Интерактивни светещи гъби: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Тази инструкция ще ви покаже как да правите гъби, които ще светят в тъмното. Можете да изключите и включите отделни гъби, като натиснете горната част.

Започнах този проект за училищна задача, където трябваше да създадем нещо с помощта на Arduino Uno.

Исках да създам нещо красиво и вълшебно и бързо реших, че искам да направя светещи гъби. Първоначално исках не само да ги накарам да светят, но и да ги накарам да се движат и да свирят мелодия. Въпреки това, поради крайния срок за проекта, трябваше да отхвърля тези идеи.

Този проект е вдъхновен от видеоклипа „направи си сам“:

Тук ще намерите процеса, през който преминах, за да създам тези светлини, както и инструкциите как да го направя.

За този проект ще ви трябва:

• Arduino Uno;
• Една дъска;
• Perf дъска;
• 5 светодиода от неопикселова LED лента;
• 5 сензора за налягане;
• Сензор за светлина;
• Резистор 470Ω;
• 6 резистора на всякаква стойност;
• Твърд проводник (непроводим!);
• Прозрачен силиконов уплътнител;
• Акварелна боя;
• Прилепващ филм
• Дървен дневник;
• Бормашина;
• Длето и чук;
• Проводници в няколко цвята;
• Електрическо тиксо;
• Други, здрава лента;
• Горещо лепило;
• Свиваща се тръба;
• Топлинен пистолет;
• Станция за запояване;
• Клещи;
• носни кърпички;
• Силна ръка и много време и търпение;

Стъпка 1: Концептуален дизайн

Почти веднага разбрах какво искам да направя за този проект. Тъй като от известно време исках да правя светещи гъби, реших, че това е идеалната възможност да го направя. За да добия представа за технологията зад гъбите, скицирах как ще ги направя. Това беше важна стъпка в моя процес, защото по този начин всъщност можех да визуализирам хардуера и да подредя нещата в главата си. В крайна сметка дизайнът се промени малко (поставих светодиода над сензора за налягане, добавих твърд проводник, за да натисна сензора и да задържа горната част на гъбата и премахнах компонентите за движение и звук).

Преди да започна този проект нямах опит с Arduino и знаех само как да кодирам малко в Python, затова направих някои изследвания. Приблизително знаех какво ще ми е необходимо за моя проект, затова изтърсих интернет и започнах да експериментирам с код. Бързо се сблъсках с проблемите на моето серво (което исках да използвам, за да накарам гъбите да се движат), затова реших да се откажа от тази идея. По -късно, когато разбрах, че имам нужда от повече време, отколкото първоначално мислех, за да разбера как да кодирам това, което искам и да издълбая дървения дневник, също реших да се откажа от музикалната идея и просто да се придържам само към гъбите.

Разбрах също, че вероятно би било добра идея да поставите сензора за налягане под светодиода, така че светлината да не бъде блокирана от сензора.

Стъпка 2: Подготовка на дневника

Една от най-отнемащите време задачи на този проект беше издълбаването на дневника. Бих предложил или да вземете такъв от мек вид дърво, който е лесно обработваем (за разлика от мен), или да закупите вече издълбан труп.

Ако искате да издълбаете собствения си дневник, можете или да изгорите дупката или да използвате метода, който използвах. За моя метод ще ви трябва бормашина, длето, чук и много търпение.

Преди да започнете пробиването, трябва да помислите докъде искате да издълбаете дървото. Забележка: Ако премахнете повече дървесина, проектът ще бъде по -малко тежък, но и по -малко здрав.

Когато приблизително знаете колко дълбоко искате да отидете, можете да започнете да пробивате дупки. Отстранете дървото между пробитите отвори с длето и чук. Повторете този процес, докато не сте доволни.

Не забравяйте, че страната на трупа с отвора в нея ще бъде дъното!

