Lampu LED Melayang: 6 Langkah (dengan Gambar)

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

Pernahkah Anda bermain-main dengan magnet dan mencoba membuatnya melayang? Saya yakin banyak dari kita memilikinya, dan meskipun tampaknya mungkin, jika ditempatkan dengan sangat hati-hati, setelah beberapa saat Anda akan menyadari bahwa itu sebenarnya tidak mungkin dilakukan. Ini karena Teorema Earnshaw, yang membuktikan bahwa tidak mungkin untuk melayangkan suatu benda hanya dengan bahan feromagnetik. Namun, kami memiliki solusi. Alih-alih menggunakan magnet, kita akan melayangkan lampu menggunakan ilusi yang disebut tensegrity, membuat lampu terlihat seperti mengambang!

Langkah 1: Persediaan

Untuk membuat lampu ini, ada berbagai macam perlengkapan yang dibutuhkan:

Elektronik:

• Papan Arduino Nano
• Kabel jumper
• 24 Cincin LED
• Baterai 9V
• konektor baterai 9V

Perlengkapan Dekoratif:

• Karton (atau kayu, jika menggunakan pemotongan laser)
• Pancing (apa pun harus berfungsi, dan coba pilih yang setransparan mungkin)

Yang lain:

• Gelang karet
• Pistol lem panas
• Tongkat lem panas
• Peralatan solder
• Velcro

Langkah 2: Merakit Elektronik

Pertama kita perlu merakit bagian-bagian elektronik. Ini sederhana dan dapat dilakukan dengan beberapa langkah:

1. Solder konektor baterai 9V ke papan Arduino Nano. Ini bisa sedikit sulit, tetapi ini adalah bagian penting untuk keberhasilan proyek karena tidak cukup daya yang diberikan ke papan akan menyebabkannya tidak berfungsi dengan baik. Hubungkan kabel merah ke pin VIN, dan hubungkan kabel hitam ke salah satu pin GND di papan.
2. Solder pin ke bagian belakang cincin LED. Pada 24 ring LED ini biasanya terdapat 4 tempat untuk solder, namun pada project ini kita hanya akan menggunakan 3: DI, VCC, dan GND. Bagian DO tidak akan digunakan dalam proyek ini. Solder dengan kawat yang mengarah ke cincin, karena bagian luar cincin akan disembunyikan di balik selembar kertas, tetapi jika kabel jumper disolder ke arah yang salah, itu akan menonjol dari lampu.
3. Hubungkan kabel ke Nano. DI harus terhubung ke pin D5, VCC terhubung ke 5V, dan GND ke GND, masing-masing pada cincin LED dan Arduino Nano.

Dan Anda selesai dengan elektronik!

Langkah 3: Patung Tensegrity

Untuk proyek ini, kami menggunakan tensegrity, yang merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan tindakan menggunakan ketegangan untuk menahan sesuatu pada tempatnya. Jika Anda hanya ingin membuat patung, maka Anda dapat mengunduh file Adobe Illustrator, dibuat untuk pemotongan laser, atau melihat foto dan memotongnya sendiri di karton.

Jika Anda ingin memahami cara kerjanya, lanjutkan membaca di bawah ini!

Patung tensegrity ini menggunakan pancing untuk membuatnya tampak lebih seperti benda melayang. Dalam foto beranotasi, posisi masing-masing dari 6 garis disorot, dalam warna terpisah. Yang merah lebih panjang adalah yang menjaga bagian atas agar tidak jatuh. Sebut saja ini "garis struktural". Kemudian kita memiliki garis biru, yang jauh lebih pendek daripada garis merah, menahan bagian atas ke atas. Sebut saja ini "garis levitasi".

Dalam patung tensegrity kami, garis levitasi adalah yang menahan struktur. Karena bagian atas ingin bergerak ke bawah karena gravitasi, garis levitasi harus menahan struktur ke atas. Ketika mereka terpasang, mereka sangat tegang, menahan bagian atas struktur ke atas. Ada satu di dua dari empat sisi patung, meskipun secara teori, satu sudah cukup untuk menahan struktur.

