Rok Ubur-ubur Fiber Optic: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Karena efek serat optik sangat menarik, saya berpikir untuk membuat pakaian dengan serat optik dan LED RGB. Butuh beberapa waktu sampai saya datang dengan desain dan menemukan cara untuk memasang serat ke strip LED. Pada akhirnya saya membuat Jelly Fish Skirt ini: untaian serat optik direkatkan ke dalam tabung vinil yang direkatkan ke strip dan sabuk LED. Di bagian belakang ada tas kecil untuk baterai dan mikrokontroler yang memasok LED dengan daya dan data. Karena LED pada strip dapat dialamatkan, sabuk dapat menyala dalam berbagai warna dan pola yang telah diprogram sebelumnya.

Proyek ini adalah cara yang bagus untuk memulai dengan LED RGB dan belajar tentang pemrograman dengan Arduino IDE. Dan jangan khawatir Anda tidak memerlukan keterampilan menyolder atau pemrograman yang sangat baik untuk membuat rok ini.

Langkah 1: Persediaan

Bahan:

· Serat optik sepanjang 200 x 2 m - diameter 0,05 cm [eBay]

· LED RGB 5V yang dapat dialamatkan (60/m) dengan kotak silikon [Adafruit, eBay]

· Mikrokontroler Arduino [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Baterai polimer lithium (ion) atau bank daya USB [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Tabung vinil bening - diameter 0,6 cm [toko perangkat keras]

· Hapus perekat Epoxy atau E6000 5 Menit untuk plastik [toko perangkat keras]

· Hapus pita bebek yang kuat (sebaiknya bi-filamen) [toko perangkat keras]

· Heat shrink - diameter 1 cm [toko perangkat keras]

· 1,5 m dari 22 AWG kabel/kawat tembaga terdampar [toko perangkat keras]

· Sabuk tipis

· Velcro dengan penyangga lengket yang kuat 10 cm [toko kain]

· Kain untuk tas baterai

Peralatan

· Pistol lem panas

· Besi solder

· Solder

· Pisau

· Gunting

· Lebih Ringan

· Pistol panas

· Jarum & benang

· Pita pengukur

Langkah 2: Strip LED RGB

LED RGB dapat menyala dalam berbagai warna dan pola karena dapat dialamatkan. Setiap LED RGB memiliki LED merah, hijau dan biru serta chip driver kecil. Karena chip, LED RGB lebih pintar dari LED biasa. Setiap chip LED mengetahui posisinya sendiri pada strip dan juga dapat mengontrol kecerahan warna merah, hijau, dan biru satu per satu. Oleh karena itu, hampir setiap pola dan warna yang dapat dibayangkan dapat diprogram.

Di antara setiap LED individu, Anda dapat menemukan tiga baris: +5V, DO/DI, dan GND. Garis 5V (yang merupakan singkatan dari "5 Volts") memberi LED daya; DI/DO (yang merupakan singkatan dari "Data Input" dan "Data Output") memberitahu LED bagaimana dan kapan harus menyala; GND adalah singkatan dari tanah. Di atas ketiga garis tersebut terdapat simbol gunting kecil – ini adalah satu-satunya tempat di mana Anda harus memotong strip LED.

Anda juga harus menemukan panah di strip. Panah menunjukkan arah perjalanan data. Penting untuk menunjukkan awal dan akhir strip: ujung terpotong dengan panah yang mengarah menjauh dari Anda adalah awalnya. Sisi ini perlu dihubungkan ke sumber listrik dan mikrokontroler. Sebelum Anda menggunakan strip LED dalam suatu proyek, pastikan untuk menguji bahwa semua LED berfungsi. Pada Langkah 14 kita akan membahas cara mengunggah program dan menguji strip LED Anda.

Strip LED hadir dengan kepadatan LED yang berbeda (30 LED/m, 60 LED/m atau 90 LED/m). Untuk proyek ini, saya sarankan menggunakan 60 LED/m atau bahkan lebih banyak LED/meter untuk rok yang terlihat lebih penuh.