Сега трябва да начертаете къде искате вашите гъби, светлинният сензор и захранващия кабел да отидат и да пробият дупки отвън до вътрешността на дървения труп на тези места. Препоръчвам да поставите сензора за светлина далеч от гъбите, защото ако е твърде близо, светлината от гъбите ще се обърка със стойностите на сензора.

Стъпка 3: Приготвяне на шапки за гъби

За шапките на гъбите ще ви трябват прозрачен силиконов уплътнител, акварелни бои, хранително фолио, нещо за разбъркване и кръгли предмети (или натрошена тъкан хартия).

смесете купчина силикон с малко акварелна боя. Избрах бяло, така че все още мога да дам на гъбите си желания цвят, като използвам цвета на светодиодите, но ако искате само един цвят, можете да го направите по -интензивен, като направите гъбите в същия цвят.

След това поставете силикона върху парче хранително фолио и го сгънете върху него, така че силиконът да е в сандвич между тях. Изравнете силикона с ръце, докато има желаната дебелина. Можете да го задържите до светлината, за да добиете представа как ще изглежда. Уверете се, че сте направили капачките на гъбите достатъчно големи, за да се поберат вашите светодиоди и сензори за налягане!

Поставете залепващото фолио върху кръгъл предмет и го оставете да изсъхне.

Когато изсъхне напълно, можете да го извадите от фолиото, ако е необходимо, премахнете достъпа по краищата и гъбата ви е готова.

Стъпка 4: Окабеляване на светодиодите

Докато гъбите ви се сушат, можете да започнете да подготвяте хардуерните компоненти, като започнете със светодиодите. За да подготвите светодиодите, ще трябва да направите следното:

1. Изрежете и отстранете 9 червени проводника, 9 черни проводника (вместо това използвах синьо с някои светодиоди поради липса на черен проводник) и 9 кабела в цвят по ваш избор (това ще бъдат проводниците, използвани за данни). Уверете се, че кабелите ви са достатъчно дълги, за да преминават от дъното на ствола на дървото чак до върха и дори да стърчат доста. По -добре е да ги направите твърде дълги, отколкото твърде къси
2. Изрежете 5 светодиода от вашата LED лента.
3. Запоявайте черните кабели към заземяващите щифтове на светодиодите. Един кабел от всяка страна на светодиода. Повторете с червените кабели за 5-волтовия щифт на светодиодите и с другите кабели за извода за данни. Ще имате един светодиод с проводници само от едната страна, това ще бъде петият и последен светодиод и следователно няма да се нуждае от другите три кабела. На светодиодите ще видите стрелки, сочещи в една посока. Използвайте постоянен маркер, за да маркирате края на проводниците от страната, от която идват стрелките. Това е много важно, тъй като по -късно ще ви трябва!
4. За да защитите проводниците и да ги предпазите от допир един до друг, отрежете парчета свиваща се тръба, поставете ги върху откритите проводници и използвайте термопистолет, за да ги свиете.
5. И накрая, завъртете кабелите заедно, както е показано на снимките.

Забележка: Ако искате, можете да премахнете пластмасовия капак на светодиодите, но бих препоръчал да го оставите включен, за да защитите светодиода.

Стъпка 5: Добавяне на сензори за налягане

Под светодиодите ще поставим сензорите за налягане.

За да ги приготвите, трябва да направите следното:

1. Отрежете около 15 см твърд проводник (уверете се, че НЕ провежда електричество!) Използвах сребърен проводник;

2. Увийте жицата в спирала, както е показано на снимките;

3. Залепете едната страна на спиралата към сензорите за налягане (използвах суперлепило, за да направя това, но всяко лепило ще свърши работа);

4. Уверете се, че сензорите за налягане са поставени под светодиодите. Ако това не стане, можете да огънете проводниците на светодиодите, за да ги поставите.

5. Поставете сензорите за налягане под светодиодите, като светодиодът е между спиралата на проводника. Вижте снимките за справка.

6. Ако искаме сензорите за налягане да работят правилно, ще трябва да направим нещо, което да ги задържа при натискане на проводниците. За целта поставих лента между кабелите под сензорите за налягане.

