इंटरएक्टिव एलईडी लैंप - तन्यता संरचना + Arduino: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह टुकड़ा एक आंदोलन-उत्तरदायी दीपक है। एक न्यूनतम तन्यता मूर्तिकला के रूप में डिज़ाइन किया गया, दीपक पूरी संरचना के अभिविन्यास और आंदोलनों के जवाब में रंगों के अपने विन्यास को बदलता है। दूसरे शब्दों में, इसके अभिविन्यास के आधार पर, दीपक एक निश्चित रंग, चमक और प्रकाश मोड में बदल जाता है।

जब icosahedron घूमता है (अपनी धुरी पर), तो यह एक आभासी गोलाकार रंग बीनने वाले से एक मान का चयन करता है। यह रंग बीनने वाला दिखाई नहीं दे रहा है, लेकिन वास्तविक समय में रंग समायोजन होता है। इस प्रकार, आप यह पता लगा सकते हैं कि प्रत्येक रंग अंतरिक्ष में कहाँ स्थित है, जबकि आप टुकड़े के साथ खेलते हैं।

इकोसाहेड्रल आकार 20 चेहरे के विमान प्रदान करता है और तनाव संरचना इसे 6 अतिरिक्त दृष्टिकोण प्रदान करती है। यह कुल 26 संभावित रंग प्रदान करता है जब दीपक एक सपाट सतह पर रहता है। जब आप दीपक को हवा में घुमाते हैं तो यह संख्या बढ़ जाती है।

सिस्टम को तीन अक्ष एक्सेलेरोमीटर से जुड़े प्रो ट्रिंकेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। प्रकाश आरजीबीडब्ल्यू एलईडी स्ट्रिप्स द्वारा प्रदान किया जाता है, जो व्यक्तिगत रूप से रंग और सफेद चमक मूल्य को नियंत्रित कर सकता है। माइक्रोप्रोसेसर, सेंसर और लाइटिंग सिस्टम सहित पूरा सर्किट 5v पर काम करता है। सिस्टम को पावर देने के लिए, 10A तक के स्रोत की आवश्यकता होती है।

दीपक में प्रयुक्त मुख्य तत्वों की सूची निम्नलिखित है:

- एडफ्रूट प्रो ट्रिंकेट - 5वी

- एडफ्रूट LIS3DH ट्रिपल-एक्सिस एक्सेलेरोमीटर

- एडफ्रूट नियोपिक्सल डिजिटल आरजीबीडब्ल्यू एलईडी पट्टी - व्हाइट पीसीबी 60 एलईडी/एम

- 5V 10A स्विचिंग बिजली की आपूर्ति

यह आंदोलन-उत्तरदायी लैंप एक लंबी व्यक्तिगत परियोजना का पहला संस्करण या प्रोटोटाइप है। यह प्रोटोटाइप पुनर्नवीनीकरण सामग्री से बना था। डिजाइन और निर्माण प्रक्रियाओं के दौरान, मैंने सफलताओं और गलतियों से सीखा। इन्हें ध्यान में रखते हुए, अब मैं अगले संस्करण पर काम कर रहा हूं जिसमें अधिक बुद्धिमान संरचना और मजबूत सॉफ्टवेयर होगा।

मैं LACUNA LAB समुदाय को परियोजना के विकास के दौरान उनकी मदद, विचारों और सुझावों के लिए धन्यवाद देना चाहता हूं।

आप मेरे काम का अनुसरण यहां कर सकते हैं:एक्शन-आईओ / टम्बलरेक्शन-स्क्रिप्ट / जीथब

चरण 1: विचार

यह परियोजना कुछ समय के लिए मेरे दिमाग में खेले गए कई विचारों का परिणाम थी।

जब से मैंने शुरू किया है, अवधारणा बदल गई है, प्रारंभिक परियोजना विकसित हुई और वास्तविक आकार ले लिया।

प्रारंभिक दृष्टिकोण अंतःक्रिया के साधन के रूप में ज्यामितीय आकृतियों में रुचि था। इसके डिजाइन के कारण, इस लैंप के कई बहुभुज चेहरे इनपुट विधि के रूप में काम करते हैं।

पहला विचार एक गतिशील प्रणाली का उपयोग करना था ताकि आईकोसाहेड्रोन को स्थानांतरित करने के लिए मजबूर किया जा सके। इसे एक इंटरैक्टिव एप्लिकेशन या सोशल मीडिया उपयोगकर्ताओं द्वारा नियंत्रित किया जा सकता था।

