Motion Reactive Surfboard LED Strips: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันกับเพื่อนบางคนค้นพบการโต้คลื่นในแม่น้ำ การใช้ชีวิตในมิวนิก เราโชคดีที่มีคลื่นแม่น้ำสามลูกที่เล่นเซิร์ฟได้ท่ามกลางจุดโต้คลื่น Eisbach ที่มีชื่อเสียง ข้อเสียของการเล่นกระดานโต้คลื่นในแม่น้ำคือมันค่อนข้างจะเสพติด ดังนั้นฉันจึงไม่ค่อยมีเวลาสำหรับงานอดิเรกอื่นๆ ของฉัน รวมถึงการสร้างโปรเจ็กต์อิเล็กทรอนิกส์ จนกระทั่งเพื่อนของฉันมีความคิดที่ดีในการติดตั้งกระดานโต้คลื่นพร้อมแถบ LED สำหรับการท่องกลางคืนครั้งแรกของเรา แผนของเราคือไม่เพียงแค่ทำให้กระดานโต้คลื่นสว่างขึ้นเท่านั้น แต่ยังติดตั้งไจโรสโคปเพื่อให้ตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวของกระดานด้วย

เสบียง:

• 5 ม. WS2812B แถบ LED, IP68, 60 LEDs/m
• Arduino นาโน
• MPU6050 ไจโรสโคป 3 แกน (เช่น ebay.de)
• แบตเตอรี่ 18650 (เช่น ebay.de)
• เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ TP4056 พร้อมวงจรป้องกันการคายประจุเกิน (เช่น ebay.de)
• โมดูลสเต็ปอัพ 3.7V ถึง 5V, >1.5A (เช่น ebay.de)
• กล่องทัปเปอร์แวร์
• 3 พิน ขั้วต่อซุปเปอร์ซีล (เช่น ebay.de)
• กาวอีพ็อกซี่
• ซิลิโคน
• เทปล็อคคู่ 3M (เช่น ebay.de)
• กาวร้อน
• เครื่องรัดสาย

ขั้นตอนที่ 1: เตรียมกระดานโต้คลื่น

เราใช้แผ่นโฟม 7' ราคาถูกจริงๆ สำหรับโปรเจ็กต์นี้ ซึ่งเป็นบอร์ดแรกที่เราซื้อสำหรับคลื่น Eisbach ขนาดเล็ก (หรือที่รู้จักในชื่อ E2) เราต้องการติดแถบ LED ยาวหนึ่งเส้นที่ด้านข้างของกระดานโต้คลื่น ในขั้นแรก เราเอาชั้นโฟมบนสุดออกด้วยเครื่องมือโรตารี่ ขอแนะนำให้ใช้หน้ากากช่วยหายใจเนื่องจากขั้นตอนดังกล่าวทำให้อพาร์ตเมนต์ของเพื่อนฉันเต็มไปด้วยฝุ่นสีน้ำเงิน การมีแถบ LED ที่จมอยู่ในกระดานโต้คลื่นช่วยป้องกันความเสียหายเมื่อคุณกระแทกกระดานกับผนังโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งเกิดขึ้นบ่อยมากในระหว่างการโต้คลื่นในแม่น้ำ

ขั้นตอนที่ 2: ติดกาวแถบ LED

การติดแถบ LED นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากกาวจำนวนมากไม่สามารถเกาะติดกับซิลิโคนที่ปิดแถบได้ดี หลังจากความพยายามล้มเหลวด้วยกาวร้อนและกาวเอนกประสงค์ ในที่สุดเราก็เลือกใช้อีพ็อกซี่สององค์ประกอบที่มีความหนืดสูง นอกจากนี้เรายังต้องย่อแถบ LED ให้สั้นลงเล็กน้อยที่ปิดท้ายด้วยซิลิโคน น่าเสียดายที่หลังจากการโต้คลื่นครั้งแรก อีพ็อกซี่ก็หลุดออกมาอีกครั้ง ดังนั้นเราจึงวางแผนที่จะปิดส่วนบนของแถบด้วยซิลิโคนหรืออีพ็อกซี่โปร่งใส

ขั้นตอนที่ 3: การเตรียมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เดิมทีเราต้องการใช้พาวเวอร์แบงค์เพื่อจ่ายไฟ 5V ที่จำเป็นสำหรับการจ่ายไฟให้กับ Arduino และแถบ LED และ อย่างไรก็ตาม powerbanks ส่วนใหญ่จะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อการวาดปัจจุบันต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ไม่สะดวกเล็กน้อย ในที่สุด เราก็เปลี่ยนพาวเวอร์แบงค์เป็นแบตเตอรี่ 18650, บอร์ด TP4056 และโมดูลสเต็ปอัพ 3.7V ถึง 5V ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกบูสต์คอนเวอร์เตอร์ที่สามารถรองรับการดึงแถบ LED ในปัจจุบัน หรือปรับความสว่างของไฟ LED ตามนั้น โมดูลสเต็ปอัพ 1.5A ของเราไม่มีกำลังเพียงพอเมื่อตั้งค่าความสว่าง LED เป็น >50%

ปรากฎว่าไม่ใช่โมดูลสเต็ปอัพที่จำกัดกระแสไฟขาออก แต่เป็นการป้องกันกระแสไฟเกินบนโมดูล TP4056 ฉันแทนที่ด้วยโมดูล TP4056 ที่ไม่มีการป้องกันการคายประจุมากเกินไป