След това трябва да запояваме проводници към сензорите за налягане. (Можете също да направите тази стъпка, преди да направите всички останали, но аз го направих в този ред)

7. Изрежете и отстранете 15 проводника: 5 за земята, 5 за данните и 5 за 5-волтовите. Бих препоръчал да използвате различни цветове за тези, отколкото сте използвали за светодиодите. Използвах оранжево, зелено и сиво.

8. Запоявайте проводниците за данни и 5-волтови към сензорите за налягане. Ще използваме заземяващия проводник при добавяне на резистори (в следващата стъпка)

ЗАБЕЛЕЖКА: Може да искате да добавите и малко твърда жица към тези снопове тел. Това ще даде на гъбните стъбла малко повече сила в крайна сметка. Не направих това, защото не осъзнавах колко тежки ще бъдат евентуалните гъби.

Стъпка 6: Светлинният сензор и резисторите

В тази стъпка ще подготвим сензора за светлина и ще добавим резисторите, където е необходимо.

Ще започнем със светлинния сензор:

1. Отново изрежете и отстранете жицата за земята, данните и една за 5-волтовата.

2. Запоявайте проводника за данни и 5-волтов към сензора за светлина.

Сега ще добавим всички резистори.

За сензорите за налягане и сензора за светлина ще трябва да направите следното:

1. Нарежете заземяващия проводник наполовина, отстранете всеки край на проводника и запойте резистор между двата края. Няма значение каква е стойността на резистора. Използвайте свиваща се тръба по целия резистор, така че да е защитена и здраво закрепена вътре в проводника.

2. След това или внимателно отрежете каучука/пластмасата приблизително в средата на проводника за данни, за да изложите малко от действителния проводник, или нарежете кабела за данни наполовина, още веднъж отстранете всеки край и ги спойте отново заедно.

3. Запоявайте заземителния проводник с вътрешния резистор към открития проводник на проводника за данни, както е показано на снимките. За да прикриете откритите проводници, използвайте електрическа лента или свиваща тръба (не забравяйте да поставите малко върху проводника преди запояване!)

За светодиодите ще ни трябва само един резистор.

1. Изберете един от току -що създадените снопове LED проводници (бих предложил да изберете този с най -дългите проводници, тъй като този ще отиде най -далеч надолу по дървения дневник) бележка: не избирайте светодиода с проводници само от едната страна! Това ще бъде последното от 5 -те!

2. Добавете резистора 470Ω към проводника за данни на този светодиод по същия начин, по който сте направили това със сензорите за налягане и сензора за светлина.

3. Още веднъж използвайте също свиваща се тръба, за да защитите и закрепите резистора.

Стъпка 7: Изработка на стъблата

За да направим стъблата, първо трябва да разберем колко дълго искаме да са приблизително:

1. Издърпайте сноповете LED кабели през отворите, които сте създали в дървения дневник.

2. Поиграйте малко с дължините на стърчащите кабели, докато не сте доволни от начина, по който изглежда. Ако искате малко представа как ще изглежда, можете да поставите силиконовите капачки от гъби върху тях.

3. След като сте доволни, маркирайте мястото на снопа от тел, където то влиза в дневника, като използвате постоянен маркер.

4. Извадете отново кабелните снопове и използвайте лента, за да сте сигурни, че проводниците остават здраво свързани.

Сега за частта, в която всъщност правим стъблата:

1. Оцветете проводниците в същия цвят като вашите гъби. Бих предложил да рисувате малко по -надолу от мястото, където искате стъблата ви да отидат, само за да сте сигурни.

2. Смесете прозрачен силиконов уплътнител с акварелни бои по същия начин, както сте направили с капачките на гъбите.

3. Поставете цветния силикон върху лист хранителен филм и върху него поставете сноп кабел. Уверете се, че силиконът е в средата на мястото, където искате стъблото да е върху проводниците.

4. Сгънете хранителното фолио наполовина с гънката възможно най -близо до снопа тел.