Langkah 3: Mikrokontroler

Ada banyak mikrokontroler yang berbeda untuk dipilih. Pada gambar Anda dapat melihat 4 mikrokontroler berbeda yang biasanya saya gunakan untuk perangkat yang dapat dikenakan: Wattuino Nanite85 merah dari Watterott adalah papan terkecil dengan mikroprosesor Atmel ATtiny85. Ini bagus untuk sebagian besar proyek yang dapat dikenakan. Meski tidak memiliki lubang besar untuk menjahit, namun mudah untuk ditempelkan ke pakaian karena ukurannya yang sangat kecil. Di papan adalah USB-Bootloader untuk menghubungkannya ke komputer Anda dan memasang sumber daya seperti bank daya. Papan memiliki 6 pin: 4 pin data, 1 GND, dan 1 daya.

Papan hitam kecil adalah Gemma dari Adafruit yang juga memiliki mikroprosesor Atmel ATtiny85. Lubangnya sedikit lebih besar dan Anda bisa menggunakan benang konduktif untuk menjahitnya. Gemma memiliki port USB dan koneksi JST untuk baterai Lithium Polymer. Papan ini bagus untuk proyek kecil karena memiliki 6 pin: 3 pin data, 1 GND, dan 2 daya (3 V dan Vout).

Mikrokontroler hitam yang lebih besar adalah Flora dari Adafruit. Flora memiliki mikroprosesor yang lebih kuat (Atmel Mega 32u4) dan dapat digunakan untuk proyek yang kompleks (menghubungkan banyak sensor, mikrofon, dll.). Papan ini memiliki port USB dan konektor JST untuk baterai Lithium Polymer. Selain 14 pin (8 data, 3 GND dan 3 daya) juga terdapat tombol on/off di papan.

Mikrokontroler ungu adalah LilypadArduino Simple dari Sparkfun dengan mikroprosesor Atmel Mega328. Papan ini memiliki konektor JST, sakelar hidup/mati, serta sakelar tombol yang dapat diprogram. Karena port USB tidak terpasang (FTDI breakout), lebih rumit menggunakan bank daya untuk catu daya. Ini memiliki 11 pin: 9 pin data, 1 GND dan 1 daya. Lilypad dapat dicuci dan bagus untuk menjahit proyek karena lubangnya yang besar.

Untuk proyek ini saya menggunakan Flora. Saya bisa saja menggunakan mikrokontroler yang lebih kecil, tetapi itu adalah satu-satunya yang saya miliki saat itu.

Langkah 4: Catu Daya

Baterai Lithium Polymer sangat kuat dan mudah diisi ulang. Tergantung pada kapasitas (mA) baterai datang dalam berbagai ukuran. Baterai Lithium Polymer biasanya dilengkapi dengan konektor JST 2-pin, yang dapat dipasang ke mikrokontroler. Baterai 3,7 V memiliki sekitar 4,2 V saat terisi penuh dan mati pada 3,0 V.

Strip LED harus berjalan pada catu daya 5 V tetapi juga berfungsi dengan baterai 3,7 V. Jangan pernah lebih tinggi dari 5 V sekalipun.

Kapasitas apa yang tepat untuk proyek Anda? Satu LED menarik arus sekitar 60 mA (miliampere). Bayangkan Anda memiliki 20 LED di strip Anda, kemungkinan besar mereka akan menarik total 1.200 mA. Baterai 1200mAh (miliamp jam) dapat memasok 1200mA selama satu jam, jadi jika baterai Anda memiliki kapasitas 2.500 mAh, baterai akan bertahan selama dua jam atau lebih:

2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 jam

Karena LED tidak akan menyala dengan kecerahan penuh sepanjang waktu, baterai kemungkinan besar akan bertahan lebih lama. Anda dapat menemukan panduan hebat tentang memperkirakan waktu pengoperasian baterai Anda di Adafruit. Bila tidak digunakan dengan benar, baterai Lithium Polymer bisa sangat berbahaya. Jika Anda tidak terlalu akrab dengan elektronik, saya sarankan menggunakan bank daya USB. Muncul dengan kabel USB untuk menyalakan/mengisi daya elektronik kecil seperti ponsel cerdas Anda atau dalam hal ini mikrokontroler. Lebih aman memakai bank daya USB di tubuh Anda karena baterai Lithium Polymer dilindungi dalam wadah aluminium dan cenderung tidak rusak yang dapat menyebabkannya bocor atau meledak. Anda tidak ingin hal ini terjadi. Dalam tutorial ini saya menggunakan baterai Lithium Polymer secara langsung (bukan dalam wadah aluminium). Sejak itu saya beralih menggunakan bank daya.

