърдечен ритъм (Aliexpress)
• Micro USB пробивна платка (Aliexpress)
• 9x WS2812B RGB светодиоди (Aliexpress)
• Мини превключвател (MSK-12C02)

Инструменти

• запояваща станция с накрайник 3 мм
• клещи
• клещи за рязане на тел
• пинсети
• двустранна касета
• стабилни ръце

Стъпка 2: Подготовка на шаблона

Скулптурата на сърцето е изградена и запоена около 3D отпечатан шаблон за сърце. Така че нека сами отпечатаме шаблона, за да го подготвим за следващата стъпка - запояване на мрежата. Сърцето е малко по -голямо от оригиналния модел, размерите са 100x84x49.5 мм.

Няма нужда от висока точност или хубав плавен изход. Моята настройка на 3D принтер е профил за скорост на PLA с слой 0,30 мм. Няма да изглежда красиво, но за шаблон за еднократна употреба е достатъчно добър. Ще спестите време и нишки.

Ако имате Prusa i3 MK3S, можете да използвате моя GCode файл веднага за най -добър резултат.

Оригинален модел от VARRG

Стъпка 3: Запояване на външната обвивка

Загрейте вашата станция за запояване до 270 ° C, пригответе спойката и месинговия проводник. Време е да започнете изграждането на външна обвивка върху пластмасовия шаблон, отпечатан в предишната стъпка. Ще отнеме много време, не бързай. Ако се уморите, направете почивка за един ден.

Изберете едната страна на сърцето и започнете, като поставите един проводник върху един ръб на шаблона. Двустранната лента е страхотен приятел, който ще ви помогне да поддържате жицата на място. Добавете втори проводник и ги запоявайте заедно. Добавете трети проводник и създайте първия триъгълник. Използвайте паста за запояване, за да направите гладки точки за запояване.

Продължете да поставяте проводници, докато всички ръбове от едната страна бъдат покрити с проводници. Спрете, когато проводниците ще започнат да се огъват от другата страна. Няма да можете да извадите месинговата мрежа от шаблона.

Обърнете шаблона с главата надолу и започнете от другата страна на сърцето. Продължете, докато срещнете проводниците от другата страна. Не запоявайте тези две страни заедно. Когато приключите, можете да свалите телената мрежа от шаблона и да се гордеете със себе си.

Стъпка 4: Електронни схеми и компоненти

Имате ли готова месингова външна обвивка? Сега е време да си направим „мозък“от това красиво сърце. Ядрото е микроконтролер Arduino Nano, който чете импулсни данни от модул за сензор за сърдечен ритъм MAX30102 чрез I2C шина. Визуалните ефекти се създават от набор от 9 адресируеми WS2812b RGB светодиоди, контролирани от Nano. Захранването се поддържа от модул за зареждане на батерията TP4056, който може да захранва Arduino с 5V от LiPo батерия и да зарежда батерията от USB порта.

Въпреки че и TP4056, и Arduino Nano разполагат с USB порт, има допълнителен USB. Той разбива USB линиите в захранващи линии, управлявани от TP4056, и линии за данни, обработвани от Arduino. В противен случай електропроводите ще бъдат смесени и веригата няма да работи.

Стъпка 5: LED вътрешно сърце

Нека запалим нещата! Ще направим сърцето на вътрешните RGB светодиоди. Това е доста просто. Така че не се колебайте да го запоявате заедно, за да сте готови за окончателната монтажна част.

Какво ще ви трябва:

• хартиен шаблон
• WS2812b RGB светодиоди (9x)
• Месингова тел 0,8 мм

Стъпки:

1. Разпечатайте шаблона и покрийте червените петна с двустранна лента.
2. Поставете RGB светодиодите върху червените петна на шаблона с главата надолу. Четирите изводи трябва да сочат към вас. Разумно е да създадете заземяващите и VCC щифтовете, за да сте сигурни, че сте ги запоявали правилно. С лице към заземителя към външния пръстен на сърцето.
3. Огънете и запоявайте външния пръстен на сърцето към заземяващите щифтове на светодиодите.
4. Огънете и запоявайте вътрешния пръстен на сърцето към VCC щифтовете на светодиодите.
5. Свържете светодиодите във веригата-Всеки светодиод има DATA-IN и DATA-OUT щифт. Ако свържете първия LED изходен извод за данни към следващия LED входен пин, ще създадете верига, която може да се управлява само с един проводник. Използвайте къси проводници между всеки от светодиодите. Щифтът за въвеждане на данни се намира от същата страна като GROUND.
6. Почистете сърцето с малко алкохол.

Стъпка 6:

Това ще бъде най -трудната част от всичко, защото ще изисква известни познания по електроника.

Захранване на Arduino NANO

Въведената от мен схема не е най -лесната за изпълнение, но беше най -елегантната за самото сърце. Ако ви се стори твърде трудно, можете да проверите другите варианти в края на този раздел.