5. Стиснете силикона към снопа с тел и играйте с него, докато проводниците, където искате да отиде стъблото, бъдат покрити напълно. Забележка: Добра идея е да вдигнете силикона възможно най -високо, но не прикривайте сензора за налягане.

6. Повторете процеса с останалите 4 снопчета тел и ги оставете да изсъхнат.

Стъпка 8: Тестване (и кодът)

Преди да запоите всичко заедно, вероятно искате да проверите дали компонентите ви все още работят.

Използвайте чертеж за бързо свързване на всички LED пакети и сензора за светлина и качете кода на вашия Arduino, за да проверите дали все още работи. Обърнете внимание, че вероятно трябва да настроите параметрите на сензорите към вашия проект.

ЗАБЕЛЕЖКА: Нямам опит с кодирането, така че това далеч не е най -ефективният начин да го направя. Вероятно би било по -добре да използвате няколко функции и да пуснете различните променливи на светодиодите през тях. Опитах се да накарам това да работи, но в крайна сметка реших да го направя по -лесния, по -малко ефективен начин, защото прекарвах твърде много време в кода и трябваше да продължа.

Кодът:

#дефинирайте NUM_LEDS 5

#дефинирайте DATA_PIN 6

CRGB светодиоди [NUM_LEDS];

// LED 0

int inPinPressureSensor0 = A0;

int ledState0 = HIGH;

float pressureReading0;

налягане на поплавъкPrevious0 = LOW;

// LED 1

int inPinPressureSensor1 = A1;

int ledState1 = ВИСОКО;

float pressureReading1;

налягане на поплавъкPrevious1 = LOW;

// LED 2

int inPinPressureSensor2 = A2;

int ledState2 = ВИСОКО;

float pressureReading2; налягане на поплавъкPrevious2 = LOW;

// LED 3

int inPinPressureSensor3 = A3;

int ledState3 = ВИСОКО;

float pressureReading3;

налягане на поплавъкPrevious3 = НИСКО;

// LED 4

int inPinPressureSensor4 = A4;

int ledState4 = ВИСОКО;

float pressureReading4;

налягане на поплавъкPrevious4 = LOW;

//Светлинен сензор

int inPinLightSensor = A5;

float lightReading;

плаваща светлинаПредишна;

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

FastLED.addLeds (светодиоди, NUM_LEDS);

// сензор за налягане LED 0

pinMode (inPinPressureSensor0, INPUT);

// сензор за налягане LED 1

pinMode (inPinPressureSensor1, INPUT);

// сензор за налягане LED 2

pinMode (inPinPressureSensor2, INPUT);

// сензор за налягане LED 3

pinMode (inPinPressureSensor3, INPUT);

// сензор за налягане LED 4

pinMode (inPinPressureSensor4, INPUT);

//Светлинен сензор

pinMode (inPinLightSensor, INPUT);

}

void loop ()

{

// налягане за четене LED 0

pressureReading0 = analogRead (inPinPressureSensor0);

забавяне (20);

// светодиод за четене на налягане 1

pressureReading1 = analogRead (inPinPressureSensor1);

забавяне (20);

// светодиод за четене на налягане 2

pressureReading2 = analogRead (inPinPressureSensor2);

забавяне (20);

// светодиод за четене на налягане 3

pressureReading3 = analogRead (inPinPressureSensor3);

забавяне (20);

// индикатор за четене на налягане 4

pressureReading4 = analogRead (inPinPressureSensor4);

забавяне (20);

//Светлинен сензор

lightReading = analogRead (inPinLightSensor);

// Ако светне, светодиодът е изключен.

if (lightReading> 28.0)

{

ledState0 = НИСКО;

ledState1 = НИСКО;

ledState2 = НИСКО;

ledState3 = НИСКО;

ledState4 = НИСКО;

}

// Ако е тъмно и преди това е било светло, светодиодът ще светне.