Langkah 5: Memotong Strip dan Sabuk LED

Untuk memulai, Anda perlu mengetahui panjang sabuk dan berapa banyak LED dan untaian serat optik yang Anda perlukan. Ukur ukuran pinggang Anda (bantuan untuk melakukan pengukuran) dan potong strip LED sepanjang ukuran Anda. Potong strip pada garis potong terdekat yang ditandai dengan gunting kecil (lihat gambar). Dalam kasus terbaik strip LED sedikit lebih pendek dari panjang pengukuran pinggul Anda. Sekarang hitung LED pada strip – ini adalah jumlah untaian serat optik individu yang akan Anda siapkan. Juga ini adalah jumlah LED yang harus Anda nyatakan dalam kode NeoPixel sebelum mengunggah program ke mikrokontroler Anda.

Strip saya memiliki 60 LED per meter. Setelah memotong potongan sepanjang 70 cm, ada 42 LED yang tersisa di strip.

Kemudian saya akan merekatkan strip LED ke sabuk tipis untuk dukungan lebih lanjut. Sabuk harus selebar strip LED dan sekitar 10 cm lebih panjang. Karena Anda akan menggunakan Velcro untuk menutup sabuk, pastikan untuk memotong gesper sabuk.

Langkah 6: Solder Kabel Ke Strip LED

Pada langkah selanjutnya Anda harus menyolder ketiga kabel ke strip LED dan menyegelnya dengan lem panas dan susut panas. Pertama-tama dorong sepotong kecil heat shrink (panjang sekitar 1,5 cm) ke kotak silikon. Kemudian potong tiga kabel dan solder satu kabel ke masing-masing pin konduktif +5V, DIN dan GND di awal strip (tutorial cara menyolder strip LED). Jika Anda menggunakan kabel berwarna sama untuk ketiga garis, tempelkan selotip di sekitar setiap kabel dan tandai agar tidak tercampur. Pastikan kabel cukup panjang - sekitar 30 cm - untuk menyoldernya ke mikrokontroler Anda nanti. Buat mereka lebih lama dari yang Anda pikir seharusnya jika Anda tidak yakin.

Sekarang dorong sedikit lem panas ke dalam kotak silikon, tetapi jangan sampai menutupi LED pertama dengan lem. Selagi lem masih lunak, tarik heat shrink setengah di atas kotak silikon dan setengah di atas kabel. Tekan beberapa lem dari strip ke dalam tabung panas menyusut dan gunakan senapan panas, korek api atau besi solder untuk menghangatkan panas menyusut sampai kencang di sekitar strip dan kabel. Sekarang tutup ujung strip LED yang lain dengan lem panas.

Langkah 7: Siapkan Bundel Fiber Optic

Saya membeli untaian panjang 2 m dari 200 serat optik dengan diameter 0,05 cm. Ada serat optik yang lebih tipis di pasaran tetapi semakin tebal seratnya, semakin terang ujungnya akan bersinar dan semakin kecil kemungkinannya untuk putus.

Karena saya ingin rok panjangnya sekitar 50 cm, saya memotong untaian serat optik tiga kali dan mendapatkan 800 serat pada 50 cm.

Sekarang seikat kecil serat optik perlu direkatkan ke setiap LED. Saya menggunakan tabung vinil bening dengan diameter 0,6 cm, yang saya potong menjadi 42 buah (jumlah LED saya) masing-masing sepanjang 3 cm. Saya menaruh sekitar 17 serat di setiap potongan vinil dan mendorongnya melalui tabung dan sedikit melewati ujungnya, sekitar 3 hingga 4 cm. Tergantung pada ketebalan serat atau tabung vinil Anda, Anda mungkin memiliki jumlah serat yang berbeda di setiap tabung. Gunakan sebanyak mungkin yang bisa muat.

Pada akhirnya yang Anda dorong, oleskan lem bening (saya menggunakan E6000) di antara serat. Pastikan lem masuk di antara serat dan tarik bagian atas untaian kembali ke dalam tabung. Saya awalnya memilih epoksi 5 menit tetapi itu bukan pilihan terbaik. Lem menjadi sangat keras dan seratnya terkadang putus. Perekat E6000 yang bening juga berfungsi dengan baik dan lebih fleksibel.