Namun, jika Anda mencoba memasang hanya garis levitasi, Anda akan melihat bahwa itu mudah jatuh. Ini karena bagian atas hanya diikat oleh dua titik, yang tidak cukup untuk memberikan struktur yang stabil. Bayangkan sebuah jungkat-jungkit. Itu dilampirkan oleh satu garis, memungkinkannya bergerak bebas. Dalam kasus kami, kami memiliki bagian atas yang dilampirkan oleh dua titik, dan dua titik membentuk garis, jadi bagian atas patung tensegrity kami, dengan hanya garis levitasi, hanyalah jungkat-jungkit.

Di sinilah garis struktural berperan. Garis-garis ini juga tegang, dan mereka menahan struktur pada posisinya. Jika bagian atas struktur miring ke segala arah, garis struktur ke arah lain akan menahan struktur pada tempatnya, menyebabkan struktur menjadi stabil.

Meskipun terlihat seperti sihir, sebenarnya ada banyak alasan di balik keseluruhan patung!

Langkah 4: Merakit Struktur

Sekarang saatnya untuk merakit struktur agar lampu terpasang padanya. Bagian ini relatif mudah:

1. Temukan bagian dasarnya. Mereka selalu yang persegi terbesar.
2. Pasang potongan "lengan". Pastikan mereka semua menghadap ke arah yang sama ketika dilihat dari sisi mereka. Ini memastikan struktur tensegrity akan dapat dirakit sebagaimana dimaksud.
3. Letakkan salah satu bagian samping. Ini memungkinkan kami untuk memastikan bagian lengan tidak didorong terlalu jauh saat kami merekatkannya, dan memastikan seluruh dasar struktur dapat disejajarkan.
4. Pasang sisa struktur. Potongan-potongan harus jatuh ke tempatnya dengan tepat, dan dengan beberapa perekatan, Anda akan mendapatkan apa yang ditunjukkan di atas.

Setelah melakukan itu, sekarang saatnya untuk menghubungkan tali pancing ke struktur.

1. Dengan menggunakan lem panas, rekatkan empat potong tali pancing ke masing-masing sudut salah satu bagian struktur. Pastikan panjangnya sama.
2. Rekatkan pancing ke sudut yang sesuai pada struktur lainnya. Saya merasa lebih mudah untuk merekatkan jika seluruh struktur diletakkan, jadi saya tidak perlu memegangnya dengan tangan saya.
3. Rekatkan "garis levitasi" di tempatnya. Dorong bagian atas dan bawah sejauh mungkin, setelah lem mendingin, dan rekatkan dua tali pancing terakhir di antaranya, sambungkan lengan struktur.

Jika Anda telah berhasil sejauh ini, maka kerja bagus! Anda sudah melakukan sebagian besar pekerjaan:)

Sekarang kita perlu merakit lampu. Bagian ini sangat mudah:

1. Rekatkan cincin LED ke bagian "roda" melingkar dengan dua lubang di tengah. Pastikan penyangga plastik untuk kabel jumper berada di dalam lingkaran luar sepenuhnya.
2. Rekatkan kedua bagian melingkar menjadi satu. Rekatkan potongan "roda" pertama dengan lingkaran lengkap dengan dua lubang di tengahnya. Ini membuat bagian atas lampu melayang kami.
3. Ikat baterai ke bagian persegi panjang terakhir. Bagian ini memiliki lubang yang dibuat untuk baterai 9V, dan mengikatnya, bersama dengan papan Arduino Nano, dengan karet gelang. Ingatlah untuk tidak menggunakan lem di sini: baterai pada akhirnya akan mati dan Anda tidak akan memiliki apa pun untuk digunakan!
4. Ambil selembar kertas B5 dan rekatkan di sekitar tepi lampu. Ini berfungsi seperti kap lampu, dan juga akan menghalangi pemirsa untuk melihat papan dan baterai di dalam lampu.
5. Anda dapat memiliki sesuatu yang tergantung di bagian bawah lampu. Di beberapa foto saya, saya mencoba menggunakan potongan jerami yang dipotong pendek untuk menciptakan efek lampu gantung, tetapi kemudian saya keluarkan karena menghalangi foto saya. Anda bisa berkreasi dengan apa yang Anda taruh di sini!
6. Rekatkan bagian atas lampu ke bagian roda terakhir. Pastikan, sekali lagi, bahwa semua potongan pancing memiliki panjang yang sama.
7. Rekatkan velcro ke bagian atas roda kedua dan ke bagian bawah bagian atas struktur. Ini akan menahan lampu di tempatnya saat melayang. Penggunaan velcro memungkinkan Anda untuk melepasnya dan memberinya baterai baru saat Anda membutuhkannya.