ако (lightReading 28.0)

{

ledState0 = HIGH;

ledState1 = ВИСОКО;

ledState2 = ВИСОКО;

ledState3 = ВИСОКО;

ledState4 = HIGH;

}

// ако щифт 0 на сензора за налягане отчита 38.0 (не е натиснат) if (pressureReading0> = 38.0 && pressurePrevious0 <38.0 && lightReading <= 28.0)

{

// ако LED 0 е включен, изключете го. в противен случай (така че когато е изключен) го включете.

if (ledState0 == HIGH)

{

ledState0 = НИСКО;

}

иначе

{

ledState0 = HIGH;

}

}

// ако щифт 1 на сензора за налягане отчита 100.0 (не е натиснат) if (pressureReading1> = 100.0 && pressurePrevious1 <100.0 && lightReading <= 28.0)

{

// ако LED 1 е включен, изключете го. в противен случай (така че когато е изключен) го включете.

if (ledState1 == HIGH)

{

ledState1 = НИСКО;

}

иначе

{

ledState1 = ВИСОКО;

}

}

// ако щифт 2 на сензора за налягане отчита 180.0 (не е натиснат) if (pressureReading2> = 180.0 && pressurePrevious2 <180.0 && lightReading <= 28.0)

{

// ако LED 2 е включен, изключете го. в противен случай (така че когато е изключен) го включете.

if (ledState2 == HIGH)

{

ledState2 = НИСКО;

}

иначе

{

ledState2 = HIGH;

}

}

// ако щифт 3 на сензора за налягане отчита 6.0 (не е натиснат) if (pressureReading3> = 6.0 && pressurePrevious3 <6.0 && lightReading <= 28.0)

{

// ако LED 3 е включен, изключете го. в противен случай (така че когато е изключен) го включете.

if (ledState3 == HIGH)

{

ledState3 = НИСКО;

}

иначе

{

ledState3 = ВИСОКО;

}

}

// ако щифт 4 на сензора за налягане отчита 10.0 (не е натиснат) if (pressureReading4> = 10.0 && pressurePrevious4 <10.0 && lightReading <= 28.0)

{

// ако LED 4 е включен, изключете го. в противен случай (така че когато е изключен) го включете.

if (ledState4 == HIGH)

{

ledState4 = НИСКО;

}

иначе

{

ledState4 = HIGH;

}

}

if (ledState0 == HIGH)

{

светодиоди [0] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

иначе

{

светодиоди [0] = CRGB:: Черен;

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

if (ledState1 == HIGH)

{

светодиоди [1] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

иначе

{

светодиоди [1] = CRGB:: Черен;

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

if (ledState2 == HIGH)

{

светодиоди [2] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

иначе

{

светодиоди [2] = CRGB:: Черен;

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

if (ledState3 == HIGH)

{

светодиоди [3] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

иначе

{

светодиоди [3] = CRGB:: Черен;

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

if (ledState4 == HIGH)

{

светодиоди [4] = CRGB (255, 255, 255);

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

иначе

{

светодиоди [4] = CRGB:: Черен;

FastLED.show ();

забавяне (30);

}

pressurePrevious0 = pressureReading0;

pressurePrevious1 = pressureReading1;

pressurePrevious2 = pressureReading2;

pressurePrevious3 = pressureReading3;

pressurePrevious4 = pressureReading4;

lightPrevious = lightReading;

// Отворете серийния монитор, за да видите вашите стойности и съответно да промените параметрите.

Serial.println ("Pressure0:");

Serial.println (pressureReading0);

Serial.println ("Pressure1:");

Serial.println (pressureReading1);

Serial.println ("Pressure2:");

Serial.println (pressureReading2);

Serial.println ("Pressure3:");

Serial.println (pressureReading3);

Serial.println ("Pressure4:");

Serial.println (pressureReading4);

Serial.println ("LightReading:");

Serial.println (lightReading);

забавяне (200);

}

Стъпка 9: Запояване

Сега най -трудната част от проекта: запояване на всичко заедно … вътре в дневника.

