First_Encounter_: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

First_Encounter_ - это интерактивная установка на базе Arduino, разработанная для курса «Проектирование и реализация физических взаимодействий» в KTH в Стокгольме. First_Encounter_ - это подвесная арт-инсталляция, состоящая, в нашем случае, из 20 треугольных модулей. Поскольку используемый код также является модульным, это зависит от вас и вычислительной мощности Arduino, чтобы определить, сколько треугольников вы хотите для своей версии.

Для усердной работы над следующим проектом требуется музыка, это плейлист First_Encounter_:

• Вы еще ничего не видели - Bachman-Turner Overdrive
• Горячие вещи - Донна Саммер
• Вы знаете, Oughta - Аланис Мориссетт
• Лимонное дерево - Сад дураков
• Ослепленные светом - Земное кольцо Манфреда Манна
• Больше, чем чувство - Бостон
• Приходите вместе - The Beatles
• Накачанные пинки - поощряйте людей
• От провода к проводу - Razorlight
• Слова - Bee Gees
• Последний отсчет - Европа

Шаг 1. Горячие продукты

Принадлежности, которые вам нужны. Точная сумма, которая вам понадобится, будет зависеть от количества треугольников, которые вы хотите сделать:

• Древесина для лазерной резки толщиной 4 мм
• Молочно-белый акрил для лазерной резки (2мм)
• Клей для дерева
• Наждачная бумага
• Светодиодная лента NeoPixels, 30 светодиодов на метр, 6 метров (180 светодиодов)
• Алюминиевая фольга
• Электрические провода - ± 70 метров различных цветов
• Электроизоляционная лента
• Сервоприводы - 10x
• Винтовые клеммы - 170 б / у
• Маленькие винты длиной ± 8 мм - 80 б / у
• Arduino UNO
• Коммутационная плата MPR121 Capsense - 2x
• PCA9685 Сервоприводная коммутационная плата
• Черная ткань
• Горячий клей
• Источник питания 5В 12А

Шаг 2: ты знаешь

Толщина акрила и дерева, а также размер треугольника очень важны.

Хотя есть неопиксельные светодиодные ленты толщиной 5 мм, мы посчитали, что они недостаточно яркие для этой цели. Мы использовали светодиодные ленты шириной 10 мм и акрил толщиной 2 мм, в сумме получилось 12 мм. Поэтому толщина стены также должна быть 12 мм, чтобы конструкция работала, в нашем случае получается 3 слоя дерева толщиной 4 мм.

Размер треугольника также зависит от светодиодной ленты, которая у вас есть, или от количества, которое вы хотите припаять. Мы хотели 9 светодиодов на треугольник и выбрали полосу Neopixel из 30 светодиодов на метр, чтобы разместить больший треугольник и уменьшить количество пайки. При такой установке 3 светодиода точно поместятся внутри треугольника без необходимости дополнительной пайки. Со стандартными 60 светодиодами на метр рулона вам нужно сделать треугольники меньшего размера или использовать больше светодиодов с каждой стороны или припаять провода между отдельными светодиодами.

Шаг 3: лимонное дерево

Корпус First_Encounter_ состоит всего из 5 частей, которые мы вырезаем лазерным резаком. Белая передняя панель изготовлена из молочно-белого акрила, стенки корпуса состоят из трех отдельных треугольников и, наконец, есть деревянная задняя панель. К этому шагу прилагается файл Illustrator, который можно использовать для лазерной резки фигур.

Для каждого желаемого треугольника вам нужно склеить треугольники стены вместе. Самый большой треугольник идет внизу, а самый маленький - вверху, образуя форму лестницы. Убедитесь, что внутренняя часть стены как можно более плоская, иначе светодиодная лента не поместится должным образом.

После высыхания клея отшлифуйте внешнюю сторону стены и стороны задней пластины под углом около 30 градусов. Это обеспечит движение, которое мы хотим иметь. Старайтесь, чтобы он был как можно более симметричным и похожим, чтобы обеспечить правильное движение. Если хотите, можете покрасить древесину распылением, чтобы в итоге получить лучшую отделку.

Шаг 4: Ослепленные светом

Наши Neopixels поставлялись в водонепроницаемом корпусе, который необходимо снять, чтобы полоска вошла в треугольник. Отрежьте светодиодную ленту нужной длины для треугольников, в нашем случае - 9 светодиодов. Со стороны входа, как показано стрелками, припаяйте провода ко всем трем точкам контакта (черный = земля, желтый = данные на входе, красный = данные на картинке). С другой стороны, выходной стороны, припаяйте только провод к точке контакта «data out» (зеленый = данные на картинке). Убедитесь, что провода проходят вдоль светодиодной ленты (см. Рисунок), иначе они не войдут! Провода должны быть около 12 см в длину.

Изолируйте концы изолентой, чтобы предотвратить короткое замыкание, потому что они будут прижаты друг к другу.

Наконец, после каждой группы из 3 светодиодов согните полоску в точках отсечки, чтобы сформировать треугольник.