Нека започнем с захранването на Arduino Nano с батерията LiPo. Ако разгледате схемите, можете да видите, че захранващият кабел от USB не се свързва директно към Arduino Nano, а е по -скоро байпасен чрез модул за зареждане на батерията TP4056. Това гарантира, че батерията може да бъде правилно заредена и сърцето може да бъде изключено чрез превключвателя. Разпаявайте USB конектора от Arduino Nano и добавете микро USB платката. Свържете линии за данни и заземяване към Arduino NANO, както може да се види на снимката. Поставете центъра на пробивната дъска в съответствие с Arduino NANO, така че да изглежда красиво.

Вземете платката за зареждане на батерията TP4056 и я запояйте с два проводника от долната страна на Arduino Nano - свържете OUT+ с 5V на платката Arduino и OUT- към GND. Направих пространство между Arduino Nano и платката за зареждане на батерията, за да побере 500mA LiPO батерията. Сега свържете захранването от USB пробивната платка към IN+ на платката за зареждане на батерията и накрая IN- към GND. Припоената батерия води до подложките B+ (червен проводник) и B- (черен проводник) на платката за зареждане на батерията чрез превключвателя на захранването. Вече можете да опитате да включите дъската за първи път. Дано работи!

Съвет: Разпаявайте и светодиода за захранване от Arduino UNO. Винаги светлината е смущаваща за сърцето.

Вариант 1: Можете също да използвате USB изграждането на платката Arduino NANO. Ако разпаявате токоизправителния диод, който е в долната част на платката, можете да запоявате, като използвате 5V от мини USB и той няма да захранва платката повече.

Вариант 2: Сърцето ви може да има два USB - един за програмиране и един за зареждане на батерията. И двата модула за зареждане на батерията Arduino Nano и TP4056 имат един USB, можете да ги използвате. Не е елегантен, но е доста лесен за изпълнение.

Вариант 3: Ако нямате нужда от сърце, захранвано от батерии, можете да пропуснете допълнителната USB платка и веригата за зареждане на захранването.

Стъпка 7: Вграждане на мозъка в сърцето

Запоявайте вътрешното сърце в долната половина на сърдечната черупка. Външният проводник на вътрешното сърце е GND, а самата обвивка също ще бъде GND. Затова използвайте няколко къси месингови проводника, за да го поставите в точния център на сърцето, както може да се види на снимките.

Сега вземете Arduino с батерия, приготвена по -горе, и го запоявайте във вътрешното сърце. Използвайте толкова проводници, колкото е необходимо, за да сте сигурни, че ще се задържи вътре в сърцето. Отново използвайте GND щифтове върху платките и корпуса на USB като точка, където да го запоявате към външната обвивка на сърцето. Не го запоявайте към вътрешния проводник на вътрешното сърце! Вътрешният проводник е 5V за светодиодите.

Свържете вътрешния проводник на вътрешното LED сърце към 5V на Arduino Nano и DATA-IN на първия RGB LED към щифт D12.

Стъпка 8: Инсталиране на сензора за сърдечен ритъм

Сензорът MX30102 измерва сърдечния ритъм и кръвното налягане при докосване с пръст. Запояйте дъската върху горната половина на черупката на сърцето. Използвайте малък отвор отстрани на дъската. Това са GND и тъй като черупката на сърцето също ще бъде GND, тя е перфектна. Уверете се, че можете да докоснете малкия черен компонент на дъската - това е сензорът.

Вземете 3 гъвкави проводника - използвал съм.3 мм изолиран трансформаторен бондов проводник под формата на пружина. И ги запоявайте към SCL, SDA и VIN щифтове на платката MAX30102, както следва:

• SCL към A5 пин
• SDA към A6 пин
• VIN към 5V извод

Това са всички необходими електрически връзки. Преди да запоите горната и долната обвивка заедно. Трябва да тествате дали работи. Ще бъде трудно да се поправи след това.

Стъпка 9: Качване на скица и тестване

Свържете Arduino към компютъра и качете скицата, приложена към тази публикация. Ключът за захранване трябва да бъде включен. След като бъде качен, малкият червен светодиод на сензора за сърдечен ритъм трябва да светне. Ако го докоснете, светодиодите трябва да започнат да мигат според ударите на сърцето ви. Измерването на сърдечните удари може да отнеме до 15 секунди, така че не се отчайвайте, ако не е мигновено.

Стъпка 10: Последно докосване

Върши работа? Добре! Запоявайте горната и долната черупка заедно и почистете цялото сърце с малко почистващо средство на алкохолна основа, за да премахнете останалия поток.

Ти си готов! Кажете ми дали работи за вас и публикувайте снимки как е станало сърцето ви. Наистина се интересувам!

Харесайте тази статия. Също така, помислете дали да ме подкрепите в Patreon.

Аз съм Иржи Праус.

Instagram, Twitter, YouTube

www.jiripraus.cz

Първа награда в конкурса „Сърце“