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดถูกติดตั้งบนบอร์ดที่สมบูรณ์แบบและเชื่อมต่อที่ด้านล่างด้วยลวดทองแดงสีเงิน ฉันยังเพิ่มสวิตช์สไลด์หลังจากตัวแปลงบูสต์

ขั้นตอนที่ 4: ตู้กันน้ำสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แผนของฉันคือการสร้างกล่องพิมพ์ 3 มิติที่ดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอ่านบทแนะนำที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับวิธีการออกแบบงานพิมพ์ 3 มิติแบบกันน้ำ (ดูที่นี่และที่นี่) น่าเสียดายที่ฉันไม่สามารถปิดฝากล่องให้ปิดสนิทได้โดยใช้ยางโอริงหรือซิลิโคน และเลิกใช้หลังจากพยายามไม่สำเร็จสามครั้ง ในที่สุด เราก็ใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงในกล่องทัปเปอร์แวร์ ทำรูสำหรับสายเคเบิล แล้วปิดผนึกด้วยกาวร้อนและซิลิโคน ถ้าฉันต้องทำซ้ำ ฉันอาจจะซื้อกล่องหุ้มที่มีระดับ IP68 ที่มีการป้อนผ่านสายเคเบิล

ขั้นตอนที่ 5: รหัส Arduino

รหัส Arduino ที่แนบมานั้นค่อนข้างเรียบง่ายและสร้างขึ้นจากไลบรารี FastLED และ Adafruit MPU6050 ไฟ LED จะตอบสนองต่างกันเมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหวต่อไปนี้

• เลี้ยวซ้าย/ขวา: จุดสีที่กวาดไปมาบนด้านที่กระดานหันไป
• ยืน: แอนิเมชั่น "ลูกปา" ของ FastLED
• สูบน้ำ: ลายรุ้งกระพริบ
• โต้คลื่นตรง: แอนิเมชั่น "รุ้งระยิบระยับ" ของ FastLED

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่อทุกอย่าง

เราไม่ต้องการให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ติดอยู่กับแถบ LED อย่างถาวร แต่มีตัวเชื่อมต่ออยู่ระหว่างนั้น หลังจากค้นหาตัวเชื่อมต่อที่ได้รับการจัดอันดับ IP68 มาระยะหนึ่ง เราก็ตัดสินใจใช้ตัวเชื่อมต่อที่เรียกว่า superseal สิ่งเหล่านี้ได้รับการจัดอันดับเป็น IP67 เท่านั้น แต่มีขนาดเล็กกว่าและราคาถูกกว่าตัวเชื่อมต่อ IP68 ส่วนใหญ่ที่เราพบ นอกจากการซีลที่มาพร้อมกับตัวเชื่อมต่อแล้ว เรายังปิดผนึกด้วยอีพ็อกซี่อีกด้วย

สุดท้าย กล่องอิเล็กทรอนิกส์ติดอยู่ที่ด้านบนของกระดานโต้คลื่นด้วยเทปล็อคคู่ 3M และยึดด้วยสายเคเบิล ในท้ายที่สุด ทุกอย่างดูไม่ค่อยทันเหตุการณ์เพราะเรากระตือรือร้นที่จะทำสิ่งต่างๆ ให้เสร็จอย่างรวดเร็วเพื่อที่เราจะได้ลองใช้บอร์ดนี้

ขั้นตอนที่ 7: ท่อง

เราเพิ่งทำกระดานเสร็จไม่ทันจะได้ลองเล่นเซิร์ฟกลางคืนครั้งแรกของเรา ในที่สุดเกือบทุกอย่างผิดพลาด เมื่อเรามาถึงคลื่นก็เหลือคนเพียงคนเดียวที่มีสปอตไลท์ นอกจากนี้เรายังตระหนักว่าแถบ LED จะดับลงหลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งนาที เนื่องจากกระแสไฟสูงเกินไปสำหรับโมดูลแบบสเต็ปอัพ หลังจากแฮ็คบอร์ดใหม่อย่างรวดเร็วโดยเชื่อมต่อแบตเตอรี่โดยตรงกับอินพุต 5V ของ Arduino และแถบ LED และรักษาความปลอดภัยทุกอย่างด้วย Sellotape จำนวนมาก เราก็โชคดีที่มีผู้คนจำนวนมากขึ้นที่มีสปอตไลท์มาถึงแม่น้ำ บอร์ดกำลังทำงานและเรามีเซสชั่นการโต้คลื่นที่ยอดเยี่ยม

หลังจากนั้น เราพบว่าสายยางซิลิโคนที่ปิดไฟ LED มีรูค่อนข้างบาง อีพ็อกซี่หลวมและขั้วต่อไม่กันน้ำ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องมหัศจรรย์ที่แถบ LED ทำงานจนสุดทาง ตอนนี้ได้เวลาซ่อมแซมและปรับปรุงกระดานสำหรับโต้คลื่นในคืนถัดไป

ขั้นตอนที่ 8: อัปเดต

ฉันยังติดแถบ LED เล็กๆ ไว้ที่บอร์ดขนาด 5 ฟุตของฉันสำหรับวันปิดฤดูกาลที่Floßlände

แถบ LED ถูกใส่ในท่อพีวีซีใสและปิดผนึกด้วยซิลิโคน ฉันติดสายยางที่มีตัวรัดสายเคเบิลและที่ยึดสายเคเบิลแบบมีกาวในตัวเข้ากับบอร์ด

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกใส่ในกล่องที่ผ่านการรับรอง IP68 พร้อมการป้อนสายเคเบิล กล่องถูกติดด้วยเทปกาวสองหน้า ทุกอย่างถือดี แต่ฉันสามารถเอาออกได้ในภายหลัง