एक और संभावना यह होती कि एक आंतरिक संगमरमर या गेंद अलग-अलग बटन या सेंसर को दबाती और इस प्रकार टुकड़े के हिलने पर यादृच्छिक इनपुट उत्पन्न करती।

तनावपूर्ण संरचना बाद में हुई।

इस निर्माण पद्धति ने मुझे मोहित किया: जिस तरह से संरचना के हिस्से एक दूसरे को संतुलित रखते हैं। यह देखने में बहुत ही मनभावन होता है। पूरी संरचना आत्म संतुलित है; टुकड़े एक दूसरे को सीधे स्पर्श नहीं करते हैं। यह सभी तनावों का योग है जो टुकड़ा बनाता है; यह बढ़िया है!

जैसा कि प्रारंभिक डिजाइन बदल गया है; परियोजना आगे बढ़ती है।

चरण 2: संरचना

जैसा कि मैंने पहले उल्लेख किया है, यह पहला मॉडल पुनर्नवीनीकरण सामग्री से बना था जिसे त्याग दिया जाना था।

लकड़ी के बोर्ड जो मैंने सड़क पर मिले एक स्लेटेड बिस्तर से लिए थे। गोल्डन ट्रिम्स एक पुराने लैंप की बांह का हिस्सा थे और रबर बैंड के लिए स्टॉपर्स ऑफिस क्लिप हैं।

वैसे भी, संरचना का निर्माण काफी सरल है और कदम किसी भी तनावग्रस्त क्षेत्र के समान हैं।

मैंने बोर्डों के साथ जो किया वह उन्हें दो के समूहों में एक साथ लाने के लिए है। सोने के स्पेसर के साथ एक "सैंडविच" बनाना, एक ऐसा गैप छोड़ना जहां से रोशनी चमके।

परियोजना के आयाम पूरी तरह से परिवर्तनशील हैं और यह उस संरचना के आकार पर निर्भर करेगा जिसे आप बनाना चाहते हैं। इस परियोजना के चित्रों से लकड़ी की छड़ें 38 सेमी लंबी और 38 मिमी चौड़ी हैं। बोर्डों के बीच की दूरी 13 मिमी है।

लकड़ी के बोर्डों को समान रूप से काटा गया, रेत से (पुरानी पेंट परत को हटाने के लिए) और बाद में दोनों सिरों पर छिद्रित किया गया।

इसके बाद, मैंने बोर्डों को देहाती अंधेरे वार्निश के साथ दाग दिया। टुकड़ों में शामिल होने के लिए मैंने 5 मिमी थ्रेडेड रॉड का उपयोग किया, प्रत्येक तरफ एक गाँठ के साथ 5 सेमी और 5 मिमी के वर्गों में काटा।

टेंशनर लाल रबर बैंड हैं। रबर को सलाखों से जोड़ने के लिए, मैंने एक छोटा सा छेद बनाया जिसके माध्यम से मैंने बैंड को पास किया और फिर उसे एक डाट से फंसा दिया। यह बोर्डों को स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ने से रोकता है और संरचना को विघटित करने के लिए स्थानांतरित किया जाता है।

चरण 3: इलेक्ट्रॉनिक्स और लाइट्स

इलेक्ट्रॉनिक घटकों के विन्यास को 5v का उपयोग करके पूरे सिस्टम में तर्क और फीडिंग दोनों, समान वोल्टेज बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सिस्टम को तीन अक्ष एक्सेलेरोमीटर से जुड़े प्रो ट्रिंकेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। प्रकाश आरजीबीडब्ल्यू एलईडी स्ट्रिप्स द्वारा प्रदान किया जाता है, जो व्यक्तिगत रूप से रंगों और सफेद चमक मूल्यों को नियंत्रित कर सकता है। माइक्रोप्रोसेसर, सेंसर और लाइटिंग सिस्टम सहित पूरा सर्किट 5v पर काम करता है। सिस्टम को पावर देने के लिए, 10A तक के स्रोत की आवश्यकता होती है।

प्रो ट्रिंकेट 5V Atmega328P चिप का उपयोग करता है, जो Arduino UNO में समान कोर चिप है। इसमें भी लगभग समान पिन हैं। तो यह वास्तव में तब उपयोगी होता है जब आप अपनी यूएनओ परियोजना को छोटे-छोटे स्थानों पर लाना चाहते हैं।

LIS3DH एक बहुमुखी सेंसर है, इसे +-2g/4g/8g/16g में पढ़ने के लिए पुन: कॉन्फ़िगर किया जा सकता है और यह टैप, डबल-टैप, ओरिएंटेशन और फ्री फॉल डिटेक्शन भी लाता है।