Langkah 8: Jadikan Serat Optik Bersinar Lebih Cerah

Saat lem mengering, potong sekitar 0,5 cm dari ujung tabung dengan pisau tajam. Pastikan bahwa semua serat sekarang rata dengan ujung yang terpotong dan tidak surut ke dalam. Semakin bersih potongannya, semakin baik cahaya akan berpindah ke serat.

Untuk membuat ujungnya lebih bersinar, Anda juga bisa melelehkan ujung yang dipotong. Pegang ujung tabung vinil dekat dengan api bersih (oven gas atau korek api tetapi bukan lilin) sampai seratnya sedikit meleleh. Namun berhati-hatilah dan jangan memegangnya terlalu dekat dengan api - Anda tidak ingin membakar tabung. Sekarang ujung serat akan bersinar dua kali lebih terang.

Langkah 9: Pisahkan Serat

Sekarang untaian individu hampir selesai. Untuk rok yang terlihat lebih penuh, kita perlu memisahkan seratnya. Di ujung tabung tempat serat keluar, sebarkan secara merata dan beri lem panas dengan hati-hati di atasnya. Jangan menggunakan terlalu banyak lem atau terlalu dekat dengan lem karena seratnya akan meleleh dan bengkok. Tahan di tempatnya sampai lem mengering.

Langkah 10: Bangun Pemegang Tabung Vinyl

Strip LED memiliki wadah silikon tahan air yang dapat dilepas. Saya mencoba banyak lem yang berbeda tetapi tidak ada yang menempel pada silikon secara permanen. Namun, saya ingin menyimpan kotak silikon untuk perlindungan.

Untuk memasang bundel serat di atas setiap LED, Anda perlu membuat dudukan kecil yang terbuat dari lem panas. Tempatkan untaian serat optik di atas LED dan beri lem panas di sekitar dan di sisi kanan dan kiri tabung – tunggu sampai kering. Ulangi untuk semua helai serat lainnya, satu per satu. Kemudian dengan hati-hati lelehkan lem di samping dan rekatkan 4 hingga 5 tabung bersama - perhatikan jarak antara tabung vinil. Pada akhirnya, setiap bundel serat optik harus berada tepat di atas LED.

Langkah 11: Tabung Pita di Strip dan Sabuk

Pada langkah selanjutnya, potong selotip bebek menjadi strip tipis sepanjang 5 cm dan rekatkan pemegang tabung di sekitar strip dan sabuk LED. Mulailah dengan ujung strip yang memiliki 3 kabel dan biarkan 10 cm sabuk terbuka. Pastikan untuk menempatkan setiap helai tepat di atas LED. Setelah memasang bagian tube holder, pasang bagian selanjutnya dengan proses yang sama seperti langkah terakhir dimana kita membuat holder sendiri. Kemudian lampirkan bagian berikutnya. Jangan menempelkan tiga tabung terakhir dari pemegang terakhir ke strip dan sabuk.

Di ujung dengan 3 kabel, buat lubang kecil di sabuk dan tarik ketiga kabel melalui lubang. Tekuk kabel ke arah tengah strip dan kencangkan beberapa dengan beberapa loop pita. Kami akhirnya akan mengarahkan kabel lebih jauh ke tempat kantong baterai berada.

Langkah 12: Buat Saku Baterai

Untuk baterai dan mikrokontroler, saya menjahit saku kecil. Jika Anda tidak bisa menjahit, cukup potong dua potong kain persegi dan rekatkan. Untuk menempelkannya ke ikat pinggang, saya memotong persegi dengan pegangan dari kain jaring plastik (lihat gambar) – kain biasa juga bisa digunakan. Kotak harus berukuran hampir sama dengan kantong baterai.

Sekarang pilih tempat di mana Anda ingin membawa kantong baterai. Punyaku ada di belakang sedikit ke kanan. Sekarang lepaskan satu lingkaran pita di antara dua tabung vinil tempat Anda ingin meletakkan saku dan dorong pegangan di antara strip LED dan sabuk. Tarik pegangan ke bawah dan jahit atau rekatkan ke kotak. Tempelkan beberapa velcro ke kantong dan dudukan baterai. Juga, jangan lupa untuk merekatkan kembali strip LED ke sabuk.