Забележка: ще трябва да защитите откритите си проводници със свиваща се тръба, така че не забравяйте да ги поставите преди запояване на кабелите! Ако все пак забравите, можете също да ги покриете с електрическа лента.

1: Започнете с запояване на кабел от 5-волтовия щифт на вашия Arduino към перф платката. Направете същото със земята, извода за данни ~ 6 и A0 до A5.

2. След това издърпайте сензора за светлина през отвора му в дънера. Запояйте земята към земята на перф платката, 5-волтовата до 5-волта на перф платката и данните към А5 на перф таблото. Използвайте свиваща се тръба, за да прикриете откритите проводници.

3. Издърпайте първото си стъбло от гъби през отвора му в дънера (това е стъблото с резистора на проводника за данни!). Внимателно запоявайте всеки проводник на мястото му: (можете също да погледнете схемата, за да ви помогне с преглед на това къде отива)

• Запоявайте проводника за данни на сензора за налягане към A0 на перф платката;
• Запоявайте заземяващия проводник на сензора за налягане към земята на перф таблата;
• Запоявайте 5-волтовия проводник на сензора за налягане към 5-волтовия на перф платката.
• Запоявайте кабела за данни, който сте маркирали на светодиода, до ~ 6 на перф платката;
• Запоявайте заземителния проводник, който сте маркирали от светодиода, към земята на перф дъската;
• Запоявайте 5-волтовия проводник, който сте маркирали от светодиода, към 5-волтовия на перф платката;

4. Покрийте откритите проводници със свиваща се тръба.

5. Залепете залепените проводници заедно в снопове, за да поддържате общ преглед.

6. Издърпайте втората си гъба.

• Запоявайте проводника за данни, който не сте маркирали от първия светодиод, към проводника за данни, който сте маркирали от втория светодиод (този, който току -що изтеглихте);
• Запоявайте заземителния проводник, който не сте маркирали от първия светодиод, към проводника за заземяване, който маркирате от втория светодиод (този, който току -що изтеглихте);
• Запояйте 5-волтовия проводник, който не сте маркирали от първия светодиод, към 5-волтовия проводник, който сте маркирали от втория светодиод (този, който току-що изтеглихте);

Повторете същия процес за останалите проводници и гъбените стъбла. Проверете схемата, за да видите кой проводник за данни се свързва към кой щифт за данни.

Когато приключите с запояването, използвайте горещо лепило (или лента, ако искате да можете да ги премахнете), за да закрепите вашата перф дъска и Arduino вътре в дневника.

Имайте търпение и не забравяйте да свържете правилните проводници един към друг, в противен случай може да рискувате да взривите един от светодиодите си! (Ето защо беше много важно да маркирате края на трите проводника на светодиодите)

Стъпка 10: Сглобяване и промяна на параметрите

Когато всичко е запоено на място, е време да сглобите гъбите!

1: Почистете частта на стъблото, където тя се среща с трупа, с помощта на ножица и ги залепете залепени за дървото. Най -добре е да използвате силикон за това.

2: Изберете капачките от гъби, които искате да използвате, и залепете парче хартия от вътрешната страна. Това ще гарантира, че няма да видите жицата вътре в гъбата.

3: Използвайте горещо лепило, за да залепите заедно частите от телената спирала, която сте създали, за да сте сигурни, че тя запазва формата си, след като я натиснете.

4: Залепете капачката на гъбата към телената спирала.

5: Изрежете кръг от салфетка с размерите на гъбата и покрийте дъното на гъбите. Това ще го почисти и дори ще прилича малко на спори! Посочете снимката, за да видите как изрязах хартията.

Сега всички гъби са сглобени, време е да промените параметрите на сензорите.

Стартирайте кода на Arduino и отворете серийния монитор. Погледнете стойностите на сензорите и ги регулирайте, докато не сте доволни. Можете да направите гъбите толкова отзивчиви към натиска, а сензорът за светлина да реагира толкова на светлината, колкото предпочитате.