NeoPixel RGBW LED स्ट्रिप ह्यू कलर और व्हाइट इंटेंसिटी को अलग-अलग मैनेज कर सकती है। एक समर्पित सफेद एलईडी के साथ, आपको सफेद रोशनी के लिए सभी रंगों को संतृप्त करने की आवश्यकता नहीं है, यह आपको सफेद को अधिक शुद्ध और चमकदार बनाता है और इसके ऊपर यह ऊर्जा बचाता है।

तारों के लिए और घटकों को एक साथ जोड़ने के लिए मैंने केबल पास करने और क्रिम्प्स और कनेक्टर हाउसिंग का उपयोग करके नर और मादा पिन के साथ सॉकेट बनाने का फैसला किया।

मैंने ट्रिंकेट को एक्सेलेरोमीटर से एसपीआई को डिफ़ॉल्ट कॉन्फ़िगरेशन के साथ फेंक दिया। इसका मतलब विन को 5V की बिजली आपूर्ति से जोड़ना है। GND को कॉमन पावर/डेटा ग्राउंड से कनेक्ट करें। SCL (SCK) पिन को डिजिटल #13 से कनेक्ट करें। एसडीओ पिन को डिजिटल #12 से कनेक्ट करें। एसडीए (एसडीआई) पिन को डिजिटल #11 से कनेक्ट करें। सीएस पिन डिजिटल #10 कनेक्ट करें।

एलईडी पट्टी को केवल एक पिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो #6 पर जा रही है और जमीन और 5v सीधे बिजली आपूर्ति एडाप्टर में जाती है।

सभी दस्तावेज जिनकी आपको आवश्यकता हो सकती है, आपको एडफ्रूट पेज पर अधिक विस्तृत और बेहतर तरीके से समझाया जाएगा।

बिजली की आपूर्ति एक महिला डीसी एडाप्टर से जुड़ी है जो एक साथ माइक्रोकंट्रोलर और एलईडी पट्टी को खिलाती है। इसके अलावा इसमें "स्विच ऑन" पल में सर्किट को अस्थिर धारा से बचाने के लिए एक संधारित्र होता है।

लैंप में 6 लाइट बार हैं, लेकिन एलईडी स्ट्रिप्स एक ही लंबे बैंड में आती हैं। एलईडी बैंड को 30 सेमी (18 एलईडीएस) के वर्गों में काटा गया था और फिर शेष सर्किट से मॉड्यूलर रूप से कनेक्ट करने के लिए नर और मादा 3 पिन के साथ वेल्डेड किया गया था।

इस परियोजना के लिए मैं 5v - 10A बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर रहा हूं। लेकिन आपके द्वारा आवश्यक एल ई डी की संख्या के आधार पर आपको सिस्टम को खिलाने के लिए आवश्यक वर्तमान की गणना करने की आवश्यकता होगी।

टुकड़े के पूरे प्रलेखन के दौरान, आप देख सकते हैं कि एलईडी में प्रति एलईडी 80mA है। मैं कुल 108 एलईडी का उपयोग कर रहा हूं।

चरण 4: कोड

योजना काम काफी सरल है। एक्सेलेरोमीटर x, y, z अक्ष पर गति की जानकारी प्रदान करता है। अभिविन्यास के आधार पर, एल ई डी के आरजीबी मूल्यों को अद्यतन किया जाता है।

कार्य को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया गया है।

• सेंसर से रीडिंग करें। बस एपीआई का उपयोग करें।
• त्रिकोणमिति द्वारा, "रोल और पिच" के मानों को हल करें। आप मार्क पेडले द्वारा इस दस्तावेज़ में बहुत अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
• रोटेशन मानों से संबंधित संबंधित रंग प्राप्त करें। उसके लिए हम एचएसएल-आरजीबी रूपांतरण फ़ंक्शन का उपयोग करके 0-360 आरजीबी मान की ओर मुड़ते हैं। सफेद रोशनी और रंग संतृप्ति की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए पिच के मूल्य का उपयोग विभिन्न पैमानों पर किया जाता है। रंग बीनने वाले गोले के विपरीत गोलार्द्ध पूरी तरह से सफेद होते हैं।
• रोशनी के बफर को अपडेट करें जो अलग-अलग एलईडी रंगों की जानकारी संग्रहीत करता है। इस जानकारी के आधार पर, बफर नियंत्रक एक एनीमेशन बनाएगा या पूरक रंगों के साथ प्रतिक्रिया करेगा।
• अंत में रंग दिखाएं और एलईडी को रिफ्रेश करें।