Шаг 5: больше, чем просто чувство

Способ, которым First_Encounter воспринимает, - это емкостное считывание или capsense. Чтобы capsense работал максимально точно, нам понадобится большая масса металла, желательно меди. Однако медь довольно дорогая, поэтому мы использовали гнутую алюминиевую фольгу.

Алюминиевая фольга должна быть сложена треугольником, желательно немного больше, чем пространство внутри стены. В нашей версии мы использовали 24 слоя. Самый простой способ - использовать ненужные треугольники от стены, они точно соответствуют размеру внутренней части стены, поэтому, если сложить правильно, треугольник немного вырастет.

Сложите их в форме буквы S, как показано на рисунке, это позволяет относительно легко сложить треугольник. Если вам нужно сделать много треугольников, может быть полезно склеить их вместе. В конце S-образной формы вы должны растянуть две стороны треугольника, это позволит сохранить его в сложенном виде. Затем отметьте алюминиевую фольгу в том месте, где вам нужно разрезать, а затем с помощью ножниц на самом деле разрежьте ее. Это сохраняет срезы более чистыми, чем при использовании ножа.

Когда вы начнете складывать, вы можете использовать один из треугольников отходов, чтобы получить приблизительный размер первых (нескольких) складок. При складывании держите матовую сторону фольги внутри, а отражающую - снаружи, так светодиодный свет лучше отражается наружу.

Затем сделайте отверстие (при необходимости вы можете использовать простой дырокол для бумаги) в сложенном треугольнике примерно в том же месте, что и отверстие в задней пластине. Отогните два слоя и прикрепите проволоку с большой зачищенной частью. Сложите треугольник и убедитесь, что после этого проволока выходит из отверстия. Свободная часть провода должна быть длиной около 10 см. Наконец, приклейте немного (изоленты) к краям отверстия, это предотвратит их разрыв при проталкивании проводов6.

Шаг 6: соберитесь вместе

Прежде чем продолжить, может быть полезно проверить, правильно ли припаяны светодиодные ленты.

Самый простой способ сборки - положить на стол отшлифованные треугольники стены самой широкой стороной вверх. Поместите акриловый треугольник внутрь стены и убедитесь, что он доходит до стола. Далее вставляем LED-ленту и склеиваем изнутри горячим клеевым пистолетом.

Затем обмотайте края изолентой, чтобы предотвратить случайный контакт между алюминием и светодиодной лентой. Протяните провода от светодиодной ленты через отверстие в алюминиевом корпусе и прикрепите алюминий к треугольнику.

Теперь возьмите ткань и нарисуйте форму, которую хотите создать, с задними пластинами треугольников. Оставьте крошечный промежуток между треугольником, чтобы усилить движение. Затем приклейте задние пластины к одежде в этом месте и немного отрежьте ткань в месте отверстия в спинке.

Наконец протяните провода и прикрутите треугольники на место.

Шаг 7: накачанные удары ногами

Теперь, когда все собрано, мы добавим конструкции движение. Движение будет регулироваться всего 10 сервоприводами. Мы также добавили винтовые клеммы на обратной стороне каждого треугольника, так что система может быть более или менее модульной и простой в ремонте. Важное замечание здесь - убедиться, что провода, выходящие из винтовых клемм, при подвешивании идут вверх, чтобы не мешать движению.

Из-за проблем с весом мы решили прикрепить сервоприводы к небольшому куску дерева и прикрутить его к треугольнику. Мы также помещаем соединения 5 В и заземления сервопривода и светодиодной ленты каждого треугольника в один и тот же винтовой зажим, таким образом, только один провод 5 В и один провод заземления идут вверх от каждого треугольника.

Шаг 8: Подключите к проводу

Схема разводки выглядит довольно сложной, но на самом деле вполне выполнима. Питание было разделено на 5 групп, 1 группа для Arduino и коммутационных плат и 4 группы для всей установки. Нумерация треугольников начинается с верхнего левого треугольника, если смотреть спереди. Поэтому нумерация на схеме кажется обратной.

По сути, от каждой панели наверх идут 4 провода:

• 2 провода для питания (5 В и земля) светодиодов и сервопривода.
• 1 провод для вывода данных capSense
• 1 провод для ввода данных сервопривода

Очень важно, чтобы первый треугольный провод capsense был подключен к первой плате capsense и первой точке входа. Они должны быть в порядке, иначе освещение светодиодов не будет работать должным образом. Светодиоды подключены последовательно (зеленый провод проходит через треугольники), поэтому крышка и номер панели должны соответствовать, то же самое верно и для серводвигателей.

Мы установили блок питания и несколько винтовых клемм на деревянную раму, чтобы минимизировать влияние движения на соединения.

Когда проводка закончена, вы можете надеть сервоголовки и соединить их с соединенными треугольниками.

Шаг 9: слова

Это код Arduino

Укажите количество треугольников, которые вы построите здесь:

#define N_TRIANGLES 20

Укажите количество сервоприводов, которые вы использовали здесь:

#define N_SERVOS 10

Укажите количество используемых вами светодиодов:

#define N_LEDs 180

Желаемая скорость анимации (треугольник становится белым):

#define hueSpeed 2

Шаг 10: последний отсчет

Спасибо и получайте удовольствие