Langkah 5: Pengkodean

Sekarang inilah bagian yang menyenangkan: coding seperti apa lampu yang Anda inginkan! Saya telah menggunakan lampu RGB yang berputar di sini, tetapi jangan ragu untuk membuat apa pun yang Anda inginkan, dan berkreasilah dengannya!

Saya tahu saya menjelaskan setiap bagian kode secara independen dalam instruksi terakhir saya, tetapi kali ini, saya memasukkan semua penjelasan dalam komentar dalam kode. Saat Anda menjelajahi kodenya, ingatlah apa yang telah saya buat: lampu pelangi yang berputar. Jika penjelasan itu tidak cukup baik (saya tidak tahu bagaimana lagi menjelaskannya), Anda selalu dapat melihat kembali video yang disertakan di awal. Anda dapat melihat kode di bawah ini, atau mengunduhnya dari tautan situs web Arduino Create di bawah ini!

Arduino Buat Tautan

(Juga, jika cukup banyak orang yang meminta saya untuk menjelaskan kode secara lebih rinci, mungkin saya akan melakukan sesuatu untuk itu…)

Levitating_Lamp.ino

#termasuk// sertakan perpustakaan untuk menggunakan cincin LED

#definePIN5// pin yang terhubung dengan cincin LED

#defineNumPixels24// jumlah piksel dalam ring. ada cincin dengan 8 LED, atau Anda bisa menggunakan strip LED dengan Neopiksel. Ingatlah untuk menentukan berapa banyak LED yang Anda miliki!

Adafruit_NeoPixel piksel(NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // mendeklarasikan objek cahaya yang disebut piksel. Kode akan merujuk ke cincin LED seperti ini.

#defineDELAYVAL20// ini memutuskan berapa lama papan harus menunggu sebelum lampu diputar. Jika Anda membuatnya lebih kecil, maka warna pelangi akan berputar lebih cepat.

int r[NumPixels]; // ini adalah nilai merah untuk semua LED

int g[NumPixels]; // ini adalah nilai hijau untuk semua LED

int b[NumPixels]; // ini adalah nilai biru untuk semua LED

perbedaan konstan=31; // ini menetapkan nilai kecerahan. Jumlah maksimumnya adalah 31, tetapi angka apa pun x di mana 0 < x < 32 akan berfungsi.

/////// Mengatur posisi awal lampu ////////

voidsetLights(){

int R=8*diff, G=0, B=0; // posisi awal semua LED

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;

}

}

/////// Selesai mengatur posisi awal LED ////////

voidsetup() {

piksel.mulai(); // nyalakan objek piksel

setLight(); // atur posisi awal LED

}

int idx=0; // atur posisi awal putaran LED

batal () {

/////// mengatur warna masing-masing LED ////////

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

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

piksel.tampilkan();

}

/////// selesai mengatur warna LED ////////

penundaan (DELAYVAL); // tunggu DELAYVAL milidetik

idx++; // pindahkan rotasi LED satu per satu

idx%=24; // mod nilai dengan 24. Ini membatasi nilai idx antara 0 dan 23, inklusif

}

lihat rawLevitating_Lamp.ino dihosting dengan ❤ oleh GitHub

Langkah 6: Selesai

Sekarang saatnya menyalakan lampu, menempelkan velcro ke struktur, dan mematikan lampu: saatnya pertunjukan. Jangan ragu untuk membuat perubahan apa pun yang Anda inginkan, dan bagikan kepada dunia apa yang telah Anda buat dengan proyek ini!

Semoga berhasil dan Terus Menjelajah!