प्रारंभ में, विचार एक रंग क्षेत्र बनाने का था जहां आप कोई भी रंग चुन सकते थे। रंगीन चक्र को मध्याह्न रेखा पर रखना और गहरे और हल्के स्वरों को ध्रुव की ओर करना।

लेकिन जल्दी ही इस विचार को खारिज कर दिया गया। क्योंकि एलईडी अलग-अलग टोन बनाते हैं, प्रत्येक आरजीबी एलईडी को बंद और जल्दी से जलाते हैं, जब गहरे रंगों का प्रतिनिधित्व करने के लिए कम मान दिए जाते हैं, तो एलईडी बहुत खराब प्रदर्शन देते हैं और आप देख सकते हैं कि वे कैसे चमकना शुरू करते हैं। इससे रंग के गोले का गहरा गोलार्द्ध ठीक से काम नहीं कर पाता है।

फिर मैं वर्तमान में चयनित स्वर में पूरक रंग प्रदान करने का विचार लेकर आया।

तो, एक गोलार्द्ध 50% रोशनी 90 ~ 100% संतृप्ति से एक पहिया का एक मोनोक्रोमैटिक रंग मान चुन रहा है। इस बीच, दूसरी तरफ, एक ही रंग-स्थिति से एक रंग ढाल चुनता है, लेकिन ढाल के दूसरी तरफ, इसके पूरक रंग को जोड़ता है।

सेंसर से डेटा का पठन कच्चा है। दीपक के शोर और कंपन को सुचारू करने के लिए एक फिल्टर लगाया जा सकता है। फिलहाल, मुझे यह दिलचस्प लगता है क्योंकि यह अधिक अनुरूप दिखता है, किसी भी स्पर्श पर प्रतिक्रिया करता है और पूरी तरह से स्थिर होने में एक सेकंड लेता है।

मैं अभी भी कोड पर काम कर रहा हूं और नई सुविधाओं को जोड़ रहा हूं और एनिमेशन को अनुकूलित कर रहा हूं।

आप मेरे जीथब खाते पर कोड के नवीनतम संस्करण देख सकते हैं।

चरण 5: रैपिंग अप

अंतिम असेंबली काफी सरल है। एलईडी स्ट्रिप्स के सिलिकॉन कवर को दो घटक एपॉक्सी चिपकने वाले के साथ सलाखों में चिपकाएं और श्रृंखला में 6 भागों को एक के पीछे एक कनेक्ट करें।

उस बिंदु को ठीक करें जहां आप घटकों को लंगर डालना चाहते हैं और एक्सेलेरोमीटर और प्रो ट्रिंकेट को लकड़ी से पेंच करना चाहते हैं। मैंने पिंस के निचले हिस्से की सुरक्षा के लिए प्लास्टिक स्पेसर का इस्तेमाल किया। अधिक एपॉक्सी एपॉक्सी चिपकने वाले सलाखों के स्थान के बीच बिजली आपूर्ति एडाप्टर ठीक से तय किया गया है। फिट करने के लिए डिज़ाइन किया गया था और दीपक के घूमने पर इसे हिलने से रोकता है।

अवलोकन और सुधार

परियोजना के विकास के दौरान समस्याओं को हल करने के तरीकों के बारे में नए विचार सामने आए हैं। मुझे कुछ डिज़ाइन दोषों या भागों का भी एहसास हुआ जिन्हें सुधारा जा सकता है।

अगला कदम जो मैं उठाना चाहूंगा, वह है उत्पाद की गुणवत्ता और फिनिश में सुधार; ज्यादातर संरचना में। मैं बेहतर स्ट्रक्चर के बारे में और भी सरल विचारों के साथ आता हूं, डिजाइन के हिस्से के रूप में टेंसर को शामिल करता हूं और घटकों को छुपाता हूं। इस संरचना के लिए 3डी प्रिंटर और लेजर कटर जैसे अधिक शक्तिशाली उपकरणों की आवश्यकता होगी।

मेरे पास अभी भी संरचना के साथ तारों को छिपाने का तरीका लंबित है। और अधिक कुशल ऊर्जा खपत में काम करें; खर्च कम करने के लिए जब दीपक लंबे समय तक काम कर रहा हो और प्रकाश व्यवस्था नहीं बदल रहा हो।

लेख पढ़ने और मेरे काम में आपकी रुचि के लिए धन्यवाद। मुझे आशा है कि आपने इस परियोजना से उतना ही सीखा जितना मैंने सीखा।