Beating LED Heart: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Sudah 5 tahun yang indah sejak saya menikahi istri saya. Saya memberinya hati elektronik ini. Itu bisa merasakan kegembiraan. Itu berdetak sesuai dengan detak jantung pemegangnya. Dia telah mendukung saya dalam banyak pencarian gila saya.

Seperti semua kreasi saya, saya sedikit artistik di sini dan membuat bentuk hati dari wire mesh kuningan. Semua elektronik tersembunyi dengan aman di dalam jantung dan ditenagai oleh baterai LiPo.

Langkah 1: Bahan & Alat

Bahan

• Kawat kuningan 1mm
• Kawat kuningan 0.8mm
• Solder pasta Solder
• Templat hati cetak 3D

Sumber STL dan GCode untuk templat hati dilampirkan. Perhatikan bahwa hati yang dicetak sedikit ditingkatkan dari model aslinya agar sesuai dengan semua elektronik.

Komponen elektronik

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Pengisi daya baterai LiPo (Aliexpress)
• Baterai LiPo (Aliexpress)
• MAX30102 Sensor detak jantung (Aliexpress)
• Papan breakout USB mikro (Aliexpress)
• 9x WS2812B RGB LED (Aliexpress)
• Saklar mini (MSK-12C02)

Peralatan

• stasiun solder dengan ujung 3mm
• Tang
• tang pemotong kawat
• pinset
• pita dua sisi
• tangan mantap

Langkah 2: Menyiapkan Template

Patung hati dibuat dan disolder di sekitar templat jantung yang dicetak 3D. Jadi mari kita cetak template sendiri untuk menyiapkannya untuk langkah selanjutnya - menyolder mesh. Jantungnya sedikit lebih besar dari model aslinya, dimensinya 100x84x49,5 mm.

Tidak perlu presisi tinggi atau output halus yang bagus. Pengaturan printer 3D saya adalah profil kecepatan PLA dengan lapisan 0,30mm. Ini tidak akan terlihat cantik, tetapi untuk template sekali pakai, itu sudah cukup bagus. Anda akan menghemat waktu dan filamen.

Jika Anda memiliki Prusa i3 MK3S, Anda dapat langsung menggunakan file GCode saya untuk hasil terbaik.

Model asli oleh VARRG

Langkah 3: Menyolder Kulit Luar

Panaskan stasiun solder Anda hingga 270 ° C, siapkan solder dan kawat kuningan Anda. Saatnya untuk mulai membangun kulit terluar di atas template plastik yang dicetak pada langkah sebelumnya. Ini akan memakan waktu lama, jangan terburu-buru. Jika Anda lelah, istirahatlah selama sehari.

Pilih satu sisi hati dan mulailah dengan meletakkan satu kawat di satu sisi template. Pita dua sisi adalah teman baik yang akan membantu Anda menjaga kabel tetap di tempatnya. Tambahkan kawat kedua dan solder ini bersama-sama. Tambahkan kabel ketiga dan buat segitiga pertama. Gunakan pasta solder untuk membuat titik solder halus.

Lanjutkan memasang kabel sampai semua tepi di satu sisi tertutup kabel. Berhenti ketika kabel akan mulai menekuk ke sisi lain. Anda tidak akan dapat menarik jaring kuningan dari template.

Balikkan templat dan mulai lagi dari sisi lain hati. Lanjutkan sampai Anda bertemu kabel dari sisi lain. Jangan menyolder kedua sisi ini bersama-sama. Setelah selesai, Anda dapat melepas wire mesh dari template dan bangga pada diri sendiri.

Langkah 4: Skema & Komponen Elektronik

Apakah Anda sudah menyiapkan kulit luar kuningan Anda? Sekarang saatnya membuat “otak” dari hati yang indah ini. Inti adalah mikrokontroler Arduino Nano yang membaca data pulsa dari modul sensor detak jantung MAX30102 melalui bus I2C. Efek visual dibuat oleh satu set 9 LED WS2812b RGB yang dapat dialamatkan yang dikendalikan oleh Nano. Catu daya dikelola oleh modul yang diisi baterai TP4056 yang keduanya dapat memasok Arduino dengan 5V dari baterai LiPo dan mengisi baterai dari port USB.