Saya memilih velcro karena saya ingin dapat mengganti tas baterai tergantung pada pakaian yang saya kenakan. Ada banyak cara lain untuk membuat tas baterai permanen yang lebih aman dan lebih aman.

Langkah 13: Bangun Pengikat Sabuk

Potong sepotong velcro sepanjang 10 cm dan tempelkan potongan kasar di atas sabuk di mana kami membiarkan 10 cm terbuka. Sisihkan potongan kabur untuk nanti.

Karena ikat pinggang agak berat saya takut velcro akan terbuka saat saya memakainya. Untuk dukungan lebih lanjut, saya memotong tiga strip velcro kecil. Di ujung sabuk di mana Anda meninggalkan 3 tabung yang belum direkatkan, rekatkan strip velcro kecil di antara sabuk dan strip LED, sejajar di bawah tabung. Potongan fuzzy harus menempel pada strip LED, sedangkan sisi kasar harus menempel pada sabuk. Potongan kabur harus menonjol di satu sisi, dan potongan kasar harus menonjol di sisi lain. Oleh karena itu, setiap bagian hanya dapat berada di tengah antara sabuk dan strip LED, sebelum menyentuh bagian lainnya. Sisi lengket yang menonjol melewati stip dan sabuk LED dapat dilapisi kain agar tidak lengket lagi.

Dengan beberapa pita pita, kencangkan pemegang tabung vinil terakhir ke sabuk.

Sekarang dapatkan potongan kabur 10 cm yang telah Anda sisihkan. Tempelkan di bawah ikat pinggang di sisi yang sama di mana Anda baru saja meletakkan strip velcro kecil.

Sekarang Anda dapat mencoba rok dan menutup ikat pinggang.

Langkah 14: Unggah Program LED

Sekarang Anda perlu mengunggah program LED ke mikrokontroler Anda.

Karena ada begitu banyak tutorial yang ditulis dengan baik dan terperinci, saya hanya akan membagikan tautannya kepada Anda: Jika Anda memerlukan bantuan lebih lanjut untuk memulai dengan Arduino, belajar tentang Lingkungan Arduino, menghubungkan mikrokontroler ke komputer dan mengunggah program ke Arduino Anda dapat menemukan informasi bermanfaat di situs web Arduino atau Tutorial Flora Adafruit.

Program LED yang bagus untuk memulai adalah Strandtest dari Adafruit. Cukup ikuti tutorialnya, unduh file zip NeoPixel dan tambahkan ke perpustakaan Arduino Anda. Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang LED RGB dan menulis kode Anda sendiri, lihat perpustakaan FastLED. Ini adalah perpustakaan Arduino lain untuk memprogram strip dan piksel LED yang dapat dialamatkan. Lihat komunitas Fast LED untuk melihat beberapa contoh bagus.

Langkah 15: Hubungkan Strip ke Mikrokontroler

Solder kabel +5 V dari sabuk ke pin VBAT pada mikrokontroler, GND ke GND dan kabel data ke pin yang Anda tentukan dalam kode LED yang Anda unggah ke mikrokontroler. Saya memilih pin 6. Untuk memastikan kabel tidak sobek, saya menempelkan Flora ke selembar plastik dan melindungi pin dengan lem panas. Anda juga dapat melihat sakelar tombol kecil di sudut kiri - saya menambahkannya untuk mengubah antara pola LED yang berbeda. Sekarang hubungkan sumber daya Anda ke mikrokontroler dan sabuk LED akan menyala.

Langkah 16: … Hampir Selesai

Hampir selesai! Sekarang Anda dapat memotong serat dengan panjang yang berbeda. Jika Anda menginginkan efek yang berbeda, Anda dapat menggunakan amplas sepanjang serat atau sedikit menekuk serat. Saya mengampelas ujungnya sedikit lebih banyak untuk cahaya yang lebih menyebar ke arah ujungnya.

Terima kasih telah membaca instruksi saya dan bersenang-senang membangun dan mengenakan rok Anda. Jika Anda memiliki pertanyaan atau sesuatu yang tidak jelas, jangan ragu untuk bertanya.