Meskipun TP4056 dan Arduino Nano memiliki port USB, ada USB tambahan yang disajikan. Ini memecah saluran USB menjadi saluran listrik yang ditangani oleh TP4056 dan saluran data ditangani oleh Arduino. Jika tidak, saluran listrik akan tercampur dan sirkuit tidak akan berfungsi.

Langkah 5: LED Hati Batin

Mari kita nyalakan! Kami akan membuat jantung LED RGB bagian dalam. Ini cukup sederhana. Jadi jangan ragu untuk menyoldernya bersama-sama agar siap untuk bagian perakitan akhir.

Apa yang Anda butuhkan:

• template kertas
• LED RGB WS2812b (9x)
• Kawat kuningan 0.8mm

Langkah:

1. Cetak templat dan tutupi bintik-bintik merah dengan selotip dua sisi.
2. Tempatkan LED RGB pada titik merah pada template secara terbalik. Empat petunjuk harus menunjuk kepada Anda. Adalah bijaksana untuk membuat pin GROUND dan VCC untuk memastikan Anda menyoldernya dengan benar. Hadapkan pin GROUND ke lingkar luar jantung.
3. Tekuk dan solder cincin luar jantung ke pin GROUND dari LED.
4. Tekuk dan solder cincin bagian dalam jantung ke pin VCC LED.
5. Hubungkan LED ke dalam rantai - Setiap LED memiliki pin DATA-IN dan DATA-OUT. Jika Anda menghubungkan pin data-out LED pertama ke pin data-in LED berikutnya, Anda akan membuat rantai yang dapat dikontrol hanya dengan satu kabel. Gunakan kabel pendek di antara masing-masing LED. Pin data-in terletak di sisi yang sama dengan GROUND.
6. Bersihkan hati dengan sedikit alkohol.

Langkah 6:

Ini akan menjadi bagian tersulit dari semuanya karena akan membutuhkan pengetahuan elektronik.

Menghidupkan Arduino NANO

Sirkuit yang saya terapkan bukanlah yang termudah untuk dilakukan tetapi yang paling elegan untuk jantung itu sendiri. Jika Anda merasa terlalu sulit, Anda dapat melihat varian lainnya di akhir bagian ini.

Mari kita mulai dengan menyalakan Arduino Nano dengan baterai LiPo. Jika Anda memeriksa skemanya, Anda dapat melihat bahwa saluran listrik dari USB tidak terhubung langsung ke Arduino Nano melainkan melalui modul pengisian daya baterai TP4056. Ini memastikan bahwa baterai dapat diisi dengan benar dan jantung dapat dimatikan dengan sakelar. Lepas konektor USB dari Arduino Nano dan tambahkan papan breakout USB mikro. Hubungkan jalur data dan jalur ground kembali ke Arduino NANO seperti yang terlihat pada gambar. Letakkan bagian tengah papan breakout sejajar dengan Arduino NANO sehingga terlihat cantik.

Ambil papan pengisi daya baterai TP4056 dan solder dengan dua kabel di sisi bawah Arduino Nano - sambungkan OUT+ dengan 5V di papan Arduino dan OUT- ke GND. Saya membuat ruang antara Arduino Nano dan papan pengisi daya baterai agar sesuai dengan baterai LiPO 500mA. Sekarang sambungkan daya dari papan pemutus USB ke IN+ pada papan pengisi daya baterai dan terakhir IN- ke GND. Baterai solder mengarah ke bantalan B+ (kabel merah) dan B- (kabel hitam) pada papan pengisi daya baterai melalui sakelar daya. Anda sekarang dapat mencoba menyalakan papan untuk pertama kalinya. Semoga berhasil!

Tip: Lepas juga LED daya dari Arduino UNO. Cahaya yang selalu menyala mengganggu hati.

Varian 1: Anda juga dapat menggunakan USB build di papan Arduino NANO. Jika Anda melepas dioda penyearah yang ada di bagian bawah papan, Anda dapat menyolder menggunakan 5V dari mini USB dan itu tidak akan memberi daya lagi pada papan.

Varian 2: Jantung Anda dapat memiliki dua USB - satu untuk pemrograman dan satu lagi untuk mengisi daya baterai. Modul pengisian baterai Arduino Nano dan TP4056 memiliki satu USB, Anda dapat menggunakannya. Ini tidak elegan tetapi cukup sederhana untuk dilakukan.

Varian 3: Jika Anda tidak membutuhkan jantung bertenaga baterai, Anda dapat menghilangkan papan USB tambahan dan sirkuit pengisian daya.

Langkah 7: Menanamkan Otak Ke Dalam Hati

Solder jantung bagian dalam ke bagian bawah cangkang jantung. Kawat luar jantung bagian dalam adalah GND dan cangkang itu sendiri akan menjadi GND juga. Jadi gunakan beberapa kabel kuningan pendek untuk meletakkannya tepat di tengah jantung seperti yang terlihat pada gambar.

Sekarang ambil Arduino dengan baterai yang disiapkan di atas dan solder ke jantung bagian dalam. Gunakan sebanyak mungkin kabel yang diperlukan untuk memastikan kabel tersebut dapat bertahan di dalam jantung. Sekali lagi gunakan pin GND pada papan dan cangkang USB sebagai titik untuk menyoldernya ke kulit terluar jantung. Jangan menyoldernya ke kawat bagian dalam jantung bagian dalam! Kabel bagian dalam adalah 5V untuk LED.

Hubungkan kabel bagian dalam jantung LED bagian dalam ke 5V Arduino Nano dan DATA-IN dari LED RGB pertama ke pin D12.

Langkah 8: Memasang Sensor Detak Jantung

Sensor MX30102 mengukur detak jantung dan tekanan darah saat disentuh dengan jari. Solder papan di bagian atas cangkang jantung. Gunakan lubang kecil di sisi papan. Ini adalah GND dan karena cangkang jantung akan menjadi GND juga, itu sempurna. Pastikan Anda dapat menyentuh komponen hitam kecil di papan - itulah sensornya.

Ambil 3 kabel fleksibel - Saya telah menggunakan kawat tembaga trafo.3mm terisolasi dalam bentuk pegas. Dan solder ke pin SCL, SDA dan VIN pada papan MAX30102 sebagai berikut:

• SCL ke pin A5
• SDA ke pin A6
• Pin VIN ke 5V

Itu saja sambungan listrik yang dibutuhkan. Sebelum Anda menyolder cangkang atas dan bawah bersama-sama. Anda harus menguji apakah itu berhasil. Akan sulit untuk memperbaikinya setelahnya.

Langkah 9: Mengunggah Sketsa dan Pengujian

Hubungkan Arduino ke komputer dan unggah sketsa yang terlampir pada posting ini. Saklar daya harus dihidupkan. Setelah diunggah, LED merah kecil pada sensor detak jantung akan menyala. Jika Anda menyentuhnya, LED akan mulai berkedip sesuai dengan detak jantung Anda. Diperlukan waktu hingga 15 detik untuk mengukur detak jantung dengan benar, jadi jangan putus asa jika tidak instan.

Langkah 10: Sentuhan Terakhir

Bekerja? Bagus! Solder cangkang atas dan cangkang bawah bersama-sama dan bersihkan seluruh jantung dengan pembersih berbasis alkohol untuk menghilangkan fluks yang tersisa.

Kamu selesai! Beri tahu saya jika itu berhasil untuk Anda dan posting gambar bagaimana hati Anda berubah. Saya sangat tertarik!

Seperti artikel ini. Juga, pertimbangkan untuk mendukung saya di Patreon.

Saya Jiri Praus.

Instagram, Twitter, YouTube

www.jiripraus.cz

Hadiah Pertama dalam Kontes Jantung